Аппаратами пленочного

нительных установок промышленного использования. Как видно из табл. 1-2, по числу установок и по производительности ведущее место занимают дистилляцион-ные опреснительные установки, среди которых предпочтение отдается многоступенчатым схемам с аппаратами мгновенного вскипания и пленочного типа. Последние начали разрабатываться сравнительно недавно, но благодаря свойственным им преимуществам находят все более широкое применение. Их суммарная производительность во всем мире, составлявшая 0,5 млн. м3/сут, достигнет к 1980 г. 35 млн. м3/сут. Преобладающая роль опреснения дистилляцией объясняется простотой конструктивных решений, высокой производительностью, приемлемой себестоимостью получаемой воды.

Таким образом, при низкой стоимости производимой электроэнергии, равно как и теплоты, предпочтение должно отдаваться установкам с аппаратами пленочного типа (рис. 2-3,6); при высоких стоимостях теплоты и электроэнергии целесообразно выбирать схемы с аппаратами мгновенного вскипания.

Проработка установок с промежуточным теплоносителем, выполненная В. Л. Подберезным и В. В. Дябло [19], в сопоставлении со стоимостью дистиллята, получаемого на установках с аппаратами мгновенного вскипания и с вынесенным кипением, показала высокую эффективность первых (рис. 2-4), но при этом отмечается,

Таким образом, рассмотрение различных типов технологических схем показывает, что наибольшей тепловой и экономической эффективностью обладают схемы с аппаратами мгновенного вскипания и комбинированные, как обеспечивающие при заданной производительности оптимальные расходы энергии и наименьшую стоимость вырабатываемого дистиллята.

ностью 380 МВт. В схему АТЭЦ входит опреснительная 36-ступенча-тая установка с аппаратами мгновенного вскипания производительностью 11500 м3/ч при давлении греющего пара 1,25—1,35 кгс/см2. Замещающими объектами в этом случае являются ГРЭС мощностью 2400 МВт и трубопроводная система, по которой поступает недовыработанное количество воды. Затраты на обработку воды не превышают 10коп/м3 на замещающий объект по дистилляту 15—50коп/м3 и стоимости топлива 10—20 руб/м3. Из рис. 2-7 и 2-8, построенных для условий, приведенных выше, видно, что повышение pi от 1,5 до 5 кгс/см2 снижает расчетные затраты примерно на 13,7%. При этом электрическая мощность атомной ТЭЦ снижается с 380 до 250 МВт, а производительность установки возрастает с 13040 до 19100 м3/ч. Удельные расчетные затраты на электроэнергию повышаются с 0,589 до 0,635 коп/(кВт-ч), а на производство дистиллята уменьшаются с 23,8 до 19 коп/м3. Эти данные получены без учета дополнительных затрат на опреснительную установку, вызванных повышением температуры воды в первой ступени. При возрастании расходов на обработку воды эффект от увеличения давления снижается. Так, при 20бр=Ю коп/м3 с повышением Давления до 10 кгс/см2 общая экономичность снижается на 17%.

Для установки с аппаратами мгновенного вскипания при равных перепадах температур в ступенях на получение дистиллята расходуется весь ее температурный перепад

Ниже приведена методика расчета основных параметров тепловой схемы опреснительной установки с промежуточным теплоносителем и аппаратами мгновенного вскипания, основанная на определении материальных и энергетических балансов отдельных элементов 'и установки в целом [19]. За исходные данные приняты: число ступеней установки т; недогрев гидрофобного теплоносителя в конденсаторах Дт'я; температурный напор охладителя дистиллята А^0.д; недогрев воды в охладителе гидрофобного теплоносителя Дт0.г; максимальная температура на выходе из теплообменной камеры (рис. 1-20,а) ?р; температура исходной воды #и; минимальная температура гидрофобного теплоносителя на выходе в конденсатор последней ступени установки t'T; температура получаемого дистиллята tn; скорость гидрофобного теплоносителя в трубках конденсаторов ит; концентрации солей — в опресняемой воде Ь, рассоле 6Р и дис-стилляте Ьд.

Рис. 3-17. Принципиальная схема установки с аппаратами мгновенного вскипания для расчета на ЭВМ.

Современная опреснительная установка имеет в своем составе значительное количество различного оборудования, выполняющего необходимые для ее нормальной работы функции. В технологических схемах с аппаратами мгновенного вскипания требуется предварительный нагрев воды до максимально допустимой температуры, который осуществляют головные подогреватели. Наличие в исходной воде неконденсирующихся газов и необходимость создания вакуума в ступенях требуют введения в тепловую схему деаэратора и эжекционной установки. Опресняемая вода перед подачей в ступени подвергается предварительной обработке, в связи с чем в технологическую схему включают устройства и агрегаты, необходимые для обработки воды. В их число входят отстойники, промежуточные емкости, дозаторы, насосные группы, регуляторы, разобщительная арматура и другое оборудование. При кислотной обработке воды в схему опреснительной установки включается декарбо-низатор.

Опреснительная установка с аппаратами мгновенного вскипания производительностью по дистилляту 100 тыс. м3/сут в комплексе со всем оборудованием показана в плане на рис. 5-29. Ступени отвода теплоты в данном случае смонтированы в виде отдельного корпу-

Рис. 5-29. План опреснительной установки производительностью 100 тыс. м3/сут с аппаратами мгновенного вскипания.

Генеральный план сооруженной в Мексике опреснительной станции производительностью 28400 м3/сут, содержащей две установки с аппаратами мгновенного вскипания и обеспечивающее их работу оборудование, приведен на рис. 5-37. В состав опреснительной станции входят две опреснительные установки производительностью по 14 200 м3/сут. Пар давлением 1,9 кгс/см2 поступает на них от электростанции с котлами на мазутном топливе. Установки смонтированы таким образом, чтобы ремонт-но-монтажные работы можно было проводить при помощи одного общего крана. Рабочая площадка, на которой они расположены, имеет строительные сооружения для размещения систем автоматики и компрессорной станции. Для откачки производимого дистиллята сооружена спе-

Рис. 1-14. Комбинированная установка с испарительными аппаратами пленочного типа и мгновенного вскипания.

Как отмечалось выше, наибольшее количество эксплуатируемых установок выполнено по принципу многоступенчатого мгновенного вскипания. В последние годы в технике опреснения дистилляцией начинают широко применяться установки с тонкопленочными испарительными аппаратами. Эти два типа установок в настоящее время конкурентоспособны. Однако при выборе одного из указанных типов установок необходимо прежде всего обращать внимание на стоимость теплоты, получаемой от энергообеспечителя (котельная, ТЭЦ или АЭС). Так, при высокой стоимости теплоты энергообеспечивающей системы себестоимость дистиллята, получаемого в установках мгновенного вскипания, ниже, чем в установках с аппаратами пленочного типа (рис. 2-1). Кроме того, с ростом числа ступеней первые имеют меньшую поверхность нагрева. Технико-экономическое сопоставление, выполненное СвердНИИхиммаш по удельным приведенным затратам на теплоту греющего пара для этих типов установок, показало их примерное равенство. При высокой стоимости теплоты (больше 6,0 руб/МДж) рацио-62

нальнее оказываются установки мгновенного вскипания, а при низкой (1,2 руб/МДж и менее) предпочтительнее установки с аппаратами пленочного типа. Таким образом, в схеме атомной электростанции целесообразнее использовать установки второго типа, так как АЭС может давать теплоту стоимостью 1,4—2,4 руб/МДж.

а — расход энергии на опреснение в зависимости от общей мощности реактора; б—^удельная стоимость вырабатываемой энергии при различных мощностях реактора; / — установка мгновенного вскипания с турбиной с противодавлением; 2 — то же с конденсационной турбиной низкого давления с однолинейным расположением корпусов; 3 — то же с многолинейным расположением корпусов; 4 — установка с аппаратами пленочного типа с поверхностью нагрева из гладких труб при энергообеспечении от турбины; В — то же с поверхностями нагрева из желобчатых труб; 6 — комбинированная установка с аппаратами пленочного типа и обратно-осмотической частью при трех разновидностях тепловой схемы; 7 — обратно-осмотические установки.

Таким образом, при низкой стоимости производимой электроэнергии, равно как и теплоты, предпочтение должно отдаваться установкам с аппаратами пленочного типа (рис. 2-3,6); при высоких стоимостях теплоты и электроэнергии целесообразно выбирать схемы с аппаратами мгновенного вскипания.

Рис. 3-5. Схема эксергетических потерь установки с аппаратами пленочного типа.

где 7В — температура вторичного пара, генерируемого поверхностями нагрева ступени; Тг.п—температура пара, обогревающего трубную поверхность ступени. Для нахождения эксергетических потерь в подогревателях этой установки справедливо уравнение (3-69), а ее значение в первой ступени рассчитывается аналогично (3-71). Все остальные эксергетические потери в тепловой схеме с испарительными аппаратами пленочного типа можно определить по формулам (3-69) —(3-75).

Та же картина наблюдается в тепловой схеме с аппаратами пленочного типа, однако число ступеней, при котором достигается наиболее приемлемое значение потерь в этом случае, находится в пределах 12—16 (рис. 3-7).

Рис. 3-20. Расчетные схемы установки с аппаратами пленочного

Опреснительные установки с испарительными аппаратами пленочного типа различаются главным образом 196

Так, например, для проектируемой установки производительностью 45000 м3/сут рекомендуется размещение корпусов с аппаратами пленочного типа на отметке 7 м, а аппаратов мгновенного вскипания — на отметке 14,3м.

5-2. Устройство основных элементов установки с испарительными аппаратами пленочного типа . . . . 196