Подготовка воды для тепловых сетей города ташкента

ПОДГОТОВКА ВОДЫ ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ГОРОДА ТАШКЕНТА
Азимова Мунира Муминовна, Муродов Лазиз Лочин угли , Игамбердиев Иброхим Ихтиер угли

Аннотация

Использование метода фильтрации для подготовки подпиточной воды теплосети по сравнению с традиционными способами очистки имеет следующие преимущества: отсутствие необходимости в организации и эксплуатации шламоотвалов, которые характеризуются большой площадью и высокой степенью воздействия на окружающую среду, сокращение расхода реагентов и сбросов загрязняющих веществ в водные объекты, высокий уровень автоматизации технологических процессов.
Чистота воды и пара в отдельных агрегатах и частях трактов котельной, объединяемая общим понятием водного режима котельной, оказывает существенное влияние на экономичность и надежность ее работы.

Основные направления государственной политики по развитию теплоснабжения включают следующие направления:

• 
  разработка и реализация схем теплоснабжения городов и населенных пунктов;
  
• 
  развитие ГЧП;
  
• 
  использование возобновляемых источников энергии;
  
• 
  снижение потерь энергии за счет внедрения современных теплосетей и др.
  

Существующая в городе Ташкенте система теплоснабжения является двухтрубной с открытым водоразбором, горячая вода подаётся потребителям по прямому трубопроводу как для нужд отопления, так и для целей ГВС. Вода отдавшая свое тепло системе отопления зданий, возвращается по обратному трубопроводу на ТЭЦ с более низкой температурой, где осуществляется её нагрев до заданной температуры, восполнение расхода на ГВС и подача потребителям.
Циркуляция воды осуществляется 14-ю сетевыми насосами, производительностью по 1000 т/ч каждый. Подогрев сетевой воды происходит в 7-ми водогрейных котлах, общей производительностью 650 Гкал/час. Для восполнения расхода воды на ГВС и потерь в тепловых сетях производится следующий технологический процесс:
- вода из городского водопровода проходит через конденсатор турбины, где подогревается и направляется на химводоочистку (ХВО № 3-4) производительность 3200 т/ч. После умягчения на ХВО № 3-4 вода последовательно проходит водоводяные подогреватели, пароводяные теплообменники (бойлера) и с температурой около 75 ºС подается в вакуумные деаэраторы, где происходит удаление агрессивных газов (кислород и углекислота).
После вакуумных деаэраторов умягченная и деаэрированная вода подпиточными насосами подается на всас сетевых насосов, где смешивается с обратной сетевой водой, а затем этими насосами подаётся в водогрейные котлы и далее в тепловую сеть Теплокоммунэнерго и далее потребителям. Подготовка воды для подпитки тепловых сетей состоит в удалении из неё веществ, образующих накипь на греющих поверхностях водогрейных котлов, а также осадков коллоидных и органических веществ, гидроокиси железа и т.д., что осуществляется методами известкования, коагуляции с последующим осветлением на механических фильтрах.
Подготовка питательной воды для паровых котлов осуществляется на химводоочистке №5 производительностью 180 т/ч. Далее химически очищенная вода освобождается от кислорода и углекислоты в атмосферных деаэраторах и питательными электронасосами подаётся на паровые котлы ст. №1÷5 с общей паровой производительностью 415 т/ч.
Вода в разных районах города, не говоря о разных частях Узбекистана, может иметь разный состав, и соответственно требовать разной очистки. Поэтому, если подходить грамотно и скрупулёзно, то перед выбором фильтров необходим провести анализ качественного состава воды, чтобы узнать, какой из видов примесей присутствует в воде в большей степени, чтобы, исходя из этого, подобрать фильтр, ориентированный именно на их нейтрализацию.
Очистка воды - процесс удаления нежелательных химических веществ, биологических загрязнителей, взвешенных твёрдых частиц и газов.
Умягчение воды по методу Na - катионирования многие годы применялось на ТЭЦ и котельных для подготовки добавочной воды тепловых сетей. Достигаемый при этом глубокий эффект умягчения воды положительно сказывается на уменьшении кальциевого и магниевого накипе образований в теплообменной аппаратуре. Однако повышение агрессивных свойств глубоко умягченной воды по отношению к металлу вызывает усиление коррозии подпиточного тракта (до деаэратора), а при недостаточно качественной деаэрации и всего остального водогрейного оборудования и теплофикационных магистралей. Таким образом, применение Na - катионирования как метода подготовки добавочной воды требует особенно тщательного проведения противокоррозионных мероприятий в теплосети, чтобы избежать загрязнения сетевой воды повышенным количеством продуктов коррозии. Существенным недостатком метода Na - катионирования является наличие сильноминерализованных сбросных вод, содержащих хлориды и сульфаты кальция, магния, натрия в количествах, превышающих нормы, что требует дополнительных затрат на их очистку.
Исключить агрессивные стоки, а также сократить затраты на водоподготовку позволяет использование мембранных методов очистки воды с подкислением и последующим подщелачиванием подпиточной воды.
На основании анализа возможных технологий водоподготовки принята следующая принципиальная технологическая схема установки подпитки теплосети:
- предварительная очистка воды, включающая очистку исходной воды от грубодисперсных примесей на сетчатых фильтрах с автоматической очисткой, коагуляцию оксихлоридом алюминия и удаление из воды взвешенных веществ, железа, снижение цветности, основной части органических соединений, извлечение из воды практически всех патогенных микроорганизмов на микрофильтрационной установке;
- подкисление воды серной кислотой для перевода карбонатной жесткости в некарбонатную;
- декарбонизация;
- деаэрация воды в существующих вакуумных деаэраторах;
- подщелачивание воды до норм ПТЭ.
Общепринятой в энергетике технологической схемой предварительной очистки воды является традиционная технология: коагуляция в осветлителях и доочистка на механических фильтрах с зернистой загрузкой. Существенным недостатком традиционной технологии является возможность выноса шлама из осветлителя при незначительных изменениях параметров процесса (расход, температура, дозы реагентов и др.). При этом увеличивается нагрузка на механические и ионитные фильтры, а также возможен проскок взвеси и соответственно, неудовлетворительное качество осветленной воды. Технология мембранной фильтрации по сравнению с традиционной технологией позволяет получить осветленную воду значительно лучшего качества по таким показателям как цветность, мутность, взвешенные вещества, окисляемость, железо.
На основании вышеуказанных преимуществ перед традиционными методами для предварительной очистки воды в качестве основного технологического решения выбрана технология микрофильтрации. Данный метод позволяет получать осветленную воду высокого качества. Метод микрофильтрации позволяет задерживать взвешенные и коллоидные частицы размером крупнее 0,1 мкм и обеспечивает высокую степень осветления воды. Методом микрофильтрации из воды удаляются взвешенные частицы, коллоиды, бактерии и крупномолекулярные органические вещества. Коагулирование воды перед мембранной фильтрацией существенно увеличивает эффект осветления и степень извлечения органических соединений.
Исходная вода с температурой 20-30^ОС подается на автоматические сетчатые фильтры рис.1. Они служат для защиты мембран от механических примесей. Внутри фильтра установлены фильтрующие сетчатые экраны. Материал экрана - нержавеющая сталь, тонкость фильтрации - 200 мкм. Процесс самоочистки начинается автоматически при достижении заданного перепада давления на сетке или по таймеру. Очистка осуществляется вакуумным сканером, который приводится в движение электродвигателем небольшой мощности.

Выбор схемы подготовки подпиточной воды определяется значением карбонатного индекса при различных вариантах значений общей щелочности и кальциевой жесткости для данной температуры нагрева в теплофикационном оборудовании. По результатам эксплуатации установки теплосети на мембранных технологиях в теплый период, когда температура нагрева воды в подогревателях не превышает 70-100 ^ОС, нормируемый индекс карбонатный менее 4,0 (мг-экв/дм³)² и отсутствует необходимость подкисления воды перед декарбонизаторами. Удаление свободной углекислоты в декарбонизаторах, а также в деаэраторах приводит к увеличению рН обработанной воды. Поэтому с увеличением рН более 8,3 отпадает необходимость подщелачивания подпиточной воды. Таким образом, в зависимости от сезона сокращается количество кислоты и щелочи на обработку подпиточной воды.

Если не соблюдать такие сложные правила по очистке воды, на теплоисточниках может сломаться оборудование, а на трубопроводах и в системах отопления в квартирах появиться коррозия и ржавчина. Чаще всего в процессе водоочистки ионный обмен используется для удаления из воды катионов тяжелых металлов (например, свинца), представляющих опасность для здоровья человека, а также для избавления от нитратов
Литература
1. Александр, Бураков Мембранная очистка воды / Бураков Александр , Ирина Романцова und Анастасия Кучерова. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2014. -