Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 28
Расчет норм водопотребления и водоотведения
на предприятиях теплоэнергетики
Содержание
Введение 1. Исходные данные 2. Индивидуальные нормы и нормативы водопотребления и водоотведения основных технологических систем 2.1 Система охлаждения 2.2 Обмывки регенеративных воздухоподогревателей (РВП) 2.3 Химические очистки внутренних поверхностей нагрева оборудования 2.4 Вспомогательные и подсобные производства 2.5 Хозяйственно-питьевые нужды 2.6 Водоподготовительные установки 3. Расчет индивидуальных норм и нормативов водопотребления и водоотведения в целом по ТЭС 3.1 Норма потребления свежей воды 3.2 Норма потребления повторно или последовательно используемой воды на основные нужды ТЭС 3.3 Норма потребления воды вспомогательными и подсобными производствами 3.4 Норма потребления воды на хозяйственно-питьевые нужды 3.5 Индивидуальные нормативы потерь 3.6 Норма водоотведения для основных технологических систем 3.7 Норма водоотведения для вспомогательного и подсобного производства 3.8 Норма отведения хозяйственно-бытовых сточных вод 3.9 Баланс норм водопотребления и водоотведения Заключение Введение
При разработке на предприятиях теплоэнергетики норм и нормативов водопотребления и водоотведения, а также решении вопросов, относящихся непосредственно к совершенствованию нормирования и планирования водных ресурсов, рекомендуется пользоваться терминами и определениями, установленными следующими ГОСТ: 1. ГОСТ 27065-86. Качество вод. Термины и определения. 2. ГОСТ 19179-73. Гидрология суши. Термины и определения. 3. ГОСТ 19185-73. Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения. 4. ГОСТ 17.1.1.01-77. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения. 5. ГОСТ 34-70-656-84. Охрана природы. Гидросфера. Водопотребление и водоотведение в теплоэнергетике. Основные термины и определения. Нормирование водопотребления и водоотведения – установление плановой меры потребления воды и отвода сточных вод с учетом качества потребляемой и отводимой вода. Нормирование включает разработку и утверждение норм на единицу планируемой продукции (работы) в установленной номенклатуре, а также контроль за их выполнением. Норма водопотребления
– установленное количество воды на условную единицу продукции определенного качества в определенных организационно-технических условиях (ГОСТ 17.1.1.01-77). Норма водоотведения
– установленное количество сточных вод на условную единицу продукции (ГОСТ 17.1.1.01-77). Норма водоотведения определяется нормой водопотребления исходной воды, размерами безвозвратных потерь в производстве и передаваемой воды другим потребителям. Нормативы
– поэлементные составляющие нормы, характеризующие: · размеры безвозвратных потерь воды, испарения, уноса в процессе производства на отпуск единицы продукции; · количество воды, передаваемое после использования на электростанции другим потребителям, на отпуск единицы продукции. Балансовая норма-
водопотребления и водоотведения является нормой первого уровня прогрессивности и определяет максимально допустимое плановое количество потребляемой (отводимой) воды на отпуск единицы продукции установленного качества в конкретных планируемых условиях производства. Балансовые нормы предназначены: · для определения плановой потребности в воде предприятий (объединений); · установления лимитов отпуска воды и сброса сточных вод по предприятиям (объединениям); · разработки водохозяйственных балансов; · контроля за использованием воды и сбросом сточных вод на предприятии (объединении). Индивидуальные нормы водопотребления и водоотведения
определяют количество потребляемой (отводимой) воды на отпуск единицы конкретной продукции по всем направлениям использования воды с учетом качества применяемой (отводимой) воды. Индивидуальные нормы предназначены: · для определения плановой потребности в воде по ТЭС; · установления лимитов отпуска воды и сброса сточных вод на ТЭС, использования при проектировании систем водоснабжения и канализации предприятий; · контроля за использованием воды и сбросом сточных вод на ТЭС. Индивидуальные нормы рассчитываются для каждого типа турбоагрегата каждой ТЭС по всем направлениям использования воды с учетом климатического района, системы водоснабжении, сжигаемого топлива и качества исходной воды. В данной курсовой работе расчитываются: Индивидуальные нормы и нормативы водопотребления и водоотведения основных технологических систем;
Индивидуальные текущие нормы и нормативы водопотребления и водоотведения с учетом качества потребляемой и отводимой воды;
1.
Исходные данные
Основное оборудование а) Турбины 4 шт Тип оборудования по ГОСТ 3619-69 Номинальный расход пара на турбину, т/ч Давление перегретого пара, перед турбиной, МПа Температура перегретого пара перед турбиной, °С Расход пара в производственный отбор, т/ч Теплофикационный отбор пара, Гкал/ч К-300-240 890 23,5 565 - 565/565 б) Котлы 4 шт Тип оборудования по ГОСТ 3619-69 Паропроизводительность котла, т/ч Давление перегретого пара за п/п, МПа Температура перегретого пара за п/п, °С Вид топлива Расход мазута Вм, т/ч ТГМП-114 950 25 565 мазут 68 4 РВП на котел Dр=9,8 м 2 Система водоснабжения – прямоточная Источник технического водоснабжения – р. Москва Показатели качества исходной воды представлено в табл. 1.1 Таблица 1.1 Показатели качества исходной воды р.Москва
Размерность Са2+
Мg2+
Na+
Cl-
SO4
2-
HCO3
2-
Що Ок мг/л 3 1,3 0 25,5 13,5 0 3,3 - мг-экв/л 3 1,3 0 0,72 0,28 0 3,3 - Удельный расход условного топлива на отпущенную электроэнергию dэ
=200 г/(кВт×ч). Расчет сумм эквивалентных концентраций катионов и анионов для исходной воды, мг-экв/дм3
ΣKt=[Ca2+
]+[Mg2+
]+[Na+
] = 3+1,3+ = 4,3 мг-экв/л ΣAn=[SO4
2-
]+[Cl-
]+[HCO3
-
]+ [NO3
-
]= 0.23+0,72+0+3.3 = 4,3 мг-экв/л Расчет ошибки анализа исходной воды, %, Количество отпускаемой электрической энергии, МВт, где Эi
и Расход топлива на отпуск электроэнергии, т/ч, Расход топлива в целом по ТЭЦ, т/ч, 2. Индивидуальные нормы и нормативы водопотребления и водоотведения основных технологических систем
2.1 Система охлаждения
Система охлаждения служит для охлаждения и конденсации отработавшего в турбоагрегате пара. Расход воды на охлаждение пара зависит от двух основных факторов: пропуска отработавшего пара в конденсатор (Dк
) и начальной температуры охлаждающей воды (t1
). Пропуск отработавшего пара определяется электрической, а для теплофикационных турбин также и тепловой нагрузкой (производительностью) турбоагрегата. При любом значении Dк
расход охлаждающей воды должен обеспечивать эксплуатацию конденсационной установки в режиме экономического вакуума. При эксплуатации турбоагрегата в режиме экономического вакуума нормативный расход охлаждающей воды (м3
/ч) можно получить из уравнения теплового баланса где Δh – удельная теплота конденсации отработавшего пара, кДж/кг (принимается по давлению в конденсаторе Рк
[1]); Св
– удельная теплоемкость воды, кДж/(кг·єС), можно принять ~4,19; t1
– температура охлаждающей воды на входе в конденсатор, єС; t2
– температура воды на выходе из конденсатора, єС; перепад температур (t2
–t1
=Δt) зимой равен 3 єС. Wох
конд
=(530·324,5/(4,19·3)) = 13682 м3
/ч Кроме охлаждения пара в конденсаторах некоторая часть воды системы охлаждения используется для охлаждения масла где Для турбин типов Т, ПТ и Р расход охлаждающей воды на масло- и газоохладители следует принимать по табл. 2.1. Тип турбины Расход воды м3
/ч К-300-240 684,1 Для прямоточной системы охлаждения объем водопотребления равен сумме объемов водоотведения ( Потери определяются по следующей формуле: Качество сточных вод прямоточных систем охлаждения определяется по формуле Норма потребления исходной воды, м3
/(МВт×ч) Норма водоотведения, м3
/(МВт×ч) Норматив потерь на испарение и капельный унос в, м3
/(МВт×ч) 2.2 Обмывки регенеративных воздухоподогревателей (РВП)
Объем водопотребления на промывку регенеративных воздухоподогревателей и пиковых водогрейных котлов зависит от ряда факторов, в том числе от качества сжигаемого топлива, типа и режима работы котлов, схемы очистки промывочных вод и устанавливается индивидуально для каждой ТЭС. Объемы оборотной и сточной воды в системе промывок РВП зависят от применяемой схемы очистки и установленного оборудования и определяются индивидуально по каждой ТЭС. Расход воды для промывок РВП и ПВК принимается по данным ТЭП: · для промывок РВП расход воды – 5 м3
на 1 м2
площади сечения ротора; · для пикового водогрейного котла КВГМ-100 расход воды на промывку – 20 м3
. Исходная вода для промывок является продувочная вода из системы охлаждения конденсаторов турбин. Для котла ТГМП-114 количество РВП – 4 шт., диаметр ротора – dp
=9,8 м. Количество промывок РВП – 12 раз в год. Расход воды на промывку РВП, м3
/ч, где Si
– общая площадь сечения роторов РВП, м2
; τ – периодичность промывки, раз/год; n – количество котлоагрегатов. Состав и степень загрязненности сточных вод от промывок РВП зависят от конкретных условий эксплуатации (топлива, оборудовании, качества исходной воды и т.д.) и принимаются на основе фактических данных химического контроля. При отсутствии данных химического контроля состав промывочных вод (мг/дм3
) после известковой обработки, как наиболее распространенной, можно принимать по данным теплоэлектропроекта: ВВ=0; СО=2000–2400; [SO4
2–
]=1400; [Ni2+
]£0,1; [Сu2+
]£0,1; [Fе3+
]£0,1; [V5+
]£0,1; рН=9,5–10. При расчете норм расходы воды на промывку РВП для ТЭЦ на конденсационном режиме относят целиком на отпуск электроэнергии. Норма водопотребления воды на промывку РВП, м3
/(МВт×ч), Если сточная вода после соответствующей обработки не используется повторно, а отправляется на шламоотвал, то она является потерей для ТЭС и тогда 2.3 Химические очистки внутренних поверхностей нагрева оборудования
Расходы воды и периодичность химических очисток зависят от типа и режима работы установленного оборудования, от используемого метода химической очистки и определяются по данным проектно-технической и эксплуатационной документации. При отсутствии нормативно установленных расходов целесообразно принимать по данным ТЭП (табл. 2.1). Объем сточных вод в зависимости от используемой схемы обработки сбросных вод может быть равным объему водопотребления или меньше его на значение потерь с обводненным шламом при его отделении от осветленной воды. Таблица 2.1 Ориентировочное количество стоков при предпусковых очистках котлов
Котел паропро- изводительностью, т/ч Схема очистки Объем промывочного контура,м3
Объем сбрасываемых вод, м3
В бак-нейтрализатор В емкость-усреднитель Прямоточный 950 Одноконтурная в 2 этапа 550 3750 8800 Годовой расход воды для химочисток оборудования, м3
/год: где Vi
– суммарный объем сбрасываемых в бак-нейтрализатор вод от промывки одного котла, м3
; tпр
– межпромывочный период, можно принять равным 3–4 года; n – количество котлов. Среднечасовой расход воды на химочистку, равный количеству сточных вод, м3
/ч: Для очистки используется обессоленная вода. При расчете норм водопотребления и водоотведения расходы потребляемой и отводимой воды для химочисток на ТЭЦ относят на выработку электроэнергии, м3
/(МВт×ч): 2.4 Вспомогательные и подсобные производства
Вспомогательные и подсобные производства на ТЭС можно условно разделить на 2 группы. К первой группе относятся гаражи, мазутохозяйство, компрессорные, ацетиленовые и электролизные станции и другие объекты, не участвующие непосредственно в производстве продукции. Ко второй группе можно отнести хозяйство по обеспечению пожарной безопасности, а также хозяйства, в задачу которых входит гидроуборка помещений ТЭС, полив территории и зеленых насаждений в летнее время. Расходы воды, используемой на вспомогательные нужды ТЭС, определяются по данным проектно-сметной документации. Приближенно эти расходы можно принять следующими: Wвп
пот
=0,3 м3
/ч – расчет охл. воды для компрессоров; Wвп
ст
= Wвп
пп
= Wвп
об
=353м3
/ч – среднечасовой расход воды на полив территории; Исходной водой для вспомогательных и подсобных производств обычно является вода из системы охлаждения конденсаторов, поэтому общий расход воды, м3
/ч, рассчитывается как для повторно или последовательно используемой: Вода, используемая на полив территории и зеленых насаждений является потерей для ТЭС ( Общий расход воды, м3
/ч Качественный состав этих вод соответствует составу воды системы охлаждения, за исключением повышенного содержания нефтепродуктов и взвешенных веществ. При расчете норм ВП и ВО для вспомогательного и подсобного производств все расходы воды относят полностью на отпуск электроэнергии, м3
/(МВт×ч): · норма водопотребления: · норма водоотведения: · норматив потерь: 2.5 Хозяйственно-питьевые нужды
К хозяйственно-питьевым нуждам относятся расходы воды на столовые, душевые, прачечные, здравпункты и т.п. Вода, используемая на эти нужды, как правило, по качеству является питьевой и может поступать из городского водопровода или из собственных артезианских скважин ТЭС. Общий расход воды на хозяйственно-питьевые нужды можно определить по табл. 3.6. Таблица 2.3. Расчет потребления питьевой воды на ТЭС
Потребители Норма расхода воды, дм3
/сут Количество потребителей, чел Среднесуточный расход воды, м3
/сут (заполняется индивидуально) 1. Административно-управленческий аппарат 2. Рабочие в горячих цехах 3. Рабочие в остальных цехах 4. Душевые 5.Питьевые фонтанчики 6. Столовые 7. Здравпункты 8. Прачечная 15 45 25 500 1728 12 15 75 дм3
/кг белья. 200м3
(0,7ч0,9)ЭТЭС
ном
588 (0,9ч1,1)ЭТЭС
ном
(1,9ч2,1)ЭТЭС
ном
(0,9ч1,1)ЭТЭС
ном
20 4500 блюд 30 55 кг 8,82 34,02 39,9 378 84,67 54 0,45 4,125 ИТОГО: Wх-п
=603,9 м3
/сут Общий расход воды, а также количество сточной воды, м3
/ч: Нормы ВП и ВО на хозяйственно-питьевые нужды относятся на два вида продукции пропорционально расходам топлива: Хозяйственно-питьевые сточные воды сбрасываются в городской канализационный коллектор или отправляются на станцию биологической очистки. 2.6 Водоподготовительные установки
Обычно на ТЭС имеются две установки подготовки воды: · для восполнения потерь теплоносителя в основном цикле; · для подготовки воды для теплосети. Производительность ВПУ основного цикла определяется внутристанционными потерями пара и конденсата и потерями за счет невозврата конденсата внешними потребителями. Внутристанционные потери составляют: Потери за счет невозврата конденсата внешними потребителями составляют Общее требуемое количество подготовленной (очищенной) воды, м3
/ч: Общее количество воды, подаваемое на ВПУ, складывается из требуемого количества воды на очистку и количества воды для собственных нужд ВПУ, равного количеству сточных вод ВПУ ( Количество сточных вод от обессоливающей установки, работающей по схеме «цепочка»
, м3
/ч, определяется по следующей формуле где Кпред
– коэффициент, учитывающий долю сбросных вод после предварительной обработки; определяется по формуле: К1
– коэффициент, учитывающий долю сбросных вод ионитных фильтров ВПУ, работающей по схеме "цепочка"; определяется по табл. 2.4. Таблица 2.4. Основные характеристики установок химического обессоливания, работающих по схеме “цепочка” [Cl–
]+[SO4
2–
], мг-экв/дм3
K1
K2
Удельный расход NaOH, г-экв/г-экв Удельный расход H2
SО4
, г-экв/г-экв Схема "цепочки" 0,1 0,02 2,4 1,5 3–4 0,2 0,05 1,75 1,2 от 4 до 5 0,25 0,08 1,75 1,2 6–7 0,5 0,1 1,75 1,8 Коэффициент «предочистки» Кпред
определяется как соотношение количества сточных вод после предочистки ( где где q – количество продувочных вод на 1 м3
обработанной воды, м3
/м3
, где где dк
– доза коагулянта, мг-экв/дм3
( при коагуляции с известкованием – 0,6); По таблице 2.4 примем К1
=0,2; К2
=0,05. Для ТЭЦ объемы водопотребления и водоотведения установок подпитки пароводяного цикла распределяются на электроэнергию и тепло пропорционально внутристанционным и внешним потерям (передача другим потребителям пара и конденсата). Потери воды за счет невозврата конденсата (Wневозвр
) на ТЭЦ не являются потерями для электростанции, эта вода передается сторонним потребителям и ее учитывают как переданную воду и относят на отпуск тепла Внутристанционные потери (Wосн
) на ТЭЦ учитывают как потери воды и относят на отпуск электроэнергии Расход сточной воды от ВПУ на отпуск электроэнергии, м3
/ч, определяется по выражению: Расход свежей воды, отнесенной на отпуск электроэнергии, м3
/ч, определяется как сумма расходов очищенной воды и стоков, отнесенных на электроэнергию: Нормы водопотребления ВПУ основного цикла распределяются на два вида продукции: · на электроэнергию, м3
/(МВт×ч), Нормы водоотведения: · на электроэнергию, м3
/(МВт×ч), Норматив потерь от ВПУ, м3
/(МВт×ч): 3. Расчет индивидуальных норм и нормативов водопотребления и водоотведения в целом по ТЭС
3.1 Норма потребления свежей воды
Норма потребления свежей воды раскладывается на два вида продукции: на электрическую ( 3.2 Норма потребления повторно или последовательно используемой воды на основные нужды ТЭС
При отсутствии системы ГЗУ – определяется как сумма норм потребления повторно или последовательно используемой воды на ВПУ, на промывку РВП, на химочистку оборудования, на промывку водогрейных котлов 3.3 Норма потребления воды вспомогательными и подсобными производствами
На вспомогательные и подсобные производства потребляется только повторно или последовательно используемая вода, поэтому норма будет равна 3.4 Норма потребления воды на хозяйственно-питьевые нужды
На хозяйственно-питьевые нужды используется вода питьевого качества и норма в расчете на электрическую и тепловую энергию соответственно равна 3.5 Индивидуальные нормативы потерь
Индивидуальные нормативы потерь представляют собой сумму нормативов потерь воды на технологические, вспомогательные и хозяйственно-питьевые нужды и раскладываются на электроэнергию, м3
/(МВт×ч), и тепло, м3
/Гкал: · норматив потерь в технологических системах · норматив потерь воды во вспомогательных и подсобных производствах рассчитывается только на электроэнергию и равен 3.6 Норма водоотведения для основных технологических систем
В основных технологических системах норма водоотведения определяется в зависимости от наличия системы ГЗУ и раскладывается на два вида продукции: при отсутствии системы ГЗУ эта норма равна сумме норм водоотведения от ВПУ и систем охлаждения конденсаторов, при расчете на электроэнергию, м3
/(МВт×ч), или сумме норм водоотведения ВПУ и теплосети, при расчете норм на тепловую энергию, м3
/Гкал 3.7 Норма водоотведения для вспомогательного и подсобного производств
Эта норма принимается равной 3.8 Норма отведения хозяйственно-бытовых сточных вод
Эти нормы принимаются равными 3.9 Баланс норм водопотребления и водоотведения
Для оценки достоверности расчетов проверяется баланс норм в целом по ТЭС (68,51+0,03)*840=57691,2м3
(66,70+0,03+0,419+0,8+0,00036)*840=57939,9м3
57939,9-57691,2-=248,7м3
Т.к исходной водой для вспомогательных и подсобных производств обычно является вода из системы охлаждения конденсаторов, то Перепроверям баланс: (68,51+0,03)*840=57691,2м3
(67,44+0,03+0,419+0,8+0,00036)*840=57682,3м3
576999,1-57691,2-=7,9м3
Заключение
В данной курсовой работе были рассчитаны нормы ВО и ВП свежей воды, оборотной, воды на вспомогательные нужды. Нормы для системы охлаждения, промывки поверхностей нагрева котлов, системы ВПУ, теплосети. Составлен баланс ВП и ВО в целом по ТЭС, невязка баланса составила 7,9 м3
|