Приложение 10 к приказу Министра энергетики Республики Казахстан от 6 января 2017 года № 2

1. Настоящие Методические указания по оптимизации оборотной системы водоснабжения электростанций с градирнями (далее - Методические указания) разработаны в соответствии с подпунктом 70-14) статьи 5 Закона Республики Казахстан от 9 июля 2004 года «Об электроэнергетике».

2. Настоящие Методические указания составлены на основании опыта эксплуатации, наладки и испытаний башенных градирен единичной площадью орошения до 10 тысяча кубических метров (далее - тыс. м2 ) и направлены на повышение надежности и эффективности работы таких градирен. Приведенные в Методических указаниях технические решения по модернизации отдельных элементов башенных градирен приемлемы и для вентиляторных градирен.

3. В настоящих Методических указаниях применяются следующие основные понятия и определения:

1) оборотная система водоснабжения (циркуляционная) - система водоснабжения, при которой охлаждающая вода используется многократно;

2) оборотная вода (циркуляционная) - вода, циркулирующая в оборотной системе водоснабжения;

3) гидроохладитель - теплообменное сооружение для охлаждения циркуляционной воды;

4) градирня - гидроохладитель, в котором используется тяга воздуха для эффективного снижения температуры охлаждаемой воды;

5) башенная градирня - градирня, в которой тяга создается с помощью вытяжной башни;

6) вентиляторная градирня - градирня, в которой тяга создается с помощью вентиляторов;

7) гидравлическая нагрузка гидроохладителя (градирни) - давление воды, поступающей на охладитель.

Иные понятия и определения, используемые в настоящих Методических указаниях, применяются в соответствии с законодательством Республики Казахстан в области электроэнергетики.

4. В системах оборотного водоснабжения электростанций распространены преимущественно башенные градирни с естественной тягой охлаждающего воздуха. Вентиляторные градирни имеют незначительное распространение и используются в основном в южных районах страны.

5. Эксплуатируемая градирня в системе оборотного водоснабжения электростанции является технологическим агрегатом, от конструктивного выполнения и эксплуатационного состояния которого значительно зависят экономические показатели работы основного оборудования. При повышении температуры охлаждения воды в градирне летом на 1°С приводит к увеличению удельного расхода условного топлива на выработку электроэнергии на 1,2-2,0 г/(кВт•ч) в зависимости от типа паровой турбины и начальных параметров свежего пара. Поддержание в хорошем эксплуатационном состоянии конструкций градирен требует постоянного контроля.

6. На электростанциях эксплуатируются четыре типа башенных градирен:

1) пленочные;

2) капельные;

3) капельно-пленочные;

4) брызгальные.

Перечисленные типы градирен разделяются по признаку создания поверхности охлаждения: путем разбрызгивания воды соплами - брызгальные, оросительными устройствами - пленочные, капельные и капельно-пленочные.

7. В оросительных устройствах пленочного типа теплоотдача происходит с поверхности водяной пленки, образующейся на элементах оросителя, а в оросителях капельного типа - с поверхности капель воды.

8. Наибольшее распространение на энергопредприятиях получили градирни с пленочным оросителем, где плотность орошения достигает 10 м3 /(м2 •ч), в капельных градирнях - 3-4 м3 /(м2 •ч).

9. Брызгальные градирни применяются на отдельных электростанциях с малой конденсационной нагрузкой или в качестве дополнительного охладителя при пиковых режимах из-за их низкой эффективности.

10. Оросители градирен, блочные изготовленные из деревянных реек и брусков, или плоских асбестоцементных листов.

11. На отдельных градирнях в опытном порядке устанавливаются пластмассовые оросители различной конструкции.

12. Распределение воды по площади оросителя осуществляется с помощью самотечных лотков или напорных труб с разбрызгивающими соплами, установленными над оросителем.

13. Наиболее эффективной является напорная система водораспределения, так как при этом достигается равномерность поступления воды по площади орошения, что способствует повышению эффективности охлаждения.

14. При эксплуатации градирен наиболее уязвимой конструкцией является деревянный ороситель, требующий ввиду гниения древесины замены через 10-12 лет, а иногда и раньше, в то время как срок службы асбестоцементного оросителя превышает 30 лет.

15. Вытяжные башни градирен выполняются железобетонными или обшивными конструкциями на металлическом каркасе. В качестве обшивки применяются деревянные щиты, асбестоцементные и алюминиевые листы волнистого профиля. Срок службы указанных обшивок составляет 20-25 лет, при пропитке антисептиком деревянных обшивок процессы разрушения замедляются, и сроки службы увеличиваются в 1,5 раза.

16. Наиболее долговечными являются железобетонные вытяжные башни градирен, но их применение ограничено территорией с температурой наиболее холодной пятидневки не ниже минус 28°С. Возведение этих конструкций в переставной опалубке приводит к образованию большого количества неплотных швов, через которые проникает конденсат, разрушающий бетон при замерзании. Данное явление имеет место практически на всех градирнях, что рекомендует их ремонт каждые 5 лет с длительным отключением.

17. В значительной степени разрушению железобетонных вытяжных башен градирен способствует отсутствие либо несовершенная конструкция противообмерзающих устройств, в основном в районах с суровым климатом.

18. Оптимизация градирен выполняется в целях совершенствования их конструкции для повышения эффективности охлаждения, увеличения надежности и сроков службы.

19. При оптимизации учитываются фактические и перспективные конденсационные нагрузки обслуживаемых градирней турбоагрегатов, а также режимы их работы с учетом метеофакторов, выполняется технико-экономическое обоснование выбора схемы модернизации.

20. Опыт эксплуатации градирен показал, что в основном их оптимизация осуществляется при переводе водораспределительной системы с лотковой на трубчатую, замены оросителя в результате обрушения, износа либо частичного разрушения, замены несущего каркаса оросителя более долговечной конструкцией, а также выполнения мероприятий по предотвращению обмерзания. Перевод градирни на напорное водораспределение производится без изменения отметки подачи воды на градирни за счет установки трубопроводов водораспределения с разбрызгивающими соплами примерно на 2 метра (далее - м) ниже горизонта воды в лотках и создания статического напора, равного 1,2-1,5 м (с учетом гидравлических потерь), для оптимального разбрызгивания.

21. Автономная работа центральной и периферийной зон водораспределительной системы дает возможность регулировать их плотность орошения независимо друг от друга с учетом фактических технологических режимов.

22. На ряде градирен водораспределительная система совмещается с несущим каркасом оросителя, при этом не требуется сооружения специальных опорных устройств для оросительных блоков.

23. При оптимизации оросителя применяются наиболее совершенные конструкции асбестоцементных листов или из деревянных антисептированных деталей, что позволяет увеличить эффективность охлаждения.

24. При оптимизации капельных градирен, имеющих развитую подшатровую часть, существующая площадь орошения уменьшается, приравнивая конструктивно ороситель к противоточному типу.

25. Площадь орошения модернизированного оросителя в таких градирнях принимается равной 60% от первоначальной. Это позволяет значительно снизить затраты на ремонт и одновременно повысить их эффективность. Плотность орошения для модернизированного оросителя принимается равной 6,5-7,0 м3 /(м2 ·ч) при ширине зоны охлаждения 8-9°С и заданной по проекту удельной смачиваемой поверхности двухъярусного асбестоцементного оросителя, равной примерно 14-16 м2 /(м3 •ч).

26. При снижении конденсационной нагрузки турбин или переводе на противодавление градирни могут быть модернизированы с переводом на брызгальные.

27. Наиболее простым и надежным в эксплуатации конструктивным решением брызгальной башенной градирни является выполнение брызгального устройства с применением эвольвентных разбрызгивающих сопл. Выходные отверстия разбрызгивающих сопл в этом случае направляют под углом 45° к центру водосборного бассейна градирни. Расчетная удельная тепловая нагрузка на такую брызгальную градирню принимается на 30-35% меньше, чем для типовой пленочной градирни такой же площади на отметке установки водораспределения.

28. Учитывая повышенный вынос воды, брызгальные градирни выполняются с водоуловителем.

29. При небольшой ширине зоны охлаждения (около 4°С) и удачном конструктивном решении брызгальные градирни не требуют повышения напора циркуляционных насосов для достижения требуемого охладительного эффекта.

30. Наличие в системе оборотного водоснабжения теплоэлектроцентраль (далее - ТЭЦ) брызгальной башенной градирни согласно рисунку 1 приложения к настоящим Методическим указаниям, позволяет существенно сократить срок ввода в эксплуатацию такой градирни, избежать трудностей, возникающих зимой при вводе и освоении в эксплуатации первой турбины типов Т или ПТ, повысить гибкость технологической схемы оборотного водоснабжения при дальнейшей эксплуатации брызгальной градирни параллельно с типовыми пленочными градирнями и обеспечить устойчивость экономических показателей работы основного оборудования ТЭЦ со стороны оборотного водоснабжения. При номинальной конденсационной нагрузке в летнее время года недоохлаждение воды в брызгальной градирне достигает 5-6°С по сравнению с пленочной. При переводе градирен на брызгальные выполняется экономическое обоснование.