Proč čistit vodu v tepelných elektrárnách (TE)?

V dnešní době zůstává úprava vody v energetickém sektoru pro toto odvětví důležitým tématem.

Voda je hlavním zdrojem v tepelných elektrárnách, včetně kogeneračních jednotek (KVET), které mají zvýšené nároky. KVET, parní a plynové kotelny trpí tvrdou vodou, která vyřazuje z provozu drahá zařízení. Pro lepší pochopení se podívejme na principy fungování KVET.

Princip činnosti KGJ

Kogenerační jednotka (tepelná elektrárna) je považována za typ tepelné elektrárny. Vyrábí elektrickou energii a je zdrojem tepla v topném systému. Z kogenerační jednotky se dodává teplá voda a pára do domácností a průmyslových podniků.

Princip činnosti tepelné elektrárny je velmi jednoduchý. Oxidační činidlo a palivo se do pece přivádějí současně. Teplo, které se při tom generuje, přeměňuje vodu na páru, která se poté přivádí do parní turbíny. Silný proud páry spustí proces rotace, který spustí generátor, v důsledku čehož se mechanická energie přeměňuje na elektrickou. Pára se vrací do kondenzátoru a stává se vodou. Poté ji čerpadlo čerpá, zbavuje se plynů, ohřívá se párou a přivádí se do kotle. Úprava vody v tepelných elektrárnách může být tepelná a elektrická. Je možné je použít samostatně nebo je kombinovat.

Úprava vody může mít dva režimy zatížení: tepelný a elektrický.

Pokud je hlavní zátěží teplo, pak je jí elektrická zátěž podřízena. Pokud je elektrická zátěž nastavena, pak může tepelná zátěž dokonce chybět. Je možná varianta kombinované zátěže, která umožňuje využít zbytkové teplo k vytápění. Takové kogenerační jednotky mají účinnost 80 %.

Při výstavbě tepelné elektrárny se bere v úvahu absence přenosu tepla na velké vzdálenosti. Proto se nachází na území města.

Problémy tepelných elektráren

Hlavní nevýhodou výroby energie v tepelných elektrárnách je tvorba pevného sedimentu, který vypadává při ohřevu vody. Pro čištění systému bude nutné zastavit a demontovat veškeré zařízení. Vodní kámen se odstraňuje na všech zatáčkách a v úzkých otvorech. Kromě vodního kamene bude plynulému provozu bráněna koroze, bakterie atd.

Hlavní nevýhodou vodního kamene je snížení tepelné vodivosti. I jeho tenká vrstva vede k vysoké spotřebě paliva. Není možné vodní kámen neustále odstraňovat. Povoleno je pouze měsíční čištění, které s sebou nese ztráty z prostojů a poškozuje povrch zařízení. Množství spotřebovaného paliva se zvýší a zařízení se rychleji opotřebuje.

Jak zjistit, kdy je třeba čistit? Zařízení vám to samo řekne: aktivují se systémy ochrany proti přehřátí. Pokud neodstraníte vodní kámen, výměníky tepla a kotle nebudou v budoucnu fungovat, vzniknou netěsnosti nebo dojde k výbuchu. Všechna drahá zařízení selžou bez možnosti opravy.

Hlavní příčinou koroze je kyslík. Cirkulující voda by ho měla mít na minimální úrovni 0,02 mg/l. Pokud je kyslíku dostatek, pravděpodobnost koroze na povrchu se zvyšuje s rostoucím množstvím solí, zejména síranů a chloridů.

Velké tepelné elektrárny mají odvzdušňovací jednotky. Malé jednotky používají korekční chemikálie. Hodnota pH vody by měla být v rozmezí 9,5–10,0. S rostoucí hodnotou pH se snižuje rozpustnost magnetitu. To je zvláště důležité, pokud systém obsahuje mosazné nebo měděné součásti.

Plast je zdrojem lokálních emisí kyslíku. Moderní systémy se snaží vyhnout flexibilním plastovým trubkám nebo vytvářejí speciální kyslíkové bariéry.

Bakterie ovlivňují kvalitu používané vody a způsobují některé typy koroze (kovové bakterie a bakterie redukující sírany). Známky růstu bakterií: specifický zápach cirkulující vody, odchylka chemického složení během dávkování, koroze měděných a mosazných součástí, jakož i baterií.

Bakterie se dostávají s nečistotami z půdy nebo během oprav. Systémy a spodní část baterie mají pro jejich růst příznivé podmínky. Dezinfekce se provádí při zcela odpojeném systému.

Řešení problémů s úpravou vody v tepelných elektrárnách

K řešení těchto problémů se uchylují k úpravě vody v kotelnách a tepelných elektrárnách. V tepelných elektrárnách instalují velké množství filtrů k čištění vody. Hlavním cílem je instalovat potřebný počet filtrů, aby voda na výstupu byla změkčená a bez solí. Podívejme se na hlavní metody úpravy vody v tepelných elektrárnách:

Zpravidla se instalují na začátku celého systému úpravy vody v teplárně, tj. předčištění vody v teplárně. Tyto filtry dokonale čistí od písku, rzi a dalších nečistot. Cenově dostupné varianty filtrů, které se snadno používají. Mechanický filtr pro čištění vody v teplárně má tělo, zásyp a ovládací panel.

Deferrizace vody

Filtry, které čistí vodu od rozpuštěného a oxidovaného železa. Úpravny vody pro tepelné elektrárny se nejčastěji používají pro kotle na teplou vodu. Voda vstupuje do automatické úpravny ventilem, prochází náplňovými vrstvami a je filtrována.

Sorpční filtry

Sorpční filtry pro čištění vody v tepelných elektrárnách odstraňují z vody barvu a chuť a také odstraňují různé pachy a suspendované látky. Voda do nich vstupuje ventilem, prochází vrstvou inertní náplně a je čištěna.

Změkčování vody pomocí speciálních filtrů. Voda vstupuje do systému a prochází iontoměničovou pryskyřicí. Během tohoto procesu se soli tvrdosti přeměňují na sodné ionty. Poté se vyčištěná voda odstraní z filtru.

Provzdušňovací filtry

Provzdušňovací filtry oxidují železo rozpuštěné ve vodě. Voda vstupující do filtru je nasycena vzduchem. Poté dochází k oxidaci, voda vstupuje do filtru pro odstranění železa a je zbavena vločkovitých usazenin. Mimochodem, tyto filtry také čistí toxické látky s nepříjemným zápachem.

Instalace reverzní osmózy v tepelné elektrárně. Tato metoda čištění vody pro tepelné elektrárny je nejúčinnější při zvýšené slanosti. Po vyčištění je voda nejčistší. Protlačením vody přes membránu se čistí od solí, kontaminantů a organických látek.

Dezinfekce vody

Dezinfekce vody se provádí za účelem odstranění bakterií a virů. Provádí se pomocí chlorace nebo ultrazvuku. Chlorace zahrnuje přidání činidel (chloru nebo ozonu). Výstupem je voda s chlorem, což není příliš příjemné. Nejbezpečnějším způsobem je čištění ultrazvukem nebo ultrafialovým světlem.

Na základě výše uvedeného můžeme s jistotou říci, že fáze přípravy vody v tepelné elektrárně je jednou z hlavních. Proto by měla být svěřena pouze odborníkům a specialistům se zkušenostmi v této oblasti.