Совершенствование методов и устройств контроля содержания органических примесей в теплоносителе на ТЭС и ТЭЦ

Введение. Рассматриваются вопросы повышения надежности исследования поведения органических примесей теплоносителя и оперативного контроля их концентраций на ТЭС и ТЭЦ. Выполнен анализ возможных причин появления органических веществ в питательной, котловой воде и в паре энергоустановок. Изучено поведение характерных примесей в жидкой и паровой фазах при высоких температурах. Материалы и методы. Выполнен анализ существующих методов и устройств контроля содержания органических примесей теплоносителя в контурах ТЭС и ТЭЦ. Результаты исследования. Предложены способы совершенствования существующих методов и устройств контроля с учетом их достоинств и недостатков. При контроле процесса термолиза потенциально кислых органических примесей в жидкой и паровой фазах рекомендовано использовать усовершенствованную авторами установку Всероссийского технологического института. При этом кондуктометрический контроль процесса термолиза в паровой фазе при различных температурах на прямоточных котлах следует вести по показаниям кондуктометрического охлаждаемого датчика, размещенного в контролируемом паре. Для упрощения исследования процесса перехода органических примесей из кипящей воды в насыщенный пар предложен метод одновременного измерения удельной электропроводности воды и конденсата пара в охлаждаемом кондуктометрическом датчике. Все это позволит получать объективную информацию о поведении органических примесей в пароводяном тракте энергоблоков, о ходе процесса термолиза и об источниках поступления опасных примесей в котел. Кроме того, с учетом результатов данной работы могут быть расширены возможности исследования поведения потенциально кислых веществ и контроля их содержания в воде и в паре. Обсуждение и заключения . Усовершенствованные устройства контроля могут быть использованы в качестве дополнения к существующим для совместной работы в системах химико-технологического мониторинга энергоблоков. Предложен способ совершенствования систем регулирования режимов работы испарительных установок при термической очистке вод от органических примесей - главным образом с целью снижения содержания потенциально кислых веществ в паре и конденсате установок. Для этого рекомендовано использовать ранее разработанные авторами датчики контроля.

качество теплоносителя, органические примеси, поведение, методы контроля, анализ, совершенствование, ТЭС, ТЭЦ, coolant quality, organic impurities, behavior, monitoring methods, analysis, improvement, TPP, CHP

1. Воронов, В. Н. Совершенствование водно-химических режимов и химконтроля на тепловых электростанциях / В. Н. Воронов, Т. И. Петрова // Теплоэнергетика. - 2010. - № 7. - С. 2-6.

2. Воронов, В. Н. Водно-химические режимы ТЭС и АЭС / В. Н. Воронов, Т. И. Петрова. - Москва : Издательский дом МЭИ, 2009. - 238 с.

3. Об эксплуатации блочных обессоливающих установок на ТЭС сверхкритического давления / А. Б. Вайман [и др.] // Энергетика и электрификация. - 2008. - № 3. - С. 22-31.

4. Ларин, Б. М. Основы математического моделирования химико-технологических процессов обработки теплоносителя на ТЭС и АЭС / Б. М. Ларин, Е. Н. Бушуев. - Москва : Издательский дом МЭИ, 2009. - 306 с.

5. Ларин, Б. М. Обеспечение водно-химического режима котлов суперсверхкритических параметров / Б. М. Ларин, А. Б. Ларин // Энергосбережение и водоподготовка. - 2013. - № 3 (83). - С. 19-23.

6. Белоконова, Н. А. Совершенствование методологии контроля и управления технологическими процессами подготовки воды на тепловых электростанциях : дис. … д-ра техн. наук / Н. А. Белоконова. - Екатеринбург, 2009. -250 с.

7. Воронов, В. Н. Проблемы организации водно-химических режимов на тепловых электростанциях / В. Н. Воронов, Т. И. Петрова // Теплоэнергетика. - 2002. - № 7. - С. 2-6.

8. Bestimmung von Organischen Verunreinigungen in Leichtwasser Reaktoren / W. Hoffmann [et al.] // VGB Kraftwerkstechnik. - 1995.- Vol. 75, № 9. - P. 814-818.

9. Lepine, L. Characterization and thermal degradation of natural organic matter in steam-condensate cycles of CANDU-PHWR plants / L. Lepine, R. Gilbert // Physical chemistry of aqueous systems: Meeting the needs of industry : proc. 12-th ICPWS Conf. - New York : Begell House, 1995. - P. 824-831.

10. Поведение продуктов термолиза органических веществ в двухфазной области: кипящая вода - равновесный насыщенный пар / О. И. Мартынова [и др.] // Теплоэнергетика. - 1997. - № 6. - С. 8-11.

11. Термическое разложение органических примесей производственных конденсатов / В. А. Коровин и др. // Энергетик. - 1980. - № 5. - С. 24-25.

12. Продукты термолиза органических соединений и их сорбция ионитами БОУ / Б. Н. Ходырев [и др.] // Теплоэнергетика. - 1998. - № 7. - С. 20-24.

13. О поведении органических примесей в тракте тепловой электростанции с барабанными котлами / Т. И. Петрова [и др.] // Теплоэнергетика. - 1995. - № 7. - С. 20-25.

14. Видойкович, С. Исследование поведения сульфатов в пароводяном тракте энергетических установок : дис. … канд. техн. наук / С. Видойкович. - Москва, 2001. -114 с.

15. Петрова, Т. И Теоретический анализ и разработка рекомендаций для оптимизации водно-химических режимов тепловых электростанций : дис. … д-ра техн. наук / Т. И. Петрова. - Москва, 2001. - 46 с.

16. Оrganic Impurities and Organic Conditioning Agents in the Steam/Water Cycle: A Manufacturer´s Point of View / R. Svoboda [et al.] // Interaction of Organics and Organics Cycle Treatment Chemicals with Water, Steam and Materials : Int. Conference in Stuttgart, 4-6 October 2005. - P. 7.15-7.29.

17. Dooly, R.-B. Fossil plant cycle chemistry and availability problems / R.-B. Dooly // Cycle chemistry symposium : proc. - Midrand : ECOM ; EPRI, 1994. P. 22-25.

18. РД 153-34.1-37.532.4-2001. Общие технические требования к системам химико-технологического мониторинга водно-химических режимов тепловых электростанций / РАО «ЕЭС России». - Москва : ЗАО «Энергетические технологии», 2002. - 40 с.

19. Ларин, Б. М. Нормы качества водного теплоносителя и отраслевой стандарт по водоподготовке и водному режиму на ТЭС / Б. М. Ларин, А. Б. Ларин, А. Я. Сорокина // Энергосбережение и водоподготовка. - 2015. - № 4 (96). - С. 56-60.

20. Water-tube boilers and auxiliary installation. European standard EN 12952-12: 2003. Part 12: Requirement for boiler feed water and boiler water quality / European committee for standardization. - Brussel : CEN, 2003.- 17 p.

21. VGB-Standart. Feed water, Boiler Water and Steam Quality for Power Plants / Industrial Plants / Ed. VGB Power Tech e.V. - 3rd edition. - Essen : Verlag technisch-wissenschaftlicher Schriften, 2011. - 111 p.

22. Michal, A.-S. Minimizing levels of Volatile Organic Acids and Carbon Dioxide in Steam / A.-S. Michal, J. S. Kevin // Water circuits : Proc. Int. Conf. Interaction of Organic and Organic Cycle Treatment Chemicals with Water, Steam. - Stuttgart, 2005. - P. 115-119.

23. Способ контроля за содержанием коррозионно-опасных органических соединений в водопаровом тракте теплового энергоблока : патент 2231778 Рос. Федерация : G01N 27/06 / А. Б. Вайман, И. А. Малахов. - № 2002130228/28 ; заявл. 12.11.2002 ; опубл. 27.06.2004, Бюл. № 18. - 4 с.

24. Федосеев, Б. С. Современное состояние водоподготовительных установок и водно-химических режимов ТЭС / Б. С. Федосеев // Теплоэнергетика. - 2005. - № 7. - С. 2-9.

25. Мартынова, О. И. Поведение органики и растворенной углекислоты в пароводяном тракте электростанций / О. И. Мартынова // Теплоэнергетика. - 2002. - № 7. - С. 67-70.

26. Щербинина, С. Д. Установка для определения потенциально кислых органических веществ в возвратных конденсатах ТЭЦ / С. Д. Щербинина, В. А. Коровин, И. Б. Ковалёв // Водный режим барабанных котлов и испарительных установок : сб. науч. тр. / под ред. Р. Н. Гронского. - Москва : Энергоатомиздат, 1990. - С. 41-46.

27. Насос-дозатор : патент на полезную модель 140067 Рос. Федерация : F04B 13/00 / В. Н. Щербаков. - № 2013145924/02 ; заявл. 14.10.13 ; опубл. 27.04.14, Бюл. № 12. - 3 с.

28. Кондуктометрический датчик : а.с. 958943 СССР : G01N 27/02 / Д. Л. Тимрот [и др.]. - № 3248961 ; заявл. 16.02.81 ; опубл. 15.09.82, Бюл. № 34. - 3 с.

29. Щербаков, В. Н. Совершенствование кондуктометрического контроля качества конденсата пара при термической очистке вод / В. Н. Щербаков // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2013. - Т. 13, № 3/4 (72/73). - С. 117-124.

30. Щербаков, В. Н. Электролитические свойства растворов аммиака и кондуктометрический контроль качества теплоносителя ТЭС при высоких температурах и давлениях / В. Н. Щербаков, Г. А. Власков // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2013. - Т. 13, № 7/8 (75). - С. 140-147.

31. Щербаков, В. Н. Исследование электрофизических свойств водных теплоносителей при высоких параметрах : дис. … канд. техн. наук / В. Н. Щербаков. - Москва, 1980. - 204 с.

32. Гришин, А. А. Совершенствование технологии обработки воды, загрязненной органическими веществами, на тепловых электростанциях : дис. … канд. техн. наук / А. А. Гришин. - Москва, 2004. - 185 с.

33. Кататермометр : патент на полезную модель 154 875 Рос. Федерация : G01N 27/02 / В. Н. Щербаков [и др.]. - № 2015112438/28 ; заявл. 06.04.15 ; опубл. 10.09.15, Бюл. № 25. - 6 с.

34. Кондуктометрический сигнализатор уровня пены в испарителях : патент на полезную модель 115491 Рос. Федерация : G01N 27/02 / В. Н. Щербаков, С. В. Вихарев. - № 2011151036/28 ; заявл. 14.12.11 ; опубл. 27.04.12, Бюл. № 12. - 6 с.

35. Устройство для определения уровня и толщины слоя пены в испарителях : патент на полезную модель 153624 Рос. Федерация : G01F 23/24 / В. Н. Щербаков, Г. А. Власков. - № 2014151970/28 ; заявл. 22.12.14 ; опубл. 27.07.15, Бюл. № 21. - 5 с.

36. Кондуктометрический сигнализатор наличия жидкости в паре : патент на полезную модель 95403 Рос. Федерация : G01N 27/02 / В. Н. Щербаков. - № 2010105310 ; заявл. 15.02.10 ; опубл. 27.06.10, Бюл. № 18. - 6 с.