Использование водных ресурсов тепловыми электростанциями

 

Объем воды, который расходует тепловая электростанция, зависит от ее типа, единичной мощности турбин и параметров пара, вида применяемого топлива и района размещения.

Каждый тип ТЭС имеет свою специфику водопотребления. Общая закономерность заключается в том, что по мере повышения единичной мощности турбин и параметров пара удельный объем воды, необходимой для производства электроэнергии на тепловых электростанциях, снижается (рис. 3.2).

Потребность ТЭС в воде зависит также от вида топлива (рис. 3.3). Повышенное водоснабжение ТЭС, работающих на твердом топливе, по сравнению с ТЭС на газе связано с дополнительными потерями воды в системе гидрозолоудаления первых. Более высокое водопотребление обеспечивает компенсацию потерь воды на золоотвале.

Удельная потребность в воде ТЭЦ ниже, чем КЭС. Это связано с комбинированной выработкой электрической и тепловой энергии на ТЭЦ, при которой отработавший в турбинах пар частично используется. Поэтому пропуск пара в конденсатор снижается, а, следовательно, снижается и водопотребление системы охлаждения.

Рис. 3.2. Зависимость удельных показателей водопотребления от единичной мощности турбин для КЭС на твердом топливе с наливным водохранилищем-охладителем: а - объем потребления свежей воды qсв; б - объем безвозвратных потерь воды qб.п

Рис. 3.3. Зависимость удельных показателей водопотребления прямоточной КЭС от вида топлива: а - объем полного водопотребления, б - объем безвозвратных потерь воды; 1 - уголь; 2 - газ

Для работы конденсационной электростанции на органическом топливе мощностью 1 млн. кВт в среднем необходимо 0,9 км воды в год. Основная часть этого объема (90-95 %) расходуется на охлаждение конденсаторов турбин. Остальные 5-10 % объема воды используются на нужды различных технологических систем: охлаждение масла и газа в соответствующих охладителях, охлаждение подшипников механизмов; восполнение потерь пара и конденсата в рабочем пароводяном цикле; собственные нужды системы подготовки воды для котлов и теплосети; удаление золы и шлака на ТЭС, сжигающих твердое топливо; уборка помещений, полив территории и др.

В зависимости от системы технического водоснабжения ТЭС ее потребность в воде обеспечивается водой, забираемой из водного объекта совместного пользования (свежая вода), либо из специально сооружаемых охладителей (оборотная вода). Другими словами, соотношение объемов свежей и оборотной воды определяется типом системы технического водоснабжения ТЭС.

Наиболее распространенной системой технического водоснабжения (СТВС) конденсационных электростанций является оборотная система с водохранилищем-охладителем, теплоэлектроцентралей - оборотная система с испарительными градирнями. Прямоточные системы водоснабжения имеют, как правило, старые электростанции и очень ограниченное количество новых, в основном использующих для охлаждения морскую воду. С введением платы за воду в промышленности, стимулирующей уменьшение забора свежей воды, прямоточные системы водоснабжения ТЭС перестали быть и наиболее экономичными.

Проектирование сооружений системы технического водоснабжения тепловой электростанции основывается на водохозяйственных расчетах, гидрологической основой которых являются данные гидрометрических наблюдений. Расчетные гидрологические условия связаны с типом системы водоснабжения. В соответствии с СНиП при прямоточном водоснабжении за расчетные принимаются минимальные среднемесячные расходы воды 95%-ной обеспеченности. Тепловая электростанция должна быть обеспечена водой в названных расчетных гидрологических условиях. Имеющийся же объем располагаемых водных ресурсов определяет тип базовой системы технического водоснабжения. Так, для обеспечения водой тепловой электростанции мощностью 1 млн. кВт расход воды в водотоке - источнике водоснабжения ТЭС в расчетных гидрологических условиях должен быть не менее 30-40 м3/с при прямоточной системе водоснабжения и 2-4 м3/с при оборотной.

При выборе источника технического водоснабжения ТЭС необходимо учитывать наличие в нем свободных водных ресурсов для компенсации безвозвратных потерь воды в процессе производства электроэнергии. Размер этих потерь тепловыми электростанциями является наиболее важной характеристикой водопользования ТЭС.

Безвозвратные потери воды ТЭС относительно полного водопотребления невелики. Наименьшие потери воды имеют место на ТЭС с прямоточной системой технического водоснабжения. Они составляют менее 1 % ее валового водопотребления, равного сумме объемов свежей и оборотной воды. Наиболее велики потери при оборотной системе водоснабжения с испарительными градирнями: 1,5-2 % валового недопотребления и 35-40 % объема используемой свежей воды. Резерв экономии воды на электростанциях: снижение утечек воды из-за износа оборудования и низким техническим уровнем эксплуатации электростанций.

Другой путь экономии водных ресурсов - использование морской воды для охлаждения отработавшего в турбинах пара. В настоящее время на морской воде работает Ленинградская АЭС.

Эксплуатация систем охлаждения электростанций на морской воде сложнее, чем пресноводных систем, в связи с качественными особенностями морской воды, в частности с ее высокой агрессивностью. При работе на морской воде более интенсивно засоряются водозаборные сооружения морскими наносами и организмами, развиваются биологические обрастания и карбонатные отложения на водозаборах, водоприемниках, теплообменных аппаратах и т. д., происходит более интенсивная коррозия морских трубопроводов и оборудования. Все это создает эксплуатационные сложности и удорожает электростанцию в связи с необходимостью предусматривать мероприятия, нейтрализующие отрицательное действие морской воды.

Эксплуатационные сложности использования морской воды на ТЭС преодолимы, они лишь увеличивают стоимость системы водоснабжения этих электростанций.

Назад