Экологически совершенная технология подготовки добавочной воды в теплосеть

Г.И. Малахов, инженер, И.И. Боровкова, канд. техн. наук, ЗАО НИСКО ИНАКВА - ОАО «Инженерный центр ЕЭС - филиал «Институт Теплоэлектропроект»

Основные требования, предъявляемые к подготовке добавочной (подпиточной) воды в теплосеть, традиционно ограничивались обеспечением условий предотвращения процессов накипеобразования и коррозии в системе теплоснабжения. В связи с переходом к рыночной экономике и ужесточением требований к защите водоемов от солевых сбросов возникла также необходимость в учете экономических и экологических факторов

   На многих ТЭС и в котельных для подготовки подпиточной воды теплосети применяются схемы известкования с коагуляцией (или «чистой» коагуляцией) с последующим Na-катионированием либо Н-катионированием с «голодной» регенерацией, реже - схемы Na-катионирования с подкислением (1]. В этих схемах с одной стороны имеет место неоправданное завышение качества подпиточной воды против нормативного, а с другой — значительные расходы товарных реагентов (MaCl, H2SO4) и соответственно солевые сбросы. Недостатком схемы с подкислением является дозирование серной кислоты непосредственно в добавочную воду, что нежелательно в связи с опасностью перекисления воды, а также с увеличением содержания в ней сульфатов. Недостатком схемы с использованием Н-катионирования является ее усложнение в связи с установкой Н-фильтров, применение серной кислоты для их регенерации и, как следствие, появление минерализованных стоков. Общим недостатком указанных схем является неоправданное катионирование всего объема добавочной воды системы теплоснабжения, наличие минерализованных стоков и невозможность регулирования значения карбонатного индекса в зависимости от изменения температуры нагрева и изменения состава исходной воды.

    Более совершенной в экологическом отношении является схема подготовки добавочной воды теплосети, включающая известкование с коагуляцией в осветлителях, дополнительное осветление на фильтрах с зернистой загрузкой, подкисление осветленной воды и декарбонизацию [1]. Однако эта схема не всегда обеспечивает требуемое качество воды по карбонатному индексу при повышенных температурах нагрева сетевой воды и также не позволяет регулировать значения карбонатного индекса добавочной воды.

    Установленные нормы качества подпиточной воды теплосети существенно дифференцированы в зависимости от температуры нагрева сетевой воды, вида теплофикационной системы (закрытая, открытая) и характеристики водогрейного оборудования (пиковый котел, бойлер). Это позволяет существенно скорректировать известные схемы водоподготовительных установок (ВПУ) подпитки теплосети и в то же время повысить их технико-экономические и экологические показатели.

    Как известно, минимальные нормативные значения карбонатного индекса (Ик) добавочной воды теплосети составляют:
— 0,5 и 0,8 (мг-экв/дм3)2 соответственно для закрытой и открытой систем теплоснабжения с водогрейными котлами при температурах нагрева сетевой воды 141-150°С;
— 0,5 и 1,0 (мг-экв/дм3)2 соответственно для закрытой и открытой систем теплоснабжения с сетевыми подогревателями при температурах нагрева сетевой воды 151-200 °С.
Максимальные нормативные значения Ик добавочной воды теплосети составляют:
— 3,0 и 3,2 (мг-экв/дм3)2 соответственно для закрытой и открытой систем теплоснабжения с водогрейными котлами при температурах нагрева сетевой воды 70-100 °С.
— 3,5 и 4,0 (мг-экв/дм3)2 соответственно для закрытой и открытой систем теплоснабжения с сетевыми подогревателями при температурах нагрева сетевой воды 70-100°С.

    Кроме того, значение рН добавочной воды для открытых систем теплоснабжения должно составлять 8,3-9,0, а для закрытых — 8,3-9,5. Верхний предел значений рН допускается только при глубоком умягчении воды, нижний — может корректироваться в зависимости от интенсивности коррозионных явлений в оборудовании и трубопроводах систем теплоснабжения. Качество добавочной воды открытых систем теплоснабжения должно удовлетворять также требованиям государственного стандарта к питьевой воде (СанПиН 2.1.4.1074-01), согласно которому величина рН должна быть в пределах 6,0-9,0.

     Как известно, значения карбонатного индекса известково-коагулированной воды составляют 0,4-1,8 (мг-экв/дм3)2, т. е. близки к указанным выше минимальным нормативным значениям. Из этого следует технологическая необоснованность Na-катионирования осветленной воды после известкования с коагуляцией либо применение. Na-катионирования для умягчения весьма небольшой доли добавочной воды теплосети.

Исходя из изложенного, предлагаются два варианта схемы подготовки добавочной воды теплосети [2]. Первая схема предусматривает обработку воды в осветлителях известкованием с коагуляцией, осветление на механических фильтрах и стабилизационную обработку в аэраторе. Последняя стадия обусловлена тем, что осветленная вода после известкования характеризуется присутствием накипеобра- зователей СаСО3 и Mg(OH)2
     Поэтому для достижения стабильности и получения требуемых значений рН в диапазоне 8,3-9,5 требуется нейтрализация гидроокисей и перевод части карбонатных соединений в бикарбонатные согласно следующим реакциям:

читать далее