1.3. Экономическая эффективность возврата конденсата

Неполный возврат конденсата приводит к большим потерям теплоты и в значительной мере снижает преимущества пара как теплоносителя.

Например, в поверхностном теплообменном аппарате технологичес­кой установки, работающем с давлением 7 МПа, получается конден­сат с температурой 158 °С. Б дальнейшем конденсат этого аппарата охлаждается до 100 °С и с такой температурой выходит из технологичес­кого процесса.

Бели принять, что установка получает сухой насыщенный пар с энтальпией 2755 кДж/кг, а конденсат уходит с энтальпией 418,6 кДж/кг , то недоиспользование теплоносителя по теплоте составляет 418,6/2755 = 0,152 или 15,2 %, то есть весьма ощутимую величину.

При возврате конденсата в котел эта теплота может быть сохра­нена,

если не целиком, то в большей своей части. В противном слу­чае она целиком будет потеряна и, следовательно, будет бесполезно израсходовано топливо, истраченное на получение этой теплоты.

Не возврат конденсата вызывает, кроме того, необходимость допол­нительной подачи химически очищенной воды для питания паровых кот­лов, что обычно ведет к росту величины продувки котлов, а следова­тельно, к дополнительным потерям теплоты. При этом требуется уве­личивать производительность котлов и в некоторых случаях усложнять схемы химводоочисток и внутрикотловые сепарационные устройства, что связано с ростом капитальных затрат, а зачастую и эксплуата­ционных расходов.

Таким образом, сбор и возврат конденсата представляют собой важный источник экономии ресурсов. Важной задачей работников со­ответствующих служб предприятий является улучшение работы дейст­вующих или создание новых конденсатосборных, систем с целью уве­личения количества возвращаемого конденсата. К первостепенным ме­роприятиям по организации сбора и возврата конденсата относятся следующие.

1. Установка на паропотребляющих аппаратах и устройствах кон- денсатоотводчиков, обеспечивающих удаление конденсата и препятст­вующих пропуску несконденсировавшегося пара.

2. Выбор оптимальной схемы использования теплоты пара и сбора конденсата.

3. Увеличение количества возвращаемого конденсата путем совер­шенствования технологических процессов, выбора наиболее рациональ­ного режима работы и применения более совершенных типов оборудова­ния.

4. Очистка конденсата, поступающего от отдельных потребителей, от масла и других загрязнений, препятствующих его использованию для питания паровых котлов.

5. Устройство тепловой изоляции на конденсатопроводах, а так­же оборудовании и аппаратуре, служащих для сбора и возврата кон­денсата и

использования его теплоты.

6. Оснащение конденсатосборных систем измерительными прибора­ми и автоматикой.

1.4. Основные виды конденсатов и методы их очистки

Конденсаты можно разделить на следующие группы в порядке возрастания их загрязненности:

• турбинные конденсаты температурой 25—45°С, наибо­лее чистые, содержат лишь газы NH₃, СО₂ и следы О₂, незначительные количества продуктов коррозии (Fe, Си, Zn). При подсосах охлаждающей воды солесодержание и жесткость резко возрастают, при подсосах воздуха увели­чивается содержание кислорода;

• конденсаты пара подогревателей (ПНД, ПВД) имеют высокую температуру (50—100°С и более), содержат Fe, Си, Zn в количествах больших, чем турбинные конденса­ты, за счет продолжающейся и усиливающейся коррозии (более высокая температура, отсутствие отсоса газов). Солесодержание и жесткость их не повышаются. Очи­стить их от продуктов коррозии обычно сложно, главным образом вследствие их высокой температуры;

• конденсаты пара подогревателей сетевой воды (бой­лерные) имеют температуру обычно более 80°С. Они бо­лее коррозионно-агрессивны вследствие более высокой температуры и особенно при отсутствии

организованного отсоса неконденсирующихся газов (С0₂, О₂ и др.). Поми­мо высокого содержания этих газов конденсат бойлеров может содержать большое количество продуктов корро­зии (Fe, Си, Zn), а при неплотностях трубных систем еще и примеси сетевой воды (иногда в значительном количе­стве) .

• конденсаты подогревателей сырой или химочищенной воды имеют различную температуру (50—100 °С), содер­жат Fe, Сu, Zn, а при неплотностях трубных систем — и соли подогреваемой воды;

• дренажные конденсаты, в том числе конденсат эжек­торов, от охладителей выпара деаэраторов, от паровых си­стем отопления и калориферов станции, пара от расши­рителей непрерывной продувки, от продувки паропрово­дов имеют температуры до 100 °С и более. В этих конден­сатах особенно высоким может быть содержание Fe в результате коррозии стальных (дренажных) трубопро­водов. Содержание Сu й Zn обычно невелико. При не­плотностях могут попадать примеси сырой (химочищенной) воды. Содержание газов СО₂, О₂, N₂ невелико, так как они удаляются с выпаром из баков;

• внешние производственные конденсаты от отопления имеют температуру 80—100 °С, близки по качеству к дре­нажным;

• внешние производственные конденсаты от технологиче­ских потребителей пара могут содержать, кроме Fe, Си, Zn, CO₂, 0₂, при подсосах еще и масла, нефтепродукты, смолы и другие химические продукты, нагреваемые па­ром. В особенности опасны примеси веществ, подвергаю­щихся в котловой воде гидролитическому разложению с образованием сильных минеральных кислот, например примеси дихлорэтана CH₂CICH₂CI, хлороформа СНС1₃, четыреххлористого углерода СС1₄, нитробензола С₆Н₅0₂ и т. п. Большими «залповыми» бывают попадания этих продуктов при разрыве греющих элементов, при конден­сации греющего пара и при его давлении, меньшем, чем давление обогреваемой среды — жидкости. В эту же груп­пу входит и конденсат подогревателей мазута;

• конденсат паровых машин, молотов, прессов всегда со­держит большие количества масел (нефтепродуктов) и сальниковую набивку.

Сокращение потерь конденсата, предотвращение за­грязнения и его раннее обнаружение, сбор, возврат на ТЭС и в случае надобности очистка являются основными задачами персонала турбинного и химического цехов ТЭС, в том числе:

1. сокращение расхода пара для отопления и произ­водственных нужд потребителей пара — замена пара го­рячей водой;

2. сбор конденсата от всех поверхностных паровых подогревателей как самой ТЭС, так и внешних потреби­телей. Поддержание поверхности нагрева их, а также конденсатоотводчиков, охладителей вторичного пара, сборных баков, насосов и конденсатопроводов в исправ­ном состоянии;

3. борьба с коррозией конденсатопроводов;

4. утилизация выпара конденсата, сбор всех станци­онных (дренажных конденсатов), недопущение потерь теплоты при сборе и перекачке горячего конденсата;

5. предотвращение загрязнения конденсата путем:

а) уменьшения содержания в питательной воде и паре уг­лекислоты, удаления углекислоты из конденсата паровых подогревателей путем барботажа конденсата паром и ра­ционально сконструированной вентиляции паровых объ­емов подогревателей, а также связыванием углекислоты в конденсате аммиаком и другими нейтрализующими ами­нами;

б) предотвращения попадания кислорода в конден­сат (закрытые системы сбора конденсата под давлением выше атмосферного, непрерывное откачивание производ­ственных конденсатов);

в) предотвращения попадания в конденсат веществ из среды, нагреваемой паром (жест­кая и необессоленная вода, производственные растворы, мазут, нефть, продукты коксования и др.), — борьба с подсосами

г) пред­отвращения измельчения попавших в конденсат жидких загрязнений (смол, масел, бензола) вторичным или про­летным паром из-за плохой работы конденсатоотводчиков;

д) применения у потребителей пара сигнализаторов за­грязнения конденсата с устройствами, немедленно и авто­матически отключающими подачу загрязненного конден­сата в сборные баки ТЭС.

Очистка загрязненного конденсата от механических за­грязнений, смол, масел и др. производится у потребителей, а от остатков масел, нефтепродуктов, окислов железа, меди, цинка, жесткости и солей — на водоподготовительной установке или в турбинном цехе ТЭС перед деаэрато­рами. Транспортировка внешних горячих, иногда замаслен­ных конденсатов должна производиться по двум тепло­изолированным трубопроводам: по одному для условно «чистого» конденсата, который может загрязняться толь­ко окислами железа, меди, цинка и жесткой водой, по другому для «грязного» конденсата, конденсата, лишь предварительно очищенного от смол, масел и т. д. или иногда загрязняемого ими.

Горячий конденсат, прошедший очистку на ХВО ТЭЦ самостоятельно или с химически обработанной водой, должен деаэрироваться на ХВО и подаваться на ТЭС по трубопроводам, защищенным от коррозии во избежание нового обогащения его кислородом и продуктами корро­зии и теплоизолированным.

Конденсаты дренажей, эжекторов, выпара деаэраторов и «чистый» производственный конденсат необходимо по­стоянно обезжелезивать на электромагнитных, магнетитовых или зернистых фильтрах и умягчить на Na-катионитных фильтрах непосредственно перед деаэраторами. Же­лательно фильтровать вместе с ними также и горячий конденсат бойлеров.