Автоматический контроль водно-химических режимов ТЭЦ

ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Перед исполнением проекта Заказчиком поставлена задача: оценить экономический эффект от расширения парка приборов АК ВХР.

Для оценки ожидаемого экономического эффекта были проанализированы следующие материалы:

• сведения о водно-химическом режиме котлов энергоблоков ст № 2 и 4 за 2004-2006 г.г.;
  
• нормы качества воды и пара, действующие на ТЭЦ;
  
• фактический объем и периодичность химконтроля (лабораторного и приборами АХК);
  
• Данные по выработке активной электроэнергии за 2008 год.
  

Для проведения оценки были представлены данные по блокам ст.№2 и 4 и котлоагрегатам ст. №4 и 7.

Тип и основные характеристики оборудования энергетических блоков ст.№2-4 и ст. №5, 6

Блоки ст. № 2-4 имеют следующие характеристики:

• тип котлоагрегата – ТП-13А;
  
• количество котлоагрегатов в блоке - 2;
  
• паропроизводительность котла - 220 т/ч;
  
• давление в барабане котла - 115 кгс/см2;
  
• температура перегретого пара - 540 оС;
  
• температура питательной воды - 225 оС;
  
• схема испарения - ступенчатая, барабан котла имеет три отсека: чистый и два солевых - левый и правый;
  
• турбоагрегаты, реконструированные с теплофикационным отбором, номинальная мощность - 100 МВт: турбины К-100-90-6
  
• топливо: основным топливом является природный газ, резервным - мазут.
  
  

Блоки ст.№ 5 и 6 имеют следующие характеристики:

• тип котлоагрегата – ТГМЕ-464 (Е-500);
  
• количество котлоагрегатов в блоке - 1;
  
• паропроизводительность котла - 500 т/ч;
  
• давление в барабане котла - 140 кгс/см2;
  
• температура перегретого пара - 560 оС;
  
• температура питательной воды - 235 оС;
  
• схема испарения - ступенчатая, барабан котла имеет чистый отсек и имеются два выносных циклона - левый и правый;
  
• турбоагрегаты Т-100/120-130-4, паровая теплофикационная мощность 110 МВт.
  
• топливо: основным топливом является природный газ, резервным - мазут.
  
  

Станция представила средние данные о качестве питательной воды, турбинного конденсата, пара и котловых вод по энергоблокам ТЭЦ-2 за 2005-2007 г.г.

Усредненные показатели водно-химического режима за год не дают информацию о фактах нарушения качества питательной воды, их продолжительности, так как усреднение в годовом разрезе нивелирует отклонения показателей от нормы.

Из представленных показателей за 2005 г. можно судить об имеющихся нарушениях ВХР.

Качество питательной воды обоих блоков по некоторым показателям не удовлетворяет нормам ВХР. Качество основного конденсата не соответствует нормам ВХР у обоих обследуемых блоков.

У энергоблока ст. №4 зафиксировано превышение содержания растворенного в конденсате турбины кислорода. Превышение имеет длительный характер и значительную величину. Для котла ТП-13А энергоблока №4 также имеются превышение содержания кремниевой кислоты в котловой воде чистого отсека. Длительные нарушения нормативных показателей связано с невозможностью оперативно обнаружить и устранить источник нарушения режима, что в свою очередь свидетельствует о недостаточности объема автоматического контроля.

Из опыта автоматизации ВХР следует, что отказы по причине длительного перегрева металла (как результат накипеобразования, образование отдулин), коррозионное разрушение внутренней поверхности экранных труб (свищи) – типичны для эксплуатации.

Повреждаемость коррелирует с нарушениями качества питательной воды по жесткости, УЭП, кислородосодержанию. По этим критериям – коррозия, образование накипей проведена оценка ожидаемой эффективности внедрения системы автоматического контроля водно-химического режима технологического процесса ТЭЦ-2.

По существующей ситуации весь объем химического контроля над тестируемыми потоками обеспечивается, как упоминалось выше, ручным анализом, осуществляемым оперативной химической лабораторией. Ручным анализом нарушение качества контролируемого потока может быть обнаружено (в среднем) через 6 часов. Поиск причин занимает 24 часа, устранение нарушения, восстановление регламентного режима ВХР в среднем 6 часов, кроме аварийных случаев в развитии. Общая продолжительность устранения нарушения – в среднем 36 часов. Временные затраты взяты из опыта эксплуатации оборудования подобной мощности.

Внедрение системы автоматического контроля позволяет в темпе работы оборудования обнаружить нарушение качества питательной воды, ускорить ликвидацию нарушения норматива ВХР, ингибировать процесс коррозии поверхностей нагрева, снизить интенсивность образования котловых накипей.

ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО И ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА

Утвержденной методики оценки экономического эффекта от внедрения автоматического контроля ВХР нет. Проведенные расчеты основаны на материалах научно-технической литературы, НТД

Выполненные расчеты доказывают повышение надежности и экономичности работы котла за счет:

• своевременного устранения в ПВТ угрожающих концентраций агрессивных газов, в данном случае растворенного кислорода, и этим самым, ингибирование коррозионных разрушений металла поверхностей нагрева;
  
• снижение интенсивности накипеобразования путем своевременного устранения причин попадания загрязнителей в питательную воду.
  
  

Ориентировочный срок окупаемости системы АК ВХР ТЭЦ-2 составит 5,5 лет.


АНАЛИЗ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА (СХТМ) ПО ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ПЕЧАТИ.

Анализ работы СХТМ на Черепетской ГРЭС за период с 1996 по 2000 г.г. проведен специалистами МЭИ (см. «Теплоэнергетика» № 8, 2006 г.). Анализ подтверждает снижение индекса повреждаемости поверхностей нагрева (ИППН) на 46%. Основной вклад в снижение ИППН внесло улучшение химического индекса – ХИ (сочетание индексов ВХР и СХТМ). СХТМ позволил вовремя устранять нарушения, приводящие к интенсификации коррозионных процессов и разрушение поверхностей нагрева. Снижение самой повреждаемости составило 23,2% за указанные годы.

В работе МЭИ ТВТ (2006 г.), посвященной анализу внедрения СХТМ водно-химических режимов энергоблоков Пермской ГРЭС прогнозируется:

• снижение повреждаемости оборудования, связанной с ВХР, на ≥ 50%;
  
• снижение расхода условного топлива на 0,5%;
  
• снижение числа нарушений ВХР в 5-10 раз;
  
• снижение расхода корректирующих реагентов на ≥ 30%;
  
• снижение скорости роста отложений на 50%;
  
• снижение недовыработки электроэнергии на 0,5%;
  
• оптимизация ВХР паро-конденсатного тракта и работы ХВО.
  
  

ВЫВОДЫ

Внедрение СХТМ (контроль ВХР) позволяет своевременно обнаружить нарушение качества питательной воды по кислороду, оперативно меры по устранению нарушений, сократить их величину и продолжительность, что позволит снизить скорость коррозионных процессов. Ожидаемый экономический эффект составит 12,2 млн. руб. / год.

Очевидно, что эффект от внедрения автоматического химконтроля может быть достигнут при комплексном решении этого вопроса. Как показывает практика, наличие приборов автоматического контроля по отдельным потокам полностью не решает проблему оперативного устранения нарушений ВХР. Это связано с невозможностью, при выполнении ручных анализов, оперативно обнаружить и устранить источник нарушения режима в потоках, состоящих из множества составляющих.

Для оценки эффективности внедрения проектного парка приборов АХК ВХР от прогнозируемого снижения интенсивности накипеобразования приведен расчет экономии топлива при минимальном годовом приросте слоя отложений δН = 0,1 мм. Для получения информации о фактической динамике изменения загрязненности поверхностей нагрева котлов энергоблоков, необходимо проведение специального исследования с вырезкой образцов труб.

Снижение интенсивности накипеобразования в котлах энергоблоков (до 0,1мм в год) позволит сэкономить в год 1085 т.у.т. Полученный при расчете экономический эффект сопоставим с данными ВТИ им. Дзержинского. Москва.

Срок окупаемости затрат на внедрение системы АХК ВХР составит около 6,5 лет. Не все аспекты внедрения автоматического химического контроля параметров водно-химического режима блока можно оценивать экономическими категориями. Следует отметить такие положительные стороны, как повышение культуры производства, снижение объема выполнения ручных анализов, улучшение условий труда персонала и др.