Некоммерческое Партнерство «Инновации в электроэнергетике»

СТАНДАРТ    СТО

ОРГАНИЗАЦИИ    70238424.27.100.080-2010

НИ «ИНВЭЛ»

МЕТОДИКА

РАСЧЕТА ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЭС ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ С УЧЕТОМ СПЕЦИФИКИ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ТЭС

Дата введения - 2010-08-02

Издание официальное

Москва

2010

Методика используется для определения объемов и норм водопотребления, необходимых для расчета и обоснования допустимого забора (изъятия) водных ресурсов при заключении договора водопользования тепловыми электростанциями, осуществляющими забор (изъятие) водных ресурсов из поверхностных водных объектов в соответствии с Водным кодексом Российской Федерации.

Методика содержит единые правила и определяет порядок расчета водопотребления для тепловых электростанций, имеющих прямоточную, оборотную или смешанную систему технического водоснабжения.

-Методика предназначена для практического использования как специалистами-

предприятий теплоэнергетики, так и специалистами научно-исследовательских институтов и других организаций, при расчете и обосновании норм и объемов водопотребления из поверхностных водных объектов для тепловых электростанций.

2

4 Назначение и область применения

4.1    Методика расчета водопотребления ТЭС из поверхностных водных источников с учетом специфики работы оборудования ТЭС (далее - Методика) разработана в соответствии с Водным кодексом РФ [1], который установил новые водные и, связанные с ними, экономические отношения при пользовании водными объектами. Методика предназначена для определения объема водопотребления тепловыми электростанциями (далее - ТЭС), осуществляющими забор (изъятие) водных ресурсов из поверхностных водных источников (далее - водных объектов).

Водным кодексом РФ [1] установлено, что водные объекты предоставляются в пользование для забора (изъятия) водных ресурсов из поверхностных водных объектов на основании договоров водопользования.

Статьей 13 (ч. 1) Водного кодекса РФ [1] установлено, что договор водопользования должен содержать: «цель, виды и условия использования водного объекта или его части (в том числе объем допустимого забора (изъятия) водных ресурсов) и размер платы за пользование водным объектом или его частью, условия и сроки внесения данной платы».

4.2    Настоящая Методика предусматривает определение объема водопотребления на ТЭС при заключении договора водопользования и определения платежной базы при расчете суммы платы за объем забора (изъятия) водных ресурсов из поверхностного водного объекта.

4.3    Для обоснования общего объема водопотребления ТЭС из поверхностного водного объекта при заключении договора водопользования настоящей Методикой предусматривается определение удельных объемов водопотребления (далее - нормы водопотребления) в расчете на вырабатываемую электрическую энергию и тепловую энергию.

4.4— Нормы водопотребления для ТЭС, разработанные научно-исследовательскими институтами на основе информации, полученной от предприятий теплоэнергетики, согласовываются с территориальными органами Росводресур-сов и утверждаются руководителем теплоэлектростанции.

4.5    Утвержденные руководителем теплоэлектростанции нормы водопотребле-ния будут служить основой для обоснования определения допустимого объема забора (изъятия) водных ресурсов из поверхностного водного объекта при заключении договора водопользования в соответствии с Водным кодексом РФ [1].

4.6    Нормы водопотребления также необходимы для государственного контроля за использованием воды, забираемой ТЭС из поверхностного водного объекта.

4.7    Настоящая Методика определяет объем забора (изъятия) водных ресурсов из поверхностных водных объектов для ТЭС, имеющих прямоточную, оборотную или смешанную (прямоточную и оборотную) систему водоснабжения, и предназначена для определения индивидуальных норм водопотребления для каждой ТЭС.

4.7.1    Прямоточная система водоснабжения характеризуется забором охлаждающей воды с естественной температурой из поверхностных водных объектов, обеспечивающей потребность тепловой электростанции. Подогретая в теплообменных аппаратах вода сбрасывается через отводящую сеть ниже по течению, не возвращаясь к водозабору в теплый период. В прямоточной системе водоснабжения вода может использоваться повторно для водоподготовительных установок (далее -ВПУ), системы гидрозолоудаления (далее - ГЗУ) и других нужд, когда в холодное время года сбрасываемая подогретая вода по специальным устройствам возвращается к водозабору во избежание попадания шуги в водозаборное сооружение. На некоторых станциях объем возврата подогретой воды в холодное время года может достигать до 30 % от объема забираемой свежей воды из водного объекта.

4.7.2    Оборотная система водоснабжения (по СТО 1733028270238424.27.010.001— 2008 [2]) - это система водоснабжения, при которой циркуляционная вода используется многократно, с охлаждением ее в гидроохладителях и восполнением потерь воды в системе из источника водоснабжения.

В качестве охладителей циркуляционной воды в оборотных системах водоснабжения применяются озера, водохранилища-охладители, в том числе русловые, градирни, брызгальные устройства или их сочетания: водохранилища-охладители и градирни либо брызгальные устройства; градирни и брызгальные устройства.

12

СНиП П-58-75 [3] установлено, что в качестве водохранилищ-охладителей ТЭС следует принимать, как правило, озера и существующие водохранилища с соблюдением требований охраны окружающей среды.

Подтверждением того, что система водоснабжения на ТЭС, имеющая в качестве охладителя водохранилище на реке или озеро, является оборотной, служит утвержденный и прошедший государственную экспертизу проект строительства ТЭС, где указан вышеназванный охладитель используемой воды и установлено, что система водоснабжения является оборотной.

4.7.3 Смешанная система водоснабжения представляет собой сочетание прямоточной и оборотной систем водоснабжения (с водохранилищем-охладителем, градирнями или брызгальными устройствами) и применяется в следующих случаях:

а)    когда источник водоснабжения в отдельные периоды года не может обеспечить электростанцию достаточным количеством охлаждающей воды, что вызывает необходимость полного или частичного перехода на оборотную систему водоснабжения с включением в работу всех или части охладителей;

б)    когда охладительные сооружения в отдельные периоды года не могут обеспечить электростанцию водой требуемой температуры, что вызывает необходимость полного или частичного перехода на прямоточную систему водоснабжения.

4.8    Методика не используется для определения следующих объемов потребляемой воды:

-    забираемой из подземных водных источников;

-    забираемой на хозяйственно-питьевые и производственные нужды из городской системы водоканала.

4.9    В Методике не рассматривается определение объемов сброса сточных вод. На сброс сточных вод в водные объекты в соответствии со ст. 11 (ч. 2) Водного кодекса РФ [1] выдается решение, то есть другой нормативный правовой документ в отличие от договора на забор (изъятие) водных ресурсов из поверхностных водных объектов. Поэтому определение общих и удельных объемов сброса сточных вод -это предмет отдельного методического документа.

4.10    Организационное и методическое руководство работой по разработке объемов и норм водопотребления в теплоэнергетике осуществляет Некоммерческое партнерство «Инновации в электроэнергетике» с привлечением института-разработчика настоящей Методики и других научно-исследовательских институтов.

4.11    Настоящая Методика может использоваться для крупных котельных (б. ТЭЦ), осуществляющих забор воды из поверхностных водных объектов.

4.12    Государственный контроль и надзор за рациональным использованием и охраной водных ресурсов осуществляется в соответствии с Водным кодексом РФ [1].

14

5 Общие принципы определения объема водопотребления тепловыми электростанциями

5.1    Расчет объема водопотребления на ТЭС основывается на определении объема забора (изъятия) водных ресурсов из поверхностного водного объекта, используемых в производственном водоснабжении на охлаждение, подпитку и другие нужды.

5.2    Определение объема забора (изъятия) водных ресурсов из поверхностного водного объекта для прямоточной системы водоснабжения ТЭС производится с учетом потребности в воде для: охлаждения основного и вспомогательного оборудования, подпитки теплосети, гидрозолоудаления и других потребностей.

5.3    Для оборотной системы водоснабжения рассматривается определение объема забора (изъятия) водных ресурсов в качестве подпиточной воды из поверхностного водного объекта.

В соответствии с ГОСТ 25151-82 «Подпиточная вода - это вода, добавляемая в систему оборотного водоснабжения для восполнения потерь, связанных с продувкой, утечкой, уносом и испарением воды, а также с переходом ее в продукцию и отходы».

Таким образом, объем забора воды для оборотной системы водоснабжения, имеющей в качестве охладителя не только градирни и брызгальный бассейн, но и водохранилище (пруд), озеро, определяется как объем изъятия водных ресурсов (забор воды), соответствующий объему потерь воды, связанных с испарением в производственном цикле и в охлаждающих сооружениях (градирнях, водохранилищах, озерах), с продувкой, с утечками, в том числе фильтрационными, и безвозвратным потреблением пара и воды, используемой для горячего водоснабжения населения и предприятий.

5.4    Определение объема потребления для ТЭС воды, забираемой из поверхностного водного объекта, производится с учетом следующих факторов, влияющих на его величину и к которым относятся:

- время года (теплое, холодное);

15

-    объемы выработки электрической энергии и тепловой энергии;

-    типы, количество и мощность энергоблоков;

-    установленная мощность ТЭС (по электрической и тепловой энергии);

-    количество часов работы турбоагрегатов и вспомогательного оборудования;

-    вид топлива (уголь, газ, мазут, торф и т.д.);

-    объемы потерь воды, используемой в технологических процессах;

-    система подпитки теплосети и котлов;

-    система водоподготовки;

-    система гидрозолоудаления (ГЗУ);

-    объем воды, забираемой без использования для сторонних организаций;

-    объем воды, забираемой для собственных нужд;

-    система водоснабжения ТЭС (прямоточная, оборотная, смешанная).

5.5    Определение объемов водопотребления для ТЭС из поверхностных водных объектов производится с учетом всех имеющихся турбоагрегатов, в том числе остановленных на ремонт и (или) модернизацию и (или) замену оборудования.

5.6    Объемы и нормы водопотребления для ТЭС из поверхностных водных объектов, рассчитанные в соответствии с настоящей Методикой, действуют от 5 лет и более, в том случае, если значительно не изменилась технология технического водоснабжения ТЭС.

16

6 Порядок определения объема водопотребления из поверхностных водных объектов тепловыми электростанциями

6.1 Общий водохозяйственный баланс для ТЭС выражается в виде: Q=Q^CT+Q"^cp+Q"^0Tp.

где Q - общий объем исходной воды, забираемый из поверхностного водного объекта для ТЭС, тыс. м³;

Q^CT - объем сточных вод, тыс. м³;

Q^nep - объем забора исходной воды, переданной потребителям пара и теплосети, а также включающий передачу воды без использования сторонним организациям,

з

тыс. м ;

Q^n0Tp - объем забора исходной воды, необходимой для охлаждения основного и вспомогательного оборудования, а также используемой для нужд системы гидрозолоудаления (далее - ГЗУ) и собственных нужд, тыс. м³.

6.2 Общий объем водопотребления ТЭС, имеющей прямоточную систему водоснабжения (Q^np в тыс. м³), равен:

Q^np=[(Q^noTp+Q^nep+Q^noT) - Q

где Q^noT - объем забора исходной воды, используемой на компенсацию потерь воды, включающий также потери пароводяного цикла ТЭС, тыс. м³;

рповтор ₀б_ъем повторно используемой воды для ВПУ, ГЗУ и других нужд, включая подачу подогретой воды к водозаборному сооружению для борьбы с шугой, тыс. м³. Объем повторно используемой воды на ТЭС принимается по данным среднегодовых фактических показателей, при их отсутствии - по данным проекта и может достигать от 20 до 30 % объема исходной воды, забираемой из поверхностного водного объекта.

6.3 Объем воды в обороте (Q°⁶ в тыс. м³) для ТЭС с оборотной системой водоснабжения равен:

Q^o6=Q - (Q^CT + Q^nep + Q^n0T),

где Q^nep - объем забора исходной воды, переданной потребителям пара и теплосе-

з

ти, тыс. м .

6.4    Объем забора исходной воды для ТЭС, имеющей оборотную систему водоснабжения (Q⁰⁶ в тыс. м³), равен:

Q^o6= Q^n0T+ Q^nep    (4)

Объем забора исходной воды для оборотной системы водоснабжения включает потребность в воде, необходимой для восполнения: потерь в циркуляционной системе, связанных с утечкой, уносом и испарением воды (подпиточная вода); потерь на фильтрацию; потерь пароводяного цикла ТЭС; переданной воды для потребителей пара и теплосети; отведения воды при продувке циркуляционной системы.

6.5    Нормы водопотребления на ТЭС рассчитываются как на вырабатываемую электрическую энергию (в м³/МВт ч), так и на вырабатываемую тепловую энергию (в м³/Гкал).

6.5.1    Нормы водопотребления для ТЭС с прямоточной системой водоснабжения (Н^пр) определяются:

а)    в расчете на вырабатываемую электрическую энергию (Н"^р в м³/МВт ч):

_Нп_Р= q:^p

Э ’    (5)

где Э - вырабатываемая электрическая энергия в целом по ТЭС в среднем за три года в тыс. МВт ч.

б)    в расчете на вырабатываемую тепловую энергию (Н"^р в м³/Гкал):

_Нпр    QHP

Т ’    (6)

где Т - вырабатываемая тепловая энергия в целом по ТЭС в среднем за три года в тыс. Гкал.

6.5.2    Нормы водопотребления для ТЭС с оборотной системой водоснабжения (Н°^б) определяются:

а) в расчете на вырабатываемую электрическую энергию (Н°^б в м³/МВт ч):

18

вой энергии, то в расчетах объемов водопотребления принимаются перспективные показатели.

6.8    Среднегодовой фактический показатель расхода исходной воды для технологических нужд (q в м¹/ч) определяется исходя из расхода воды в теплое (твг) и холодное (хвг) время года и рассчитывается по формуле:

_ Цдтвг* Г твг)+ Цдхвг^х Г хвг)

^Ч“    Ег    (11)

Периоды холодного и теплого времени года принимаются в соответствии с СНиП 23-01-99 [4].

Для вновь построенной ТЭС, для ТЭС после капитального ремонта и (или) модернизации, для расчета объемов водопотребления принимаются данные проектно-технической документации.

6.9    Основной технологической системой, определяющей объем забора используемой воды на ТЭС (Q^noip), является система охлаждения, которая служит для охлаждения и конденсации отработавшего в турбоагрегате пара. Расход потребляемой воды зависит от типа, мощности установленного основного оборудования (турбоагрегата). Поэтому объем воды, забираемый из поверхностного водного объекта для системы охлаждения ТЭС, определяется суммированием объема забора воды, используемой для охлаждения каждого турбоагрегата в зависимости от количества часов его работы и объема забора воды, используемой для охлаждения вспомогательного технологического оборудования.

6.10    Кроме охлаждения пара в конденсаторах турбин часть воды системы охлаждения используется для охлаждения масла, воздуха и газа в масло-, воздухо- и газоохладителях (q_M, q_B, q_e в м¹/ч), устанавливаемых, как правило, параллельно конденсатору по ходу воды, а также для охлаждения вспомогательного технологического оборудования (q_B0 в м¹/ч). Таким образом, общий потребный расход охлаждающей воды для турбины (q,y_P в м¹/ч) равен:

йтур^-9ковд йм йв йг q_Bo,

Сведения о стандарте

РАЗРАБОТАН    ФГУП «ВИЭМС»

ВНЕСЕН    Комиссией по    техническому регулированию

нп «инвэл»

УТВЕРЖДЕН И    Приказом НП «ИНВЭЛ» от 23.07.2010 г. № 51

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ

ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Согласована получены положительные заключения: от Федерального агентства водных ресурсов (письмо от 09.10.2009 №СН-02-24/4161) от НП «Совет рынка по организации эффективной системы оптовой и розничной торговли электрической энергией и мощностью» (письмо от 28.12.2009 №СР-02/09-16342) от НП «Совет производителей электроэнергии и стратегических инвесторов электроэнергетики» (письмо от 12.01.2010 №СПЭ 10/01/М)

Отформатированная таблица Утверждена ФГУП ВНИИ экономики минерального сырья (ФГУП «ВИЭМС») (протокол заседания ученого совета ФГУП «ВИЭМС» от 20.11.2009 №7) Рекомендована к использованию Департаментом развития электроэнергетики Минэнерго России (письмо от 25.01.2010 №09-053) Отформатировано: Шрифт: полужирный Отформатировано: По ширине, Узор: Нет    _

---

ФГУП -ВИЭМС»

Комиссией по техническому регулированию

НП «инвэл ¹

где q_K0HA - расход воды на охлаждение конденсаторов турбин в м³/ч, который принимается по данным среднегодовых фактических показателей, при их отсутствии -по данным проекта или паспортов оборудования ТЭС;

q_M, q_P, - q. H q_B0 - принимаются по данным среднегодовых фактических показателей в м³/ч, при их отсутствии - по данным проекта или паспортов оборудования ТЭС. Ориентировочно сумма этих величин составляет от 6,00 до 15,00 % ц_конд для малых конденсационных турбин (с двухходовыми конденсаторами) и от 3,00 до

7.00    % для крупных конденсационных турбин с двухходовыми конденсаторами. Эти показатели принимаются в соответствии с турбоагрегатами, работающими на ТЭС.

При определении расхода охлаждающей воды для расчета норм следует учитывать ограниченные возможности регулирования подачи циркуляционных насосов. В этих случаях в качестве расчетного расхода воды следует принимать расход, максимально близкий к оптимальному. При этом расход охлаждающей воды, определенный по подаче циркуляционных насосов, как правило, включает и расход воды на масло-, воздухо- и газоохладители.

Расход воды на маслоохладители конденсационных турбин (q_M в м³/ч) принимается исходя из мощности турбин: при мощности конденсационной турбины 2,5 -

4.0    МВт q_M равен 25 м³/ч; 6,0 - 12,0 МВт - 40-50 м³/ч; 25 - 50 МВт - 60-120 м³/ч; 100 - 200 МВт - 180-440 м³/ч.

Расход воды на газоохладители конденсационных турбин (q, в м³/ч) принимается исходя из следующей мощности турбин: при мощности конденсационной турбины 12,0 МВт q₃ равен 100 м³/ч; 25 - 50 МВт - 200 м³/ч; 100 - 200 МВт -400-800 м³/ч.

6.11 Определение общего объема забора (изъятия) водных ресурсов из поверхностных водных объектов (забора исходной воды) и норм водопотребления для прямоточной системы водоснабжения на ТЭС рассматривается по видам использования объема исходной воды.

6.11.1 Объем забора исходной потребляемой воды (Q^n0Tp в тыс. м³) определяется по формуле:

Q^n0TP_ QiyP _|_ QBO ₊(-)ГЧ_У+ QCH 21

Содержание

Стр.

Аннотация.......т............................... -................... 2

1    Нормативные ссылки................................................................. 4

2    Термины и определения................................................................ 4

3    Обозначения и сокращения.......................................................... 5

4    Назначение и область применения................................................ 8

5    Общие принципы определения объема водопотребления тепловыми

электростанциями........................................................................ 12

6    Порядок определения объема водопотребления из поверхностных водных объектов тепловыми электростанциями...................................... 14

Приложение А (рекомендуемое) Исходные данные и информация, необходимые для расчета объемов и норм водопотребления из поверхностных

водных объектов тепловыми электростанциями................................. 31

Приложение Б (рекомендуемое) Формы таблиц для определения объемов

и норм водопотребления из поверхностных водных объектов тепловыми

электростанциями........................................................................................... 39

Приложение В (справочное) Примеры расчета объемов и норм водопотребления из поверхностных водных объектов тепловыми электростанциями ....................................................................................... 46

Библиография....................................................................................... 64

5

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ НИ «ИНВЭЛ»

Методика расчета водопотребления ТЭС из поверхностных водных источников с учетом специфики работы оборудования ТЭС

Дата введения 2010-08-02

1    Нормативные ссылки

В настоящей Методике использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 17.1.1.01-77 Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения

ГОСТ 25151-82 Водоснабжение. Термины и определения

ГОСТ 26691-85 Теплоэнергетика. Термины и определения

2    Термины и определения

В настоящей МетодикеВ настоящем стандарте применяются понятия, установленные Водным кодексом РФ [1], термины и определения в соответствии с ГОСТ 25151, ГОСТ 17.1.1.01, ГОСТ 26691 и СТО 1733028270238424.27.010.001-2008 [2], а также следующие термины с соответствующими определениями:

2.1    безвозвратное водопотребление: Водопотребление без возврата воды в водный объект;

2.2    брызгальные бассейны: Сооружения, применяемые для охлаждения воды путем разбрызгивания ее в атмосферном воздухе;

2.3    водоотведение: Любой сброс вод, в том числе сточных вод и (или) дренажных вод, в водные объекты;

2.4    водопотребление: Потребление воды из систем водоснабжения;

2.5    забор воды: Изъятие водных ресурсов из поверхностных водных объектов;

2.6    коэффициент неравномерности водопотребления: Отношение максимального и минимального водопотребления к среднему за определенный интервал времени;

7

2.7    норма водопотребления: - Установленное количество воды на одного потребителя или на условную единицу, характерную для данного производства;

2.8    оборотная вода: Вода многократного использования в технологическом и вспомогательном процессах, а также для охлаждения продукции и оборудования и после очистки и охлаждения снова подаваемая для тех же целей;

2.9    последовательно используемая вода: Вода, используемая последовательно в технологическом процессе, а также для охлаждения продукции и оборудования;

2.10    потеря воды в системе водоснабжения: Объем воды, теряющийся при ее транспортировании, хранении, распределении и охлаждении;

2.11    производственная вода: Вода, используемая в производственном водоснабжении;

2.12    прямоточная вода: Вода, однократно используемая в технологическом процессе и для охлаждения продукции и оборудования;

2.13    система водоснабжения прямоточная: Система водоснабжения с однократным использованием воды и отводом ее из системы охлаждения;

2.14    удельное водопотребление: Объем воды, подаваемый потребителю в интервал времени или на единицу продукции.

3 Обозначения и сокращения

В настоящей Методике применены следующие обозначения и сокращения:

ТЭС - тепловая электростанция; ГЗУ - система гидрозолоудаления; хво - химводоочистка Q - объем забора воды, тыс. м3; q - расход воды, м3/ч; At - перепад температур, °С; т - продолжительность работы оборудования, ч; к - коэффициент; н - норма водопотребления на единицу электроэнергии или тепловой энергии, м3 /МВт ч или м3/Гкал; П -объем выпускаемой продукции; п - потери воды, м3/ч; Р - относительные потери воды, %; Т - выработка тепла, Гкал: э - выработка электроэнергии, МВт ч;

б	- бывшая;
во	- вспомогательное оборудование;
всп	- вспомогательные нужды;
г	- газоохладители;
из	- изменение;
исп	- испарение, упаривание;
исх	- исходная;
кв	- квартал;
конд	- конденсационный цикл;
м	- маслоохладитель;.
об	- оборотная;
ох	- охлаждение;
пер	- переданная;
повтор	- вода повторно используемая;
пот	- потери;
потр	- потребляемая;
пр	- прямоточная;
пс	- продувка системы;
пт	- подпитка теплосети;
с	- сезон;
см	- смешанная;
со	- сторонние организации;
сн	- собственные нужды;
ср	- среднее;
cm	- сточная;
т	- тепловая энергия;
тег	- теплое время года;
тепл	- теплосеть;
тур	- турбина (турбоагрегат);
У	- унос;

-    удельный;

-    фильтрация;

-    холодное время года;

-    хозяйственно-питьевые нужды;

-    час;

-    электрическая энергия;

-    номера.

10

1