На ТЭС и АЭС с охлаждающей водой сбрасывается огромное количество теплоты в водоёмы. Для конденсации 1 кг пара расходуется в среднем 60–100 кг воды. Расход воды на конденсацию пара должен обеспечить такое давление в конденсаторе, при котором сумма недовыработки электроэнергии турбиной и затраты электроэнергии на перекачку воды будут минимальными.
Используют три основных системы охлаждения: прямоточную; оборотную с градирнями или брызгальными бассейнами; оборотную с водохранилищем–охладителем.
При прямоточной системе охлаждения вода однократно проходит через конденсаторы турбин и сбрасывается в водоем. При этом расход свежей воды, подаваемой на ТЭС, доходит до 99,9%.
Для сокращения расхода свежей воды используют системы оборотного охлаждения. Охлаждающая вода используется многократно, а расход свежей воды на восполнение потерь составляет в среднем до 5% циркулирующей воды.
Чтобы влияние сбросной теплоты не нарушало экосистемы водоемов, по санитарным нормам тепловые сбросы не должны повышать температуру воды в водоеме более чем на 5 0С в зимнее время года и 3 0С в летнее.
Охлаждающая система должна быть экономичной, а основным параметром охлаждающей системы, определяющим ее экономичность, является температура воды на входе в конденсатор.
Использование системы оборотного охлаждения с водохранилищем–охладителем связано с меньшими затратами, но в ней, как и в прямоточной системе, не всегда удается создать необходимый тепловой режим водоема.
Системы оборотного охлаждения с градирней требуют больших затрат по сравнению с системами с водохранилищами, но их применение значительно сокращает сбросы подогретой воды в водоемы.
Охлаждение воды при любой системе охлаждения конденсаторов турбин происходит за счёт испарения подогретой воды. Отводимая теплота поступает в атмосферу, что приводит к повышению температуры и относительной влажности воздуха.
При использовании водохранилищ потери воды на испарение возрастают на 20-25% по сравнению с прямоточными системами, а в системах с градирнями в 40-50 раз.
Важным вопросом при сбросе тепловых вод в водоемы является организация процесса перемешивания этих вод с водами водоема.
Литература: [5. с.258–262; 3. с.166–172; 6.с.36]
СТОЧНЫЕ ВОДЫ, ЗАГРЯЗНЕННЫЕ НЕФТЕПРОДУКТАМИ
Источником нефтепродуктов в сточных водах ТЭС являются мазутное хозяйство, маслосистемы турбин и подшипников различных механизмов (насосов, вентиляторов, дымососов, мельниц и др.), электротехническое оборудование, гаражи, оборудование вспомогательных служб. Сточные воды ТЭС, загрязненные нефтепродуктами, содержат мазут, смазочные и изоляционные масла, бензин, керосин и пр.
Для определения объема вод, загрязненных нефтепродуктами, используют данные технических паспортов на оборудование, проектно-технической документации или СНиП, которые уточняются при проведении производственных испытаний.
Большое количество замасленных вод образуется при охлаждении маслосистем турбин и подшипников вращающихся механизмов в главном корпусе. Поэтому необходима очистка этих вод и их повторное использование.
Сброс неочищенных от нефтепродуктов сточных вод опасен для водоемов. Легкие нефтепродукты образуют пленки на поверхности воды, что ухудшает условия аэрации водоемов. Тяжёлые нефтепродукты оседают на дне и губительно действует на флору и фауну. Нефтепродукты являются слабо окисляющимися веществами, поэтому их воздействие на водоёмы носит длительный характер.
По нефтепродуктам установлены очень низкие значения ПДК. В водоёмах, не имеющих рыбных хозяйств, ПДК нефтепродуктов не должна превышать 0,1-0,3 мг/кг, а при наличии рыбоохранных и рыбохозяйственных организаций 0,05 мг/кг.
Согласно «РД 153-34.0-02.405.99. Методические указания по нормированию сбросов загрязняющих веществ со сточными водами тепловых электростанций. М.:ВТИ,200.» сточные воды загрязненные нефтепродуктами должны использоваться на ТЭС повторно.
Для очистки сточных вод от нефтепродуктов используют методы отстаивания, флотации и фильтрования.
Литература: [3. с.201–225; 5. с.294–296; 6. с.38–39]
ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ
Признаком аварийного состояния водяной тепловой сети является падение давления в точке регулируемого давления или в нейтральной точке. Для поддержания заданного давления приходится увеличивать расход подпиточной воды против нормальной величины.
В случае резкого возрастания расхода подпиточной воды дежурный персонал тепловой сети устанавливает в течение 2–3 часов контроль за работой подпитывающей установки. В течение этого периода тепловой режим сети поддерживается неизменным, чтобы термические изменения объёма воды в системе не отразились на расходе воды для подпитки. Одновременно принимаются меры к отысканию места аварии и ее ликвидации.
Для обеспечения надежной, долговечной и безаварийной работы системы теплоснабжения необходима качественная подготовка подпиточной воды.
Подпиточная вода теплосетей не должна вызывать накипеобразования и шламовыделения в подогревателях, трубопроводах и местных системах, а также коррозию металла.
Подпиточная вода теплосетей должна удовлетворять следующим нормам: содержание кислорода не более 0,05 мг/л; содержание взвешенных частиц не более 5,0 мг/л; при наличии в системе теплоснабжения пиковых водогрейных котлов – остаточная карбонатная жесткость 400 мкг–экв/л и отсутствие свободной углекислоты; при отсутствии в системе пиковых водогрейных котлов – остаточная карбонатная жесткость 700 мкг–экв/л, свободная углекислота не нормируется.
Обработка подпиточной воды тепловых сетей проводится одним из следующих методов: известкование с последующей коррекцией значения pH; H - катионирование в "голодном режиме" регенерации; подкисление; допускается комбинирование указанных способов с Na – катионированием части обрабатываемой воды.
При коррекционной обработке подпиточной воды открытых систем теплоснабжения силикатами их содержание не должно превышать 20 мг/кг в пересчете на SiO2.
Подпиточная вода для открытых систем теплоснабжения должна подвергаться коагулированию для удаления органических примесей. Обработка подпиточной воды на водоподготовительных установках связана с образованием сточных вод.
При сбросе сточных вод водоподготовительных установок в водоемы происходит их засоление, изменение pH, увеличение БПК, изменение солевого состава водоёмов. В частности, по санитарным нормам, в водоёмах ограничено содержание ионов Cl- до 350 мг/кг, а ионов SO2- до 500 мг/кг, а они в больших количествах находятся в сбросных водах водоподготовительных установок.
Поэтому при эксплуатации тепловых сетей важной экологической задачей является снижение расхода подпиточной воды до минимума.
Литература: [3. с.172–176; 5. с.270–276; 6. с.36–37]