Круговорот воды на ТЭЦ. Экономика или экология?

ОТ ТЭЦ до батареи и обратно

Самый яркий и понятный всем пример оборотного цикла — тепло и горячая вода в наших домах. Теплоноситель, то есть подготовленная горячая вода, от ТЭЦ по системе теплосетей поступает потребителям, нам с вами. А после того, как вода исполнила свою работу — отдала тепло — она возвращается обратно на электростанцию. Чтобы затем, нагревшись, опять прийти к нам. Вот такой круговорот.

Но цикл здесь не совсем замкнутый. Системы горячего водоснабжения в большей части городов России — открытые. Как, например, в Кемерово. Это значит, что одна и та же вода поступает и в батареи, и в краны с горячей водой. 

Одной и той же водой мы и греемся, и, например, моем посуду. И вода эта, кстати, прошедшая многоступенчатую водоподготовку, питьевого качества. Но та вода, что поступает на бытовые нужды, соответственно, сливается в канализацию. То есть на электростанцию поступает меньший объем воды, чем вышел изначально. Поэтому требуется восполнение потерь — подпитка. Затем после подготовки и нагрева теплоноситель опять поступает к нам. Здесь круговорот воды имеет и экономическое, и экологическое значение: каждый раз заново брать воду из природного источника (реки), готовить ее и направлять потребителям было бы космически дорого и просто нереально.

Кроме того, несколько лет назад энергетики запустили в Кузбассе специальную летнюю циркуляцию. Сначала в Кемерове, потом — в Новокузнецке. И здесь у постоянного круговорота воды, т.е. циркуляции, вполне четкое прикладное значение — комфорт потребителей. Отопления летом нет. Телпосеть работает только на горячее водоснабжение. И чтобы горячая вода при водоразборе оставалась действительно горячей, не остывала, как раз и нужно постоянное движение воды по теплосетям — циркуляция.

А при чем тут конденсат?

Но это — видимая и ощутимая жителями сибирских городов часть круговорота. Замкнутые процессы циркуляции есть и на самих ТЭЦ и ГРЭС. И хоть они и не очевидны и не видны всем, значение их при производстве тепла и электроэнергии велико.

Один из процессов — циркуляция воды, предназначенной для охлаждения генерирующего оборудования. Хороший пример — работа градирен. На Ново-Кемеровской ТЭЦ система технического водоснабжения — оборотная. В ней используются три башенные градирни (производительностью 10 тыс. м³/час, 11 тыс. м³/час, 12 тыс. м³/час). После охлаждения основного генерирующего оборудования вода поступает в башни-охладители, остывает там и затем вновь возвращается обратно. 

В конце прошлого года на Ново-Кемеровской ТЭЦ завершился двухлетний проект модернизации системы технического водоснабжения. Специалисты масштабно обновили градирни и систему водоводов, что позволит снять ограничения электрической мощности ТЭЦ в летний период. В постоянном режиме в системе технического водоснабжения циркулирует 33 тыс. м3/час

На Томь-Усинской ГРЭС реализуется масштабный инвестиционный проект по модернизации основного генерирующего оборудования и строительству трех градирен. В настоящее время ведется возведение первой из них.  Благодаря трем градирням объем потребления воды из реки Томь будет сокращён.

Технологические процессы на ТЭЦ организованы максимально экономично и эффективно. Например, конденсат, который образуется после охлаждения отработанного пара в конденсаторе, не теряется. Он направляется обратно в котлоагрегат, где вновь превращается в пар и поступает в турбину. Пар в цикле станции в итоге весь превращается в конденсат. Это происходит не только в конденсаторах турбин, но и в других теплообменных аппаратах, предназначенных для снятия тепла с пара и, соответственно, превращения его в конденсат. Конденсат, проходя по технологическому циклу, становится питательной водой для котлов. Например, среднечасовой расход пара по году на Кемеровской ГРЭС — 900 т/ч (летом этот показатель снижается до 300 т/ч, зимой возрастает до 2500 т/ч). А вот потери пара и конденсата составляют 3-4 % от расхода питательной воды на котлы и восполняются химически обессоленной водой, произведенной также на станции.

Рабочая лошадка

Кроме того, именно вода выступает тем транспортным средством, которое вывозит на себе золу и шлак с ТЭЦ — на большинстве электростанций установлена система гидрозолоудаления («гидро» – вода). Зола и шлак, оставшиеся от сжигания угля в котлоагрегате, смешиваются с водой. И в виде пульпы поступают на золоотвал по системе гидрозолоудаления. На золоотвале поступившая смесь отстаивается. И вода поступает обратно на станцию, чтобы вновь выполнить свою непростую работу. Например, на Кемеровской ГРЭС расход воды на транспортировку золы и шлака составляет 2000 т/ч. Оборотный цикл позволяет экономить ресурс и минимизировать воздействие на окружающую среду.

Экономика, эффективность производства, экология — применение оборотных циклов на электростанциях отвечает всем этим задачам.

Но если есть идеи, как усовершенствовать эти процессы, их можно направить в Аналитический центр СГК AnalyticalCentre@sibgenco.ru