а. Механический метод
Борьба с биологическими обрастаниями в циркуляционных трактах электростанций, работающих как на морских, так и на пресных водах, в настоящее время ведется в основном механическим путем. Для этой цели используются разнообразные скребки, ерши и другие приспособления, предназначенные для периодической ручной очистки омываемых поверхностей от биологических обрастаний. Такой метод чрезвычайно трудоемок, мало производителен и не всегда применим, так как отключение циркуляционных насосов связано с уменьшением расхода воды, т.е. и. с ограничением мощности турбин или пережогом топлива. Кроме того, ручная чистка производится в основном на водоводах большого диаметра. Тем не менее механические методы очистки водоводов от обрастаний в настоящее время неизбежны и широко применяются.
В связи с этим необходимо разрабатывать и использовать имеющиеся механизированные приспособления для борьбы с обрастаниями. Примером таких приспособлений может быть специально, изготовленный щитковый очистительный снаряд, которым на одной из прикаспийских ТЭЦ были очищены от биологических обрастаний вместе с механическими примесями [Л.49] два водовода диаметром 1800 мм, длиной 600м.
По литературным данным [Л.49, 50], для очистки трубопроводов от биообрасганий используются также гидропневматический снаряд, скребковые очистители, и другие механизированные приспособления, широко применяющиеся в коммунальных водопроводных сетях.
Наиболее интенсивное заселение трактов циркуляционного водоснабжения ракушками возможно лишь в период наличия личинок в циркуляционной воде. Личинки в массовом количестве могут появляться с мая по октябрь, а потому активные меры борьбы с обрастаниями необходимо проводить именно в этот период. Периодичность обработок можно задавать по методу, предложенному для Куйбышевской ГЭС. Суть данного метода заключается в том, что уничтожение- ракушек, необходимо проводить в то время, когда особи дрейсены имеют еще малые размеры и могут свободно выноситься током воды через самые малые отверстия системы водоснабжения. Предварительно перед внедрением этого, метода в производство необходима механически уничтожить застарелые двух-трехлетние обрастания, с тем чтобы начать борьбу с вновь поселившимися мелкими особями дрейсены, более чувствительными, например, к ядохимикатам и физическим мерам борьбы с ними. Можно задать определенную периодичность при уничтожении обрастаний в трактах водоснабжения. При этом необходимо учитывать внутренний диаметр трубок маслоохладителей и возможную величину ракушек. Так, например, если маслоохладители М-60 или МП-65 с внутренним диаметром трубок 17 мм, а величина отдельных особей дрейсены, поселившихся на чистый водовод, может достигнуть 2-2, 2 мм за I мес., то с большим запасом можно принять периодичность уничтожения дрейсены один раз в месяц. В этом случае при уничтожении ее, например, химическим или физическим методом, отрывающиеся от омываемых поверхностей особи величиной 2-2, 2 мм будут свободно проноситься током воды сквозь отверстия маслоохладителей. При такой периодичности требовалось бы провести шесть обработок в течение весенне-летне-осеннего периода. Если учитывать, что размер дрейсены за два месяца увеличится на 1-2 мм, т.е. она будет достигать 3-4 мм, то практически время между обработками воды химикатами или физическим методом можно увеличить до 2 мес. без нанесения ущерба производству. При такой периодичности необходимо проводить одну обработку после зимнего периода (апрель) и две-три - в течение весенне-летне-осеннего периода (в середине июня, августа и октября). *
*Внутренний диаметр трубок конденсаторов можно не учитывать, так как он всегда больше диаметра трубок маслоохладителей.б. Физический метод
В последние годы для борьбы с биологическими обрастаниями начали экспериментально применять ряд физических методов. Представляет интерес применение защитных электрофильтров. Суть этого метода заключается в создании сплошного электрического поля по всему сечению воды, поступающей на насосную станцию. Характер поля может быть различным в зависимости от того, каким током оно образовано - постоянным, переменным или импульсным. Такие электрофильтры могут быть выполнены в виде гребенок, между соседними электродами которых образуется сплошное электрическое поле, при- ‘чем напряженность его в каждом отдельном случае зависит от многих физико-химических факторов. По данным [Л.51], для гибели всей дрейсены расход энергии составляет более 61-69 кВт.ч/м3 воды, поступающей в систему технического водоснабжения при напряженности поля 7-8 в/см для летних температур воды. Как видно из этих данных, при большом расходе воды потребуется большой расход электроэнергии.
Проводятся также эксперименты по применению ультразвука и электрогидравлического эффекта (ЭГЭ). Принцип применения ультразвука основан на озвучивании поверхностей и организмов высокочастотными колебаниями. Для достижения желаемого эффекта очень важно правильно выбрать параметры звукового поля, обеспечивающие поражение личинок дрейсены и обрастания водоводов. По данным Любяноза [Л.43], гибель дрейсены наступает при мощности ультразвука 3-5 вт/см и выше. Электрогидравлический эффект возникает вследствие высоковольтного разряда [Д.52] в воде, вызывающего мощный поток ультразвука широкой полосы с созданием кавитационного импульса. По экспериментальным данным установлено, что организмы погибают в области разряда. Однако высоковольтная установка (40 кВт), смонтированная на циркуляционном водоводе Севастопольской ГРЭС, при испытаниях не дала положительных результатов. Исследования в этом направлении продолжаются.
Известно, что против коррозии обрастания корпусов судов применяется катодная защита. Она используется также и в трактах водоснабжения. Суть катодной защиты сводится к созданию внутри водовода электрического поля, обусловливающего катодную поляризацию-внутренних поверхностей. Экспериментальные работы по использованию катодной защиты для борьбы с обрастаниями и коррозией в трактах водоснабжения электростанций ведутся на Приднепровской ГРЭС научно-исследовательским институтом гидробиологии Днепропетровского университета. По его данным [Л.43], при плотности тока 0, 078-0, 6156 а/м личинки дрейсены на катодно-поляризованной поверхности не оседают.
Все перечисленные методы не вышли из стадии лабораторных опытов и дальнейшая разработка их представляет практический интерес.
Известен еще метод уничтожения обрастаний горячей водой. Исследованиями [Л.44, 46, 55, 56] установлено, что при температуре вода 42°С гибель всех личинок дрейсены наступает в течение 5 сек. При температуре 40-45°С дрейсена любых размеров гибнет в течение 10 мин. Этот метод вполне может быть применен на тепловых электростанциях, так как для получения воды с указанной температурой требуются минимальные затраты. До сих пор применение этого метода влекло за собой усложнение схемы циркуляционного водоснабжения, т.к. требовалась установка дополнительных перемычек и запорной арматуры установка дополнительных насосов для подачи горячей воды, затрата тепла на подогрев воды до нужной температуры.
В настоящее время инженерами А. Я. Свердловым, О.В. Кикишем, И.И.Молчановым и Б.А.Шиманским разработан новый метод подачи горячей воды, применимый на электростанциях с блочными схемами технического водоснабжения. Сущность метода заключается в тон, что для борьбы с биообрастаниями используется вода, вторично нагретая в конденсаторе до 45-49°С и текущая в обратном направлении за счет силона в циркуляционных водоводах после отключения электродвигателя циркуляционного насоса.
В блочных схемах на конденсаторе работают по два насоса, каждый на свой водовод и конденсатор либо на изолированную по воде половину конденсатора. По паровой стороне конденсаторы каждой турбины соединены. В качестве примера здесь приводится расчет сифона для горячей воды циркуляционного тракта Молдавской ГРЭС.
В расчете сифона при обратном токе горячей воды учтены гидравлические сопротивления в трубопроводах до и после конденсатора, в самом конденсаторе, а также сопротивление вращающихся частей насосного, агрегата, трения подшипников и сальников. Геометрический напор принят равным разности, уровней воды в сливном канале и в водозаборе.
Обработке горячей водой подлежат внутренние поверхности трубопроводов и насосного агрегата (рис.40). При отключении одного из циркуляционных насосов нагретая в конденсаторах вода из сбросного закрытого канала за счет силона поступает по циркуляционному трубопроводу в один из двух конденсаторов турбины, где вторично нагревается до 45-49°С, и далее проходит по одному трубопроводу.
Рис.40. Схема подачи циркуляционной воды в конденсатор турбины:
1 - насос ОП2 - 110; 2 - напорный трубопровод; 3 - сливной трубопровод; 4 - задвижка; 5 - конденсатор турбины; 6 - закрытый сбросной канал; 7 - сифонный колодец
Гидравлическая характеристика циркуляционного тракта (рис.41, см. вклейку) была построена исходя из различных расходов горячей воды при работе сифона и сопротивления циркуляционного тракта.
Для определения предельной скорости вращения насосного агрегата при обратном токе воды, а также времени останова и разворота насоса произведен расчет его выбега.
Для этого были использованы полная безразмерная энергетическая характеристика насоса ОП2-110 ВИГМа, его технические дачные и работа С. Л. Зисмана "Расчет режимов вращения осевых циркуляционных насосов при отключении электропитания (труды института Теплоэлектропроект", ВЫЛ.1, 1964).
