МЕТОДИКА
РАЗРАБОТКИ НОРМ И НОРМАТИВОВ
ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ
НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ

РД 34.02.401

(МТ 34-00-030-87)

Срок действия установлен

с 01.01.87 г. до 01.01.92 г.

Продлен до 01.01.2002 г.

 

СОСТАВЛЕНО Уральским филиалом Всесоюзного дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф.Э. Дзержинского (УралВТИ)

ИСПОЛНИТЕЛИ В.А. КОПЕИН, Т.Г. САЛИЙ, О.Ф. БОДНАРЬ, Л.П. ЛОГИНОВА

СОГЛАСОВАНО с Украинским филиалом НИИПиН при Госплане СССР 24.12.86 г.

Директор Б.В. ЩЕРБИЦКИЙ

УТВЕРЖДЕНО Министерством энергетики и электрификации СССР 04.01.87 г.

Заместитель министра А.Н. МАКУХИН

ВЗАМЕН «Отраслевой методики по разработке норм и нормативов водопотребления и водоотведения на предприятиях теплоэнергетики»

ВНЕСЕНЫ Изменения № 1, № 2, утвержденные заместителем начальника Главтехуправления Минэнерго СССР 29.10.91, Департаментом стратегии развития и научно-технической политики 03.02.98

Настоящая Методика содержит основные положения по расчету индивидуальных и укрупненных (групповых) балансовых норм и нормативов водопотребления и водоотведения на единицу продукции, отпускаемой предприятиями теплоэнергетики.

Методика разработана на основе «Отраслевой методики по разработке норм и нормативов водопотребления и водоотведения на предприятиях теплоэнергетики» (М.: СПО Союзтехэнерго, 1982), с учетом накопленного опыта работы по нормированию водопользования электростанций в 11-й пятилетке и предназначена для персонала тепловых электростанций и научно-исследовательских и проектных институтов в качестве основного нормативного документа при расчете индивидуальных и укрупненных балансовых норм, при определении объемов водопотребления и водоотведения различных технологических систем электростанции.

С выпуском настоящей Методики утрачивает силу «Отраслевая методика по разработке норм и нормативов водопотребления и водоотведения на предприятиях теплоэнергетики».

 

1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

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.

ОСТ 34-70-656-84. Охрана природы. Гидросфера. Водопотребление и водоотведение в теплоэнергетике. Основные термины и определения.

Кроме того, в приложении 1 приведены наиболее часто употребляемые термины и определения, использованные при разработке норм и нормативов водопотребления и водоотведения в теплоэнергетике.

Основные принятые сокращения

А - содержание анионов, г-экв/м³.

А_зш - расход золошлаковых остатков, т/ч.

В - расход топлива, т/ч.

в - удельный расход соли, г-экв/г-экв.

С, DС - соответственно концентрация и приращение концентрации вещества, мг/дц³.

С_в - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг·град).

D - доза реагента, г-экв/г.

D₂ - пропуск отработавшего пара в конденсатор, м³/ч.

d - концентрация осадка, %.

Е - высота слоя испарения, мм.

F - площадь зеркала водохранилища, км².

g - фильтрационный расход, дц³/(с·м).

u - количество осаждающихся веществ, г/м³.

К_лет, К_зим - коэффициент сезонной неравномерности.

М - удельное количество загрязняющего воду вредного вещества, кг/(МВт ч); кг/ГДж.

Р - относительные потери воды.

 - низшая теплота сгорания топлива.

Q - объем продукции, МВт · ч; ГДж.

q - удельный расход воды, м³/т.

R - глубина залегания водоупорного слоя, м.

t₁ - начальная температура охлаждающей воды, °С.

W - расход воды, м³/ч.

Z - условный расход сточных вод, м³/(МВт · ч), м³/ГДж.

Dt - перепад температур, °С.

Dh - удельная теплота конденсации отработавшего пара, кДж/кг.

d - удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии и тепла, г/(кВт · ч) и кг/ГДж(кг/Гкал).

e - обменная емкость ионита, г-экв/м³.

q - значение сухого остатка, г/кг.

t - продолжительность, ч.

j - коэффициент упаривания воды в системе.

 - количество золы, т/ч.

 - количество шлака, т/ч.

И - расход извести, г/м³.

Ж - жесткость, мг-экв/дц³.

Н - норма водопотребления или водоотведения на отпуск единицы электроэнергии или тепла, м³/МВт·ч или м³/ГДж.

Орг - содержание органических веществ, г/м³.

П - норматив безвозвратных потерь воды на отпуск электроэнергии или тепла, м³/(МВт·ч) или м³/ГДж.

Т - отпуск тепла, ГДж (Гкал).

Щ - щелочность, г-экв/дц³.

Э - отпуск электроэнергии, МВт ч.

Подстрочные и надстрочные индексы

в - вспомогательное и подсобное производство.

вн - внутристанционные.

вп - водопотребление.

в.к. - водогрейный котел.

г - газоохладитель.

д.и. - дополнительное испарение.

доб - добавочная.

доп - допустимый.

е.и. - естественное испарение.

ик - известково-коагулированная.

исп - испарение, упаривание.

исх - исходная.

кар - карбонатная.

конд - конденсационный цикл.

конц - концентрация.

к.у - капельный унос.

м - маслоохладитель.

об - оборотная.

ор - орошение.

ост - остаточная.

от - отпущенная.

отх - отходы.

ох - охлаждение.

оч - очищенная.

n - содержание соответствующих компонентов после предварительной обработки воды.

пер - переданная.

под - подкисление.

потр - потребляемая.

пот - потери.

п.п. - последовательно или повторно используемая.

пп" - вода, передаваемая после использования в другие технологические системы.

пр - продувка.

пред - предварительная обработка.

с - сухое.

св - свежая.

сл - слабоминерализованная.

ср - среднее.

ст - сточная.

т - тепло.

тех - технологические нужды.

ф - фильтрация.

х - хозяйственно-питьевые нужды.

x.пр - химическая очистка (промывка).

э - электроэнергия.

j, i - номер.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ НОРМ И НОРМАТИВОВ

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.

В зависимости от задач планирования нормы классифицируются по следующим признакам (рис. 1):

Рис. 1. Классификация норм водопотребления и водоотведения на предприятиях теплоэнергетики

- степени прогрессивности;

- периоду действия;

- направлению использования воды;

- уровню планирования;

- качеству применяемой воды и системам водоснабжения;

- степени загрязненности сточных вод, отводимых от производства.

По уровню прогрессивности нормы и нормативы водопотребления и водоотведения делятся на балансовые и оценочные.

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).

Оценочная норма водопотребления - расход (использование) водных ресурсов на отпуск единицы продукции определенного качества при условии внедрения в производство лучших мировых достижений по совершенствованию технологических процессов в водохозяйственных системах и основном производстве, обеспечивающих сокращение водопотребления и водоотведения при одновременном максимально возможном сокращении удельного расхода всех других ресурсов, используемых на производство этой продукции.

Оценочная норма водоотведения определяется оценочной нормой водопотребления свежей воды и размером безвозвратного водопотребления и безвозвратных потерь в производстве, рассчитанных по оценочным нормативам, с учетом качества отводимой воды.

Оценочные нормы водопотребления и водоотведения - нормы второго уровня прогрессивности. Главная задача оценочных норм - стимулировать рациональное использование производственных и природных ресурсов с учетом водообеспеченности источника водоснабжения.

Оценочные нормы предназначены для:

- разработки планирующими органами (госпланом, министерством) заданий объединениям, предприятиям по сокращению водопотребления и водоотведения;

- оценки хозяйственной деятельности министерств и ведомств (объединений, предприятий);

- разработки перспективных норм водопотребления и водоотведения.

Как правило, значения балансовой и оценочной норм могут совпадать только на новой или реконструируемой электростанции, в проект которой заложены новейшие достижения научно-технического прогресса и своевременно освоившей запроектированные технико-экономические показатели использования и охраны водных ресурсов. Затем, по мере совершенствования технологических процессов и оборудования, нормы, действующие на данном предприятии, перестают быть оценочными, оставаясь балансовыми нормами.

По периоду действия нормы подразделяются на текущие и перспективные.

Текущие - нормы, действующие в данных конкретных производственных условиях. Разрабатываются для предприятий, РЭУ, главков и отрасли в целом. Предназначены для текущего планирования при определении плановой потребности в воде, для разработки водных балансов, а также для контроля за использованием воды в отдельных звеньях промышленного производства. Текущие нормы действуют от момента их утверждения до изменений условий производства, влияющих на значение норм. С изменением условия производства текущие нормы должны быть пересмотрены.

При пересмотре текущих норм в течение календарного года определяется среднегодовая норма водопотребления (водоотведения).

Перспективная норма водопотребления - условное количество воды установленного качества на отпуск единицы продукции в перспективном периоде с учетом внедрения достижений научно-технического прогресса.

Перспективная норма водоотведения - расчетное количество сточных вод установленного качества, образующихся в процессе производства, на отпуск единицы продукции в перспективном периоде, определяемое на основе перспективной нормы потребления свежей воды с учетом нормативов потерь и передаваемой воды, а также совершенствования систем водоснабжения и канализации.

Эти нормы предназначаются для прогноза водопотребления и водоотведения по предприятиям, объединениям и отрасли, используются при проектировании систем водоснабжения и канализации предприятий, объединений, при составлении схем и технико-экономического обоснования по комплексному использованию водных ресурсов для развития и размещения объектов промышленности.

Текущие нормы и нормативы определяются по двум уровням прогрессивности - балансовому и оценочному. Для перспективных норм и нормативов оценочный уровень прогрессивности не определяется.

По направлению использования воды нормы подразделяются на технологические, нормы потребления воды вспомогательным и подсобным производствами, а также для хозяйственно-питьевых нужд на отпуск единицы продукции основного производства.

Технологическая норма определяет объем воды, потребляемой на отпуск единицы продукции для целей, предусмотренных технологией основного производства.

Норма потребления воды вспомогательным и подсобным производствами определяет объем воды, расходуемой вспомогательным и подсобным производствами, на отпуск единицы основной продукции.

Норма потребления воды на хозяйственно-питьевые нужды определяет количество воды, необходимое для санитарных, бытовых и хозяйственных целей, отнесенное на единицу основной продукции.

Примечание. В норму потребления воды на хозяйственно-питьевые нужды не входит расход воды непроизводственных потребителей, находящихся на балансе предприятия (детские учреждения, учебные заведения, спортклубы, общежития, профилактории и т.д.). Указанный расход воды учитывается при расчете лимитов водопотребления.

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 водоснабжения, сжигаемого топлива и качества исходной воды.

Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения представляют собой средневзвешенные значения индивидуальных норм в зависимости от установленного оборудования применительно к соответствующим уровням планирования (РЭУ, главк, министерство) с дифференциацией по направлениям использования воды.

Укрупненные нормы предназначены для:

планирования водопотребления и водоотведения;

составления схем комплексного использования водных ресурсов; составления прогнозов водопотребления и водоотведения.

По качеству применяемой воды и системам водоснабжения нормы водопотребления классифицируются на нормы потребления исходной (производственной, питьевой), прямоточной, оборотной, а также повторно или последовательно используемой воды.

По степени загрязненности отводимых от ТЭС сточных вод следует различать нормы водоотведения сточных вод, требующих очистки, и нормативно-чистых (не требующих очистки).

Для каждой конкретной электростанции должны быть разработаны свои нормы водопользования. Они должны быть индивидуальными для каждого турбоагрегата и укрупненными в целом по ТЭС, текущими (на текущий момент времени) и балансовыми (технологически обоснованные для конкретных существующих условий производства) одновременно.

На их основе отраслевые научно-исследовательские и проектные организации разрабатывают укрупненные, текущие, балансовые, затем укрупненные перспективные балансовые и оценочные нормы водопотребления и водоотведения.

Методы расчета оценочных и перспективных норм в данной работе не рассматриваются и будут изложены в отдельных специальных методиках.

3. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Нормы водопотребления и водоотведения устанавливаются в кубических метрах на единицу продукции, отпущенной электростанциями в натуральном и стоимостном выражениях.

Продукцией электростанций являются электроэнергия, отпущенная с шин, и отпущенное тепло. Нормы водопотребления и водоотведения на единицу продукции электростанций в натуральном выражении измеряются соответственно в м³/(МВт ч) и м³/ГДж(м³/Гкал).

При разработке укрупненных норм на уровне Минэнерго СССР нормы определяются на единицу продукции в стоимостном выражении и измеряются в м³/тыс. руб. товарной продукции.

Расходы потребляемой и отводимой воды на ТЭС определяются типами установленных турбоагрегатов, так как расходы воды существенно различаются для турбоагрегатов различной единичной мощности, Следовательно, целесообразно определять нормы для каждого типа турбоагрегата, установленного на ТЭС, в отдельности и по ТЭС в целом.

При расчете норм выработку продукции оборудованием станции и расходы водопотребления и водоотведения следует усреднять на число часов в году, равное 8760.

4. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ТЕКУЩИЕ НОРМЫ И НОРМАТИВЫ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ С УЧЕТОМ КАЧЕСТВА ПОТРЕБЛЯЕМОЙ И ОТВОДИМОЙ ВОДЫ

Потребность в водных ресурсах W^потр на ТЭС выражается в виде суммы потребностей в свежей W^св, оборотной W^об и повторно или последовательно используемой W^п.п воде:

W^потр = W^св + W^об + W^п.п.                                                 (4.1)

Общий баланс воды для ТЭС в целом выражается в виде

W^св = W^ст + W^пер + W^потр.                                                (4.2)

Поступающая на ТЭС вода используется в различных технологических системах. Нормирование водопотребления и водоотведения прежде всего сводится к определению нормативных объемов свежей, оборотной, повторно или последовательно используемой, сточной, переданной другим потребителям и безвозвратно теряемой воды в каждой технологической системе ТЭС. Для каждой отдельно взятой j-й технологической системы ТЭС можно записать уравнение баланса в следующем виде:

 +  +  + .                               (4.3)

В объеме сточных вод системы, кроме воды организованно отводимой после ее использования в водоем, также следует учитывать воду, фильтруемую в водоем (утечки через плотину водохранилищ, дамбы и дно золоотвалов и шламоотвалов).

К безвозвратным потерям следует относить воду, теряемую для водного объекта в результате деятельности ТЭС. Это прежде всего испарение воды в системах, а также капельный унос из градирен, защемление в порах золошлаков и т.д.

В состав воды, передаваемой другим потребителям, следует включать воду или пар, передаваемые безвозвратно потребителям (невозврат конденсата, подпитка теплосети и др.), и стоки, направляемые на очистные сооружения других предприятий.

Повторно или последовательно используемая вода, передаваемая для использования из одной системы ТЭС в другую, учитывается только на стадии сведения водного баланса, а норма определяется только для повторно или последовательно используемой воды, поступающей в данную систему.

Для j-й технологической системы ТЭС с оборотной схемой водоснабжения количество воды в обороте определяется объемом воды, необходимым для осуществления технологического процесса в системе, за вычетом объемов воды, выводимой из системы, и потерь:

 =  -  -  -  - .                               (4.4)

Норма водопотребления Н^вп в общем виде выражается аналогично уравнению (4.1) в виде суммы норм свежей, оборотной и повторно или последовательно используемой воды:

Н^вп = Н^св + Н^об + Н^п.п.                                                (4.5)

Баланс норм для ТЭС в общем виде аналогично уравнению (4.2) имеет вид

Н^св = Н^ст + Н^пер + П.                                                  (4.6)

Однако на практике равенство (4.6) часто не соблюдается, так как разделение объемов воды на два вида продукции в различных технологических системах ТЭС производится по разным признакам.

Системы, использующие воду на ТЭС, разделяются на три основных вида по направлениям использования воды: основные технологические, вспомогательные и хозяйственно-питьевые нужды (рис. 2 и 3).

Индивидуальные нормы и нормативы в целом по ТЭС представляют собой сумму аналогичных норм и нормативов технологических, вспомогательных и хозяйственно-питьевых нужд (см. разд. 5 - 7).

Рис. 2. Состав индивидуальной нормы водопотребления на единицу продукции электростанций

Рис. 3. Состав индивидуальной нормы водоотведения на единицу продукции электростанций

Н = Н_тех + Н_в + Н_х;

 =  +  + ;                                          (4.7)

П = П_тех + П_в + П_х.

Индивидуальные балансовые нормы и нормативы разрабатываются для каждого турбоагрегата, установленного на ТЭС (на КЭС - на один, а на ТЭЦ на два вида продукции).

Основной технологической системой, определяющей объемы водопотребления и водоотведения электростанций, является система охлаждения, расходы потребляемой и отводимой воды которой определяются типами установленного оборудования (турбоагрегатов). Поэтому расходы воды системы охлаждения следует определять отдельно для каждого турбоагрегата (ТА). Расходы воды остальных технологических систем определяются в целом по электростанции. В связи с возможными затруднениями в определении расходов воды в системе охлаждения для каждого ТА в отдельности их следует определять в целом по системе, а затем распределять на каждый ТА пропорционально выработке электроэнергии этими ТА по конденсационному циклу:

 = .                                                 (4.8)

Распределение объемов всех видов вод W_i в каждой технологической системе (кроме системы охлаждения) на отпуск электроэнергии и тепла производится пропорционально расходам топлива

 =  + ;

 = ;  = .                                       (4.9)

Расход топлива на отпуск электроэнергии и тепла определяется следующим образом:

 =  Э_ТЭС 10^-3;  =  Т_ТЭС 10^-3.

Следует отметить, что некоторое количество тепла ТЭЦ поступает потребителям от пиковых водогрейных котлов, а также из пароводяного тракта через редукционно-охладительные установки (РОУ).

Для упрощения расчетов целесообразно это тепло распределять на установленные турбоагрегаты пропорционально выработке ими тепловой энергии.

Нормы и нормативы устанавливаются усредненные по сезонам года. Однако для ГРЭС определяются коэффициенты сезонной неравномерности для объемов забора свежей воды и безвозвратных потерь. Для ТЭЦ определяется только коэффициент сезонной неравномерности для забора свежей воды, поскольку на ТЭЦ изменение размера безвозвратных потерь имеет сложную зависимость и во многом определяется графиком тепловых нагрузок:

 = ;  = .                                         (4.10)

Для оценки достоверности расчета норм проверяется водный баланс в целом по ТЭЦ:

Н^э.св Э + Н^т.св Т = Н^э.стЭ + Н^т.стТ + П^э Э + П^тТ + Н^э.перЭ + Н^т.пер Т.              (4.11)

Сумма расчетных расходов свежей воды (Н^э.св Э + Н^т.св Т) сравнивается с фактическим расходом свежей воды (по форме 2ТП-водхоз) в целом по электростанции. Сравнение выполняется по форме 4 приложения 2. Отклонения расчетных расходов от фактических обосновываются в пояснительной записке.

Качество отводимой воды с учетом вредных веществ в сточных водах необходимо определять для:

выбора рациональной технологии производства с точки зрения охраны водных ресурсов;

определения ущерба народному хозяйству в результате загрязнения водных источников промышленными стоками;

расчета очистных сооружений и систем канализации;

планирования заданий по снижению уровня загрязненности и мероприятий по прекращению сброса загрязненных стоков в водоемы;

планирования заданий по улавливанию полезных веществ из сточных вод;

определения удельного приведенного стока на единицу продукции.

Состав и уровень загрязненности отводимой воды по всем направлениям ее использования указываются в табл. П2.1 приложения 2.

Концентрации загрязнений определяются расчетами или на основании данных химического контроля. При наличии очистки указываются качество очищенного стока, методы очистки и состав очистных сооружений, а также используется ли этот сток в других циклах или сбрасывается в водоем.

При определении качества сточных вод рассчитывается дополнительное приращение концентрации загрязняющего воду вещества d (по каждому загрязняющему веществу) после технологического процесса по сравнению с содержанием этого вещества в исходной воде, забираемой из водоема, и концентрацией его в сточных водах, подлежащих сбросу в водоем после их очистки, по следующим формулам:

до очистки

 =  - ;                                                      (4.12)

после очистки

 =  - .                                                  (4.13)

Если источник водоснабжения не является приемником сточных вод, приращение концентраций (; ) целесообразнее определять по отношению к приемнику этих стоков, т.е.:

до очистки

 =  - ;                                                (4.14)

после очистки

 =  - .                                              (4.15)

Удельное количество [кг/(мВт ч), кг/ГДж] загрязняющего воду вредного вещества, попадающего в стоки в процессе производства, на единицу продукции определяется по формуле

.                (4.16)

Удельное количество загрязняющего воду вредного вещества, остающегося в сточных водах после очистки, на единицу продукции определяется по формуле

.                (4.17)

Удельное количество загрязняющего воду вредного вещества, поступающего в водоем с очищенными сточными водами, на единицу продукции с учетом «фонового» загрязнения водоисточника определяется по формуле

.                (4.18)

Условное количество сточных вод на единицу продукции (1 МВт·ч, 1 ГДж) с учетом их разбавления пропорционально значению содержащегося в сточных водах вредного вещества (d), по которому установлена предельно допустимая концентрация ([ПДК]_d), т.е. удельный «приведенный» сток, определяется по следующим формулам [в м³/МВт·ч), м³/ГДж]:

до очистки сточных вод

;                (4.19)

после очистки сточных вод

.                (4.20)

Примечание. «Приведенный» сток, показывающий количество воды, необходимое дополнительно для разбавления отводимых от производства сточных вод в данном водоеме до уровня ПДК, позволяет определить эффективность систем водоснабжения и канализации и рассчитать ущерб, наносимый народному хозяйству загрязнением водных источников.

5. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ НОРМЫ И НОРМАТИВЫ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

5.1. Система охлаждения

Системе 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 (D₂) и начальной температуры охлаждающей воды (t₁).

Пропуск отработавшего пара определяется электрической, а для теплофикационных турбин также и тепловой нагрузкой (производительностью) турбоагрегата. При любом значении D₂ расход охлаждающей воды должен обеспечивать эксплуатацию конденсационной установки в режиме экономического вакуума.

Для определения W_ох по известным D₂ и t₁ целесообразно пользоваться типовыми нормативными характеристиками турбоагрегатов и конденсационных установок [1 - 4], а при их отсутствии методикой [5], причем D₂ и t₁ следует принимать усредненными за рассматриваемый период времени (предыдущие 3 - 5 лет).

Оптимальный расход охлаждающей воды можно определить, кроме того, и графическим методом. В данном случае режим экономического вакуума или оптимальный расход охлаждающей воды определяется минимумом суммы потерь мощности при ухудшении вакуума и затрат мощности на собственные нужды системы охлаждения (привод циркуляционных насосов). Для этого, пользуясь нормативными характеристиками конденсатора, кривой поправок на изменение вакуума для турбины, характеристиками циркуляционных насосов и системы трубопроводов, необходимо построить графики двух зависимостей: зависимости недовыработки мощности турбиной от расхода охлаждающей воды DN = f(W_ох) и зависимости затрат мощности на перекачку охлаждающей воды от ее расхода N_сн = f(W_ох). После этого по сумме (DN + N_сн) строится для различных расходов охлаждающей воды график, минимум которого и определяет оптимальный расход охлаждающей воды (см. рис. 4).

Рис. 4. Определение оптимального расхода охлаждающей воды:

DN - недовыработка электроэнергии турбиной; N_с.н - затраты электроэнергии на перекачку охлаждающей воды

При эксплуатации турбоагрегата в режиме экономического вакуума нормативный расход охлаждающей воды (м³/ч) можно также получить из уравнения теплового баланса

.                                                 (5.1)

Кроме охлаждения пара в конденсаторах некоторая часть воды системы охлаждения используется для охлаждения масла и газа в масло- и газоохладителях ТА, устанавливаемых, как правило, параллельно конденсатору по ходу воды. Таким образом, общий потребный расход охлаждающей воды равен

W_ox = W_конд + W_м + W_г,                                                   (5.2)

где W_м + W_г - принимаются по данным проектно-технической документации.

Ориентировочно сумма этих величин составляет 6 - 15 % W_конд для малых конденсационных турбин (с двухходовыми конденсаторами) и 3 - 7 % для крупных конденсационных турбин с двухходовыми конденсаторами [6].

Величину W_м можно принимать по данным табл. 5.1 [6].

Таблица 5.1

Расход воды на маслоохладители конденсационных турбин

Величину W_г (для отечественных турбоагрегатов) можно принимать из следующего расчета: при мощности 12 МВт W_г равно 100 м³/ч; 25 - 50 МВт - 200 м³/ч; 100 - 200 МВт - 400 - 800 м³/ч.

Для турбин типов Т, ПТ и Р расход охлаждающей воды на масло- и газоохладители следует принимать по табл. 5.2.

Таблица 5.2

Расход воды на масло- и газоохладители турбин типов Т, ПТ и Р

При определении расхода охлаждающей воды для расчета норм следует учитывать ограниченные возможности регулирования подачи циркуляционных насосов, не позволяющие в ряде случаев поддерживать оптимальный расчетный расход воды в системе. В этих случаях в качестве расчетного расхода воды следует принимать расход, максимально близкий к оптимальному, который может быть получен регулированием подачи циркуляционных насосов. При этом расход охлаждающей воды, определенный по подаче циркуляционных насосов, как правило, включает и расход воды на масло- и газоохладители.

Примечание. Нормативный W_oх следует принимать не меньше минимального расхода, указанного заводом-изготовителем для каждого конкретного конденсатора, исходя из условий его заполнения.

Существует несколько основных типов систем охлаждения:

- прямоточная;

- оборотная с градирнями или брызгальными бассейнами;

- оборотная с водохранилищем-охладителем.

Примечание. Здесь и далее имеются в виду водохранилища электростанций обособленного пользования.

При прямоточной системе охлаждения объем водопотребления равен сумме объемов водоотведения и потерь на дополнительное испарение в водном объекте за счет сброса нагретой воды.

.                                                   (5.3)

В соответствии с расчетами ТЭП эти потери целесообразно принять в размере 1 % W_ох, т.е. в данном случае

;

;                                                      (5.4)

.

Для прямоточных систем охлаждения качество сточных вод определяется по формуле

.                                                       (5.5)

Для оборотной системы охлаждения с градирнями объем водопотребления равен сумме объемов водоотведения (продувки) и потерь на испарение и с капельным уносом из градирен.

.                                               (5.6)

Потери на испарение определяются по [7]:

,                                                        (5.7)

где К - коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи испарением в общем объеме теплоотдачи, принимаемый для градирен по [7];

Dt - перепад температур воды до и после охлаждения в охладителе.

Потери с капельным уносом определяются [7] как

.                                                      (5.8)

Необходимый расход продувочной воды определяется допустимой степенью упаривания воды исходя из условий предотвращения отложений и коррозии в системе.

Расчетный расход продувочной воды составляет

.                                            (5.9)

Допустимый коэффициент упаривания воды зависит от принятого метода стабилизационной обработки (выбираемого на основании технико-экономического сравнения различных режимов) и наличия лимитирующих показателей (например, допустимая концентрация сульфатов по условиям стойкости бетонных конструкций).

.                                                   (5.10)

Если расчетное значение продувки  при заданном коэффициенте упаривания  получает отрицательное значение, это свидетельствует о том, что продувка не требуется, а коэффициент упаривания составит

.                                                 (5.11)

Состав сбросных вод оборотных систем охлаждения определяется составом исходной воды, используемой для подпитки системы, коэффициентом упаривания воды и видом обработки воды для предотвращения накипеобразования, при котором изменяется ее солевой состав.

Для оборотных систем охлаждения, эксплуатирующихся со сбросом части воды в водоемы, применяется подкисление серной кислотой, фосфатирование с использованием полифосфатов, обработка воды оксиэтилидендифосфоновой кислотой (ОЭДФ) и сочетание этих способов.

При подкислении в воде увеличивается содержание сульфатов. В эквивалентном количестве снижается концентрация бикарбонатов за счет их разложения и удаления углекислоты. Подкисление производится до остаточной щелочности оборотной воды 2 мг-экв/дц³.

При фосфатировании концентрация полифосфатов поддерживается на уровне 2 - 2,5 мг/дц³ в пересчете на Р₂О₅. Фосфатирование эффективно при коэффициенте упаривания не более 1,6 (при больших значениях усиливается гидролиз полифосфатов с образованием шлама) и щелочности оборотной воды до 4,5 мг-экв/дц³. При более высокой щелочности производится дополнительное подкисление воды серной кислотой до остаточной щелочности 4,0 мг-экв/дц³.

При обработке воды кислотой ОЗДФ концентрация реагента поддерживается в зависимости от щелочности оборотной воды (табл. 5.3)

Таблица 5.3

Дозировка кислоты ОЭДФ

Щелочность, мг-экв/дц3	4	4 - 5	5 - 6	6 - 7	7,5
Кислота ОЭДФ, мг/дц3	0,25	0,5	1,0	2,0	3 - 4

При более высоком значении щелочности производится дополнительное подкисление серной кислотой до остаточной щелочности 5 мг-экв/дц³; концентрация кислоты ОЭДФ поддерживается на уровне 1 мг/дц³.

При применении серной кислоты для обработки воды возможно осаждение сульфата кальция; чтобы избежать этого необходимо соблюдать условие

,                                                    (5.12)

где ,  - концентрация ионов кальция и сульфат-ионов в оборотной воде, мг/дц³;

f₂ - коэффициент активности двухвалентных ионов,

;

m - ионная сила раствора

,

СС_ох - солесодержание охлаждающей воды, мг/дц³.

Если условие (5.12) для рассмотренных режимов не выполняется, необходимо провести дополнительное умягчение воды, например известкованием или содоизвесткованием. В этом случае сброс оборотной воды в водоемы, как правило, не производится. Вывод растворимых солей из системы обеспечивается только капельным уносом или отбором воды на технологические цели.

Концентрация компонентов в оборотной (а, следовательно, и в сбросной) воде, зависящая от режима обработки, приведена в табл. 5.4. Здесь же показаны границы применимости методов.

Для остальных растворенных примесей расчет производится по формуле

.                                                     (5.13)

Таблица 5.4

Концентрация компонентов сбросных вод

* .

** .

Для оборотных систем охлаждения с водохранилищами объем свежей воды равен сумме объемов водоотведения и потерь. При этом в объем водоотведения входят организованный сток воды через плотину и фильтрация из водохранилища в водный объект, а в объем потерь - естественное и дополнительное (за счет сброса нагретой воды) испарение с зеркала водохранилища, т.е.:

.                                             (5.14)

При этом ;

.

Для ТЭС с русловыми водохранилищами-охладителями в качестве свежей добавочной воды системы охлаждения принимается естественный сток реки в створе плотины. Расход свежей воды целесообразно определять как сток расчетной обеспеченности: для водохранилищ сезонного регулирования - сток 95 % обеспеченности, для водохранилищ многолетнего регулирования - среднемноголетний сток. Объемом сточных вод системы в этом случае будет весь сток реки соответствующей обеспеченности, за вычетом потерь на дополнительное и естественное испарение.

Для ТЭС с наливными и отсечными водохранилищами расход свежей воды определяется размерами продувки, которая в свою очередь зависит от степени упаривания воды и определяется из условия необходимости предотвращения отложений и коррозии в системе охлаждения, т.е.:

.                                    (5.15)

Расход сточных вод системы составит:

.                             (5.16)

При проведении расчетов составляющие водного баланса систем охлаждения с водохранилищами целесообразно принимать по данным технических проектов, а также паспортов водохранилищ, составляемых органами Минводхоза, а при их отсутствии определять расчетным путем.

Для таких случаев потери на дополнительное испарение с зеркала водохранилища допускается принимать по формуле (5.7), при этом коэффициент К принимается для прудов-охладителей по [7].

Потери воды (м³) на естественное испарение с зеркала водохранилищ определяются по формуле [8]

.                                                  (5.17)

где F - площадь зеркала водохранилища, м²;

Е - высота слоя испарения [8], мм.

Фильтрация воды из водохранилищ имеет место в основании плотины и в обход ее.

Фильтрация в основании плотины [9]:

плотина на однородном основании:

- с плоским флютбетом

,                                                        (5.18)

где К - коэффициент фильтрации грунта, м/сут;

Н - напор плотины, м;

 - приведенный расход, определяемый зависимостью  (рис. 5);

- с цементационной завесой

,                                                        (5.19)

где  определяется по графику (рис. 6);

плотина на неоднородном основании:

задача не имеет точного решения.

Рис. 5. Определение приведенного расхода  для плотины на однородном основании:

,

где R - глубина залегания водоупорного слоя;

L - ширина плотины по основанию

Рис. 6. Определение приведенного расхода () для плотины с цементационной завесой

S - высота цементационной завесы

Ориентировочное значение коэффициента фильтрации из водохранилища в зависимости от породы грунта принимается по табл. 5.5 [10].

Таблица 5.5

Коэффициент фильтрации грунта

При незначительном различии водопроницаемости слоев (кратность максимального и минимального значений коэффициентов фильтрации слоев менее 10)  определяется так же, как и для плотины с однородным основанием, с той лишь разницей, что глубина залегания водоупорного слоя R определяется по методу приведения действительной толщины пласта к эквивалентной ей в фильтрационном отношении.

Эквивалентная толщина (м) определяется как

,                                 (5.20)

где К_{1 … n} - коэффициенты фильтрации слоев;

Р_{1 ... n} - толщина слоев, м.

Значение фильтрации [м³/сут м)] соответственно этому определяется как

;                                                (5.21)

основание плотины сложено двумя горизонтальными водопроницаемыми слоями:

водопроницаемость нижнего слоя во много раз больше, чем верхнего; значение фильтрации [м³/сут м)] определяется по формуле Каменского:

.                                           (5.22)

Фильтрация в обход плотины [9]:

Ориентировочно значение фильтрации через один берег водохранилища:

- для безнапорных вод

W_ф.б = КН(h₁ + H₁);                                                (5.23)

- для напорных вод

W_ф.б = 2КНm,                                                     (5.24)

где h₁ - расстояние от уровня воды в водном объекте ниже плотины до водоупорного слоя, м;

H₁ - расстояние от отметки нормального подпорного горизонта до водоупорного слоя, м;

m - мощность водонапорного слоя, м.

Качество сточных вод оборотных систем охлаждения с водохранилищами определяется по формуле

                                                    (5.25)

или принимается по данным химического контроля ТЭС.

При определении норм водопользования расходы охлаждающей воды относятся целиком на отпуск электроэнергии. На некоторых ТЭЦ в качестве охлаждающей используется подпиточная вода теплосети. В этом случае расход охлаждающей воды определяется нагрузкой теплосети и целиком относится на отпуск тепла.

Для расчета норм расхода воды в системе охлаждения определяется в следующем порядке:

- усредненная производительность турбоагрегата за рассматриваемый период;

- расход пара в конденсатор для данной производительности;

- расход охлаждающей воды при эксплуатации конденсационной установки в режиме экономического вакуума;

- расходы свежей, оборотной, повторно или последовательно используемой, сточной воды в системе и безвозвратные потери в системе;

- нормы водопотребления и водоотведения;

- химический состав сточных вод;

- удельные количества загрязняющих воду веществ.

5.2. Система охлаждения вспомогательных механизмов основного оборудования ТЭС

К вспомогательным механизмам основного оборудования ТЭС относятся насосы, мельницы, дымососы, вентиляторы и другие, подшипники которых охлаждаются водой.

Расходы воды на вспомогательные механизмы принимаются по данным проектно-технической документации или производственных испытаний.

После охлаждения механизмов вода может использоваться повторно или сбрасываться в водоем. В зависимости от принятой схемы использования воды определяются объемы оборотной и сточной воды. Объемы этих вод в целом по системе распределяются на отпуск тепла и электроэнергии пропорционально расходам топлива в целом по электростанции.

5.3. Водоподготовительные установки

Водоподготовительные установки (ВПУ) служат для восполнения пароводяных потерь электростанций, потребителей пара и теплосети.

Количество воды, потребляемой ВПУ, составляет

W^потр = W^оч + W^ст.                                                         (5.26)

Потребляемая ВПУ вода может включать в себя как свежую воду, забираемую из водоисточника, так и повторно или последовательно используемую (продувка системы охлаждения, нефтесодержащие стоки и т.д.), т.е.

W^потр = W^св + W^пп.                                                        (5.27)

Производительность ВПУ (количество обработанной воды) зависит от размера потерь пароводяного цикла ТЭС, невозврата конденсата потребителями тепла, потерь теплосети и определяется «Нормами технологического проектирования тепловых электростанций» [13], а также нормативными документами вышестоящих организаций (РЭУ, главк и т.д.).

Часто указанные фактические потери на ТЭС оказываются ниже нормативных [13], поэтому фактическая производительность ВПУ оказывается ниже расчетной.

При нормировании производительность ВПУ следует выбирать наименьшую из двух сравниваемых значений.

Количество и степень загрязненности сточных вод зависят от качества исходной воды, схемы ВПУ, ее производительности и определяются расчетами, приводимыми ниже, а в ряде случаев путем проведения химических анализов [14].

В случае повышенного содержания в исходной воде органических загрязнений и забивании ионита при расчете норм обменную емкость ионита необходимо принимать фактическую.

Для восполнения пароводяных потерь ТЭС и потребителей пара обычно используются ВПУ двухступенчатого натрий-катионирования и химического или термического обессоливания.

5.3.1. Установка двухступенчатого натрий-катионирования с предварительной обработкой воды

Количество сточных вод от двухступенчатой натрий-катионитной установки с предварительной обработкой воды определяется по формуле

,                             (5.28)

где

;                                                        (5.29)

;                                             (5.30)

,                                            (5.31)

где  - коэффициент, учитывающий долю сбросных вод от установки предварительной обработки воды;

 - коэффициент, учитывающий долю умягченной воды, расходуемой на собственные нужды фильтров первой ступени;

 - то же фильтров второй ступени;

 - общая жесткость воды после предварительной обработки;

 - жесткость воды, обработанной на первой ступени;

 - жесткость воды, обработанной на второй ступени.

Качественный состав (г-экв/м³) сбросных вод после первой ступени двухступенчатой натрий-катионитной установки с учетом качества исходной (после предварительной обработки) воды, используемой на собственные нужды, определяется по формулам

;                                   (5.32)

;                                (5.33)

;                               (5.34)

_.                                         (5.35)

Качественный состав сбросных вод после натрий-катионитных фильтров второй ступени определяется по формулам

;                                          (5.36)

;                                       (5.37)

;                                    (5.38)

,                                        (5.39)

где

Са^nред, Мg^nред, Nа^nред, Cl^nред - содержание соответствующих компонентов в воде после ее предварительной обработки;

, , , , , , ,  - содержание соответствующих компонентов в воде после фильтров первой (I) и второй (II) ступеней.

Усредненный состав сточных вод (г-экв/м³) от двухступенчатой натрий-катионитной установки определяется по формулам

;                                          (5.40)

;                                       (5.41)

;                                       (5.42)

.                                        (5.43)

Концентрации остальных компонентов по сравнению с исходными не изменяются.

5.3.2. Установки двухступенчатого химического обессоливания

Количество сточных вод (м³/ч) от ионитной части установок двухступенчатого химического обессоливания:

;  (5.44)

;                                          (5.45)

;                                         (5.46)

;                                         (5.47)

;                                      (5.48)

где ,  - коэффициенты собственных нужд Н-катионитных фильтров первой и второй ступеней;

,  - то же для анионитных фильтров первой и второй ступеней;

 - суммарное содержание хлоридов и сульфатов в воде, поступающей на ионитные фильтры, мг-экв/дц³;

HSiO₃ - содержание кремнекислоты в осветленной воде, мг-экв/дц³;

Na - содержание натрия в исходной воде, мг-экв/дц³.

Качественный состав сбросных вод (г-экв/м³), поступающих в бак-нейтрализатор:

;                                           (5.49)

;                                         (5.50)

;                                 (5.51)

;                              (5.52)

;                                        (5.53)

;                                 (5.54)

;                               (5.55)

;                                   (5.56)

;                           (5.57)

,                              (5.58)

где ,  - удельные расходы соответственно едкого натра и серной кислоты на регенерацию ионитов, г-экв/г-экв;

 - суммарное содержание анионов сульфатов, хлоридов, кремнекислоты, бакарбонатов, нитратов, органики, г-экв/м³;

 - суммарное содержание катионов кальция, магния, натрия, г-экв/м³.

В баках-нейтрализаторах после смешивания сбросных вод происходит их частичная нейтрализация. Для полной нейтрализации сточных вод в баки-нейтрализаторы следует добавить реагенты - кислоту или щелочь. Расход реагентов (г-экв/м³) рассчитывается по равенствам

; .

Преобладание катионов указывает на избыточную щелочность, а анионов - на избыточную кислотность сточных вод в баке-нейтрализаторе.

Состав стоков после нейтрализации определяется с учетом реагентов, используемых для нейтрализации.

5.3.3. Водоподготовительная установка полного химического обессоливания по схеме «цепочка»

Количество сточных вод (м³/ч) от ВПУ определяется по формуле

,                                  (5.59)

где К_пред - коэффициент, учитывающий долю сбросных вод после предварительной обработки; определяется по формуле (5.29);

К₁ - коэффициент, учитывающий долю сбросных вод ионитных фильтров ВПУ, работающей по схеме «цепочка»; определяется по табл. 5.6.

Состав сточных вод (г-экв/м³) от ионитной части ВПУ (схема «цепочка») без нейтрализации стоков:

;                                                (5.60)

;                                              (5.61)

;                                (5.62)

;                              (5.63)

;                                             (5.64)

;                                    (5.65)

;                                      (5.66)

где К₂ - коэффициент собственных нужд по обессоленной воде; определяется по табл. 5.6;

åК, åА - сумма катионов и анионов в воде после предварительной обработки, г-экв/м³;

a, d - удельные расходы кислоты и щелочи (100 %-ные) на регенерацию, г-экв/г-экв; определяются по табл. 5.6.

Таблица 5.6

Основные характеристики установок химического обессоливания, работающих по схеме «цепочка»

5.3.4. Водоподготовительная установка термического обессоливания с предварительным двухступенчатым натрий-катионированием

Количество сточных вод (м³/ч) такой ВПУ определяется как

                  (5.67)

,                                                   (5.68)

где  - коэффициент упаривания;

 - солесодержание воды, поступающей в испаритель, кг/дц³;

 - солесодержание концентрата испарителя, мг/дц³ (практически на действующих испарителях  = 50 г/дц³).

Солесодержание воды (мг/дц³), поступающей в испаритель, определяется по формуле

(5.69)

Поскольку в испарителях концентрируются все компоненты, содержащиеся в исходной воде, их концентрации (г/дц³) можно определить по соотношению

,                                                       (5.70)

Исходной водой для испарителя, как правило, является вода, прошедшая предварительную обработку и двухступенчатое натрий-катионирование.

Усредненный состав сточных вод (г-экв/м³) определяется по следующим равенствам:

;                      (5.71)

;                    (5.72)

;                     (5.73)

;                        (5.74)

;                           (5.75)

;                      (5.76)

где  и  - коэффициенты собственных нужд натрий-катионитных фильтров первой и второй ступеней, определяются по формулам (5.30) и (5.31).

Для подпитки теплосети обычно используются ВПУ, работающие по схемам параллельного водород-натрий-катионирования и известкования-подкисления.

5.3.5. Водоподготовительная установка параллельного водород-натрий-катионирования

Количество сточных вод (м³/ч) от ВПУ определяется как

.                            (5.77)

Качество сбросных вод (г-экв/м³) от натрий-катионитных фильтров определяется по формулам

;                                      (5.78)

;                                   (5.79)

;                        (5.80)

,                             (5.81)

где  - коэффициент собственных нужд Na-катионитных фильтров;

;                                               (5.82)

 - удельный расход NaCl, г-экв/г-экв [15].

Концентрации остальных компонентов по сравнению с исходными не изменяются.

Качество сбросных вод (г-экв/м³) от водород-катионитных фильтров определяется по следующим формулам:

;                                          (5.83)

;                                       (5.84)

;                          (5.85)

кислотность

;                                     (5.86)

где  - коэффициент собственных нужд Н-катионитных фильтров,

;

 - удельный расход кислоты на регенерацию, г-экв/г-экв [15].

Усредненный состав сточных вод (г-экв/м³) от водород-натрий-катионитной установки определяется по формулам

;                                          (5.87)

;                                       (5.88)

;                                       (5.89)

;                                        (5.90)

;                                    (5.91)

.                                           (5.92)

Кислотность сбросных вод нейтрализуется известью Са(ОН)₂, после их смешения со сбросными водами Na-катионитных фильтров.

Содержание взвешенных веществ (г/м³) после нейтрализации сбросных вод известью составит

                                             (5.93)

где С_о - содержание активной окиси кальция в исходной извести, %;

КИС - кислотность сбросных вод после смешения, г-экв/м³,

КИС = åА - åК.

Концентрации остальных компонентов в сбросных водах по сравнению с исходными не изменяются.

5.3.6. Водоподготовительная установка одноступенчатого натрий-катионирования с предварительной обработкой

Количество сточных вод (м³/ч) от ВПУ составит

.                                     (5.94)

Качество сточных вод от ВПУ определяется по формулам (5.78) - (5.81).

5.3.7. Водоподготовительные установки, работающие по схеме известкование-подкисление

Расход сточных вод (м³/ч) от ВПУ определяется как

,                                                (5.95)

где К_под - коэффициент, учитывающий долю сбросных вод при известковании (ориентировочно К_под = 0,03).

Сточные воды от ВПУ, работающей, по схеме известкование-подкисление - это продувочные воды осветлителя, содержащие шлам. В состав шлама входят СаСО₃, Мg(ОН)₂ и известковые отходы И_отх. Количество СаСО₃ (г/м³), образующейся при известковании, составляет

,                                     (5.96)

где  - карбонатная жесткость исходной воды, мг-экв/дц³.

Количество Мg(ОН)₂, (г/м³), образующейся при известковании, составит

Мg(ОН)₂ = 29 (Mg^исх - 1,4).                                           (5.97)

Количество известковых отходов (г/м³) определяется по формуле

,                                                (5.98)

где И - расход извести на обработку 1 м³ воды;

С_о - доля активной окиси кальция в товарном продукте, %.

Возврат осветленной воды на ВПУ принимается равным 75 % расхода продувочной воды.

5.3.8. Предварительная обработка воды

Для предварительной обработки воды чаще всего используется коагуляция сернокислым алюминием или совместная коагуляция сернокислым железом с известкованием в осветлителях.

При возврате продувочной воды осветлителей после отставания в системы водопользования ее количество принимается равным 75 % от общего расхода продувочной воды.

После предварительной обработки качество сточных вод соответствует качеству обработанной воды. Кроме того, в сточных водах присутствует значительное количество шлама, образующегося в результате коагуляции.

Коагуляция сернокислым алюминием

Качество сточных вод (мг-экв/дц³):

,                                                      (5.99)

где d_к - доза коагулянта, мг-экв/дц³ (обычно 0,5 - 1,2).

Содержание сульфатов (мг/дц³):

,                                                   (5.100)

Содержанке кремнекислоты (мг/дц³):

.                                                 (5.101)

Содержание органических веществ (мг/дц³):

.                                                 (5.102)

Взвешенные вещества практически полностью переходят в осадок, а остальные показатели качества остаются без изменения.

Солесодержание коагулированной воды (мг/дц³):

.                    (5.103)

Общее количество осаждающихся веществ на 1 м³ обрабатываемой воды (г/м³):

,                                       (5.104)

где

;                                                     (5.105)

;                                                     (5.106)

;                                                      (5.107)

,                                                          (5.108)

где В^исх - содержание взвешенных веществ в исходной воде.

Количество сточных вод на 1 м³ обрабатываемой воды:

, м³/м³,                                               (5.109)

где a_шл - концентрация осадка в шламосборнике, %; при коагуляции сернокислым алюминием a_шл равна 0,5%.

Коагуляция сернокислым железом с известкованием

Качество обработанной и сточной воды:

Щ^ст = 0,4 - 0,7 мг-экв/дм³;

,                                     (5.110)

где d_к - доза коагулянта; обычно находится в пределах от 0,25 до 0,75 мг-экв/дц³;

 мг-экв/дц³ [16];

, мг-экв/дц³;                                     (5.111)

, мг-экв/дц³;                                     (5.112)

, мг/дц³;                                         (5.113)

, мг/дц³;

, мг/дц³.                                         (5.114)

Солесодержание известкованно-коагулированной воды (мг/дц³):

                    (5.115)

Общее количество осаждающихся веществ на 1 м³ обработанной воды составляет (г/м³):

;           (5.116)

,                          (5.117)

где ,  - карбонатная жесткость воды до и после предварительной обработки, мг-экв/дц³;

( » 0,5 мг-экв/дц³);

;                                      (5.118)

;                                    (5.119)

( = 1,4 мг-экв/дц³ при известковании воды)

;                                              (5.120)

(0,65 - доля удаляемых в осветлителе кремнекислых соединений);

;                                             (5.121)

(0,75 - доля органических веществ, переходящих в осадок)

, г/м³

 - количество недопала извести, определяемое по формуле

 г/м³,

где

, г/м₃           (5.122)

(0,2 - избыток дозы извести, мг-экв/дц³).

Количество продувочной воды на 1 м³ обработанной воды (м³/м³):

,                                                     (5.123)

где  - концентрация шлама (осадка) в шламосборнике, равная примерно 3 % (при известковании с коагуляцией).

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).

Очищенную на ВПУ воду следует считать потерями для электростанции и переданной водой другим предприятиям.

Для ВПУ подпитки пароводяного тракта составят

.                                            (5.124)

При расчете нормативов объем переданной воды относится на отпуск тепла, а объем внутристанционных потерь - на отпуск электроэнергии:

;                                                  (5.125)

.                                                 (5.126)

Как свежую, так и сточную воду от ВПУ распределяют на отпуск тепла и электроэнергии пропорционально  и .

Например,

;                                              (5.127)

.                                                 (5.128)

Переданная от ВПУ очищенная вода на подпитку тепловых сетей считается переданной потребителю.

.                                                       (5.129)

При расчете норм водопотребления, водоотведения и норматива передачи воды объемы этих вод относятся на отпуск тепла.

Для КЭС очищенная на ВПУ вода используется для восполнения внутристанционных потерь, поэтому она является потерями электростанции.

.                                                       (5.130)

При расчете норм водопотребления, водоотведения и норматива потерь объемы этих вод относятся на отпуск электроэнергии.

Расходы исходной, обработанной и сточной вод определяются для всей ВПУ, затем распределяются на каждый турбоагрегат пропорционально его пароводяным потерям. Если эти показатели в формах отчетности фиксируются в целом по ТЭС, то и нормы водопотребления и водоотведения ВПУ определяются в целом по ТЭС.

5.4. Система гидрозолоудаления

Вода в системе гидрозолоудаления (ГЗУ) используется для удаления с территории ТЭС золы и шлака и их транспортировки на золоотвал, а также для орошения устройств очистки дымовых газов.

Общее количество воды (м³/ч), необходимое для удаления золошлаковых остатков, определяется по формуле [11].

,                                                      (5.131)

где q - принимается по данным проектно-технической документации.

В соответствии с действующими «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей», системы ГЗУ должны быть оборотными, однако еще многие ТЭС эксплуатируют системы ГЗУ по разомкнутой схеме.

Водный баланс систем ГЗУ за годичный период определяется [11] следующими уравнениями:

- приходная часть баланса, м³:

,                                     (5.132)

где  - объем водной составляющей пульпы, поступающей в отвал, с учетом сточных вод от других систем, сбрасываемых в систему ГЗУ;

 - объем осадков, выпадающих на поверхность золошлакоотвала, бассейна и каналов осветленной воды;

 - объем поверхностного стока, поступающего в систему ГЗУ;

 - объем сбросных вод от других цехов электростанции или других предприятий, направляемых непосредственно на золоотвал;

- расходная часть баланса, м³:

,                 (5.133)

где  - объем воды, забираемой из отстойного пруда для повторного использования в системе ГЗУ, исходя из потребностей [см. формулу (5.131)] внутристанционной системы золоулавливания и шлакоудаления, включая внутри станционные потери воды ();

 - потери на фильтрацию через ложе отстойного пруда;

 - потери на фильтрацию через ложе бассейна и каналов осветленной воды;

 - потери на испарение с водной поверхности отстойного пруда, бассейна и каналов осветленной воды;

 - потери воды на заполнение пор намытого золошлакового материала;

 - потери на испарение с поверхности золоотвала, покрытой снегом;

 - потери воды на подъем уровня отстойного пруда с целью обеспечения необходимого пути осветления (в связи с частичным заполнением емкости пруда зольными отложениями).

Все указанные составляющие водного баланса системы ГЗУ определяются по проектно-технической документации или расчетным путем по методике ВНИИГ [12].

Для прямоточной системы ГЗУ (при отсутствии возврата воды) все остальные составляющее баланса сохраняются.

Продувка оборотной системы ГЗУ (сточные воды) имеет место в случае положительного водного баланса системы, т.е.  и определяется как разность этих величин. Зола некоторых видов твердого топлива содержит значительное количество оксида кальция, который при гидротранспорте золы растворяется в воде. В конечном счете, перенасыщение воды кальцием приводит к появлению отложений в трубопроводах и оборудовании системы ГЗУ, что существенно осложняет и ухудшает условия ее эксплуатации.

Минимальный расход продувочной воды (м³/ч) оборотной системы ГЗУ, необходимый для обеспечения концентрации растворенных солей на безопасном с точки зрения образования отложений уровне, определяется по методике ВТИ им. Ф.Э. Дзержинского:

- для систем с мокрыми золоуловителями:

    (5.134)

- для систем с сухими золоуловителями

   (5.135)

где  - процентное содержание серы в топливе, приведенное к 1000 ккал/кг - низшей теплоте сгорания;

 - усредненное содержание сульфатов в добавочной воде, мг-экв/кг;

 - суммарные потери на фильтрацию в системе ГЗУ, м³ /ч;

 - содержание сульфата в золе, %.

Если значение продувки, определенное по методике ВТИ, превышает значение, полученное из уравнения баланса, его и следует принимать в качестве расчетного расхода сточных вод при нормировании.

Для расчета норм определяется расход свежей воды в систему из водного объекта, суммарный расход оборотной и повторно или последовательно используемой воды, а также расход продувочной воды с учетом фильтрации.

Для ТЭЦ при расчете норм воду ГЗУ следует относить на два вида продукции - электроэнергию и тепло - пропорционально расходам топлива, затраченного на отпуск каждого вида продукции.

Качество сбросных вод системы ГЗУ зависит от вида сжигаемого топлива и типа установленного оборудования, поэтому дать расчетные зависимости качества сточных вод ГЗУ не представляется возможным. Состав и степень загрязненности этих вод должны приниматься на основе фактических данных химического контроля.

5.5. Промывка регенеративных воздухоподогревателей и водогрейных котлов

Объем водопотребления на промывку регенеративных воздухоподогревателей (РВП) 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. При отсутствии нормативно установленных расходов целесообразно принимать данные ТЭП [17]:

- для промывки РВП:

расход воды - 5 м³ на 1 м² площади сечения ротора;

продолжительность - 1 ч;

периодичность - 1 раз в 30 сут;

- для промывки конвективных поверхностей нагрева котла:

расход воды на промывку котла паропроизводительностью 300 т/ч и более - 300 м³;

продолжительность - 2 ч;

периодичность - 1 раз в год перед ремонтом;

- для промывки пиковых котлов:

расход воды на промывку водогрейного котла:

ПТВМ-50-1 - 15 м³;

КВГМ-100 (ПТВМ) - 20 м³;

КВГМ-180 (ПТВМ) - 25 м³;

продолжительность - 30 мин;

средняя периодичность - 1 раз в 15 сут.

Периодичность промывок пиковых котлов, оборудованных устройством дробеочистки, - 1 раз в год.

Объемы оборотной и сточной воды в системе промывок РВП зависят от применяемой схемы очистки и установленного оборудования и определяются индивидуально по каждой ТЭС.

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/дц³) после известковой обработки, как наиболее распространенной, можно принимать по данным теплоэлектропроекта: взвешенные вещества - 25; сухой остаток - 2000 - 2400; SO₄ - 1400; Ni £ 0,1; Сu £ 0,1; Fе £ 0,1; V £ 0,1; рН - 9,5 - 10.

При расчете норм расходы воды на промывку РВП для ГРЭС и ТЭЦ на конденсационном режиме относят целиком на отпуск электроэнергии.

Для ТЭЦ на теплофикационном режиме расходы воды относят на отпуск электроэнергии и тепла пропорционально расходам топлива, затрачиваемого на выработку этих двух видов продукции рассматриваемым турбоагрегатом.

5.6. Химическая очистка 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 Теплоэлектропроекта [17] и табл.5.7.

Таблица 5.7

Ориентировочное количество стоков при предпусковых очистках котлов

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.

Количество шлама в процентах от общего объема раствора в баке обезвреживания сточных вод ориентировочно определяется по формуле [17]:

.                                                         (5.136)

Качество сточных вод от химических очисток зависит от типа установленного оборудования и применяемого метода очистки и принимается по данным химического контроля. При отсутствии данных химического контроля состав сбросных вод после их обезвреживания принимается по данным ТЭП [17] и табл.5.8.

Таблица 5.8

Примерный состав примесей в сточных водах от химических очисток оборудования на ТЭС, мг/кг

При расчете норм расходы потребляемой и отводимой воды для ГРЭС и ТЭЦ относят на отпуск электроэнергии.

6. НОРМЫ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО И ПОДСОБНОГО ПРОИЗВОДСТВА С УЧЕТОМ КАЧЕСТВА ПОТРЕБЛЯЕМОЙ И ОТВОДИМОЙ ВОДЫ

К вспомогательным и подсобным производствам на ТЭС относятся гаражи, компрессорные, ацетиленовые и электролизные станции и другие объекты, не участвующие непосредственно в процессе производства продукции. К этому направлению использования воды можно отнести и расходы на гидроуборку помещений, полив территории и зеленых насаждений в летнее время, на пожаротушение и др.

Объемы воды, используемой на вспомогательные нужды ТЭС, определяются по данным проектно-технической документации и СНиП, технических паспортов на оборудование, а также проведением производственных испытаний.

В зависимости от принятых технологических схем вспомогательных производств использованная вода может сбрасываться в водный объект (W^ст), направляться в другие системы (W^п.п) или использоваться в оборотной системе (W^об). Расход воды на полив территории (газоны, зеленые насаждения) целесообразно включать в безвозвратные потери.

При расчете норм водопотребления и водоотведения на вспомогательные нужды все расходы воды целесообразно относить полностью на отпуск электроэнергии.

Качество сточных вод принимается по данным химического контроля.

7. НОРМЫ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ НА ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВЫЕ НУЖДЫ

К хозяйственно-питьевым нуждам относятся расходы воды на столовые, душевые, сатураторы, туалеты и т.д. Расход воды, используемой на хозяйственно-питьевые нужды, принимается по данным проектно-технической документации или СНиП [7, 18].

Вода, используемая на хозяйственно-питьевые нужды, как правило, является по качеству питьевой и должна соответствовать требованиям «ГОСТ 2874-82. Вода питьевая».

Использованная вода, как правило, полностью сбрасывается, т.е. является сточной водой. Химический состав сточных вод принимается по данным химического контроля.

Нормы водопотребления и водоотведения на хозяйственно-питьевые нужды относятся на два вида продукции в целом по ТЭС пропорционально расходам топлива на их отпуск.

8. УКРУПНЕННЫЕ НОРМЫ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

Основная задача разработки укрупненных норм водопользования - обеспечить возможность планирования и контроля потребления свежей (питьевой и технической), оборотной, повторно или последовательно используемой воды, а также отводимых от производства сточных вод на различных уровнях управления.

Укрупненные нормы рассчитываются на основании индивидуальных норм в соответствии с их структурой по направлениям использования воды (на технологические, вспомогательные и подсобные, а также хозяйственно-питьевые нужды) по каждому из двух видов продукции, выпускаемых различными ТЭС.

Индивидуальные балансовые нормы разрабатываются для каждого типа установленных турбоагрегатов.

Укрупненная балансовая норма в целом по ТЭС определяется как средневзвешенное значение индивидуальных норм каждого турбоагрегата:

,                                                   (8.1)

где  - укрупненная норма водопотребления (водоотведения) на единицу продукции S (электроэнергии, тепла), отпускаемой ТЭС;

 - индивидуальные нормы водопотребления (водоотведения) на единицу продукции по каждому турбоагрегату l;

 - объем продукции, отпускаемой каждым турбоагрегатом;

К - число установленных на ТЭС турбин на данном уровне планирования.

Аналогично рассчитываются укрупненные нормативы потерь и переданной воды.

Индивидуальные и укрупненные балансовые нормы, рассчитанные на уровне электростанций, укрупняются ведущими отраслевыми институтами по уровням управления: РЭУ.

Укрупнение норм водопотребления и водоотведения производится в соответствии с требованиями того уровня управления, на котором выполняются расчеты (см. рис. 7), т.е. на уровне РЭУ и главка укрупненные нормы формируются по видам продукции в натуральном выражении, на уровне Минэнерго и Госплана СССР - по видам продукции в натуральном и стоимостном выражении.

Укрупненные нормы в натуральном выражении по уровням управления определяются по формуле

,                                                  (8.2)

где  - укрупненная соответствующая норма y-го уровня управления (электростанция, РЭУ) на единицу продукции, отпускаемой электростанциями (РЭУ) данного уровня управления;

n - число объектов (ТЭС, РЭУ) данного уровня управления (РЭУ).

Кроме того, на уровнях РЭУ укрупняются индивидуальные нормы однотипных (по мощности и параметрам пара) турбин. Укрупнение выполняется с учетом типа системы водоснабжения (прямоточная, оборотная).

Укрупнение выполняется по формуле (8.1). В этом случае

К - число однотипных турбин на данном уровне управления (РЭУ).

На уровнях управления РЭУ определяются показатели качества сточных вод.

При определении укрупненных показателей качества сточных вод рассчитывается средневзвешенное количество загрязняющего воду вредного вещества d (в мг), поступающего в сточные воды в процессе производства и приходящегося на единицу продукции выпускаемой электростанциями данного уровня управления:

.                                               (8.3)

Средневзвешенное количество вредного вещества, остающегося в сточных водах после очистки:

,                                              (8.4)

где ,  - соответственно удельное количество вредного вещества на единицу продукции, поступающего в сточные воды до очистки и остающегося в сточных водах после очистки, по каждой ТЭС (РЭУ) y-го уровня планирования.

Средневзвешенный удельный приведенный сток, т.е. средневзвешенное условное количество сточных вод (, ), соответственно до и после очистки с учетом разбавления определяется по формулам

,                                           (8.5)

.                                          (8.6)

Укрупненные нормы рассчитываются в автоматизированном режиме.

Вычислительные центры организаций-разработчиков укрупненных норм осуществляют прием исходных данных для расчета укрупненных балансовых норм водопотребления и водоотведения, подготовку информации для ввода в ЭВМ, выдачу результатов расчета, хранение, накопление и обновление норм, необходимых для разработки народнохозяйственных планов.

Таким образом, в рамках автоматизированной системы нормирования (АСН) на всех уровнях планирования предполагается создание фондов норм и нормативов с организацией их накопления и систематического обновления.

В соответствии с этим разрабатываемое в рамках АСН математическое обеспечение должно содержать программы, реализующие расчеты самих норм водопотребления и водоотведения, и программы, обеспечивающие функционирование автоматизированных фондов нормативной информации в АСУ данного уровня планирования.

В ходе проведения работы, ведущие отраслевые институты-разработчики норм выполняют следующий объем работы:

- описание постановки комплекса задач по расчету групповых (укрупненных) балансовых норм и нормативов водопотребления и водоотведения, включающей характеристику задач, входную, нормативно-справочную и выходную информацию, алгоритмы расчета в соответствии с ГОСТ 24.204-80;

- разработку руководств программиста, оператора, эксплуатационной программы с контрольным примером, технологических и должностных инструкций по обработке данных;

- расчет укрупненных балансовых норм и нормативов водопотребления и водоотведения на единицу отпущенного тепла и электроэнергии в натуральном и стоимостном выражении.

На уровне Минэнерго СССР укрупненные нормы формируются в стоимостном выражении по формуле

,                                          (8.7)

где  - укрупненная норма водопотребления (водоотведения) на 1000 руб. товарной продукции по m-му министерству;

 - укрупненная норма водопотребления (водоотведения) на единицу продукции y-го уровня управления);

 - объем производства S-го вида продукции по y-му уровню управления;

 - объем товарной продукции в действующих ценах по Минэнерго СССР в целом;

n - количество предприятий т-го министерства;

r - количество видов продукции (электроэнергия и тепло), входящих в товарную продукцию отрасли.

9. ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ, СОГЛАСОВАНИЯ, УТВЕРЖДЕНИЯ НОРМ И КОНТРОЛЯ ЗА ИХ ВЫПОЛНЕНИЕМ

9.1. Организационное и методическое руководство работой по нормированию водопотребления и водоотведения в теплоэнергетике осуществляет Главное научно-техническое управление энергетики и электрификации Минэнерго СССР с привлечением отраслевых научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций.

9.2. Научное и методическое руководство по разработке норм водопотребления и водоотведения на электростанциях осуществляют УралВТИ, Теплоэлектропроект, ВНИПИэнергопром и ПО «Союзтехэнерго».

9.3. (Исключен, Изм. № 1)

9.4. Текущие балансовые нормы пересматриваются на электростанциях (в РЭУ, главках), согласовываются с местными органами Минводхоза СССР.

9.5. Пересмотр текущих балансовых норм водопотребления и водоотведения на предприятиях осуществляет производственно-технический отдел с привлечением по необходимости других подразделений электростанции.

9.6. Расчеты индивидуальных норм по направлениям использования воды (технологические, вспомогательные и подсобные, хозяйственно-питьевые нужды) и нормативов на единицу продукции осуществляются по настоящей Методике непосредственно на электростанциях и утверждаются их руководством.

9.7. Индивидуальные балансовые нормы водопотребления и водоотведения должны пересматриваться и утверждаться каждые пять лет с учетом организационно-технических мероприятий по рациональному использованию водных ресурсов (см. приложение 4).

При изменении условий производства и проведении организационно-технических мероприятий по рациональному использованию водных ресурсов балансовые нормы подлежат пересмотру, согласованию и утверждению до истечения пятилетнего периода.

9.8. (Исключен, Изм. № 1)

9.9. Ответственность за соблюдение водно-технологического режима возлагается на соответствующие производственные подразделения энергопредприятия. Текущий контроль за использованием воды на предприятиях осуществляется производственно-техническим отделом или другими службами, определяемыми руководством энергопредприятия.

9.10. Контроль за использованием потребляемой воды и качеством сбрасываемых вод осуществляют органы по регулированию использования и охране вод Минводхоза СССР и соподчиненные им другие органы.

9.11. (Исключен, Изм. № 1)

Приложение 1

Рекомендуемое

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПО ВОДОПОТРЕБЛЕНИЮ И ВОДООТВЕДЕНИЮ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ

Бассейн - по ГОСТ 17.1.1.02-77.

Безвозвратные потери воды - по ОСТ 34-70-656-84.

Вода добавочная - вода, подаваемая в систему оборотного водоснабжения из природного источника, других водохозяйственных сметем (каналов, городского водопровода и др.), или очищенная сточная вода, подаваемая для восполнения потерь на продувку и безвозвратных потерь воды.

Вода оборотная - по ОСТ 34-70-656-84.

Вода, повторно используемая - по ОСТ 34-70-656-84.

Вода последовательно используемая - по ОСТ 34-70-656-84.

Вода продувочная - по ОСТ 34-70-656-84.

Вода питьевая - по ГОСТ 2874-82.

Вода исходная - по ОСТ 34-70-656-84. Ндп. Свежая вода, техническая вода.

Водоотведение (сброс сточных вод) - по ОСТ 34-70-656-84.

Водопотребление - потребление воды из водного объекта или системы водоснабжения (ГОСТ 17.1.1.01-77).

Загрязненные сточные воды - по ОСТ 34-70-656-84.

Загрязняющее воду вещество - вещество в воде, вызывающее нарушение норм качества воды (ГОСТ 17.1.1.01-77).

Качество воды - характеристика состава и свойств воды.

Коэффициент неравномерности расхода воды (сброса сточных вод):

сезонной неравномерности - отношение максимального месячного расхода воды за сезон (лето, зима) к среднемесячному расходу воды за год;

годовой неравномерности - отношение максимального часового расхода вода к среднечасовому за сутки; этот коэффициент исчисляется обычно для суток с наибольшим расходом воды в течение года.

Лимитирующий признак вредности вещества в воде - признак, характеризующийся наименьшей безвредной концентраций вещества в воде.

Минерализация воды - по ГОСТ 270-65-86.

Норма состава сточных вод - перечень и концентрация веществ в сточных водах, установленных нормативно-технической документацией.

Нормативно-очищенные сточные воды - сточные воды, отведение которых после очистки в водные объекты не приводит к нарушению норм качества воды в контролируемом створе или пункте водопользования (ГОСТ 17.1.1.01-77).

Нормативно-чистые сточные воды - сточные воды, допустимые к сбросу без очистки (воды, использованные для охлаждения пара в конденсаторах тепловых электростанций, отведение которых в водные объекты не приводит к нарушению качества воды в контролируемом створе или пункте водопользования) (ГОСТ 17.1.1.01-77).

Нормы качества воды - установленные значения показателей качества воды по видам водопользования (ГОСТ 27065-86).

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них определенных веществ.

Правила охраны вод - установленные требования, регламентирующие деятельность человека в целях соблюдения норм охраны вод.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) - концентрация вещества в воде, выше которой вода непригодна для одного или нескольких видов водопользования (ГОСТ 27065-86).

Предельно допустимый сброс вещества в водный объект (ПДС) - масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.

Примечание. ПДС устанавливается с учетом ПДК веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды.

Тепловое загрязнение - поступление тепла в водный объект, вызывающее нарушение норм качества воды.

Удельный сброс загрязняющих воду веществ - количество загрязняющих веществ, сбрасываемых в водоем при производстве единицы продукции.

Приложение 2

Обязательное

ТЕКУЩИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ НОРМЫ И НОРМАТИВЫ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

Расчет норм и нормативов должен включать:

1. Пояснительную записку, в которой необходимо указать:

- тип и установленную мощность электростанции;

- объем отпускаемой продукции каждым турбоагрегатом;

- вид топлива, системы ГЗУ;

- оснащенность электростанции водоизмерительными приборами;

- метод определения норм различных технологических систем (расчетный, метод измерений, по паспортным и проектным данным);

- места направления стоков различных технологических систем;

- причины отклонений расчетных объемов свежей воды от фактических [по форме 2-ТП (водхоз)].

2. Таблицы индивидуальных норм водопотребления на единицу продукции (форма 1).

3. Таблицы индивидуальных норм водоотведения на единицу продукции (форма 2).

4. Таблицы состава и концентрации загрязнений в сточных водах от электростанции, сбрасываемых в водоем, приходящихся на единицу продукции (форма 3).

5. Таблицы сопоставления расчетного количества свежей воды, в том числе питьевого качества, с фактическим ее использованием за истекший год (форма 4).

6. Таблицы состава сточных вод и концентрации загрязнений в них (табл. П2.1). Формы и примеры их заполнения представлены в приложении 5.

Таблица П2.1

Состав и концентрация загрязнений в сточных водах электростанций

Примечание. Перечень показателей допускается изменять при определении не указанных здесь показателей.

Приложение 3 (Исключить, Изм. № 1)

Приложение 4

Обязательное

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЗРАБОТКЕ МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ НА ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ И ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫЕ НУЖДЫ ТЭС

В целях сокращения сбросов сточных вод и соответственно забора свежей воды рекомендуются к внедрению на станциях следующие мероприятия:

- повышение кратности упаривания воды в оборотных системах охлаждения с градирнями. Минимальный расход свежей воды на подпитку системы охлаждения достигается при прекращении сброса продувочной воды системы в водный объект. В этом случае, в зависимости от солевого состава воды и достигаемого коэффициента упаривания, должна подбираться технология стабилизационной обработки в соответствии с «Методическими указаниями по водно-химическому режиму бессточных систем охлаждения: МУ 34-70-095-85» (М.: СПО Союзтехэнерго, 1985). Для снижения минерализации оборотной воды часть ее отбирается для использования в цикле ТЭС, например для подпитки оборотной системы ГЗУ;

- уменьшение забора свежей воды для подпитки оборотной системы охлаждения за счет использования для этой цели слабоминерализованных сточных вод от других систем ТЭС после их предварительной очистки. К таким водам относятся дождевые и талые воды с территории ТЭС, стоки от водной промывки котлов, взрыхляющие и промывочные воды фильтров ВПУ, продувочные воды котлов, конденсат, возвращаемый с мазутомаслохозяйства, вода после охлаждения подшипников вращающихся механизмов и другие нефтесодержащие стоки после их очистки от нефтепродуктов;

- уменьшение расходов воды, транспортирующей золу и шлак на золоотвал. На ряде ТЭС расходы воды достигают 30 - 50 м³ на 1 т золошлаков. Эти расходы без всякого ущерба для эксплуатации можно уменьшить до 10 - 15 м³/т;

- перевод прямоточных систем ГЗУ пылеугольных ТЭС на эксплуатацию по оборотной схеме. Для предотвращения образования отложений в мокрых золоуловителях целесообразно использовать технологию ВТИ по обработке орошающей воды дымовыми газами;

- использование для смыва золы и шлака в системе ГЗУ сточных вод от других технологических систем взамен свежей воды. Для этой цели целесообразно использовать солевые стоки ВПУ, продувочную воду оборотной системы охлаждения, воды после химических очисток оборудования, гидроуборки помещений и др.;

- организация повторного использования на ВПУ сточных вод, как собственных, так и других технологических систем. Продувочные воды осветлителей, взрыхляющие и промывочные воды фильтров целесообразно использовать в качестве исходной воды, а отработанные регенерационные растворы использовать для повторной регенерации. В качестве исходной воды на питание ВПУ допустимо использовать слабоминерализованные стоки других технологических систем после их предварительной очистки, если таковая необходима;

- внедрение на ВПУ таких технологических процессов и оборудования, как термическое обессоливание (испарители) и противоточное ионирование, позволяющих более рационально и экономично использовать водные ресурсы и реагенты;

- организация сбора и повторного использования различных протечек оборудования, арматуры и трубопроводов, слива пробоотборных точек, опорожнения оборудования при остановах и ремонтах и т.п.;

- перевод подшипников некоторых видов вращающихся механизмов (мельниц, дымососов, вентиляторов и т.п.) на густую консистентную смазку, не требующую водяного охлаждения.

Разработанные мероприятия по экономичному использованию водных ресурсов и определенные с учетом этих мероприятий новые текущие индивидуальные нормы водопотребления и водоотведения согласовываются с местными органами Минводхоза СССР.

Необходимые для внедрения мероприятий дополнительные затраты, если таковые имеют место, рассчитываются на базе «Инструкции по определению экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в энергетике» (М.: 1986).

В планах мероприятий указываются сроки внедрения мероприятий, сумма затрат и ожидаемый экономический эффект от их реализации. Планы мероприятий и новые нормы представляются РЭУ в ПО «Союзтехэнерго», которое направляет их в Главтехуправление Минэнерго СССР для утверждения.

Пример расчета снижения нормы за счет рекомендуемых мероприятий приведен в приложении 6.

Приложение 5

Справочное

ПРИМЕР РАСЧЕТА ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ТЕКУЩИХ НОРМ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ ДЛЯ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ТЭЦ

Топливо - бурый уголь.

Система водоснабжения - оборотная с градирнями.

Источник технического водоснабжения - река Миасс.

Источник хозяйственно-питьевого водоснабжения - городской водопровод.

Качество исходной речной воды приведено в табл. П5.1.

Таблица П5.1

В качестве показателей отпуска продукции принимали средние значения за предыдущие три года эксплуатации ТЭС из форм 3-тех (см. табл. П5.2). При расчете норм все показатели отпуска продукции и расходы усредняются на 8760 часов в год.

Удельный расход условного топлива на отпущенную электроэнергию d^э = 242,3 г/(кВт·ч).

То же на отпущенную теплоэнергию d^т = 40,58 кг/ГДж (169,9 кг/Гкал).

Расход топлива в целом по ТЭЦ:

на отпущенную электроэнергию

В^э = d^эЭ · 10^-3 = 242,3 · 230,9 · 10^-3 = 55,9 т/ч;

на отпущенное тепло

В^т = d^т Т · 10^-3 = 40,58 · 1894,1 · 10^-3 = 76,9 т/ч;

всего

В = В^э + В^т = 55,9 + 76,9 = 132,8 т/ч.

2. Система охлаждения

Для охлаждения пара в конденсаторах турбоагрегатов ПТ-60-130/13 установлено по два насоса 32-Д-19 номинальной подачей 4700 м³/ч каждый, а для турбоагрегатов Т-100 - 130 - по три насоса 32-Д-19 номинальной подачей 6000 м³/ч каждый.

Расход охлаждающей воды регулируется только включением или отключением насосов, регулировать открытием или закрытием запорной арматуры экономически нецелесообразно.

Нормативный расход охлаждающей воды определяется в режиме экономического вакуума при средней расчетной нагрузке (см. исходные данные).

Проведенными ранее производственными испытаниями конденсационных установок турбоагрегатов были определены режимные графики работы циркуляционных насосов. В соответствии с этими графиками для указанной нагрузки для турбоагрегатов ПТ-60-130/13 необходимо включение в летний период двух насосов, в зимний - одного насоса; для турбоагрегата Т-300-130 в летний период - трех, в зимний - двух насосов.

Таблица П5.2

Среднегодовой отпуск продукции по оборудованию (в расчете на 1 ч работы)

* Расход электроэнергии на собственные нужды каждого турбоагрегата определялся расчетом пропорционально выработке электроэнергии этими турбоагрегатами.

** Для упрощения дальнейших расчетов количество тепла, вырабатываемого пиковыми котлами, распределялось на турбоагрегаты пропорционально отпуску тепла этими турбоагрегатами.

2.1. Летний режим

Расход охлаждающей воды для турбоагрегата ПТ-60-130/13 определяется подачей двух параллельно работающих циркуляционных насосов и равен 8000 м³/ч; для турбоагрегата Т-100-130 расход охлаждающей воды равен 16000 м³/ч. Перепад температур охлаждающей воды Dt равен 9 °С (форма 3-тех).

Коэффициент испарения К равен 0,0014. Относительные потери с капельным уносом Р_ку равны 0,005.

Потери на испарение в градирне

турбоагрегатов ПТ-60-130/13:

 = 0,0014 · 9 · 8000 = 100,8 м³/ч;

турбоагрегатов Т-100-130:

 = 0,0014 · 9 · 16000 = 201,6 м³/ч.

Потери с капельным уносом турбоагрегатов ПТ-60-130/13:

 м³/ч;

турбоагрегатов Т-100-130:

 = 0,005 · 16000 = 80 м³/ч.

Расход продувочной воды системы определяется степенью упаривания воды при определенном методе обработки охлаждающей воды. Предварительные технико-экономические расчеты по различным методам обработки охлаждающей воды для условий данной ТЭЦ показали, что оптимальной технологией является поддержание щелочности оборотной воды на уровне 5 мг-экв/дц³ за счет сокращения продувки и дозировки ОЭДФ в размере 1 мг/дц³.

Отсюда допустимый коэффициент упаривания:

.

Значение необходимой продувки

для турбоагрегатов ПТ-60-130/13:

 м³/ч;

для турбоагрегатов Т-100-130:

 м³/ч.

Расходы свежей воды, подаваемой в систему:

;

для турбоагрегатов ПТ-60-130/13:

 = 39,2 + 100,8 + 40 = 180 м³/ч;

для турбоагрегатов Т-100-130:

 = 78,4 + 201,6 + 80 = 360 м³/ч.

Расходы оборотной воды:

;

для турбоагрегатов ПТ-60-130/13:

 = 8000 - 180 = 7820 м³/ч;

для турбоагрегатов Т-100-130

 = 16000 - 360 = 15640 м³/ч.

Качество продувочной воды системы:

,

т.е.    = 2,27 · 3,1 = 7,0 мг-экв/дц³;

 = 2,27 · 2,2 = 5,0 мг-экв/дц³;

 = 2,27 · 36 = 81,7 мг/дц³;

 = 2,27 · 15,8 = 35,9 мг/дц³;

 = 2,27 · 20,7 = 47 мг/дц³;

 = 2,27 · 58 = 131,7 мг/дц³;

 = 2,27 · 12,4 = 28,1 мг/дц³;

 = 2,27 · 4,9 = 11,1 мг/дц³;

 = 2,27 · 0,2 = 0,5 мг/дц³;

 = 2,27 · 15,6 = 35,4 мг/дц³;

 = 249 · 2,27 = 565 мг/дц³;

2.2. Зимний режим

Расход охлаждающей воды для турбоагрегата ПТ-60-130/13 равен 4700 м³/ч, а для турбоагрегата Т-100-130 - 11000 м³/ч.

Перепад температур охлаждающей воды Dt равен 3 °С;

К - 0,0008; Р_к.у - 0,005.

Потери на испарение в градирне

турбоагрегатов ПТ-60-130-13:

 = 0,0008 · 3 · 4700 = 11,3 м³/ч;

турбоагрегатов Т-100-130:

 = 0,0008 · 3 · 11000 = 26,4 м³/ч.

Потери с капельным уносом для турбоагрегатов ПТ-60-130/13:

 = 0,005 × 4700 = 23,5 м³/ч;

для турбоагрегатов Т-100-130:

 = 0,005 × 11000 = 55 м³/ч.

Допустимый коэффициент упаривания принимается таким же, что и для летнего периода.

Расход необходимой продувки

для турбоагрегатов ПТ-60-130/13:

 м³/ч;

для турбоагрегатов Т-100-130:

 м³/ч.

При j_доп, равном 2,27, продувка имеет отрицательное значение; это указывает на то, что продувка не требуется, а заданная кратность упаривания не будет достигнута.

Фактический коэффициент упаривания:

;

;

.

Расходы свежей воды, подаваемой в систему:

;

для турбоагрегатов ПТ-60-130/13:

 = 11,3 + 23,5 = 34,8 м³/ч;

для турбоагрегатов Т-100-130:

 = 26,4 + 55 = 81,4 м³/ч.

Расходы оборотной воды:

;

для турбоагрегатов ПТ-60-130/13:

 = 4700 - 34,8 = 4665 м³/ч;

для турбоагрегатов Т-100-130:

 = 11000 - 81 = 10919 м³/ч.

Усредненные по сезонам нормы водопотребления и водоотведения для системы охлаждения определены по формуле

.

Нормы потребления свежей воды:

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

Нормы потребления оборотной воды:

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

Нормы водоотведения (продувочная вода системы охлаждения сбрасывается в систему ГЗУ):

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

Нормативы потерь (на капельный унос и потери в градирнях):

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

Коэффициенты изменения среднегодового показателя по сезонам года определяются только для забора свежей воды:

;

.

3. Водоподготовительные установки

На ТЭЦ имеется две установки подготовки воды:

- установка для приготовления добавочной воды котлов, работающая по схеме коагуляция с известкованием в осветлителях - осветление на механических фильтрах - двухступенчатое химическое обессоливание с декарбонизацией;

- установка подпитки теплосети, работающая по схеме осветление на механических фильтрах - одноступенчатое натрий-катионирование.

3.1. Установка двухступенчатого химического обессоливания

Производительность установки определяется внутристанционными потерями пара и конденсата и потерями за счет невозврата конденсата внешними потребителями тепла.

Внутристанционные потери составляют 2 % паропроизводительности котлов, что меньше допустимого значения [13], поэтому они и выбираются в качестве расчетных. Паропроизводительность установленных котлов составляет

210 · 9 = 1890 т/ч.

Потери составят (2 %)

1890 · 0,02 = 37,8 » 40 т/ч.

Потери за счет невозврата конденсата внешними потребителями составляют » 19 - 20 % паропроизводительности котла, т.е.

1890 · 0,19 = 359 » 360 т/ч.

Таким образом, расчетная производительность установки подготовки добавочной воды котлов составляет:

360 + 40 = 400 м³/ч.

Фактическая среднегодовая производительность обессоливающей установки составляет 260 м³/ч.

Для расчета норм принимаем фактическую производительность ВПУ, равную 260 м³/ч, из них 25 м³/ч предназначены для восполнения внутристанционных потерь (2 %), а 235 м³/ч - для восполнения внешних потерь (19 %).

Исходной водой для ВПУ является речная вода. Качество воды приведено выше.

3.1.1. Расчет качества известкованно-коагулированной воды

Щ^ик = 0,4 - 0,8 мг-экв/дц³. Принимаем Щ^ик равный 0,7 мг-экв/дц³.

Дозу коагулянта (сернокислого железа) d_к принимаем равной 0,5 мг-экв/дц³;

 = 3,1 - 2,2 + 0,7 + 0,5 = 2,1 мг-экв/дц³.

 = 1,4 мг-экв/дц³;

 = 2,1 - 1,4 = 0,7 мг-экв/дц³;

 мг/дц³;

 мг/дц³;

 мг/дц³;

 мг/дц³;

 мг-экв/дц³.

Солесодержание известкованно-коагулированной воды:

3.1.2. Расчет количества сточных вод от ВПУ

Определяются коэффициенты собственных нужд монитных фильтров по ступеням обработки.

Первая ступень Н -катионировання; катионит - сульфоуголь:

 = 6,5 м³/м³;

 = 300 г-экв/м³;

.

Первая ступень ОН-анионирования; анионит АН-31:

 = 21,8 м³/м³;

 = 700 г-экв/м³;

.

Вторая ступень Н -катионирования; катионит - сульфоуголь:

 = 11,1 м³/м³;

 = 200 г-экв/м³;

.

Вторая ступень ОН-анионирования; анионит АВ-17:

 = 14,5 м³/м³;

 = 200 г-экв/м³;

.

Количество сточных вод от ионитной части ВПУ:

Количество воды, подаваемой на установку:

 м³/ч.

Количество сточных вод от установки предварительной обработки не учитывается, поскольку вода после отстаивания шлама возвращается в осветлитель.

3.1.3. Расчет качественного состава сточных вод от ВПУ

Расходы реагентов на регенерацию ионитов:

 = 875 г-экв/ч;

 = 1180 г-экв/ч.

В 1 м³ сточных вод, поступающих в бак-нейтрализатор, содержится

 г-экв/м³;

 г-экв/м³;

 г-экв/м³;

 г-экв/м³;

 г-экв/м³;

 г-экв/м³;

 г-экв/м³;

 г-экв/м³;

В бак-нейтрализатор поступает всего:

SК = 35,4 г-экв/м³;

SА = 36,6 г-экв/м³.

Избыток кислотности составляет:

SА - SК = 36,6 - 35,4 = 1,2 г-экв/м³.

Для нейтрализации избыточной кислотности необходимо добавить 1,2 г-экв/м³ извести. После нейтрализации содержание кальция в сбросной воде увеличивается на значение кислотности:

 = 4,27 + 1,2 = 5,47 г-экв/м³.

3.1.4. Расчет норм водопотребления и водоотведения обессоливающей установки

На ТЭЦ все пароводяные потери фиксируется в целом по ТЭЦ, поэтому и нормы по ВПУ определяются в целом по ТЭЦ. Распределение объемов воды на два вида продукции производится пропорционально внешним (235 м³/ч) и внутристанционным (25 м³/ч) пароводяным потерям.

Следует отметить, что внешние пароводяные потери электростанции не являются потерями для водного объекта. Эта вода (235 м³/ч) передается на производство и учитывается в графе «Переданная вода». Поэтому для ВПУ определяются нормативы переданной воды (в целом по ТЭЦ) и относятся на отпуск тепла. Поскольку обессоленная вода (25 м³/ч) используется для восполнения внутристанционных пароводяных потерь, т.е. сама является потерей для ТЭЦ, то для ВПУ кроме норм водопотребления и водоотведения и нормативов переданной воды определяются нормативы потерь в целом по ТЭЦ и относятся на отпуск электроэнергии.

Расходы очищенной, сточной и свежей воды по обессоливающей установке на два вида продукции составили соответственно:

 м³/ч;

 м³/ч;

 м³/ч;

 м³/ч;

 м³/ч;

 м³/ч.

Таким образом, нормы водопотребления свежей воды по ВПУ, отнесенные на два вида продукции, в целом по ТЭЦ составляют

 м³/ГДж;

 м³/(МВт·ч).

Нормы водоотведения (стоки от ВПУ сбрасываются в систему ГЗУ и учитываются как последовательно используемая вода) в целом по ТЭЦ составляют

 м³/ГДж;

 м³/(МВт·ч);

нормативы потерь в целом по ТЭЦ:

 м³/(МВт·ч);

 м³/ГДж.

3.2. Установка подпитки теплосети

Производительность установки 500 м³/ч.

Количество сточных вод от установки рассчитывается по формуле

.

Определяем коэффициент собственных нужд натрий-катионитных фильтров. Катионит - сульфоуголь.

;

 м³/м³;

 г-экв/м³;

;

 м³/ч = 20 м³/ч.

Отсюда  = 500 + 20 = 520 м³/ч.

Качественный состав сбросных вод:

 г-экв/м³;

 г-экв/м³;

 г-экв/м³;

 г-экв/м³;

где в - удельный расход соли на регенерацию сульфоугля, равный 2,1 г-экв/г-экв.

Содержание остальных компонентов в сточной воде после натрий-катионитных фильтров по сравнению с исходной для ВПУ водой остается без изменения.

Сточные воды установки подпитки теплосети направляются в систему ГЗУ для смыва золы и шлака.

3.3. Расчет норм водопотребления и водоотведения установки подпитки теплосети

При расчете норм все расходы очищенной, сточной и исходной воды относят на тепло, отпущенное турбинами на подогреватели сетевой воды, в целом по ТЭЦ и нормы рассчитываются в целом по ТЭЦ. Очищенная вода передается другим потребителям (теплосетям), поэтому кроме норм водопотребления и водоотведения определяются нормативы переданной воды (также в целом по ТЭЦ).

Норма водопотребления  м³/ГДж.

Норма водоотведения  м³/ГДж.

Нормативы переданной воды  м³/ГДж.

4. Система гидрозолоудаления

Система гидрозолоудаления ТЭЦ - прямоточная.

В соответствии с проектно-технической документацией, общий расход воды  на удаление золы и шлака, составляющий 1300 м³/ч, распределяется следующим образом: смыв золы и шлака - 770 м³/ч; орошение скрубберов - 230 м³/ч; на аппараты Москалькова - 300 м³/ч.

Объем осадков , поступающих в систему ГЗУ, составляет 38 м³/ч; потерь на испарение  c золоотвала - 51 м³/ч; потерь на заполнение пор золошлакового материала  - 49 м³/ч.

Внутристанционные потери воды  равны 52 м³/ч.

Приходная часть баланса:

 м³/ч.

Расходная часть баланса:

 м³/ч.

Разность между  и  составляют сточные воды системы ГЗУ, отводимые в источник водоснабжения.

 м³/ч.

В общий расход воды  на удаление золошлаков входят:

исходная речная вода , а также повторно или последовательно используемая вода ;

продувка системы охлаждения - 117,6 м³/ч (в среднем за год);

сточные воды от ВПУ - 51 + 20 = 71 м³/ч;

промывочные воды водогрейных котлов - 0,04 м³/ч;

сбросные воды после химических очисток котлов - 0,28 м³/ч;

сбросные воды вспомогательного и подсобного производств - 15 м³/ч.

Таким образом, принимаем

 м³/ч;

 м³/ч;

 м³/ч;

 м³/ч.

Нормы водопотребления и водоотведения системы ГЗУ определяются на два вида продукции пропорционально расходам топлива:

Качество сбросных вод от системы ГЗУ принимается по данным эксплуатационного химического контроля:

 и ;

 м³/(МВт·ч);

 м³/ГДж (1,61 м³/Гкал);

 м³/(МВт·ч);

 м³/ГДж (0,1 м³/Гкал);

 м³/(МВт·ч);

 м³/ГДж (1,52 м³/Гкал);

 м³/(МВт·ч);

 м³/ГДж (0,19 м³/Гкал).

Качество сбросных вод от системы ГЗУ принимается по данным эксплуатационного химического контроля:

рН........................................................ 8,0

Взвешенные вещества...................... до 20 мг/дц³

Щелочность общая............................ 2 мг-экв/дц³

Сульфаты........................................... 250 мг/дц³

Хлориды............................................. 100 мг/дц³

Фториды............................................. 15 мг/дц³

Мышьяк.............................................. 0,1 мг/дц³

Ванадий.............................................. 0,4 мг/дц³

Сухой остаток.................................... 0,9 г/дц³

Нефтепродукты................................. 1 мг/дц³

5. Промывочные воды водогрейных котлов

Расход промывочных вод водогрейных котлов составляет 320 м³/год, или 0,040 м³/ч. Вода на промывку поступает из системы охлаждения, загрязненная вода сбрасывается в систему ГЗУ.

Расход промывочных вод водогрейных котлов целиком относится на отпуск тепла.

 м³/ч,

отсюда

 м³/ГДж (0,00009 м³/Гкал).

Качественный состав сточных вод:

Механические примеси.................... 0,4 г/дц³

Кислотность (Н₂SO₄)......................... 1,5 г/дц³

Железо общее..................................... 2 - 3 г/дц³

Ванадий.............................................. 0,3 мг/дц³

6. Химическая очистка котлов

Химическая очистка каждого котла производится один раз в четыре года 5 %-ным раствором соляной кислоты с расходом 1000 м³ на одну очистку.

Среднегодовое количество воды от очистки котла составляет

 м³/год = 0,28 м³/ч.

Для очистки используется химически обессоленная вода, загрязненная вода сбрасывается в систему ГЗУ.

При расчете норм эти воды целиком относят на отпуск электроэнергии.

 м³/(МВт·ч)

Качественный состав сбросных вод:

РН.................................... 1 - 3

Хлориды.......................... 4,5 г/дц³

Железо............................. 6 г/дц³

Медь................................. 0,4 г/дц³

7. Вспомогательные и подсобные производства

К вспомогательным и подсобным производствам ТЭЦ относятся ацетилено-генераторная и электролизерная станции, масло- и мазутохозяйства, открытое распределительное устройство ТЭЦ. Суммарный расход технической воды из системы охлаждения, повторно используемой на их нужды, составляет 5 м³/ч. После использования эти воды сбрасываются в канал ГЗУ на смыв золы и шлака. Кроме того, к расходам воды на вспомогательные нужды относятся расходы технической воды из системы охлаждения, используемой на гидроуборку главного корпуса ТЭЦ. После использования эти воды в количестве 10 м³/ч также направляются на смыв золы и шлака в систему ГЗУ.

Нормы водопотребления и водоотведения на вспомогательные нужды определяются в целом по ТЭЦ.

 м³/(МВт·ч).

Качественный состав этих вод соответствует составу воды системы охлаждения, за исключением содержания нефтепродуктов (10 мг/дц³) и взвешенных веществ (50 мг/дц³).

8. Хозяйственно-питьевые нужды

К расходам воды на хозяйственно-питьевые нужды ТЭЦ относятся расходы воды из городского водопровода на бытовые нужды работающих в цехах и административном здании ТЭЦ (включая строителей из субподрядных организаций), на душевые, столовые, прачечную и гостиницу, находящиеся на территории ТЭЦ.

Расчетный (средний за год) суточный расход воды определяется по формуле (1) СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», нормы расхода принимаются по табл.2 и 3 СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» и табл. П5.3.

Таблица П5.3

Расчет потребления питьевой воды

* Из расчета 500 дц³/ч на 1 душевую сетку с коэффициентом использования 0,75.

** Количество душевых сеток.

*** На 1 кг белья

______________

Всего на хозяйственно-бытовые нужды ТЭЦ расходуется 234,8 м³/сут, или 9,8 м³/ч.

Нормы водопотребления и водоотведения рассчитываются в целом по ТЭЦ на два вида продукции пропорционально расходам топлива на их отпуск:

 м³/ч;

 м³/ч;

 м³/ГДж (0,013 м³/Гкал);

 м³/(МВт·ч).

Хозяйственно-бытовые сточные воды направляются в общегородскую канализацию.

9. Расчет индивидуальных норм водопотребления и водоотведения в целом по ТЭЦ

На ТЭЦ норма потребления свежей воды на основные технологические нужды равна сумме норм потребления свежей воды в системе охлаждения, ГЗУ и ВПУ.

 и .

Поскольку в системе охлаждения нормы определяются для каждого турбоагрегата в отдельности, а в остальных технологических системах - в целом по электростанции,  будет одинакова для всех турбин, а  определяется для каждой турбины:

 м³/ГДж.

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

Норма потребления оборотной воды равна норме оборотной воды системы охлаждения, там как остальные технологические системы - прямоточные.

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

 м³/(МВт·ч).

Норма потребления повторно или последовательно используемой воды на основные технологические нужды складывается из норм водоотведения систем, сбрасывающих свои отработанные воды в систему ГЗУ (продувка системы охлаждения, сточные воды от ВПУ, химических очисток котлов, вспомогательного и подсобного производств, промывочные воды водогрейных котлов). Норма потребления последовательно используемой воды равна для всех турбоагрегатов

 м³/(МВт·ч);

 м³/ГДж.

На вспомогательных производствах потребляется только последовательно используемая вода.

 м³/(МВт·ч).

Эта норма распространяется на все турбоагрегаты (как и норма водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды).

На хозяйственно-питьевые нужды используется вода питьевого качества.

 м³/(МВт·ч);  м³/ГДж.

Индивидуальные нормативы потерь воды представляют собой суммы нормативов потерь воды на технологические, вспомогательные и хозяйственно-питьевые нужды.

На ТЭЦ вода теряется в основных технологических системах - системе охлаждения, ВПУ, ГЗУ.

 и .

Нормативы потерь в основных технологических системах на отпуск тепла равны для всех турбоагрегатов

 м³/ГДж.

Нормативы потерь в основных технологических системах на отпуск электроэнергии равны

 м³/(МВт·ч);

 м³/(МВт·ч);

 м³/(МВт·ч);

 м³/(МВт·ч).

Индивидуальные нормативы переданной воды равны сумме нормативов воды, переданной на подпитку теплосети, а также с теплом и паром на производство, и равны для всех турбоагрегатов

 м³/ГДж.

Сточные воды от основных и вспомогательных систем ТЭЦ поступают в систему ГЗУ, и только сточные воды от ГЗУ сбрасываются в водоисточник.

Таким образом, нормы водоотведения для всех турбоагрегатов равны

 м³/(МВт·ч);

 м³/ГДж.

Нормы отведения хозяйственно-бытовых сточных вод, направляемых на городские очистные сооружения равны

 м³/(МВт·ч);

 м³/ГДж.

Нормы, рассчитанные по направлениям использования воды (технологические, вспомогательные и хозяйственно-бытовые нужды), составляют индивидуальные нормы каждого турбоагрегата.

Для определения норм в целом по ТЭЦ необходимо укрупнить индивидуальные нормы каждого турбоагрегата.

Поскольку нормы водопотребления и водоотведения на единицу отпускаемого тепла каждым турбоагрегатом равны, они принимаются в целом по ТЭЦ.

Нормы водопотребления и водоотведения на единицу отпускаемой электроэнергии в целом по ТЭЦ определяются по формуле (8.1).

 м³/(МВт·ч);

 м³/(МВт·ч);

 м³/(МВт·ч);

Нормы потребления и отведения воды по другим направлениям равны для каждого турбоагрегата и принимаются по ТЭЦ в целом.

Данные расчета сводятся в формы 1 и 2.

Для оценки достоверности расчета норм проверяется баланс ТЭЦ:

.

Первая часть уравнения равна

(5,04 + 0,018)·230,9 + (0,78 + 0,003)·1894,1 = 2650,97 м³.

Вторая часть уравнения равна

(2,16 + 0,018 + 2,72)·230,9 + (0,36 + 0,003 + 0,39 + 0,05)·1894,1 = 2651,91 м³.

Незначительный небаланс в 0,94 м³ объяснятся том, что при расчете числовые значения норм округлялась до двух знаков после запятой.

10. Расчет удельных количеств загрязняющих воду веществ и приведенного стока системы ГЗУ

Сточные воды всех технологических систем сбрасываются в систему ГЗУ. Отведение сточных вод ТЭС в водный объект организовано с золоотвала. Степень загрязненности отводимых сточных вод определяется расчетом.

Расчет производится по формулам (4.12) - (4.20). Результаты расчета сводятся в табл. П5.4.

Так, для сульфатов:

 = 58 мг/дц³ - концентрация сульфатов в свежей речной воде.

 = 250 мг/дц³ - концентрация сульфатов в стоках ГЗУ (т.е. после технологического процесса).

 = 250 мг/дц³ - концентрация сульфатов в стоках, подлежащих сбросу в водоем после их очистки.

Ввиду того, что на электростанции очистные сооружения отсутствуют, показатели  и  загрязняющих воду веществ одинаковы.

 мг/дц³;

 мг/дц³.

Удельное количество загрязняющего воду вредного вещества (сульфатов) на единицу продукции (1 МВт·ч, ГДж), попадающего в стоки в процессе производства:

 кг/(МВт·ч);

 кг/ГДж.

Удельное количество загрязняющего воду вредного вещества (сульфатов) на единицу продукции (1 МВт·ч, 1 ГДж), остающегося в сточных водах после очистки:

 кг/(МВт·ч);

 кг/ГДж.

Удельное количество загрязняющего воду вредного вещества (сульфатов) на единицу продукции (1 МВт·ч, 1 ГДж), поступающего в водоем с очищенными сточными водами с учетом «фонового» загрязнения водоисточника:

 кг/(МВт·ч);

 кг/ГДж.

Удельный «приведенный» сток на единицу продукции (1 МВт·ч, 1 ГДж) до очистки:

 м³/(МВт·ч);

 кг/ГДж.

после очистки:

 м³/(МВт·ч);

 кг/ГДж.

Поскольку очистные сооружения на ТЭЦ отсутствуют, показатели  и ,  и ,  и ,  и  между собой равны.

По данным таблицы П5.4 составляется форма 3 данного приложения.

Таблица П5.4

Состав и концентрация загрязнений в сточных водах Челябинской ТЭЦ за 19 __ г.

Продолжение таблицы П5.4

Форма 1

Расчет индивидуальной нормы водопотребления на единицу продукции (1 МВт·ч, 1 ГДж) по Челябинской ТЭЦ

* Указаны расчетные объемы продукции, усредненные за три года.

Окончание формы 1

Форма 2

Расчет индивидуальной нормы водоотведения на единицу продукции (1 МВт·ч, 1 ГДж) по Челябинской ТЭЦ