Методи підготовки води на теплових електростанціях та водний режим теплогенеруючих установок

Спеціальність: Теплоенергетика
Код дисципліни: 6.144.00.O.031
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Теплоенергетика, теплові та атомні електричні станції
Лектор: доцент, к.т.н., Коваленко Тетяна Павлівна
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Формування у здобувачів освіти знань про закономірності утворення накипу та сольових відкладень, вивчення основних методів та апаратів фізичної хімічної та термічної обробки води, що застосовуються в даний час на теплових електричних станціях. Велика увага в даному курсі приділяється вивченню схем установок та конструкцій обладнання, методам розрахунку апаратів, кількості дозованих реагентів та тривалості окремих стадій підготовки води. Набуття вмінь та компетентностей, що забезпечують здатність правильно використовувати знання під час розрахунку водопідготовчих енергоустановок, що дасть змогу закріпити набуті знання на практиці та використовувати їх в майбутньому на теплоенергетичних об’єктах.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей: загальні компетентності: ЗК1: здатність до застосування знань на практиці; ЗК6: здатність здійснювати пошук та аналізувати інформацію з різних джерел; ЗК9: уміння розв’язувати поставлені задачі та приймати відповідні рішення; ЗК15: потенціал до подальшого навчання; фахові компетентності: ФК3: базові знання технічних характеристик, конструктивних особливостей, призначення і правил експлуатації теплоенергетичного обладнання; ФК6: знання сучасних технологічних процесів та систем технологічної підготовки виробництва;
Результати навчання: – знати склад та фізико-хімічні властивості природних вод, фізико-хімічні основи процесу утворення накипу, забруднення пари та виникнення сольових відкладів; – знати норми якості пари, конденсату, живильної та котлової води; ефективні та економічні методи підтримки водного режиму, конструктивні та технологічні характеристики сучасних типів водопідготовчих установок; – вміти розробляти, планувати та організовувати технологічні процеси водопідготовки і водного режиму ТЕС; – вміти проектувати технологічне обладнання відділу водопідготовки та виконувати необхідні розрахунки.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: пререквізити: • Хімія • Фізика • Технічна термодинаміка; кореквізити: • Котельні установки об’єктів теплоенергетики • Котельні установки теплових електростанцій
Короткий зміст навчальної програми: Значення водопідготовки та водного режиму ТЕС. Основні джерела втрат води та пари. Домішки у природних водах. Характеристика домішок у природних водах. Показники якості води. Класифікація природних вод України та їх особливості. Попередня очистка води. Видалення із води грубо-дисперсних домішок. Конструкції відстійників. Фізико-хімічні основи процесу коагуляції домішок у воді. Властивості колоїдних систем. Фізико-хімічні основи зм’якшення та знекремлювання води методом осадження. Схеми і апаратура установок для зм’якшення води та знекремнювання води методом осадження. Фільтраційне знекремнювання води. Фізико-хімічні основи процесу фільтрації. Обробка води методом іонного обміну. Фізико-хімічні основи іонного обміну. Знесолення води методом іонного обміну. Обробка охолоджуючої води на ТЕС. Системи охолодження та стабілізації охолоджуючої води. Запобігання утворенню мінеральних відкладів. Методи стабілізації води. Запобігання утворенню біологічних відкладень у системах охолодження. Мембранні методи очистки води. Зворотній осмос та ультрафільтрація. Електродіаліз.
Опис: 1. Розділ №1. Основні положення §1. Вступ. Значення водопідготовки та водного режиму теплових електричних станцій. Типи електростанцій. Основні джерела втрат води та пари. §2. Домішки у природних водах. Характеристика домішок у природних водах. Показники якості води. Класифікація природних вод України та їх особливості. 2. Розділ № 2. Попередня очистка води. §1. Попередня очистка води. Видалення із води грубо-дисперсних домішок. Конструкції відстійників. §2. Фізико-хімічні основи процесу коагуляції домішок у воді. Властивості колоїдних систем. Коагулюючі реагенти та процеси, що відбуваються при введенні їх у воду. Апаратурне оформлення процесу. Фізико-хімічні основи зм’якшення та знекремлювання води методом осадження. Схеми і апаратура установок для зм’якшення води та знекремнювання води методом осадження. §3. Фільтраційне знекремнювання води. Знемаслювання пари та конденсату. Вилучення сполук заліза з конденсату. Схеми та апаратура, що застосовується у цих методах. Освітлення води фільтруванням. Фізико-хімічні основи процесу фільтрації. Класифікація освітлювальних фільтрів. Конструкція та експлуатація фільтрів. 3. Розділ 3. Обробка води методом іонного обміну. §1.Фізико-хімічні основи іонного обміну. Класифікація іонообмінних матеріалів та їх характеристика. §2. Натрій та Н-катіонування води. Регенерація відпрацьованого фільтру. Технологія катіонування. Конструкція фільтрів. ОН-аніонування. Реакції, що відбуваються при аніонуванні. Регенерація іонообмінних фільтрів. Конструкції аніонітових фільтрів. §3. Знесолення води методом іонного обміну. Принцип іонного знесолення. Схеми знесолення води та особливості їх застосування. Фільтр змішуючої дії та його регенерація. 4. Розділ 4. Обробка охолоджуючої води на ТЕС. §1. Системи охолодження та стабілізації охолоджуючої води. Запобігання утворенню мінеральних відкладів. Методи стабілізації води. §2. Обробка води в магнітному та акустичному полях. Запобігання утворенню біологічних відкладень у системах охолодження 5. Розділ 5. Мембранні методи очистки води. §1. Зворотній осмос та ультрафільтрація. Електродіаліз. 6. Розділ 6. Видалення із води корозійно-агресивних газів. §1 Фізико-хімічні основи видалення газів із води. Розчинність газів у воді. Закон Генрі. Десорбція газів із води. §2 Термічна деаерація. Типи та конструкції деаераторів. Деаерація в конденсаторах парових турбін. §3 Хімічні методи видалення газів із води. Видалення із води вільної вугільної кислоти. Типи та конструктивні особливості декарбонізаторів. 7. Розділ 7. Термічне знесолення води. §1 Фізико-хімічні основи методу термічного знесолення води. Знесолення води у випарниках киплячого типу. Отримання дистиляту у випарниках миттєвого закипання. §2Схеми випарних установок: одно- та багатоступеневі. Вибір типу схеми. Основи розрахунку та вибору обладнання.
Методи та критерії оцінювання: • письмові звіти з лабораторних робіт, звіти з практичних робіт, усне опитування, (30%) • підсумковий контроль (70 %, контрольний захід, іспит): письмово-усна форма (70%)
Критерії оцінювання результатів навчання: Максимальна оцінка в балах Поточний контроль (ПК) - 30 балів Екзаменаційний контроль - 70 балів Разом за дисципліну - 100 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: Виставлення балів за поточний та екзаменаційний контроль здійснюють у відсотках від максимальної оцінки за навчальний матеріал компонента на основі таких критеріїв оцінювання знань та вмінь студента.
Рекомендована література: 1. Мисак Й.С., Тимофєєв І.Л., Заяць М.Ф. Водопідготовка, водний режим та консервування теплогенеруючого устаткування електростанцій. Навч. посібник, Львів: НУ „ЛП”, 2009. 2. Стерман Л.С., Покровский В.Н. Химические и термические методы обработки воды на ТЭС - М.: Энергия, 1991. 3. Вихрев В.Ф., Шкроб М.С. Водоподготовка – М.: Энергия, 1973. 4. Тимофєєв І.Л. Водопідготовка. Конспект лекцій. – Львів. Вид-во НУ”ЛП”, 2000.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з особливими освітніми потребами на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу здобувачів освіти з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти.
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).