Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка и оптимизация схемы водоподготовки ТЭС с обратноосмотическими модулями

Сведения об участнике
ФИО
Саитов Станислав Радикович
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионально образования "Казанский государственный энергетический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Машиностроение. Энергетика
Раздел области наук
Энергоэффективное производство и преобразование энергии на органическом топливе
Тема
Разработка и оптимизация схемы водоподготовки ТЭС с обратноосмотическими модулями
Резюме
В работе приведен алгоритм построения математической модели схемы водоподготовительной установки ТЭС с обратноосмотическими модулями. Приведен вывод формул для расчета параметров основных физико-химических процессов, протекающих в схеме. Описывается методика определения коэффициентов селективности для обратноосмотических модулей на основании данных, представленных в таблицах суточного контроля рабочих параметров водоподготовительной установки. Проведено технико-экономическое обоснование проекта.
Ключевые слова
Тепловые электрические станции, водоподготовка, баромембранные технологии, обратный осмос
Цели и задачи
Цель проекта: создание малосточных и бессточных схем водоподготовки для их внедрения на энергетических предприятиях Российской Федерации.
Задачи проекта:
- Обзор применяемых схем водоподготовки на ТЭС в РФ и за рубежом
- Патентный поиск зарубежных и отечественных малосточных схем ВПУ
- Разработка и моделирование «бессточных» и малосточных схем
- Разработка плана коммерциализации проекта
Введение

В последние годы требования к экологической безопасности промышленных предприятий становятся все строже (п. 2 ст. 16 ФЗ РФ от 10.01.2002 № 7, Постановление Правительства от 12.06.2003 № 344, ФЗ РФ от 23.11.2009 № 261, ФЗ РФ от 19.07.2011 № 89, ФЗ РФ № 52, ФЗ РФ от 27.12.2002 № 184), благодаря чему стали актуальными направления исследования, связанные с защитой окружающей среды и рационализацией природопользования.

Одним из перспективных направлений является защита водоисточников от сбросов с водоподготовительных установок (ВПУ) тепловых электрических станций, согласно которому необходимо уменьшать потребление химических реагентов, а так же сокращать объем сточных вод. 

Методы и материалы

Основной идеей данного проекта является разработка компьютерной программы, позволяющей произвести расчет всех физико-химических процессов, протекающих в схеме водоподготовки ТЭС с обратноосмотическими модулями. Алгоритм программы реализован во встроенной среде объектно-ориентированного программирования VBA. Программа позволяет по заданным исходным параметрам (коэффициенты преобразования всех блоков УОО и требуемый расход обессоленной воды) рассчитать необходимый расход исходной воды, расход и электропроводность пермеата и концентрата во всех узлах схемы, количество и процент стоков.

В основу программы заложены арифметические формулы для расчета физико-химических процессов в мембранных блоках, коэффициенты селективности мембран, ограничивающие параметры по расходам и коэффициентам преобразования, а также специальный алгоритм распределения исходной воды по блокам системы.

Описание и обсуждение результатов

Согласно экономическим расчетам, представленным в данной работе, уже через полгода проект начнет приносить выгоду, а к концу года эта выгода будет соизмерима со стоимостью первоначально вложенных средств. Индекс доходности составляет 2,845 – что является отличным показателем для отечественной программы модернизации.

Предполагаемый экономический эффект был получен для схемы ВПУ, которая до предлагаемой модернизации имела не плохие экономические показатели. Не стоит забывать, что схемы ВПУ большинства других станций имеют куда менее эффективное водопотребление, а значит и экономический эффект для них будет более существенным.

Описанный в данной работе алгоритм программы был разработан под конкретную станцию (Уфимскую ТЭЦ-1). Однако формулы и физико-химические законы, заложенные в него, будут одинаковыми для всех вариантов баромембранных схем, а значит, на основании данного алгоритма можно написать программу для любой другой схемы (в частности для схем тепловых электрических станций Республики Татарстан) и, применив соответствующие критерии оптимизации, добиться такого режима, при котором водопотребление схемы будет минимальным, при этом качество питательной воды существенно не пострадает. Представленный проект достаточно перспективный, поскольку он позволяет при относительно небольших капитальных затратах существенно снизить эксплуатационную составляющую издержек.

 

Используемые источники
1. Чичирова, Н.Д. Баромембранные технологии в энергетике: Монография. / Н.Д. Чичирова, С.М. Власов – Казань: Казан.гос.энерг.ун-т, 2011. – 272 с.
2. Чичирова, Н.Д. Анализ опыта внедрения баромембранных технологий на ТЭС РФ / Н.Д. Чичирова, А.А. Чичиров, С.Р. Саитов, А.Г. Филимонов, А.А. Гирфанов // Труды Академэнерго. – 2013. –№4. – С. 70-82.
3. Пат. № 2551499 РФ на изобретение / А.А. Чичиров, Н.Д. Чичирова, А.А. Гирфанов, А.Г. Филимонов. С.Р. Саитов. Изобретение. – 2015. - № 15.
4. Пат. № 145905 РФ на полезную модель / А.А. Чичиров, Н.Д. Чичирова, А.А. Гирфанов, А.Г. Филимонов. С.Р. Саитов. Полезная модель. – 2014. - № 27.
5. Пат. № 133526 РФ на полезную модель / Н.Д. Чичирова, А.А. Чичиров, С.М. Власов. Полезная модель. – 2013. - № 29.
6. Пат. № 133122 РФ на полезную модель / Н.Д. Чичирова, А.А. Чичиров, С.М. Власов. Полезная модель. – 2013. - № 28.
Information about the project
Surname Name
Saitov Stanislav
Project title
Modeling and optimization of thermal power plants water treatment scheme with a reverse osmosis modules
Summary of the project
The article presents an algorithm for mathematical model constructing of thermal power plants water treatment scheme with a reverse osmosis modules. The description of Ufa thermal power plant №1 water treatment scheme is given. The algorithm is designed to reduce of the discharge water volume in the original water treatment scheme. The formulas derivation for the calculation of parameters of basic physical and chemical processing occurring in water treatment scheme is given. It describes the method of determining the selectivity coefficients for the reverse osmosis modules on the basis of data provided in the tables of the daily monitoring of operating parameters of water treatment plant.
Keywords
water treatment, baromembrane technology, reverse osmosis, microfiltration, thermal power plants.