Wysoce zdemineralizowana woda do turbin parowych

Zasilanie kotłów przeznaczonych do produkcji pary potrzebnej w zakładach przetwarzających odpady na energię

Aby spełnić potrzeby zakładów przetwarzających odpady na energię, firma Babcock Wanson zajmuje się opracowywaniem rozwiązań umożliwiających wytwarzanie wysoce zdemineralizowanej wody do zasilania turbin parowych. Zasilanie odbywa się przez kotły wysokociśnieniowe.

Firma Babcock Wanson zaangażowana jest w cały proces, począwszy od etapu przygotowań, aż do składania projektów. Swoje sukcesy zawdzięcza wieloletniemu doświadczeniu w pełnej wyzwań branży energetycznej i środowiskowej. W ten sposób jest w stanie oferować rozwiązania idealnie skrojone pod wymagania i specyfikacje klienta końcowego, zawsze zgodne z obowiązującymi standardami.
Turbiny parowe przeznaczone do produkcji energii elektrycznej i cieplnej zasilane są parą wysokiej jakości, która musi być – w miarę możliwości – jak najsuchsza i jak najczystsza.
Oznacza to, że do ich zasilania wymagana jest woda nieskazitelnie czysta, wolna od wszelkich zanieczyszczeń mineralnych i organicznych, które wpływają na jakość dostarczanej pary.
Taka ultra czysta woda musi spełniać wymagania normy VGB-10 p14/111 oraz specyfikacji producentów sprzętu, zwłaszcza w zakresie przewodności (0,15 µS/cm), zawartości krzemionki (20 ppb) i osadów sodu (10 ppb).
Rozwiązania oferowane przez Babcock Wanson dostarczają wodę wysoce zdemineralizowaną przy ogólnym uzysku osiągającym niemal 90%.
Babcock Wanson jest w stanie zapewnić takie rezultaty dzięki swojej wiedzy w dziedzinie uzdatniania wody.

Rozwiązanie: Urządzenie przeprowadza oczyszczanie demineralizacyjne na dwóch etapach przebiegających jeden po drugim:

Pierwszy etap to demineralizacja wstępna metodą odwróconej osmozy (RO), podczas której usuwanych jest ponad 90% zanieczyszczeń z surowej wody. Drugi etap to końcowa elektrodejonizacja (EDI), która umożliwia wytwarzanie ultra czystej wody, zgodnie z wymaganiami jakościowymi.
Aby proces demineralizacji przebiegał niezawodnie, woda wodociągowa doprowadzana do stacji demineralizacji musi zostać wstępnie uzdatniona. W tym celu stosuje się różne urządzenia dostosowane do jej właściwości fizykochemicznych:

Uzdatnianie wstępne

Aby na membranach odwróconej osmozy nie osadzały się cząsteczki, stosowane są:

Wstępna filtracja wody surowej
Stacja filtracji wstępnej, z kieszenią bezpieczeństwa, z limitem 50 µm, służy do eliminowania cząstek stałych, które może zawierać woda wodociągowa.
Wkłady filtracyjne
Przed przystąpieniem do mikrofiltracji, stacja z wkładem filtracyjnym z limitem 5 µm zatrzymuje większe cząstki stałe, odciążając tym samym końcową stację mikrofiltracji. W ten sposób zmniejsza się częstotliwość wymiany wkładów filtracyjnych 1 µm.
Mikrofiltracja
Aby zapobiec problemom powodowanym przez zatykanie membrany cząstkami stałymi (czyli aby obniżyć wskaźnik zanieczyszczenia), urządzenie do osmozy wyposażono w stację mikrofiltracji z wkładami z limitem 1 µm.

Aby na membranach odwróconej osmozy nie osadzały się minerały stosowane są:

Zmiękczanie żywicami
Dwu- lub trzykomponentowa stacja zmiękczania wody żywicami: to zespół złożony z dwóch lub trzech urządzeń pracujących naprzemiennie. Dwa urządzenia jednocześnie zajmują się produkcją, a trzecie – w oczekiwaniu na przezbrojenie – regeneracją.
Urządzenia zmiękczające regenerowane są solanką sporządzoną z tabletek solnych. Solanka jest przechowywana i rozcieńczana przed każdą regeneracją zbiornika.

Aby zapobiec utlenianiu się membran odwróconej osmozy w wyniku działania chloru, konieczne jest:

Odchlorowanie
Uzdatniana woda z kranu ma wysoką zawartość chloru. Ponieważ obecność utleniaczy wpływa ujemnie na żywotność membran odwróconej osmozy, instalowana jest regulowana stacja dozująca produkt do odchlorowania, która eliminuje ten problem.

W celu ograniczenia emisji CO2 (który nie jest zatrzymywany przez odwróconą osmozę) oraz optymalnego zakończenia procesu EDI, konieczna jest korekta pH.

Alkalizacja
Rozcieńczony roztwór sody jest ostrożnie wprowadzany w wyniku zasysania pomp wysokociśnieniowych.

Po wstępnym uzdatnieniu wody wodociągowej czas na dwa etapy demineralizacji:

1. etap demineralizacji: Demineralizacja wstępna metodą odwróconej osmozy

Stacja do demineralizacji wstępnej obejmuje kilka urządzeń odwróconej osmozy, montowanych równolegle. Wytwarzają one odgazowaną i zdemineralizowaną wodę o przewodności właściwej poniżej 10µS/cm.
Wstępnie uzdatniona woda surowa podawana jest do wlotu pompy wysokociśnieniowej, gdzie poddawana jest działaniu ciśnienia, aby wywołać zjawisko odwróconej osmozy. Po przeniknięciu przez membrany permeat zbiera się na wylocie przewodów ciśnieniowych, gdzie mierzona jest jego przewodność.

Część koncentratu jest ponownie przetwarzana w głowicy urządzenia do osmozy, w celu szybkiego skanowania w obrębie membran. Druga część koncentratu poddawana jest recyklingowi po dodatkowej obróbce (koncentrator, opis poniżej).

Przepływy permeatów i koncentratów poddawanych recyklingowi i odprowadzanych można regulować i kontrolować za pomocą przetworników przepływu. Sprzęt ten umożliwia regulację i kontrolę współczynnika konwersji urządzenia do osmozy.
Każde zatrzymanie urządzenia wyzwala automatyczne płukanie (flushing), aby usunąć zalegający w modułach koncentrat. W ten sposób zapobiegamy zbieraniu się soli w membranach.

2. etap demineralizacji: Demineralizacja końcowa metodą elektrodejonizacji

Stacja uzdatniania zdemineralizowanej wody obejmuje kilka urządzeń elektrodejonizujących. Elektrodejonizacja odbywa się w modułach, które pompują żywice jonowymienne, przy ciągłej regeneracji w wyniku elektrolizy wody i bez użycia odczynników chemicznych.
Dostępnych jest kilka identycznych linii, które pracują przy różnych natężeniach przepływu, wytwarzając wodę o przewodności niższej niż 0,15 µS/cm.
Po przepłynięciu przez urządzenie do EDI woda zbierana jest na wylocie modułów i tam też mierzona miernikiem przewodności i krzemionki, przed przekazaniem jej do przechowywania w zbiorniku.

Procesu uzdatniania dopełnia seria koncentratorów:

Odrzut ciągły z całego systemu, gdzie koncentrowane są sole z doprowadzanej wody, jest oczyszczany w koncentratorach i odprowadzany do zbiornika wody surowej. Koncentraty uzyskane w urządzeniach do osmozy wstępnej i modułach EDI gromadzone są w zbiornikach buforowych, a następnie ponownie przetwarzane na kilku koncentratorach do osmozy. Wytworzony w tym procesie permeat jest doprowadzany do głowicy stacji, a jedynym odrzutem wody z całego procesu oczyszczania jest koncentrat.

Bilans wodny oczyszczalni:

Współczynnik konwersji wewnętrznej (czyli stosunek przepływu wody wytwarzanej do przepływu wody doprowadzanej) stacji do demineralizacji wstępnej metodą odwróconej osmozy (RO) wynosi około 75%.

Stacja elektrodejonizacji (EDI) umożliwia udoskonalanie wody demineralizowanej ze współczynnikiem konwersji wewnętrznej na poziomie 90%.
Aby ograniczyć całkowity odrzut ze stacji demineralizacji i zwiększyć jej wydajność, odrzuty i koncentraty z urządzeń osmozy wstępnej i modułów elektrodejonizacji są ponownie przetwarzane na koncentratorach osmozy. Wytwarzana w tym procesie woda jest ponownie przekazywana do zbiornika wody surowej, znajdującego się przed stacją zmiękczania/uzdatniania wstępnego.

Aby sprostać wymaganiom związanym ze zużyciem i dostępnością, urządzenia zapewniają lepszy uzysk dzięki kilku identycznym, połączonym równolegle liniom do uzdatniania.

Do takich projektów poza stacjami demineralizacji firma Babcock Wanson oferuje rozwiązania i urządzenia uzupełniające. Są to między innymi kotły niskociśnieniowe, stacje warunkowania chemicznego sieci nisko- i wysokociśnieniowe, niskociśnieniowe odgazowywacze termiczne oraz urządzenia do dozowania środków chemicznych neutralizujących płynne wycieki.
Stacja do wytwarzania zmiękczonej wody może zasilać awaryjne kotły niskociśnieniowe. Kotły są dostępne przez cały czas, aby dostarczać parę o niskim ciśnieniu do zewnętrznych użytkowników przemysłowych. Działając jako dostawca pary dla zewnętrznych użytkowników przemysłowych, stacja zwiększa swoją rentowność.

Rozwiązanie Babcock Wanson zapewnia niezawodne wytwarzanie wody przy wskaźniku dyspozycyjności wynoszącym niemal 100%. Przekłada się to na optymalny uzysk wody w oczyszczalni i zakładzie oraz zmniejszenie zastosowania odczynników chemicznych.

Babcock Wanson oferuje pełny wachlarz rozwiązań oparty na ekspertyzie w dziedzinie uzdatniania wody. Składa się na niego projektowanie, inżynieria, produkcja, testy końcowe i uruchomienie oraz szkolenie operatorów. To najskuteczniejsze, globalne rozwiązanie dostosowane do potrzeb klientów.

Realizacją tych projektów zajmuje się dział uzdatniana wody przy wsparciu biura projektowego, kierowników biznesowych i lokalnej sieci techników do uzdatniania wody.