б) Обезжелезивание производственных конденсатов

Окислы железа находятся в конденсате в виде частичек различной степени дисперсности (0, 1-1, 5 мкм и более). Поэтому они могут быть удалены фильтрованием конденсата в осветлительных (механических) фильтрах, загруженных различными материалами: сульфоуглем, дробленым антрацитом, целлюлозой и т. п.

В качестве осветлительных используются зернистые слоевые фильтры, загружаемые сульфоуглем, а также намывные целлюлозные или ионитные. Скорость филь­трования на сульфоугольных фильтрах достигает 40–50, а на намывных 10 м/ч.

Обезжелезивающие сульфоугольные фильтры широко применяются на современных электростанциях, оснащенных мощными энергоблоками. Здесь при нор­мальном режиме работы энергоблока межпромывочный период сульфоугольных фильтров достигает 3–4 мес. После чего фильтры промываются или регенерируются кислотой. На некоторых ГРЭС эти фильтры не регене­рируются совсем, а промывка их 'производится 2—3 ра­зу в год. Как показывает опыт этих ГРЭС, редко про­рываемые и нерегенерируемые обезжелезивающие сульфоугольные фильтры лучше задерживают окислы железа, Цем систематически промываемые или регенерируемые Ц(ислотой. Это можно объяснить тем, что на поверхности

•длительно работающего без промывки слоя сульфоугля образуется магнетитовая пленка, которая улучшает за­держивающие качества фильтра.

Намывные целлюлозные фильтры имеют межпромы-вечный период 1—2 мес в зависимости от концентрации железа в исходном конденсате. Степень обезжелезива-ния и на сульфоугольных и на целлюлозных фильтрах составляет 45—55%. Намывные целлюлозные фильтры работают несколько лучше, однако эксплуатация их сложнее. Работа их связана со сбросом отработавшей Целлюлозы или ионитных порошков, что вносит затруд-

нение в очистку сточных вод. Оба типа фильтров обес< печивают соблюдение норм ПТЭ по концентрации же­леза в конденсате (^10 мкг/кг).

б) Обезжелезивание производственных конденсатов

Производственными называются конденсаты образующиеся в оборудовании технологических цехов промышленных предприятий, теплообменниках различ­ного 'назначения, калориферах, паровых рубашках реакторов, конденсаторах и т. п. Производственные кон­денсаты часто возвращаются на электростанции, кото­рые отпускают 'предприятиям пар, или в котельные агрегаты промышленных котельных. И поэтому важно, чтобы конденсат содержал минимум окислов железа, допустимый с точки зрения требований, предъявляемых паровыми котельными агрегатами. Однако, как показы­вает опыт, производственные конденсаты большей частью сильно загрязнены железом, концентрация которого по­рой достигает 1000—1500 мкг/кг и 'выше. Основной причиной этого является коррозия пароконденсатного тракта. Наличие в паре свободной углекислоты, проник­новение в конденсатный тракт кислорода (т. е. воздуха при открытых схемах сбора конденсата) в сочетании с высокой (353—373 К) температурой создают благо­приятные условия для интенсивной коррозии оборудо­вания и трубопроводов.

В стремлении избавиться от железа предприятия, возвращающие.производственные конденсаты, старают­ся прежде всего соорудить обезжелеэивающие установ­ки. Между тем правильнее вначале устранить условия, благоприятствующие коррозии. Для этого следует свести к минимуму наличие в конденсате свободной СОа путем рациональной вентиляции паровых объемов теплообмен­ников или применения одной из декарбонизационных схем водоочистки. Остаток СОз целесообразно нейтра­лизовать аммиаком, если последний не противопоказан в данных условиях, и повысить рН конденсата до 8, 5— 9, 0. Затем следует осуществить закрытую схему сбора конденсата, находящуюся 'под небольшим давлением, чтобы исключить попадание воздуха в систему.

Как показывает опыт, этих мероприятий часто ока­зывается достаточно, чтобы концентрация железа в кон­денсате снизилась и не превышала 100 мкг/кг. После

проведения упомянутых мер можно рассмотреть вопрос сооружения обезжелезивающей установки. Большей частью она состоит из обычных нерегенерируемых суль-фоугольных фильтров. Регенерации окажутся необхо­димыми, если фильтры будут одновременно и умягчать конденсат. Применение намывных целлюлозных, пер­литных или ионитных фильтров для обезжелезивания производственных конденсатов не может быть рекомен­довано из-за возникающих эксплуатационных усложне­ний (частые регенерации, проблема удаления отрабо-танных материалов).

в) Обезжелезивание конденсата электромагнитными фильтрами (ЭМФ)

В.последнее время начали применять электромагнит­ные 'фильтры, используемые для удаления из воды и конденсата окислов железа, обладающих ферромагнит­ными свойствами. К таким окислам относятся магнетит Рез04 (черный), гематит у—Ге^Оз (бурый), а также со­единения (ферриты) CuO-FezOa, 2пО-Ре20з и др., об­ладающие ферромагнитными свойствами.

Электромагнитный фильтр (рис. 8-16) состоит из соб­ственно фильтра (корпу­са) /, расположенной вок-• руг него электромагнитной катушки (соленоида) 3 и слоя загруженных в фильтр шаров 6, изготовленных из ферромагнитной стали. Все это располагается на опорах 7. При пропускании по вит­кам катушки постоянно­го электрического тока во­круг витков появляется маг­нитное поле. Его силовые линии 4 пронизывают слой шариков, создавая в межша­риковых объемах высокие напряженности магнитного поля, необходимые для за­держания мелких частичек магнитных окислов железа.

Вне фильтра магнитные силовые линии выходят далеко за пределы катушки, огибая ее и замыкаясь в слое щд. риков. Это означает, что вокруг фильтра на расстоянии 1, 5—2, 0 м может обнаруживаться магнитное поле, ко­торое следует учитывать. Если катушку закрыть внеш­ними магнитопроводами, то рассеивание магнитного потока устраняется. Рассеивание значительно снижает долю полезно используемой магнитодвижущей силы.

Потребляемая катушкой электроэнергия превращает­ся в тепло, которое следует отводить, т. е. необходимо надежно охлаждать катушку. Для увеличения тяги при естественном охлаждении вокруг фильтра установлен кожух 2. Стрелками показана циркуляция охлаждаю­щего воздуха. Обрабатываемый конденсат подается в фильтр через задвижку 8, проходит снизу вверх слой шариков со скоростью 1000 м/ч и выходит через за­движку 10 в сеть. После истощения железоемкости ша­риков, равной примерно 1, 5—2 г/кг шаров, фильтр ставится на промывку. Для этого открывается задвижка на байпасе 9, закрываются задвижки 10 и 8, с катушки снимается электронапряжение, шарики размагничива­ются. Затем открываются задвижки 5 и 11 и примерно в течение 1 мин фильтр промывается. Все эти опера­ции производятся автоматически по заданной програм­ме. После промывки фильтр вновь включается в сеть.

Степень обезжелезивания на электромагнитных фильтрах в условиях ГРЭС СКД не превышает 45— 55%, а остаточная.концентрация железа в фильтрате при начальной концентрации 8—10 составляет 4— 5 мкг/кг и меньше. Так как эти фильтры термостойки, то они могут устанавливаться практически в любой точке тепловой схемы энергоблока.

Одним из основных параметров электромагнитного фильтра яв­ляется напряженность магнитного 'поля Н, А/м, которая может быть рассчитана по уравнению

Я=—¹⁸^⁴-⁰, (8-14) у.с? ч S^d Hd²^ ' ^\

где! Ав—вязкость воды, кг-с/м²; dq—диаметр частицы окислов железа, м; & ч—скорость движения частицы, м/с; Цо—магнитная проницаемость пустоты, Гн/м; у. — удельная магнитная восприим­чивость частицы, м^кг; grad Н — градиент напряженности магнит­ного поля в межшаровом пространстве, А/м²; рч — плотность ча­стицы, кг/м³.

Все величины, кроме Гч и dq, для данного ЭМФ являются постоянными. Таким образом, формула (8-14) может быть пред"

Давлена в следующем виде:

Г ^н=^•^, (8-15)

где /C=18|iB-10/Hep4grad//x.

Следовательно, удаление мелких частиц магнетита требует зна­чительной напряженности магнитного поля, т. е. мощных электро" цягнитных катушек.

8-7. ОБЕЗМАСЛИ.ВАНИЕ КОНДЕНСАТА

Производственный конденсат, возвращаемый на. электростанцию, часто содержит масла (нефтепродук­ты). Паропотребители, загрязняющие конденсат мас­лом, могут быть разделены на две группы: загрязняю­щие непрерывно и периодически. К первой группе относятся паровые поршневые машины разного назна­чения, ко второй—многие паропотребители коксохими­ческих, нефтеперерабатывающих заводов, использую-, их пар для нагрева нефтепродуктов в теплообменни-х поверхностного типа. Паропотребители первой

Впы отличаются тем, что первоначально маслом за-няется пар, при конденсации которого и получается юленный конденсат. Количество масла в паре здесь нительно невелико (примерно 150—200 мг/л) и для iHHoro типа машин примерно постоянно. Поступление асла в пар обусловливает образование в конденсате •стойчивых эмульсий масла.

; Загрязнение маслом конденсата, получаемого от по-'ребителей второй группы, носит другой характер. Здесь 1асло попадает только в конденсат и притом только | случае неисправности теплообменных аппаратов, ког- {а. через образовавшуюся неплотность масло поступает i межтрубное пространство, в котором находится кон-(енсат. В нормальном режиме при исправной аппара-уре конденсат не содержит масла или присутствие его шределяется весьма малой концентрацией.

Для первой группы потребителей обезмасливание конденсата целесообразно начать с паровой фазы, т. е. fc обезмасливания пара. Оно производится в аппаратах,. называемых пароочистителями. В основу их ра­боты заложено сочетание следующих принципов: вы­брасывание капелек масла из парового потока при рез­ких его поворотах или круговой траектории движения и Прилипание их к поверхности перегородок при ударе них пара. Поэтому в пароочистителях пар движется

1 t\^y

по сложной траектории, многократно меняя направле­ние и отражаясь от поверхностей, стоящих на его пути. Пароочистители снижают концентрацию масла в паре ло 10-15 мг/л. Более глубокое обезмасливание пара достигается в паропромывателях, в которых он барбо-тирует через слой воды. Остаточная концентрация мас­ла в этом случае составляет 3—5 мг/л.

Очистка конденсата от масла производится на спе­циальной обезмасливающей установке (рис. 8-17). За­грязненный маслом конденсат / поступает в сборный бак-отстойник 4, в котором происходит отделение капе­лек масла от воды путем движения воды в баке сверху

вниз. Собирающееся на поверхности масло отводится из бака в сборник 2. Насосом 5, забирающим конден­сат из верхней части центральной трубы 3, конденсат подается на осветлительные фильтры 6, загруженные дробленым коксом или антрацитом с размером зерен 1—2 мм. В них удаляется масло, содержащееся в кон­денсате в виде капель. Затем конденсат поступает на сорбционные фильтры 7, загруженные активированным углем. В них происходит уже глубокая очистка конден­сата от масла, концентрация которого снижается до 0, 5—1, 0 мг/ет.

При прохождении осветлительных и сорбционных фильтров жесткость конденсата часто заметно возра­стает, увеличивается его кремне- и солесодержание. Поэтому после сорбционных фильтров нередко устанав­ливают катионитные фильтры 8. Если же конденсат должен использоваться в котельных агрегатах высокого давления, то его следует направлять на водоподготови-тельную установку для обескремнивания и обессолива-ния. Причина возрастания жесткости конденсата и за­грязнения его другими примесями 'после осветлительных и сорбционных фильтров заключается в растворении зольных примесей, содержащихся в коксе и активиро­ванном угле. Скорость фильтрования конденсата со­ставляет примерно 5—7 м/ч. Для очистки конденсата от масла могут также использоваться намывные филь­тры, работающие на смеси порошков перлита и акти­вированного угля.