Раздел 6. Системы охлаждения КТЭУ

Раздел 6 Системы охлаждения КТЭУ

В ИТС 20-2016 "Промышленные системы охлаждения" приведены сведения по следующим наилучшим доступным технологиям охлаждения (НДТ ПСО), применяемым российской промышленностью и энергетикой:

- прямоточные водные системы охлаждения;

- оборотные водные ПСО с брызгальными бассейнами;

- оборотные водные ПСО с водоемами-охладителями;

- оборотные водные ПСО с атмосферными градирнями;

- оборотные водные ПСО с башенными испарительными градирнями (с естественной тягой);

- оборотные водные ПСО с вентиляторными испарительными градирнями (с принудительной тягой или под наддувом);

- оборотные водные ПСО с эжекционными градирнями;

- воздушные ПСО с радиаторными градирнями с естественной тягой;

- воздушные ПСО с вентиляторными радиаторными градирнями (с принудительной тягой или под наддувом);

- комбинированные ПСО, в которых, в рамках единой системы охлаждения применяются типы ПСО и охладители различных типов, в том числе комбинации прямоточных и оборотных систем, прямоточных систем с организацией частичного оборотного или повторного использования воды, оборотных систем с различными типами охладителей.

Для каждой из НДТ ПСО определены их классификационные признаки, позволяющие идентифицировать НДТ; перечни технологического оборудования, применяемого при внедрении и эксплуатации НДТ; значимые аспекты, уровни воздействий на окружающую среду и потребления природных и энергетических ресурсов; области, условия и ограничения применения.

На основе сведений, приведенных в ИТС 20-2016, можно сделать следующие основные выводы относительно применения НДТ ПСО в тепловой электроэнергетике:

1) в тепловой электроэнергетике могут применяться все идентифицированные НДТ ПСО;

2) КТЭУ относятся к термочувствительному типу охлаждаемого оборудования, от возможности ПСО отводить избыточное тепло в необходимом объеме и при наинизшей температуре существенно зависят показатели потребления ресурсов, энергоэффективности, воздействий на окружающую среду КТЭУ. При этом объемы потребления и воздействий от охлаждаемого КТЭУ существенно превышают объемы потребления и воздействий от ПСО. В связи с этим, при принятии любых решений, касающихся проектирования строительства или реконструкции, эксплуатации и технического обслуживания ПСО, необходим комплексный подход, учитывающий не только прямые воздействия ПСО на окружающую среду, но и их косвенные воздействия на работу охлаждаемого технологического оборудования. Иными словами, при принятии решения относительно конструкции, применяемых материалов, объемов и методов технического обслуживания и эксплуатации новых и действующих ПСО, необходимо принимать во внимание совокупное потребление энергии, природных ресурсов и воздействия на окружающую среду охлаждаемого оборудования и системы охлаждения.

3) Потребление всеми типами ПСО энергии, природных ресурсов, интенсивность воздействий на окружающую среду, как правило, увеличиваются с ростом их производительности по объему отводимого тепла. Поэтому, с целью снижения объемов потребления ресурсов и воздействий на окружающую среду, необходимо принять все доступные меры к снижению объемов избыточного тепла, отводимого в окружающую среду. НДТ для новых и действующих ПСО является организация повторного использования тепла внутри производственного объекта или внешнего использования тепла за пределами производственного объекта.

4) Исходя из комплексного анализа НДТ ПСО, включая их прямые и косвенные воздействия, наиболее предпочтительными для энергообъектов являются водные ПСО, прежде всего, прямоточные и оборотные с водоемами-охладителями или комбинированные на их основе.

5) Для новых энергообъектов элементом НДТ является выбор участка для строительства с расположенным поблизости поверхностным водным объектом, который может быть использован для организации водных систем охлаждения: прямоточных, оборотных с водоемами-охладителями или комбинированных на их основе.

6) Если в состав ПСО входят водозаборные сооружения из природных водных объектов, то на них должны приниматься меры по предотвращению или снижению объемов гибели и повреждения рыбы и других водных организмов.

Методы решения этой задачи существенно зависят от местных условий, расположения водозабора относительно нерестилищ, путей миграции молоди водных организмов, видового состава экосистемы, гидрологических характеристик водного объекта и других факторов. Несмотря на обилие применяемых методов и конструкций рыбозащиты, ни один из них не был идентифицирован как общеприменимый элемент НДТ. В то же время, в результате проведения предварительных исследований, для новых и существующих водозаборов всегда может быть найдено достаточно эффективное решение по предотвращению или снижению ущерба для водных организмов.

7) Для водных оборотных ПСО элементами НДТ являются меры по предотвращению загрязнения циркуляционной и продувочных вод загрязняющими веществами, прежде всего - биоцидами. Строительство очистных сооружений для очистки продувочных вод в общем случае не является элементом НДТ. В то же время для конкретного проекта ПСО в качестве элемента НДТ может быть признано отведение продувочных вод по отдельной системе канализации и их очистка на отдельных (локальных) очистных сооружениях от взвешенных веществ, нефтепродуктов, органических веществ или веществ, попадающих в ПСО из охлаждаемого технологического оборудования с организацией повторного использования очищенных сточных вод. Целесообразность такого решения должна быть подтверждена анализом всех значимых аспектов (энергопотребление, потребление воды, сбросы загрязняющих веществ и т.д.).

Очистка продувочных вод водных оборотных ПСО от растворенных веществ не является элементом НДТ в связи с ее высокой энергозатратностью, образованием твердых отходов, высокими капитальными и эксплуатационными расходами.

Применение химических веществ в оборотных водных системах с градирнями и брызгальными бассейнами для поддержания высокого уровня эффективности и надежности ПСО, снижения интенсивности процессов коррозии, механических и солевых отложений, биозагрязнения является элементами НДТ при условии реализации следующих мер, направленных на снижение объемов их применения:

- применение доступных методов поддержания эффективности и надежности ПСО, не связанных с вводом реагентов в циркуляционную воду;

- выбор менее экологически опасных реагентов из числа доступных;

- оптимизация методов применения реагентов.

Общие меры повышения эффективности и надежности ПСО, не требующие применения экологически опасных химических веществ, которые могут быть приняты при проектировании системы охлаждения:

- выбор на основе технико-экономических расчетов коррозионностойких материалов для теплообменников, трубопроводов, других частей ПСО с учетом свойств охлаждаемой и охлаждающей сред и стоимости материалов;

- элементом НДТ является применение специальных нетоксичных покрытий, снижающих гидравлическое сопротивление тракта и препятствующее биозагрязнению ПСО;

- исключение в конструкции системы охлаждения избыточных сопротивлений, источников возмущения потока воды, мест, удобных для роста макрозагрязнителей, обеспечение необходимой скорости воды;

- применение методов улучшения качества охлаждающей воды путем очистки подпиточной воды. Элементами НДТ являются выбор мест и методов забора воды, препятствующих попаданию в нее взвесей и мусора, очистки воды от взвесей, плавающего мусора, растительных остатков (при их наличии) воды, забираемой из поверхностных водных объектов;

- рассмотрение возможностей механической очистки системы охлаждения на действующем оборудовании и альтернативных физических и механических методов обработки ПСО, например, шариковой очистки, термической очистки.

После снижения чувствительности системы охлаждения к загрязнению и коррозии с помощью перечисленных профилактических мер, обработка циркуляционной воды для поддержания эффективности теплообмена может быть все еще необходима. Выбор наименее вредных для водной среды реагентов и их применение самым эффективным способом является элементом НДТ.

Для снижения расхода реагентов на новых и действующих ПСО элементом НДТ может быть применение каталитического метода обеззараживания охлаждающей воды на основе применения перекиси водорода.

Таблица 6.1 - НДТ систем охлаждения КТЭУ

Номер НДТ	НДТ	Ссылки на разделы ИТС 20 с описанием НДТ	Цель (преимущества, выгоды) применения элемента НДТ	Область, условия и ограничения применения НДТ	Используемое оборудование	Технологические показатели и методы их контроля
6.1	Прямоточные ПСО	5.2	Раздел 5.2.2 ИТС 20-2016	Раздел 5.2.3 ИТС 20-2016	Приложение Г ИТС 20-2016	-
6.2	Оборотные водные ПСО с водоемами-охладителями	5.3	Раздел 5.3.2 ИТС 20-2016	Раздел 5.3.3 ИТС 20-2016	Приложение Г ИТС 20-2016	-
6.3	Оборотные водные ПСО с брызгальными бассейнами	5.4	Раздел 5.4.2 ИТС 20-2016	Раздел 5.4.3 ИТС 20-2016	Приложение Г ИТС 20-2016	-
6.4	Оборотные водные ПСО с атмосферными градирнями	5.5	Раздел 5.5.2 ИТС 20-2016	Раздел 5.5.3 ИТС 20-2016	Приложение Г ИТС 20-2016	-
6.5	Оборотные водные ПСО с башенными испарительными градирнями	5.6	Раздел 5.6.2 ИТС 20-2016	Раздел 5.6.3 ИТС 20-2016	Приложение Г ИТС 20-2016	-
6.6	Оборотные водные ПСО с вентиляторными испарительными градирнями с принудительной тягой или под наддувом	5.7	Раздел 5.7.2 ИТС 20-2016	Раздел 5.7.3 ИТС 20-2016	Приложение Г ИТС 20-2016	-
6.7	Оборотные водные ПСО с эжекционными испарительными градирнями	5.8	Раздел 5.8.2 ИТС 20-2016	Раздел 5.8.3 ИТС 20-2016	Приложение Г ИТС 20-2016	-
6.8	Воздушные ПСО с башенными радиаторными градирнями	5.9	Раздел 5.9.2 ИТС 20-2016	Раздел 5.9.3 ИТС 20-2016	Приложение Г ИТС 20-2016	-
6.9	Воздушные ПСО с вентиляторными радиаторными градирнями, аппаратами воздушного охлаждения, воздушными конденсаторами	5.10	Раздел 5.10.2 ИТС 20-2016	Раздел 5.10.3 ИТС 20-2016	Приложение Г ИТС 20-2016	-
6.10	Комбинированные ПСО	5.11	Раздел 5.11.2 ИТС 20-2016	Раздел 5.11.3 ИТС 20-2016	Приложение Г ИТС 20-2016	-