Перспективные способы удаления диоксида углерода из подпиточной воды для тепловых электростанций
Аннотация
Обеспечение высокого качества воды — один из решающих факторов, обеспечивающих надежность и долговечность эксплуатации теплоэнергетического оборудования. При проектировании технологических схем очистки воды большое внимание уделяется этапам предочистки и обессоливания. Однако значительную опасность для теплоэнергетического оборудования несут и растворенные в воде газы, в частности, углекислый газ. Кратко рассмотрены причины удаления углекислого газа из добавочной воды на ТЭС: коррозия, выпадение отложений на поверхностях нагрева, а также его негативное воздействие на работу водоподготовительного оборудования. Дана информация о наиболее популярном на сегодняшний день способе удаления растворенного углекислого газа с помощью башенных декарбонизаторов. Отмечен факт того, что данный метод множеством авторов признается устаревшим, и на замену ему необходимы новые технологические решения. Представлены два наиболее перспективных направления удаления CO2: вакуумно-эжекционная и мембранная дегазации.
Литература
2. Глазырин А.И., Глазырин А.А., Орумбаев Р.К. Коррозия и консервация теплоэнергетического оборудования. Павлодар: ЭКО, 2011.
3. Сухотин А.М. и др. Коррозионная стойкость оборудования химических производств. Коррозия под действием теплоносителей, хладогентов и рабочих тел. Л.: Химия, 1988.
4. Балабин-Ирменин Ю.В., Липовских В.М., Рубашов А.М. Защита от внутренней коррозии трубопроводов водных тепловых сетей. М.: Новости теплоснабжения, 2008.
5. Рябчиков Б.Е. Процессы и аппараты в современной водоподготовке. М.: ДеЛи, 2023.
6. Громов С.Л., Долгов Е.К., Орлов К.А., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике. М.: Изд-во МЭИ, 2021.
7. Первов А.Г. Технологии очистки природных вод. М.: АСВ, 2020.
8. Пантелеев А.А. Вода и водные растворы. М.: Издат. дом МЭИ, 2023.
9. Галустов В.С. О декарбонизации воды // Аква-Терм. 2004. № 5(21). С. 76—79.
10. Шарапов В.И., Кувшинов О.Н., Крылова М.А. Анализ эффективности декарбонизаторов водоподготовительных установок // Теплоэнергетика. 1990. № 9. С. 33—36.
11. Шарапов В.И., Сивухина М.А. Декарбонизаторы. Ульяновск: УлГТУ, 2000.
12. Рябчиков Б.Е., Ларионов С.Ю., Касаточкин А.С., Гиззатуллин А.З., Пантелеев А.А. Современные решения для процессов аэрации, деаэрации-дегазации и декарбонизации // Водоснабжение и санитарная техника. 2024. № 7. С. 5—16.
13. Рогалев Н.Д., Дудолин А.А., Олейникова Е.Н. Тепловые электрические станции. М.: Изд-во МЭИ, 2022.
14. Баулина А.И. и др. Обработка воды на тепловых электростанциях. М.—Л.: Энергия, 1966.
15. Клячко В.А., Апельцин И.Э. Очистка природных вод. М.: Стройиздат, 1971.
16. Галустов В.С., Феддер И.Э. Модель процессов водоподготовки в прямоточных распылительных аппаратах // Теплоэнергетика. 1986. № 5. С. 58—60.
17. Галустов В.С., Махнин А.А., Белороссов Е.Л. Расчет и использование прямоточных распылительных декарбонизаторов // Теплоэнергетика. 1989. № 2. С. 55—57.
18. Комарчев И.Г., Захаров А.А., Комарчева Н.И., Вайнман А.Б. Эжекционный метод удаления свободной углекислоты из подпиточной воды // Теплоэнергетика. 1978. № 2. С. 60—61.
19. Комарчев И.Г., Качанова-Махова Н.И., Вайнман А.Б. Многоступенчатый эжектор для удаления свободной углекислоты из воды // Промышленная энергетика. 1979. № 5. С. 23—25.
20. Комарчев И.Г., Вайнман А.Б., Шпулин Г.С., Качанова-Махова Н.И. Безвентиляторная декарбонизация в схеме типовой обессоливающей установки // Энергетик. 1980. № 7. С. 34.
21. Комарчев И.Г. Безреагентный метод удаления диоксида углерода из воды // Электрические станции. 1988. № 8. С. 43—45.
22. А.с. № 457312 СССР. Деаэратор / Комарчев И.Г., Нестеренко Б.М., Захаров А.А. // Открытия. Изобретения. 1976. № 29.
23. Галустов В.С. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике. М.: Энергоатомиздат, 1989.
24. Очков В.Ф., Гавриленко С.С. Комплексное применение мембранных технологий очистки воды в энергетике на примере Адлерской ТЭС // Новое в Российской электроэнергетике. 2012. № 10. С. 26—34.
25. Комарчев И.Г., Пестеренко Б.М., Бадлов Ф.М., Качанова-Махова Н.И. Вакуумно-эжекционный способ окисления сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 1986. № 3. С. 18.
26. Комарчев И.Г., Нестеренко Б.М., Николадзе Г.И. Безреагентный способ удаления железа из воды // Водоснабжение и санитарная техника. 1987. № 8. С. 17—19.
27. Гришин Б.М. и др. Очистка подземных вод от трудноокисляемых форм железа. Пенза: ПГУАС, 2015.
28. Рябчиков Б.Е. и др. Системы аэрации, дегазации, декарбонизации и удаления растворенных газов разработки АО «НПК МЕДИАНА-ФИЛЬТР». Основные параметры и как их правильно применять // XII Международный водно-химический форум: Сб. материалов. Минск, 2024. С. 190—192.
29. Пантелеев А.А., Рябчиков Б.Е, Хоружий О.В., Громов С.Л., Сидоров А.Р. Технологии мембранного разделения в промышленной водоподготовке. М.: ДеЛи плюс, 2012.
30. 3M™ Liqui-Cel™ Technology for Degassing Liquids [Электрон. ресурс] https://www.3m.com/3M/en_US/liquicel-us/ (дата обращения 10.08.2024).
31. 3M™ Liqui-Cel™ Extra-Flow Membrane Contactors. Design and Operating Guidelines [Электрон. ресурс] https://multimedia.3m.com/mws/media/1577896O/3mliqui-celextra-flow-membrane-contactors-design-and-operating-guidelines.pdf (дата обращения 10.08.2024).
---
Для цитирования: Смирнов А.А., Костин С.С., Петрова О.А. Перспективные способы удаления диоксида углерода из подпиточной воды для тепловых электростанций // Вестник МЭИ. 2025. № 3. С. 63—70. DOI: 10.24160/1993-6982-2025-3-63-70
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Petrova T.I., Voronov V.N., Dyachenko F.V. Fiziko-khimicheskie Protsessy v Vodyanom Teplonositele Elektrostantsiy. M.: Izd-vo MEI, 2021. (in Russian).
2. Glazyrin A.I., Glazyrin A.A., Orumbaev R.K. Korroziya i Konservatsiya Teploenergeticheskogo Oborudovaniya. Pavlodar: EKO, 2011. (in Russian).
3. Sukhotin A.M. i dr. Korrozionnaya Stoykost' Oborudovaniya Khimicheskikh Proizvodstv. Korroziya pod Deystviem Teplonositeley, Khladogentov i Rabochikh Tel. L.: Khimiya, 1988. (in Russian).
4. Balabin-Irmenin Yu.V., Lipovskikh V.M., Rubashov A.M. Zashchita ot Vnutrenney Korrozii Truboprovodov Vodnykh Teplovykh Setey. M.: Novosti Teplosnabzheniya, 2008. (in Russian).
5. Ryabchikov B.E. Protsessy i Apparaty v Sovremennoy Vodopodgotovke. M.: DeLi, 2023. (in Russian).
6. Gromov S.L., Dolgov E.K., Orlov K.A., Ochkov V.F. Vodopodgotovka v Energetike. M.: Izd-vo MEI, 2021. (in Russian).
7. Pervov A.G. Tekhnologii Ochistki Prirodnykh Vod. M.: ASV, 2020. (in Russian).
8. Panteleev A.A. Voda i Vodnye Rastvory. M.: Izdat. Dom MEI, 2023. (in Russian).
9. Galustov V.S. O Dekarbonizatsii Vody. Akva-Term. 2004;5(21):76—79. (in Russian).
10. Sharapov V.I., Kuvshinov O.N., Krylova M.A. Analiz Effektivnosti Dekarbonizatorov Vodopodgotovitel'nykh Ustanovok. Teploenergetika. 1990;9:33—36. (in Russian).
11. Sharapov V.I., Sivukhina M.A. Dekarbonizatory. Ul'yanovsk: UlGTU, 2000. (in Russian).
12. Ryabchikov B.E., Larionov S.Yu., Kasatochkin A.S., Gizzatullin A.Z., Panteleev A.A. Sovremennye Resheniya dlya Protsessov Aeratsii, Deaeratsii-degazatsii i Dekarbonizatsii. Vodosnabzhenie i Sanitarnaya Tekhnika. 2024;7:5—16. (in Russian).
13. Rogalev N.D., Dudolin A.A., Oleynikova E.N. Teplovye Elektricheskie Stantsii. M.: Izd-vo MEI, 2022. (in Russian).
14. Baulina A.I. i dr. Obrabotka Vody na Teplovykh Elektrostantsiyakh. M.—L.: Energiya, 1966. (in Russian).
15. Klyachko V.A., Apel'tsin I.E. Ochistka Prirodnykh Vod. M.: Stroyizdat, 1971. (in Russian).
16. Galustov V.S., Fedder I.E. Model' Protsessov Vodopodgotovki v Pryamotochnykh Raspylitel'nykh Apparatakh. Teploenergetika. 1986;5:58—60. (in Russian).
17. Galustov V.S., Makhnin A.A., Belorossov E.L. Raschet i Ispol'zovanie Pryamotochnykh Raspylitel'nykh Dekarbonizatorov. Teploenergetika. 1989;2:55—57. (in Russian).
18. Komarchev I.G., Zakharov A.A., Komarcheva N.I., Vaynman A.B. Ezhektsionnyy Metod Udaleniya Svobodnoy Uglekisloty iz Podpitochnoy Vody. Teploenergetika. 1978;2:60—61. (in Russian).
19. Komarchev I.G., Kachanova-Makhova N.I., Vaynman A.B. Mnogostupenchatyy Ezhektor dlya Udaleniya Svobodnoy Uglekisloty iz Vody. Promyshlennaya Energetika. 1979;5:23—25. (in Russian).
20. Komarchev I.G., Vaynman A.B., Shpulin G.S., Kachanova-Makhova N.I. Bezventilyatornaya Dekarbonizatsiya v Skheme Tipovoy Obessolivayushchey Ustanovki. Energetik. 1980;7:34. (in Russian).
21. Komarchev I.G. Bezreagentnyy Metod Udaleniya Dioksida Ugleroda iz Vody. Elektricheskie Stantsii. 1988;8:43—45. (in Russian).
22. A.s;457312 SSSR. Deaerator / Komarchev I.G., Nesterenko B.M., Zakharov A.A. Otkrytiya. Izobreteniya. 1976;29. (in Russian).
23. Galustov V.S. Pryamotochnye Raspylitel'nye Apparaty v Teploenergetike. M.: Energoatomizdat, 1989. (in Russian).
24. Ochkov V.F., Gavrilenko S.S. Kompleksnoe Primenenie Membrannykh Tekhnologiy Ochistki Vody v Energetike na Primere Adlerskoy TES. Novoe v Rossiyskoy elektroenergetike. 2012;10:26—34. (in Russian).
25. Komarchev I.G., Pesterenko B.M., Badlov F.M., Kachanova-Makhova N.I. Vakuumno-ezhektsionnyy Sposob Okisleniya Stochnykh Vod. Vodosnabzhenie i Sanitarnaya Tekhnika. 1986;3:18. (in Russian).
26. Komarchev I.G., Nesterenko B.M., Nikoladze G.I. Bezreagentnyy Sposob Udaleniya Zheleza iz Vody. Vodosnabzhenie i Sanitarnaya Tekhnika. 1987;8:17—19. (in Russian).
27. Grishin B.M. i dr. Ochistka Podzemnykh Vod ot Trudnookislyaemykh Form Zheleza. Penza: PGUAS, 2015. (in Russian).
28. Ryabchikov B.E. i dr. Sistemy Aeratsii, Degazatsii, Dekarbonizatsii i Udaleniya Rastvorennykh Gazov Razrabotki AO «NPK MEDIANA-FIL'TR». Osnovnye Parametry i kak Ikh Pravil'no Primenyat'. XII Mezhdunarodnyy Vodno-khimicheskiy Forum: Sb. Materialov. Minsk, 2024:190—192. (in Russian).
29. Panteleev A.A., Ryabchikov B.E, Khoruzhiy O.V., Gromov S.L., Sidorov A.R. Tekhnologii Membrannogo Razdeleniya v Promyshlennoy Vodopodgotovke. M.: DeLi Plyus, 2012. (in Russian).
30. 3M™ Liqui-Cel™ Technology for Degassing Liquids [Elektron. Resurs] https://www.3m.com/3M/en_US/liquicel-us/ (Data Obrashcheniya 10.08.2024).
31. 3M™ Liqui-Cel™ Extra-Flow Membrane Contactors. Design and Operating Guidelines [Elektron. Resurs] https://multimedia.3m.com/mws/media/1577896O/3mliqui-celextra-flow-membrane-contactors-design-and-operating-guidelines.pdf (Data Obrashcheniya 10.08.2024)
---
For citation: Smirnov A.A., Kostin S.S., Petrova O.A. Promising Methods for Removing Carbon Dioxide from Makeup Water at Thermal Power Plants. Bulletin of MPEI. 2025;3:63—70. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2025-3-63-70
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest