Дистилляционные опреснительные установки

  Промышленная группа "Генерация"
English Карта Вопрос-ответ
 
 
Дистилляционные опреснительные установки, оснащенные горизонтально-трубными пленочными аппаратами (ДОУ ГТПА), - современные опреснительные установки, которые отличаются:

  • высокой экономичностью и эффективностью процесса опреснения,
  • качеством и стабильностью получаемого дистиллята,
  • низким потреблением энергоресурсов,
  • малой металлоёмкостью оборудования и занимаемой площадью,
  • повышенной надежностью и маневренностью, 
  • простотой управления, обслуживания и ремонта.
Назначение

Установки предназначены для получения из морских и солоноватых вод дистиллята, пригодного для подпитки паровых котлоагрегатов и приготовления воды питьевого качества; могут быть использованы для переработки минерализованных сточных вод различных предприятий, карьеров, шахт с целью повторного использования воды и защиты окружающей среды от загрязнения.
ДОУ ГТПА разработаны на основании обширного опыта исследований, проектирования, технического руководства пуском и наладкой опреснительных установок различного типа: вертикально-трубных, мгновенного вскипания, горизонтально-трубных производительностью от 2 до 17 000 м3 дистиллята в сутки.

Состав установки
Установки состоят из испарителей, содержащих в стандартной комплектации от 2 до 16 ступеней, конденсатора, деаэратора (в установках производительностью менее 200 м3/ч деаэратор не применяется), охладителя дистиллята,баковой аппаратуры, пароструйного компрессора, паро- или водоструйного эжектора, насосов, трубопроводов, арматуры, средств контроля и управления.
Конструктивные решения по ДОУ ГТПА согласуются с имеющимися в России производственными и технологическими возможностями, позволяющими поставлять Заказчику весь комплекс оборудования с гарантией качества изготовления и сроков поставки.
По запросам Заказчиков разработаны проекты ДОУ ГТПА производительностью 0,1, 0,25, 0,625, 1,0, 1,5, 3,0, 10,0, 25,0, 50,0, 150,0, 200,0, 400,0, 700,0 и 840,0 м3/ч дистиллята.
Поскольку научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы проводятся постоянно, то технико-экономические показатели оборудования могут изменяться в лучшую сторону без информирования об этом Потребителей. По желанию Заказчика применительно к его конкретным условиям могут быть разработаны установки и на другие производительности по дистилляту и для решения других задач.

Принцип работы ДОУ ГТПА
Исходная вода из моря после механической фильтрации и при необходимости хлорирования подогревается в конденсаторе, обогреваемом паром последней ступени испарителя (ей). Часть исходной воды после конденсатора сбрасывается обратно в море, а остальной поток её поступает на опреснение.
Вода последовательно проходит встроенные в испарительные ступени регенеративные подогреватели, в которых нагревается греющим паром соответствующих ступеней испарения. Из последнего (самого высокотемпературного) подогревателя исходная вода вводится в первую ступень испарителя. В этой ступени исходная вода равномерно распределяется по теплообменным трубам верхнего ряда трубного пучка и далее в виде тонкой плёнки жидкости течёт по наружной поверхности нижерасположенных горизонтальных теплообменных труб, обогреваемых паром от внешнего источника тепла (паровой котел, промежуточный отбор турбины и т.п.).
Образующийся на наружной поверхности теплообменных труб пар с помощью мелкопоточного брызгоуловителя очищается от капель испаряемой воды и направляется в теплообменные трубы второй ступени испарителя в качестве греющего агента. В этой ступени происходят процессы аналогичные процессам, происходящим в первой ступени. Образующийся здесь пар направляется в последующую ступень испарителя.
Таким же образом эти процессы повторяются в остальных ступенях испарителя (ей). Из последней ступени образующийся пар поступает в конденсатор, а упаренная морская вода сливается в бак рассола и откачивается насосом из установки в море, в район, исключающий смешение упаренной воды с исходной для опреснительной установки водой.
Дистиллят, образующийся при конденсации пара в ступенях испарителя (ей), перетекает из одной ступени в другую и затем собирается в дистиллятном баке, откуда насосом откачивается потребителю.


Рисунок.  Принципиальная пневмогидравлическая схема опреснительной установки
1, 2 – испаритель; 3 – пароструйный компрессор; 4 – водоструйный эжектор; 5 – бак водоструйного эжектора; 6 - насосы



Таблица 1
Технические характеристики дистилляционных опреснительных установок производительностью 0,1; 0,25 и 1,0 м3/ч, оснащённых горизонтально-трубными плёночными аппаратами (номинальные значения)

  ДОУ-0,1 ДОУ-0,25* ДОУ-1,0
ДИСТИЛЛЯТ
производительность, м3
температура (при температуре исходной воды 25°С)
массовая концентрация солей, мг/л
давление, МПа


0,1
40
10
0


0,25
30-65
10
0,4


1,0
35
10
0,4

ИСХОДНАЯ ВОДА
давление, МПа
расчётная температура исходной воды, °С
температура кипения в первой ступени, °С
расход, м3
в том числе на опреснение, м3
степень концентрирования морской воды
промышленных сточных вод

0,2
25
40-45
1,2
0,2
1,6-2,5
5-200

0,2
25
45-70
1,6
0,5
1,6-2,5
5-200 

0,2
25
50-55
12
2,0
1,6-2,5
5-200 
ПАР
для осуществления процесса опреснения:
давление, МПа
расход, т/ч
для создания и поддержания вакуума:
давление, МПа, не менее
расход, т/ч


0,15-1,0
-
 
-
-


0,15-1,0
-
 
-
-


0,15-1,0
0,25
 
0,6
0,02 
КОНДЕНСАТ
давление, МПа
температура, °С 
 
-
-

-

0,2
35 
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
род тока; напряжение, В; частота, Гц
 
трехфазный, U = 380/220, f = 50 
потребляемая мощность для осуществления процесса опреснения, кВт 12 55 2,0
ГАБАРИТЫ УСТАНОВКИ 
длина, м
ширина, м
высота, м

1,5
1,0
2,0 

2,0
3,0
   2,4   

2,0
2,5
3,0 

МАССА КОМПЛЕКТНОЙ УСТАНОВКИ
в сухом состоянии, т
в рабочем состоянии, т
при гидравлическом испытании, т


0,6
0,7
0,9

2,0
2,2
2,5

4,0
4,5
6,0


Обеспечивает производство дистиллята, пригодного для подпитки котлоагрегатов и приготовления питьевой воды, а также одновременно обеспечивает производство горячей воды, пригодной для горячего водоснабжения.
Неконденсирующиеся газы выводятся из установки с помощью пароструйного эжектора (требуется пар давлением 0,6-1,2 МПа) или с помощью водоструйного эжектора. Применяется устройство по согласованию с Заказчиком.


Таблица 2
Технические характеристики дистилляционных опреснительных установок производительностью 10,0; 25,0 и 50,0 м3/ч, оснащённых горизонтально-трубными плёночными аппаратами (номинальные значения)

  ДОУ-10 ДОУ-25 ДОУ-50
ДИСТИЛЛЯТ
производительность, м3
температура (при температуре исходной воды 25°С)
массовая концентрация солей, мг/л
давление, МПа


10
30
10
0,4


25
30
10
0,4


50
35
10
0,4

ИСХОДНАЯ ВОДА
давление, МПа
расчётная температура исходной воды, °С
температура кипения в первой ступени, °С
расход, м3
в том числе на опреснение, м3
степень концентрирования морской воды
промышленных сточных вод

0,2
25
90-100
60
20
1,6-2,5
5-200

0,2
25
82-100
125
50
1,6-2,5
5-200 

0,2
25
90-100
225
100
1,6-2,5
5-200 
ПАР
для осуществления процесса опреснения:
давление, МПа
расход, т/ч
для создания и поддержания вакуума:
давление, МПа, не менее
расход, т/ч


0,15-1,0
0,9
 
0,6
0,15


0,15-1,0
2,0
 
0,6
0,2


0,15-1,0
3,5
 
0,6
 0,3
КОНДЕНСАТ
давление, МПа
температура, °С 
 
0,4
40

0,4
30

0,55
35 
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
род тока; напряжение, В; частота, Гц
 
трехфазный, U = 380/220, f = 50 

потребляемая мощность одновременно работающих насосов на тонну производительности по дистилляту,кВт/м3
тоже при использовании водоэжектора

 


1,0
2,1

 


0,7
1,5


0,8
1,6

ГАБАРИТЫ УСТАНОВКИ 
длина, м
ширина, м
высота, м

7,0
3,7
7,4

7,7
7,2
7,2

15,0
5,0
7,4 

МАССА КОМПЛЕКТНОЙ УСТАНОВКИ
в сухом состоянии, т
в рабочем состоянии, т
при гидравлическом испытании, т


21
23
35

40
50
93

75
85
187

Защита теплообменных поверхностей от отложения на них накипи осуществляется с помощью ввода в опресняемую воду антинакипина марок ПАФ-13А, ИОМС, СК-110, выпускаемых промышленностью РФ. Доза вводимого антинакипина составляет 1-5 миллиграмм на литр опресняемой воды (зависит от состава исходной воды и условий осуществления процесса опреснения). Антинакипины аттестован санитарными органами России и допущены к применению в ДОУ, в том числе и для ДОУ, производящих дистиллят, используемый на приготовление воды питьевого качества.


Таблица 3
Технические характеристики дистилляционных опреснительных установок производительностью 200,0; 400,0 и 700,0 м3/ч, оснащённых горизонтально-трубными плёночными аппаратами (номинальные значения)

  ДОУ-200 ДОУ-400 ДОУ-700
ДИСТИЛЛЯТ
производительность, м3
температура (при температуре исходной воды 25°С)
массовая концентрация солей, мг/л
давление, МПа


200
30
2
0,4


400
30
2
0,4


700
30
5
0,6

ИСХОДНАЯ ВОДА
давление, МПа
расчётная температура исходной воды, °С
температура кипения в первой ступени, °С
расход, м3
в том числе на опреснение, м3
степень концентрирования морской воды
промышленных сточных вод

0,2
25
90-100
550
320
1,6-2,5
5-200

0,2
25
85-90
1110
775
1,6-2,5
5-200 

0,2
25
90-100
1940
1353
1,6-2,5
5-200 
ПАР
для осуществления процесса опреснения:
давление, МПа
расход, т/ч
для создания и поддержания вакуума:
давление, МПа, не менее
расход, т/ч


0,15-1,4
14
 
1,0
1,0


0,15-1,4
26
 
1,0
1,5


0,15-1,4
45
 
1,0
3,3
КОНДЕНСАТ
давление, МПа
температура, °С 
 
0,4
90

0,6
85-90

0,7
90
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
род тока; напряжение, В; частота, Гц
 
трехфазный, U = 380/220, f = 50 
потребляемая мощность одновременно работающих насосов на тонну производительности по дистилляту, кВт/м3
тоже при использовании водоэжектора


1.6
-


1,4
2,1


1,3
-
ГАБАРИТЫ УСТАНОВКИ 
длина, м
ширина, м
высота, м

9,0
10,0
16,5 

21,0
26,0
21,0

38,0
26,0
28,0 

МАССА КОМПЛЕКТНОЙ УСТАНОВКИ
в сухом состоянии, т
в рабочем состоянии, т
при гидравлическом испытании, т


230
250
500

550
625
1800

1000
1100
3200


При наличии пара, подаваемого на установку, давлением более 0,3 МПа установка оснащается пароструйным компрессором, применение которого позволяет сократить удельный расход пара на получение дистиллята. Пароструйный компрессор забирает пар (некоторую долю) из какой-либо промежуточной ступени испарителя и за счет кинетической энергии рабочего пара сжимает до давления, позволяющего вводить его в теплообменные трубы первой ступени испарителя.Очистка теплообменных поверхностей опреснительных установок от загрязнений предусмотрена как «на ходу» (в случае снижения производительности на 10-15 %), так и при профилактических ремонтах - производится один раз в год. В качестве отмывочных растворов в зависимости от конкретных условий размещения и эксплуатации установки используются либо минеральные кислоты - соляная, серная, либо органическая - сульфаминовая.

 
Основные системы
Испарители, теплообменники, конденсаторы

Конструкция испарителей - блочная; габариты блоков приняты максимально возможными из условий перевозок их по железным дорогам СНГ. В блоке размещается до восьми ступеней (например, ДОУ ГТПА-200). Элементы оборудования, кроме теплообменных поверхностей, находящиеся в процессе работы в контакте с исходной водой, выполнены из коррозионно-стойких сталей. В качестве конструкционных материалов для теплообменных поверхностей в испарителях используется алюминиевая мышьяковистая латунь, в теплообменниках и конденсаторах - титан или медно-никелевый сплав Cu/Ni 70-30. По желанию Заказчика возможно применение и других конструкционных материалов, коррозионно-стойких в условиях работы опреснительных установок, например, алюминиевых сплавов. Наружный укрепляющий каркас испарителей изготовлен из углеродистой стали. Каплеуловители набираются из тонких пластин синусоидального профиля. Материал - коррозионно-стойкая сталь или титан.
Устройства для создания и поддержания вакуума
Используются паро- или водоструйные эжекторы; основные рабочие элементы которых изготовлены из коррозионно-стойкой стали.

Баковая аппаратура

В установке имеются баки рассола, дистиллята, антинакипина; отмывочного раствора. Они изготовлены из коррозионно-стойкой стали или с химпокрытием.
Трубопроводы и арматура трубопроводная
Конструкционные материалы этих элементов установки принимаются в соответствии с рабочими условиями:

  • на потоках агрессивных сред - исходной воды, рассола, неконденсирующихся газов, моющих растворов;    
  • коррозионно-стойкая сталь;
  • на потоках других сред ;    
  • углеродистая сталь.
Насосы

Они изготовлены из коррозионно-стойких конструкционных материалов: коррозионно-стойкая сталь, бронза, титан. Производительность насосов в 1,3-1,5 раза превосходит расчётную, напор - в зависимости от сопротивления сети до выхода жидкости из установки. По требованию Заказчика могут быть применены насосы с большим напором.

Теплоизоляция

применяется для всех элементов оборудования, температура наружной стенки которых выше 45°С.

 Система автоматического управления, КИП и электрические линии

Установки малой и средней производительности (до 200 м3/ч) укомплектовываются локальными системами управления; большей производительности - автоматическими системами управления технологическим процессом с использованием управляющих электронно-вычислительных комплексов.
Используемая электроэнергия - трёхфазный переменный ток напряжением 380/220 В и частотой 50 Гц.

Металлоконструкции и обслуживающие площадки
Установки малой производительности (до 50 м3/ч) поставляются на место эксплуатации на раме с полностью смонтированным оборудованием и обслуживающими площадками заводского изготовления; установки большей производительности собираются на месте эксплуатации из отдельных блоков заводского изготовления, габариты которых максимальные из условий возможности перевозки их по железным дорогам СНГ, речным или морским транспортами.

Внешняя окраска
Выполняется в соответствии с климатическими условиями эксплуатации оборудования: умеренный, тропический и тропический влажный климат.

Отработанность технических решений

Разработке опреснительных установок ДОУ ГТПА предшествовал комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проведенных в лабораторных и промышленных условиях на опытных, стендовых, пилотных и промышленных установках.
В процессе выполнения этих работ:изучены вопросы теплопередачи и массопередачи на обогреваемых горизонтальных трубах, гидравлики и газодинамики трубного и межтрубного пространства, сепарации пара, интенсификации теплообмена профилированием внутренней и наружной поверхностей теплообменных труб, организацией капельной конденсации водяного пара;исследовано влияние различных факторов на эффективность антинакипина ПАФ-13А, ИОМС и СК-110 в ГТПА и отработана организация водно-химического режима осуществления процесса опреснения, сводящая к минимальным значениям интенсивность накипеобразования и коррозионного износа конструкционных материалов; решены вопросы прочности различных элементов оборудования с учетом влияния различных факторов на прочностные характеристики конструкционных материалов, в том числе и коррозионного воздействия на них рабочих сред.
При разработке ДОУ ГТПА широко использовался отечественный и мировой опыт создания опреснительных установок: различного типа - вертикально-трубных (аппараты с восходящей и нисходящей пленкой жидкости, аппараты с естественной и принудительной циркуляцией раствора) и мгновенного вскипания; различного назначения - опреснение морских, солёных, карьерных, шахтных вод, переработка минерализованных сточных вод промышленных предприятий, приготовление добавочной воды для энергетических котлоагрегатов и т.д.; различной производительности от 2 до 17 000 кубометров дистиллята в сутки.
Накоплен опыт наладки и длительной промышленной эксплуатации опреснительных установок ДОУ ГТПА на различных водах:
с 1984 и 1986 гг. - двух ДОУ-10 на воде Аральского моря;
с 1985 и 1988 гг. - двух полномасштабных модулей ДОУ-700 и одной ДОУ-10 на воде Каспийского моря;
с 1990 г - трёх ДОУ-10 на сточных водах химического предприятия;
с 1992 г - одной ДОУ-10 на озерной воде севера Тюменской области.В настоящее время подготовлены к пуску восемь ДОУ-10 на воде Черного моря, одна ДОУ-10 на артезианской воде в Белоруссии и одна ДОУ-10 на загрязнённой озёрной воде в России.
Изготовлены и прошли заводские испытания две установки производительностью ДОУ-0,1 и четыре ДОУ-0,25. Изготовлены и находятся в стадии монтажа три ДОУ-10 для работы на сточных водах различных предприятий в Узбекистане, России, на Украине.
В опреснительных установках ДОУ ГТПА реализуется крупноблочное изготовление и блочная поставка оборудования, обеспечивающие высокую заводскую готовность оборудования, качество изготовления, ускорение и качество монтажа оборудования, сокращение сроков сооружения и снижение капитальных затрат.

 

© 2008 “Генерация”. Все права защищены.
Создан: СайтАктив