Брызгальные устройства

Брызгальные устройства представляют собой систему трубопроводов с установленными на них соплами(брызгалками), разбрызгивающими тёплую воду, подводимую к ним под напором из бассейна через конденсаторы. Вода выбрасывается из сопл в виде факела (фонтана), высота и диаметр которого зависят от напора воды и конструкции сопла. При разбрызгивании воды на мелкие капли создаётся большая поверхность соприкосновения охлаждаемой воды с воздухом. Охлаждение воды происходит вследствие испарения воды и отдачи тепла воздуху конвекцией. С увеличением напора перед соплами уменьшается диаметр капель и увеличивается поверхность охлаждения, однако повышение напора связано с увеличением расхода электроэнергии и уноса воды ветром. Эффект охлаждения в значительной степени зависит от скорости ветра. В брызгальных установках применяются сопла центробежного и щелевого типа. Производительность сопл разной конструкции лежит в пределах 4 - 50 м³/ч при напоре 5 – 7м.

Сопла в зависимости от их конструкции устанавливаются на распределительных трубах по одному либо пучками по 3 - 5 сопл. Расстояние между пучками вдоль трубы для разных типов сопл изменяются в пределах 3 – 5 метров, а расстояние между распределительными трубами 8 – 12 метров.

Брызгальные устройства располагаются таким образом, чтобы воздушные коридоры между распределительными трубами совпадали с направлением господствующих ветров. Для образования защитной зоны крайние распределительные трубы, а также крайние пучки сопл на, них располагают на расстоянии 7 – 8 метров от контура бассейна.

Брыгральные устройства размещают либо над искусственными (брызгальными) бассейнами, либо над водоёмами – прудами, водохранилищами или руслом реки. Искусственные бассейны служат для сбора охлаждающей воды и создания необходимого запаса воды; глубину их обычно принимают 1,2 – 1,5 метра. Бассейна большой длины обычно делятся на секции. Дно и откосы бассейна покрывают бетонными армированными плитами, слоем асфальтобетона или применяют бетонную подготовку с нанесённым на ней слоем гидроизоляции.

Насосные станции технического водоснабжения.

Здание насосной станции служит для размещения основного гидродинамического, силового и вспомогательного оборудования, коммуникаций всасывающих и нагнетательных трубопроводов.

Насосные станции, устанавливаемые на берегу водохранилища или реки(моря), называют береговыми насосными. Тип и конструкция зданий насосной станции с водозаборным сооружением зависит от типа и конструкции циркуляционных насосов и двигателей, режима водоисточника, гидрогеологичских условий в месте расположения здания, а также от климатических условий.

Насосные (береговые) станции могут центральными, то есть обеспечивать охлаждающей водой все энергетические установки электростанции из общего водовода, а также блочными, когда каждый циркуляционный насос снабжает водой только один конденсатор паровой турбины.

Насосные станции по исполнению могут быть следующих типов: 1.-шахтно-блочные; 2.- камерные с сухой камерой; 3.-шахтно-камерные с сухой камерой; 4.-с мокрой камерой и затопленными насосами; 5.-незаглублённого типа.

На береговых насосных станциях устанавливаются, как правило, осевые насосы типа ОпВ с вертикальным валом и реже центробежные насосы серии В, причём рабочее колесо располагается ниже минимального уровня воды в подводящем канале.

Для осуществления ремонта подводной части насоса предусмотрены шандоры. На насосных станциях, кроме сороудерживающих решеток, предусматривают вращающиеся сетки, которые устанавливаются после шандор.

Эксплуатация систем технического водоснабжения.

Основным назначением систем циркуляционного водоснабжения является обеспечение нужд электростанции в технической воде. При эксплуатации ставятся цели не только по количественному обеспечению водой, но также и по качеству подаваемой в различное оборудование технической воды. К качественным показателям относятся температура подаваемой на охлаждение воды, а также содержание в ней механических, минеральных и биологических загрязнителей. Загрязнение водоисточников технической воды идёт как естественным путем (илом, зарастанием и т.п.), так и за счет сброса в них вод с электростанции.

Сброс сточных вод в водоёмы приводит к изменению органолептических свойств (цвета, запаха, вкуса); изменению санитарного режима (биологическое потребление кислорода, концентрация кислорода, значение рН); а также гибели флоры и фауны из-за токсического действия сбрасываемых примесей. С охлаждающей водой в водоёмы сбрасывается огромное количество теплоты. Для нормального функционирования водоёма тепловые сбросы не должны вызывать повышение собственной температуры водоёма более чем на 5⁰С летом и 3⁰С зимой.

Ухудшение состояния водоёма вредно как для окружающей среды с точки зрения экологии, так и для работы оборудования электростанции.

Подогрев воды в прудах-охладителях часто приводит к усиленному зарастанию их водной и болотной растительностью. Зарастание прудов вызывает образование застойных зон, ухудшение охлаждающей способности и значительное увеличение потери воды от испарения. Интенсивность зарастания зависит также от глубины водоемов, грунтов ложа, степени чистоты воды и её химического состава. Борьба с растительностью ведётся механическим и химическим способами. Заиливание прудов устраняется очисткой плавучими землесосами.

Значительно снижается тепловая нагрузка на водоёмы при использовании оборотных систем охлаждения воды с использованием градирен и брызгальных устройств. Однако нормальная эксплуатация градирен во многом зависит от качества воды в оборотной системе. При высокой карбонатной жесткости воды происходит обрастание конструкции оросительных устройств выпавшими нерастворимыми солями, в результате чего в плёночных оросителях сокращается площадь для прохода воздуха и снижается охлаждающий эффект градирен. В этом случае предусматривается химическая обработка добавочной воды, поступающей в оборотную систему.

Как уже отмечалось, работа систем технического водоснабжения зависит от климатических особенностей и времени года. Так в летнее время, особенно в засушливых местностях, наблюдается интенсивное испарение воды как в прудах и водохранилищах, так и в градирнях, что приводит к снижению уровня воды, что может привести к срыву работы циркуляционных насосов. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы не допустить оголения всасов насосов, корректируя уровень воды в приямках насосов при помощи гидротехнических сооружений.

Зимой также необходимо следить за состоянием градирен и брызгальных бассейнов и устройств. Для борьбы с обмерзанием градирен в зимнее время на входных окнах устанавливают щиты, сокращающие количество поступающего воздуха в градирню.

При работе брызгальных устройств наблюдается интенсивное туманообразование, в особенности при низкой температуре и высокой влажности воздуха. Зимой возможно обледенение близлежащих сооружений, а также поверхностное намерзание льда в глыбы, за счет чего уменьшается общий уровень бассейна и уменьшение расхода технической воды. Поэтому брызгальные сооружения должны быть расположены не ближе 120 – 150 м от открытых распределительных устройств и не ближе 80 – 120 м от других основных сооружений станции. Для уменьшения уноса брызг зимой напор на соплах снижается, а часть воды сливают в бассейн через отверстия в торцах распределительных труб.

На некоторых станциях значительные нарушения в работе циркуляционных насосов вызываются весной и особенно осенью отложениями донного льда и шуги на фильтрующих решетках водоприёмников. Для борьбы с явлениями заноса решеток должна проводиться соответствующая своевременная подготовка приспособлений для быстрой очистки и выемки решеток. Радикальным мероприятием борьбы с шугой и донным льдом является подвод к приемным решеткам теплой сливной циркуляционной воды.

Обработка технической воды.

Состояние и качество циркуляционной воды значительно влияют на работу конденсаторов турбин, а следовательно и на всю турбоустановку.

Вода, проходящая в системах оборотного водоснабжения через градирни и брызгальные бассейны, разбивается в них с целью увеличения поверхности соприкосновения с воздухом на большое количество струй и капель. Это также способствует потере содержащейся воде свободной углекислоты. В результате в оборотных системах водоснабжения соли начинают выпадать уже при сравнительно невысокой жесткости воды порядка 2 – 4,5 мг-экв/кг, причем наряду с конденсаторными трубками заносу подвергаются сопла брызгальных бассейнов, решетки и желоба градирен и т.д.

Учитывая, что накипь чрезвычайно плотно соединяется с металлом трубок и очистка занесенного накипью конденсатора весьма затруднительна, необходимо особое внимание уделять профилактике солевых загрязнений.

Одним из способов поддержания безнакипного режима работы системы оборотного

водоснабжения является понижение концентрации солей в системе путем продувки бассейна. Величина продувки зависит от величины потерь на испарение и с капельным уносом, а также от жесткости добавочной воды и предельной карбонатной жесткости при данных условиях. Однако эффективность продувки с точки зрения накипеобразования будет более полной, если в добавочной воде будет достаточное количество свободной углекислоты.

На ряде станций, имеющих оборотную систему водоснабжения, применяют рекарбонизацию циркуляционной воды – то есть обработку воды для обогащения углекислотой. Для этого делают обработку дымовыми газами.

Используется лишь небольшая часть дымовых газов. При этом необходимо обеспечить качественную очистку газов от летучей золы и хороший контакт газов с обрабатываемой водой. Что касается обработки воды дымовыми газами, то для этой цели разработан ряд схем, использующих различные способы введения газов в охлаждающую воду.

Наиболее рациональной считается схема с последовательным соединением вентилятора и водяного эжектора. В этой схеме преодоление всех сопротивлений газопроводов от дымососа до эжектора осуществляется вентилятором, у которого КПД значительно выше, чем у водоструйного аппарата.

Появление в циркуляционной воде золы может привести к загрязнению циркуляционной системы. Поэтому производится очистка дымовых газов сухим или мокрым способом в центробежных циклонах и скруберах.

Другим способом борьбы с отложениями в конденсаторе солей является обработка охлаждающей воды фосфатами. Этот метод основан на способности этих соединений при очень малых их концентрациях в воде удерживать от распада бикарбонаты даже при величине карбонатной жесткости воды выше предельной. Он может быть применён в системах с градирнями и брызгальными бассейнами. В качестве реагентов для фосфатной обработки применяют гексаметафосфат, натрия, суперфосфат кальция и тринатрийфосфат.

Необходимо отметить, что фосфатирование циркуляционной воды в соответствующих условиях не только предотвращает выпадение новой накипи, но и способствует постепенному размягчению и удалению старой накипи.

Одним из способов борьбы с накипью в системах оборотного водоснабжения является обработка воды кислотой. Для этой цели используется серная кислота, как более дешевая и доступная. Также можно использовать и соляную кислоту.

При обработке воды кислотой бикарбонаты (кальция или магния) превращаются в хорошо растворимые в воде сульфаты или хлориды.

Для предохранения систем водоснабжения от заиливания и зарастания водной растительностью производится обработка циркуляционной тем или иным способом, выбор которого зависит от местных условий.

От органических отложений системы водоснабжения предохраняются правильно организованным хлорированием циркуляционной воды с периодичностью и дозировкой, зависящей от хлоропоглощаемости воды.

Борьба с «цветением» воды, вызываемым в летний период интенсивным развитием водной растительности, ведется путем присадки химических реагентов (например, присадка медного купороса 1-2 раза в летний период с дозировкой не выше 0,3 мг/л) или каким-либо другим способом.

Водоёмы технической воды также подвержены загрязнениям нефтепродуктами(маслами, мазутами и др.). Эти загрязнения опасны тем, что распространяясь пленкой на поверхности водоёма, перекрывают поступление кислорода из воздуха и приводят к гибели полезных микроорганизмов, очищающих водоём естественным способом. С такими загрязнениями борются различными способами. Широкое распространение получил способ очистки воды с помощью напорной флотации.

Схема напорной флотационной установки.

Ввод воздуха в количестве 3-5 % расхода очищаемой воды осуществляется водоструйным эжектором. Для обеспечения надлежащего растворения воздуха в воде смесь под давлением выдерживается примерно 5 минут в напорном контактном резервуаре, а затем поступает через дроссель во вращающийся водораспределитель флотатора, после которого пузырьки воздуха проходят через слой воды и флотируют частицы мазута. На ТЭС применяются круглые железобетонные или прямоугольные металлические флотаторы. Вьделившийся с пузырьками мазут удаляется с поверхности вращающимся скребком. При правильно налаженной работе флотатора содержание нефтепродуктов после него снижается до 6-8 мг/л при исходной концентрации 50-60 мг/л.

. Схема флотационной установки (а) и круглого зкелезо-
бетонного флотатора (б):

1— накопительный резервуар очищаемой воды; 2 — эжектор; 3 — перекачи- вающий насос; 4 — напорный контактный резервуар; 5 — флотатор; 6-резер-вуар очищенной воды; I- подвод очищаемой воды; II -.отвод* очищенной во, ды; III — удаление осадка и опорожнение флотатора; IV— отвод нефтепродуктов

.3.ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Питательные насосы в теплоси­ловых установках — весьма ответ­ственные элементы схемы. Особен­но это касается крупных блочных агрегатов на сверхкритические па­раметры пара, где по питательным средствам стопроцентного резерва не устанавливается и выход из строя любого из рабочих насосов приводит к значительному сниже­нию мощности блока.

Современные питательные насо­сы выполняются многоступенчаты­ми с числом ступеней, зависящим от частоты вращения, диаметра сту­пеней и напора, создаваемого насо­сом. Осевое усилие ротора воспри­нимается упорным подшипником или гидропятой, установленной на валу насоса со стороны нагнетания. Схема гидропяты представлена на 62 рис. 6.1. Как видно

из схемы, про­течки воды из нагнетательного пат­рубка в камеру перед разгрузоч­ным диском создают уравновеши вающую силу, направленную в сто­рону, обратную действию осевой си­лы ротора насоса.

Все питательные насосы должны иметь на напорной линии обратный клапан и устройство для рецирку­ляции воды при малых подачах на­соса.

Обратный клапан предохраняет насос от появления обратного тока воды при его аварийном останове, а также при нахождении насоса в резерве с открытой задвижкой на напорной линии.

1. Капелович Б.Э., Логинов И.Г. Эксплуатация и ремонт паротурбинных уста­новок.

Энергоатомиздат, 2008

2. Доброхотов В.И., Жгулев Г.В. Эксплуатация энергетических блоков.

: Энергоатомиздат, 2007.

3. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Россий­ской Федерации. СПО ОРГРЭС 2009.

4. Капелевич Б.Е. Эксплуатация паротурбинных установок. - М: Энерго­атомиздат, 2010..

5.. Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины. М.: Энергоатомиздат, 1990.

6..Методические указания по проверке и испытаниям автоматических систем регулирования и защит паровых турбин: МУ 34-70-062-83. 2005.