Раздел VII. Проектные решения

Раздел VII.
Проектные решения

Данные технические решения являются первым этапом проектных работ по установке двух водогрейных котлов, дымовой трубы и техническому перевооружению системы химводоочистки ТЭЦ ОАО "Краснодарское военно-энергетическое предприятие" без изменения существующих конструкций зданий и сооружений для обеспечения выполнения технических условий на присоединение к тепловым сетям ОАО "КВЭП" жилой застройки "Военный городок 109".

Предусматриваются следующие технические решения и спецификации на заказ оборудования по узлу сетевых насосов.

Сетевые насосы предназначены для подачи во внешнюю теплосеть горячей воды, нагреваемой в водогрейных котлах жаротрубного и утилизационного типа.

В настоящее время на электростанции установлено 3 сетевых насоса типа NT150-400/1/420 производства фирмы "ALLWEILER", производительностью - 400 м3/ч. Предусмотрено автоматическое управление работой насосов с использованием частотного регулирования их производительности в зависимости от перепада давлений в прямом и обратном трубопроводе теплосети, а также с учетом расхода сетевой воды в прямом трубопроводе.

В процессе подготовки техзадания на разработку проектной документации по техперевооружению оборудования ТЭЦ рассматривалось 2 варианта обеспечения повышенного расхода сетевой воды для покрытия перспективных тепловых нагрузок в связи с присоединением к теплосетям ОАО "Краснодарское военно-энергетическое предприятие" жилой застройки "Военный городок 109":

по варианту 1 предусматривалась установка трех новых сетевых насосов повышенной производительностью - 800 м3/ч, с демонтажем существующих;

по варианту 2 предусматривалась дополнительная установка двух насосов, аналогичных существующим по их техническим характеристикам.

Учитывая сложность замены существующих насосов при реализации варианта 1, предпочтение было отдано варианту 2

По данным поставщиков сетевых насосов необходимые технические характеристики имеют насосы:

типа NТ150-400/02/420-W1 (производительностью - 400 м3/ч), поставляемые фирмой "ALLWEILER"; насосы типа NВ150-400/412 (производительностью - 400 м3/ч), поставляемые фирмой "GRUNDFOS".

По данным фирмы "ALLWEILER" в комплект поставки группы из 3-х сетевых насосов будут входить:

центробежные насосы с электроприводами;

плиты (рамы);

соединительные муфты;

частотные преобразователи (на каждый насос);

шкаф управления (общий для трех насосов).

Выбор поставщика сетевых насосов будет произведен Заказчиком, ориентируясь на две вышеуказанные фирмы.

Учитывая необходимость параллельной работы существующих и вновь устанавливаемых дополнительных сетевых насосов, рекомендуется в качестве поставщика пригласить фирму "ALLWEILER" с ее сетевым насосом по типу и техническим характеристикам, аналогичными существующим.

Основными элементами существующей схемы обвязки сетевых насосов являются:

входной коллектор диаметром 500 мм, по которому поступает обратная сетевая вода после водогрейных котлов и выходной коллектор диаметром 500 мм, по которому сетевая вода выводится на наружную эстакаду и далее распределяется между магистралями потребителей.

Между этими коллекторами размещаются насосы с неэлектрифицированной арматурой (задвижки и обратные клапаны).

Для подключения трех новых сетевых насосов, аналогичного типа существующим агрегатам, предлагается выполнить "отпайку" диаметром 400 мм от существующего входного коллектора сетевой воды, а входной коллектор и обвязку новых насосов выполнить аналогично существующей.

Выходной коллектор диаметром 400 мм новых сетевых насосов необходимо выполнить самостоятельным и вывести на эстакаду внешних трубопроводов.

При одновременной работе 4-х рабочих сетевых насосов максимальная скорость воды во входном трубопроводе диаметром 500 мм двух групп сетевых насосов составит величину 2м/с, что вполне допустимо.

Скорость во входном и выходном коллекторе диаметром 400 мм новых сетевых насосов при номинальной производительности составит величину 1,74 м/с, что также допустимо.

Существующие 3 сетевых насоса в настоящее время размещаются в отдельном помещении главного корпуса.

Исходя из принципа построения схемы обвязки сетевых насосов новые агрегаты предлагается разместить в непосредственной близости от существующих насосов.

Для размещения трех новых сетевых насосов в насосной демонтируются существующие насосы разгрузки котлов-утилизаторов.

Предусматриваются следующие технические решения и спецификации на заказ оборудования по узлу подключения внешних трубопроводов:

В настоящее время, до подключения к ТЭЦ ОАО "Краснодарское военно-энергетическое предприятие" тепловых нагрузок жилой застройки "Военный городок 109", выдача горячей воды производится по двум трубопроводам (прямому и обратному) диаметром 500 мм с выходом за пределы главного корпуса на эстакаду трубопроводов с дальнейшим разветвлением на несколько потребителей.

На каждом ответвлении прямой и обратной сетевой воды к потребителям установлены отключающие ручные задвижки.

Стыковка двух трубопроводов диаметром 400 мм прямой сетевой воды от новых сетевых насосов и нового внешнего трубопровода к потребителю будет выполнена на эстакаде.

Также на эстакаде будет произведено присоединение нового внешнего обратного трубопровода диаметром 400 мм к существующему трубопроводу диаметром 500 мм.

В связи с тем, что регулирование отпуска горячей воды от существующих и новых сетевых насосов ТЭЦ ОАО "Краснодарское военно-энергетическое предприятие" будет производиться количественным способом с использованием частотных преобразователей, Заказчику следует увязать с работой ТЭЦ технические решения по центральным и индивидуальным тепловым пунктам потребителей.

Предусматриваются следующие технические решения и спецификации на заказ оборудования по химводоочистке подпитки теплосети:

В настоящее время на ТЭЦ ОАО "Краснодарское военно-энергетическое предприятие" обработка исходной (водопроводной) воды осуществляется по схеме частичного обессоливания на ионитных фильтрах с удалением свободной углекислоты в декарбонизаторе.

В качестве предочистки предусмотрены механические обезжелезивающие фильтры, загруженные антрацитом.

Регенерация ионитных фильтров осуществляется в автоматическом режиме. Для этих целей установлены мерники кислоты и щелочи.

Предусмотрена нейтрализация отработанных регенерационных растворов.

Оборудование химводоочистки располагается в торце котельного отделения.

Исходной водой для химводоочистки является вода из магистрального водопровода ООО "Краснодар Водоканал".

Сетевая и подпиточная вода "закрытых" систем теплоснабжения должна соответствовать п. 4.8.39 Приказа Минэнерго Российской Федерации от 19.06.2003 N 229 "Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации".

Производительность химводоочистки принята- 30 м3/ч.

В соответствии с качеством исходной воды и требованиями, предъявляемыми к качеству подпиточной воды водогрейных котлов и тепловых сетей, принимается следующая технологическая схема химводоочистки.

Исходная вода, в количестве 40 - 45 м3/ч (расход дан c учетом собственных нужд химводоочистки), вновь устанавливаемыми насосами фирмы "GRUNDFOS" ТР65-460/2А-F-ABAQE из существующих баков сбора водопроводной воды подается на пластинчатые водоводяные подогреватели, где нагревается до максимальной температуры 25°C. Греющей средой является сетевая вода.

Учитывая состояние существующих баков сбора водопроводной воды, целесообразно провести их очистку перед вводом в действие нового оборудования химводоочистки.

Подогретая вода поступает на фильтровальную установку.

Далее фильтрованная вода подается на установку обратного осмоса "ЭКО - 300", состоящую из высоконапорных насосов и обратноосмотических модулей. Выбраны 2 установки по 15 м3/ч.

Для выведения из воды остаточного хлора (водопроводная вода по СанПин 2.1.4.1074-01 "Вода питьевая" имеет остаточный свободный хлор 0,3 - 0,5 мг/л, а перед осмосом допустимая величина свободного хлора - 0,1 мг/л) в воду перед обратноосмотической установкой насосом-дозатором подается раствор бисульфита натрия.

Для предотвращения образования на поверхности мембран карбонатных отложений перед мембранами вводится антискалант.

Принцип действия обратноосмотической установки:

мембраны с порами 0,001 микрометр задерживают растворенные в воде соли и позволяют осуществить глубокое обессоливание воды.

Режим работы автоматический непрерывный с остановкой на регламентные работы - промывка (химическая регенерация) мембран осуществляется в течение 3 - 4 часов, с периодичностью в 2 - 3 месяца, возможно помодульное отключение мембранных элементов.

Срок службы осмотических мембран 5 лет.

Данная схема позволяет получить следующее качество обработанной воды, которые приведены в таблице 7.

Таблица 7 Качество обработанной воды при применении технологии очистки воды обратного осмоса
N п/п	Наименование показателя	Нормативное значение показателя (Приказ Минэнерго РФ от 19.06.2003 N 229 "Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации")	Плановое значение показателя
1	Кальциевая жесткость, (мг-экв/л)	1,5-2,0	не более 0,02
2	Общая щелочность, (мг-экв/л)	не более 50	0,1
3	Карбонатный индекс, (мг-экв/л)2	не более 0,5	0,002
4	рН	8,5 - 9,5	5,6

Установка химводоочистки базируется на прогрессивной технологии обратного осмоса, не привносящей дополнительных солей в цикл. Продувка обратноосмотических аппаратов содержит только соли, поступившие с исходной водой.

В соответствии с приведенными расходами воды на собственные нужды химводоочистки потребность в исходной воде составит - 40 - 45 м3/ч.

Учитывая плотность застройки, для размещения вновь устанавливаемого оборудования химводоочистки должно использоваться место, занимаемое существующей химводоочисткой в торце котельного отделения.

Предусматриваются следующие технические решения и спецификации на заказ оборудования по водогрейным котлам:

Монтаж двух газовых водогрейных котлов Buderus Boiler Logano S825L производство Германия, номинальной теплопроизводительностью 8 Гкал/ч.

Котел производит производящий перегретую воду. В конструкции котла использован принцип трехходового прохождения продуктов сгорания, имеется цилиндрическая жаровая труба и водоохлаждаемая камера с поворотом газового потока.

Модельный ряд S825L покрывает тепловые потребности при нагрузке 8 Гкал/ч и температуре до 110°С. Технически возможна температура 120°С.

Коэффициент полезного действия данных котлов достигает 95%.

Котлы Buderus Boiler Logano S825L основываются на трехходовом принципе отвода продуктов сгорания. Эта конструкция направлена на снижение вредных выбросов и повышение коэффициента полезного действия. Благодаря отличной теплоизоляции котла, потери энергии с тепловым излучением ничтожно малы. Фронтальная дверь котла легко открывается даже со смонтированной горелкой. Таким образом, обеспечивается простой доступ к топочной камере и дымогарным пучкам труб для осмотра и чистки.

Технические характеристики газовых водогрейных котлов Buderus Boiler Logano S825/S825LNприведены в таблице 8.

Таблица 8 Технические характеристики газовых водогрейных котлов Buderus Boiler Logano S825/S825LN
Номинальная теплопроизводительность, Ккал/ч	Габариты ШЧДЧВ, мм	Вес, т	Объем воды, м3	Объем газа, м3
8000	2724Ч6315Ч3000	32,8	13,5	15,62

Предусматриваются следующие технические решения и спецификации на заказ оборудования по деаэраторной установке подпитки теплосети:

В настоящее время для покрытия собственных нужд ТЭЦ ОАО "Краснодарское военно-энергетическое предприятие" используются паровые жаротрубные котлы. Обессоленная вода после деаэрации при давлении 1,2 кгс/см2, предназначенная для питания этих котлов, подается и на подпитку теплосети. Вода из деаэраторного бака перекачивается насосами в баки подпиточной воды (2 х 25 м3) и затем подпиточными насосами направляется в обратную теплосеть, при давлении до 6 кгс/см2.

Ёмкость существующей сети составляет 300 м3.

В связи с предстоящим ростом тепловых нагрузок и объема теплосети (существующей и новой до 1300 м3) потребуется создание установки подпитки теплосети, включающей химводоочистку и деаэрацию подпиточной воды теплосети производительностью по 30 т/ч каждая.

Величина давления деаэрации диктуется температурным уровнем греющего агента - сетевой воды в летний период 70 - 85°C. При такой температуре греющей воды можно обеспечить нагрев деаэрируемой химочищенной воды на уровне 65 - 70°C, чему соответствует давление деаэрации 0,25 - 0,30 кгс/см2, то есть вакуум.

Для условий ТЭЦ ОАО "Краснодарское военно-энергетическое предприятие" была рассмотрена возможность использования нескольких типов вакуумных деаэраторов, ранжированных по распространенности в отечественной теплоэнергетике:

струйно-барботажного типа ДВ;

струйно-вихревого типа СВД;

щелевого типа "Кварк" и фирмы НПК "Экология";

вакуумно-атмосферного типа "Авакс".

Щелевые деаэраторы типа "Кварк" для обеспечения нормативного содержания кислорода требуют выполнения следующих условий:

температуры химочищенной и деаэрированной воды 70°C;

давление химочищенной воды 2 кгс/см2.

При этом в деаэраторе процессы будут происходить при разрежении в 520 мм рт.ст, что требует слива деаэрированной воды через гидрозатвор высотой 8,0 метров над уровнем подпиточной воды в баках-аккумуляторах.

Вышеуказанные требования выполнимы в условиях ТЭЦ ОАО "Краснодарское военно-энергетическое предприятие".

Конструкция щелевого деаэратора типа "Кварк" обеспечивает его нормальную работу в диапазоне нагрузок 20-120% от номинальной, что позволяет установить один аппарат производительностью 25 т/ч.

В некоторых российских котельных установлены вакуумно-атмосферные деаэраторы типа "Авакс".

Минимальный объем фирменных требований включает:

подогрев химочищенной воды до температуры 70°C;

поддержание высокого давления (независимо от нагрузки) химочищенной воды перед деаэратором 6 кгс/см2;

наличие успокоительного бака-дегазатора на сброс деаэрированной воды.

Существенным при оценке деаэраторов типа "Авакс" являются не выполнение вышеуказанных требований, а обеспечение нормативного содержания кислорода в станционных условиях.

По данным наладочных и научно-исследовательских организаций обеспечение содержания кислорода ниже 100 мкг/л требует многократной рециркуляции деаэрируемой воды через аппараты, что удорожает установку и ведет к большим затратам на электроэнергию.

До получения обоснованного положительного опыта рекомендовать применение деаэраторов типа "Авакс" не представляется возможным.

Не предусматривается возможным для ТЭЦ "КВЭП" рекомендовать использование струйно-вихревых деаэраторов типа СВД по конструкции, сходных с деаэраторами типа "Авакс", также не имеющих солидного опыта применения в отечественной теплоэнергетике.

В связи с вышеизложенным, на этапе основных технических решений по техперевооружению ТЭЦ ОАО "Краснодарское военно-энергетическое предприятие" рекомендуется к использованию щелевой деаэратор типа "Кварк", как наиболее соответствующий технологическим условиям.

Химводоочистка, работающая по мембранной технологии, будет состоять из двух блоков производительностью по 15 т/ч нетто.

Прокачка исходной водопроводной воды через обратноосмотические аппараты будет осуществляться высоконапорными насосами (по одному на каждый блок).

Химочищенная вода направляется в бак химочищенной воды емкостью до 20 м3, оттуда насосами через пластинчатый водоводяной подогреватель с температурой 70°C при давлении до 4 кгс/см2 направляется к деаэратору типа "Кварк" производительностью 30 т/ч.

Подогрев химочищенной воды производится сетевой водой с максимальным расходом (в летний период) - 48 т/ч, которая подается по трубопроводу диаметром 100 мм с установкой регулирующего клапана на трубопроводе охлажденной сетевой воды.

Деаэрированная вода самотеком через гидрозатвор сливается в существующие баки-аккумуляторы подпиточной воды (2 х 25 м3).

Для подпитки теплосети используются существующие насосы.

Ёмкость существующих подпиточных баков-аккумуляторов обеспечивает 3% нормативный запас объема теплосети.

В условиях ТЭЦ ОАО "Краснодарское военно-энергетическое предприятие", будущая работа которой предполагает отсутствие паровых котлов, единственным способом безопасного хранения деаэрированной воды в существующих баках-аккумуляторах является применение жидкости "Герметик".

Предусматриваются следующие решения по наружным сетям:

наружная прокладка магистральных сетей теплотрассы на опорах с температурой теплоносителя 95є С;

стальные трубы трубопровода подающей и обратной линии (двух трубные бесканальные), диаметром 273 мм, длиной 500 метров;

заводская изоляция пенополиуретан с двойным покровным слоем.

Прокладка трубопроводов с применением трубы пенополиуретан и теплоизолированных пенополиуретаном элементов теплотрассы значительно повышает надежность тепловых сетей и сроки эксплуатации теплопроводов систем теплоснабжения.

Предусматриваются следующие технические решения и спецификации на заказ оборудования по дымовой трубе:

Металлическая самонесущая двуствольная дымовая труба высотой 45 метров с изолированными газоходами из нержавеющей стали.