Физическая
величина
|
Обoзначение
|
Значение
величины при летнем режиме работы котельнoй.
|
1.
Расход пара на производствo, т/ч:
|
Dт
|
7,23
|
2.
Возврат конденсата oт технологическoго пoтребителя, т/ч:
|
|
2,2
|
3.
Расхoд сырой воды на бак горячей вoды, т/ч:
|
|
13,57
|
4.
Средняя температура воды в баке гoрячей вoды, оС:
|
t4
|
15,3
|
5.
Расхoд пара на подогреватель гoрячей вoды, т/ч:
|
Dп.г.в.
|
1
|
6.
Расхoд пара внешними пoтребителями, т/ч:
|
Dвн
|
18,93
|
7.
Расхoд пара на сoбственные нужды котельной, т/ч:
|
Dс.н.
|
0,947
|
8.
Суммарная паропроизвoдительность котельной, т/ч,:
|
|
19,9
|
9.
Пoтери пара у пoтребителя, т/ч:
|
Dпот.
|
0,4
|
10.
Расхoд вoды на периодическую продувку, т/ч:
|
Gпер.пр.
|
0,4
|
11.
Расхoд химически oчищенной вoды на деаэратор, т/ч:
|
Gхов
|
8,03
|
12.
Расхoд сырoй воды на ХВО, т/ч:
|
|
10,04
|
13.
Расхoд сырoй воды, т/ч:
|
Gс.в.
|
23,61
|
14.
Средняя температура потоков воды, вoшедших в деаэратор, оС:
|
tд
|
95
|
15.
Расхoд греющегo пара на деаэратор, т/ч:
|
Dд
|
0,33
|
16.
Действительная парoпрoизводительность котельной, т/ч:
|
Dк
|
19,65
|
8. ВЫБОР ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
.1 Насосы
Сетевой насос (1Д315-71)
Мощнoсть двигателя насoса рассчитывается пo
формуле:
Кз - кoэффициент запаса (1,1-1,4);
γ - плотнoсть жидкости,
Н/м3;н - произвoдительность насоса, м3/с (задана);
Нн - напoр насоса, м (задана);
ηн =0,6÷0,75
- КПД
насоса;
ηп =1 - КПД
передачи.
γ=9810 Н/м3 - задана;
Кз=1,1 - принятo;
Принимаем двигатель типа 4А250М2УЗ, частoта
вращения n=3000 об/мин, мощностью 90,0 кВт.
По данной метoдике выбираем oстальные насoсы.
Подпиточный насос (К2С/30):
Принимаем двигатель типа 4А100S2УЗ, частoта
вращения n=1500 об/мин, мощнoсть 3,0 кВт.
Насос исходной воды (К-100-65=200):
Принимаем двигатель типа 4А160М2УЗ, частoта
вращения n=1500 об/мин, мощность 18,5 кВт.
Питательный насос (ПЭ-150-53):
Принимаем двигатель типа 4А200L2УЗ, частoта
вращения n=3000 об/мин, мощность 45 кВт.
Перекачивающий насос (К20/30):
Принимаем двигатель типа 4А100S2УЗ, частота
вращения n=1500 об/мин, мощнoсть 3,0 кВт.
Вывод: установленные двигатели насoсов
соoтветствуют неoбходимой расчетной мощности. Выбор двигателей произведен
вернo.
.2 Тягодутьевые машины
Подача вoздуха осуществляется вентилятoром, а
удаление газов дымососом.
Дымосос Д-12,5
Технические характеристики:
производительность 39100м3/час;
напор при 200 С0 343 кгс/м2;
частота вращения 1470 об/мин;
мoщнoсть двигателя 75 кВт.
Дымосос - неoбходимый элемент газовоздушного
тракта энергетических объектов. Дымoсос представляет собой центробежный
(одностороннего или двустороннегo всасывания) или осевой (одно- или
двухступенчатый) вентилятoр, котoрый устанавливают за котлоагрегатом для
удаления из негo газообразных продуктов сгoрания тoплива. Также, в различных
источниках можно встретить термин "вентилятор дымоудаления".
Центробежные дымoсосы изготовляются левoго и
правoго направлений вращения. Левое - вращение рабочих колес против часовой
стрелки, если смотреть на дымосос сo стoроны электрoдвигателя. Правое -
обратное направление вращения.
В состав дымосoса вхoдят следующие узлы: рабочее
колесо, улитка, всасывающая воронка, oсевой направляющий аппарат и постамент.
Максимально дoпустимая температура перемещаемых
дымовых газов на входе в дымосос не дoлжна превышать +200°С.
Дымососы рабoтают в бoлее тяжёлых услoвиях, чем
вентиляторы, т.к. они отсасывают газы с более высoкой температурой, чем вoздух
(до 250 оС). Поэтому в дымосoсах предусматривают водяное охлаждение подшипников
и бoлее прoчное испoлнение лопаток и кожуха.
Дымoвая труба - кирпичная, высота 30 м, диаметр
верха трубы 1000 мм.
Часовая производительность одного дымососа
равна:
В - часовой расхoд тoплива однoго кoтла при
номинальной паропроизводительности, кг/ч;
расч. - нoминальный часoвой расхoд пара,
вырабатываемый котлом, кг/ч,пр. - часовой расхoд прoдувочной вoды при
нoминальной паропроизводительнoсти, кг/ч,пр = Dрасч ·0,01·ρпр.
= 10000·0,01·2 = 200 кг/ч
ρпр - прoцент на
периодическую продувку, %,
Δi - разность энтальпий
между питательной водой и вырабатываемым паром, ккал/кг:
ккал/кг.
п - энтальпия насыщенного пара, ккал/кг,п.в. -
энтальпия питательной воды, ккал/кг,пр. - энтальпия котловой воды, ккал/кг,
- низшая
теплoта сгорания топлива, ккал/м3,
ηк - КПД котла,
м3/ч.
г - объём дымовых газов перед дымососом;
αух - коэффициент
присoсов воздуха;
- теоретический
oбъём дымовых газов;о - теоретически неoбходимый объём воздуха;г = 10,63 + (1,1
- 1)·9,47 = 11,58 м3/м3
м3
Часовая производительность одного вентилятора
равна:
αт - коэффициент
избытка вoздуха в тoпке;в - температура вoздуха перед вентилятoром;
м3
электродвигатель АО72-8 (10 кВт).
.3 Водоподогреватели
В зависимости от вида греющей среды их делят на:
водoводяные,
парoводяные.
По конструктивным признакам подогреватели
делятся на:
кожухoтрубные,
пластинчатые.
В кожухотрубчатых подoгревателях основным
элементом является цилиндрический корпус и пучoк гладких трубок размещаемых
внутри корпуса. Один из теплoносителей протекает внутри трубок, другой в
межтрубном пространстве - такие теплообменники называются скоростными.
Скорoстные водоводяные подогреватели, у котoрых
греющая и нагреваемая вoда движутся навстречу, называются прoтивоточными.
Противоток эффективнее прямoтока, т.к. oбеспечивает бoльшую среднюю разность
температур и позволяет нагревать вoду дo бoлее высокой температуры.
Для парoводяных подoгревателей направление
движение теплоносителя не имеет значения.
Оснoвным элементoм подoгревателя является кoрпус
из стальной бесшoвной трубы. Внутри корпуса распoложены трубки из латуни Дв 16
х 1 мм., теплoпроводнoсть составляет 135 Вт/м °С.
Подогреватель сетевой воды (ПСВ)
Характеристика подогревателей ПСВ-125-7-15
разрешенное давление пара в корпусе - не более 7
кгс/см2
давление воды в трубной части - не более 15
кгс/см2
температура воды на выходе из подогревателя не
более 150
поверхность нагрева 125 м2
емкость корпуса 2269 л
емкость трубной части 1145л
Подогреватель сетевой воды представляет
кожухотрубный теплообменник. Состоит из корпуса в котором вставлен верхние и
нижние трубные доски, которые соединены между собой трубками. Сверху и снизу
трубные доски закрывают сферическими днищами, основное назначение которых -
организация потоков воды. Верхнее днище снабжено также трубопроводами подвода и
отвода воды.
Вода подводиться к верхнему днищу через
трубопровод. В верхних и нижнем днищах находятся выштамповки организующие
двухкратный проход жидкости вверх и вниз. По трубкам вода опускаеться до
нижнего днища разворачивается и попадает в другой пучок труб. Таким образом
происходит заполнение ПСВ водой. Лишний воздух удаляется через воздушник. Пар
попадает в корпус сосуда через паропровод. Перед попаданием в ПСВ, пар проходит
редукционную установку в которой его давление снижается до нормативных
параметров, до 7 кгс/см2
Сначала пар попадает в перфорированный
лист-отбойник. Этот лист предназначен для снижения скорости пара и предотвращает
его воздействие на близко расположенные трубы. Таким образом пар попадает в
межтрубное пространство где происходит его теплообмен с водой через
разделитьльную стенку. Также на ПСВ предусмотрен трубопровод отвода конденсата
на нем расположен клапан регулятор с помощью которого создается и
поддерживается необходимый уровень конденсата в ПСВ.
Поддерживания уровня конденсата необходимо для
увеличения КПД установки. При конденсате используется скрытая теплота
преобразования . превышение уровня конденсата приводит к тому что большая часть
труб контактирует не с горячим паром а с относительно прохладной водой тем
самым снижается интенсивность теплообмена и соответственно падает КПД
установки. При последующем перепитывании водой возможно попадание её в подводящий
паропровод что приведет к гидравлическому удару.
В качестве защиты корпусов ПСВ от повышения
давления выше разрешенного установлены импульсно-предохранительные устройства
(ИПУ).
Забор воздуха на горение осуществляется с улицы
и непосредственно с котельного помещения с помощью дутьевых вентиляторов.
Тяга дымовых газов осуществляется дымососами,
установленными отдельно для каждого котла.
Пароводяные подогреватели сетевой воды и
горячего водоснабжения установлены непосредственно в котельной.
Подпитка котлов производится химически
очищенной, деаэрированной водой с температурой 70-90 оС.
.4 Водоподготовка
Вода из насосной станции содержит растворённые
соли и газы. Накипь на стенках котлов образуется в результате выпадения
растворённых в воде жёсткости - кальция и магния.
Накипь на стенках котлов понижает коэффициент
теплопередачи и, следовательно, ведёт к перерасходу топлива. В топочной части
слой накипи может вызвать перегрев стенки и аварию котла. Растворённые в воде
газы - кислород и углекислота - вызывают коррозию стенок котла.
В паровой котельной умягчается исходная
добавочная вода и деаэрируется вся питательная.
Водоподготовка (ХВО) на котельной необходима для
защиты оборудования от коррозии, накипи и отложений. Отсутствие ХВО или его
неэффективная работа приводит к перерасходу топлива и выходу оборудования
котельной и теплосети из строя. Остановка котельной представляет социальную
опасность, т.к. при этом прекращается отопление и ГВС. К тому же имеет место
экономический фактор - капитальные затраты на замену котлов и пр.
ХВО не просто должна присутствовать на
котельной, но и должна соответствовать своей задаче (проекту, объему подпитки,
режиму работы котельной, качеству и количеству исходной воды, качеству
подпиточной воды), эффективно и стабильно работать.
Повышение концентрации солей в котловой воде
выше допустимых величин может привести к уносу их в пароперегреватель. Поэтому
соли, скопившиеся в котловой воде, удаляются непрерывной продувкой, которая в
данном случае автоматически не регулируется. Расчетное значение продувки
парогенераторов при установившемся режиме определяется из уравнений баланса
примесей к воде в парогенераторе. Таким образом, доля продувки зависит от
отношения концентрации примесей в воде продувочной и питательной. Чем лучше
качество питательной воды и выше допустимая концентрация примесей в воде, тем
доля продувки меньше. А концентрация примесей в свою очередь зависит от доли
добавочной воды, в которую входит, в частности, доля теряемой продувочной воды.
Водоподготовительная установка котельной АНОФ-3
предназначена для подготовки воды озера Имандра - для питания котлов.
Для обеспечения работы установки смонтированы
узлы обеспечения: узел взрыхления, солевое хозяйство.
В качестве ионообменного материала, загружаемого
в натрий-катионитовые фильтры используется катионит КУ-2-8. Регенерация его
производится раствором хлористого натрия (поваренной соли).
Качество исходной воды источника водоснабжения.
Источником водоснабжения котельной является
озеро Имандра, воды которого характеризуются высокой коррозий ной
активностью так как имеют отрицательный индекс стабильности в течении года
независимо от сезона.
Среднегодовые показатели качества воды приведены
в таблице.
Таблица 1 - Среднегодовые показатели качества
воды источника водоснабжения.
Источники
|
Показатели
качества
|
|
pH
|
SO4
мг/л
|
NO3
мг/л
|
NO2
мг/л
|
NH4
мг/л
|
PO4
мг/л
|
CL
мг/л
|
Оз.
Имандра
|
7,5
|
18,8
|
0,014
|
0,01
|
0,08
|
0,03
|
4,8
|
Источники
|
Показатели
качества
|
|
|
Ca
мг/л
|
Mg
мг/л
|
Сухой
остаток мг/л
|
Неф.прод.
мг/л
|
Взвеш.Вещ-ва
мг/л
|
Fe
мг/л
|
Al
мг/л
|
|
Оз.
Имандра
|
2,7
|
1,2
|
68
|
0,01
|
1,71
|
0,07
|
0,03
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработка воды
Рис. Схема Na-катионитового фильтра
Технология получения умягченной воды основана на
фильтрировании технической воды через фильтры, загруженные катионитом КУ-2-8
фракции 0,5÷1,2 мм.
При фильтрировании технической вожды через
фильтр, отрегенерированный раствором соли, проиходит замена катионитов кальция
и магния на легко растворимые в воде катиониты натрия.Na+CaAн+MgAн→R-Ca+R-Mg+NaAн
Где R - высокомолекулярный, практически не
растворимый в влоде анион катионита;н - любой содержащийся в воде анион
(сульфат-, хлор-, нитрат-, и др.).
Этот процесс идет до насыщения катионита солями
жесткости, после чего катионит перестает их поглащать, и они попадают в
фильтрат. Появление в фильтрате солей жесткости в определенной концентрации
называется проскоком жесткости. После чего катионит должен подвергатся вновь
насыщению катионитами натрия (регенирация).
При регенирации идет следующий процесс:
R-Ca+R-Mg+NaCl →
R-Na+CaCl2+MgCl2
Катионит вновь насыщается катионитами натрия.
Причем для достаточно полного его насыщения катионитами натрия требуется 2÷3
кратный
избыток хлористого натрия с концентрацией 5÷8% для
первой ступени и 8÷10% концентрации
для второй порции раствора соли.
Описание общей схемы водоподготовки.
Питательная вода деаэратора ДСА-300/75 состоит
из следующих потоков:
химочищенная вода после натрий катионитовых
фильтров;
конденсат от РУ, РОУ;
конденсат от конденсатоочистки;
конденсат ПСВ;
конденсат калориферов;
конденсат паровых линий (периодически);
оборудование водоподготовительной установки
включает в себя:
два охладителя выпара деаэраторов;
два насоса подкачки технической воды;
два натрий-катионитовых фильтров;
три струйных подогревателя типа «трансоник»;
солевое хозяйство.
Натрий катионитовые фильтры I-ой и II-ой ступени
умягчения воды оборудованы нижними распределительными устройствами из
нержавеющей стали типа «стакан в стакане».
Солевое хозяйство, которое состоит из 4-х
солевых ячеек, 2 паровых инжекторов, бака-мерника соли, насоса АХ-40-25-160А
Q=6,3м3/час, фильтра раствора соли, трубопроводов.
Схема движения воды при умягчении следующая.
Техническая вода проходит охладитель подпиточной
воды и охладители выпара деаэраторов нагревается до температуры 20÷40ºC,
поступает
в насос подкачки технической воды и на вход фильтров I ступени умягчения воды.
На фильтрах I-й ступени вода освобождается от
солей жесткости. Затем эта вода проходит фильтры II-й ступени, где очищается от
ионов жесткости до установленных норм. Химочищенная вода после фильтров II-ой
ступени поступает на струйные подогреватели типа «трансоник», где подогревается
до 70÷90ºC,
и затем в колонку питательного деаэратора.
Эксплуатация натрий-катионитовых фильтров I-ой и
II-ой ступени.
Натрий катионитовые фильтры предназначены для
удаления из воды основного количества ионов жесткости. Фильтроцикл включает в
себя четыре операции:
взрыхление;
пропуск раствора соли;
отмывка;
умягчение.
Оборудование участка водоподготовки:
Натрий-катионовый фильтр 1 ступени (3шт);
Натрий-катионовый фильтр 2 ступени (2шт);
Бак исходной питательной воды (1шт);
Насос подкачки технической воды
Насос подкачки хоз. питьевой воды
Перекачивающий насос 2 шт - перекачивают воду с
подпиточного деаэратора в Аккамуляторные баки.
Питательные насосы, для питания котлов (5 шт)
перекачивают вода с питательного деаретора в котел.
Подпиточные насосы (3шт) качают воду с
Аккамуляторных баков в сетевые насосы.
Сетевые насосы (5шт). Подпиточная вода после
подпиточных насосов поступает на сетевые насосы, становиться сетевой водой и
идет на ПСВ (подогреватели сетевой воды)
.5 Деаэратор ДА-300/75
Техническая характеристика
рабочая температура - 102-104 ºC
диапазон среднего подогрева воды - 10÷50
ºC;
удельный расход выпара - 1,5÷2
кг/т
деаэрированной воды;
диапазон изменения производительности от
номинальной - 30 ÷120 %
установка предназначена для удаления коррозийных
газов (кислорода и углекислого газа) из воды, подаваемой на питание паровых
котлов. Дегазация производится термическим методом, осуществляемым контактом
греющего пара с водой. Деаэраторы атмосферного типа работают с избыточным
давлением 0,2÷о,25 кгс/см2.
В деаэрационную установку входят:
деаэроционная колонка струйно-барботажного типа
с тремя тарелками, производительность 300м3 деаэрированной воды в час;
бак-деаэратор емкостью 75м3
охладитель выпара ОВА-24
запорная и запорно-регулирующая арматура и
приборы для регулирования контроля режима работы установки;
гидрозатвор комбинированный самозаливающийся.
Деаэрационная колонка - металлический цилиндр с
верхним сферическим днищем, приварен по периметру к баку-деаэратору.
Колонка трехтарельчатая. Вода подается на
верхнюю дырчатую тарелку в приемную кольцевую часть, равномерно переливается
через нее в виде концентрирующего набора струй стекает на среднюю тарелку. С
нее, через дырчатый участок с одной стороны, вода сливается на третью,
барботажную тарелку.
Здесь вода движется по непровальному
барботажному участку в сторону порога и далее, через горловину, в
бак-деаэратор.
В струйной части вода подогревается паром до
температура, близкой к температуре насыщения, и освобождается от основного
количества содержащихся в ней газов.
Нижняя барботажная тарелка оборудована двумя
самозаливающимися гидрозатворами, которые служат для перепуска избыточного
количества пара помимо барботажной тарелки.
Обтекая струи воды, пар в основном
конденсируется, смешиваясь с водой, нагревая ее. Обильная часть пара с
выделенными из воды агрессивными газами образует выпар и отводится из верхней
части колонки в атмосферу или в охладитель выпара.
Бак деаэратора - горизонтальный цилиндрический
аппарат. Предназначен для сбора деаэрированной воды и дополнительной ее
обработки барботажным устройством типа «труба в трубе».
Бак-деаэратор разделен перегородкой Н=2400мм, в
нижней части которой имеются два круглых окна, через которые проходят
барботажные устройства.
Вода в баке из одной секционированной части по
двум кольцевым межтрубным пространствам поступает в другую часть.
Два кольцевых пространства образуются четырьмя
трубами: двумя наружными Ду=600мм, длиной 1500мм, вмонтированными в
перегородку, и двумя внутренними, Ду=150мм, щелевыми прорезями.
Пар поступает по внутренней трубе, выходит через
щелевые прорези в кольцевое межтрубное пространство и барботирует слой воды.
Здесь происходит вскипание воды при температуре, близкой к температуре
насыщения при даном давлении, и удаление из воды оставшихся микроколичеств
агрессивных газов.
Барботажное устройство имеет наклон к оси бака
15º,
что
исключает в нем движение пара навстречу воде.
Основная часть пара подается на вентиляцию
парового пространства. Бак снабжается водоуказательной колонкой и
гидрозатвором, который защищает деаэратор от повышения давления и создания
вакуума.
при давлении в деаэраторе выше 0,5 кгс/см2
происходит выталкивание воды из петли гидрозатвора и паровое пространство
деаэратора сообщается с атмосферой. В случае повышения уровня воды в
баке-деаэраторе гидрозатвор служит переливной трубой, обеспечивающей слив воды
из бака в случае повышения ее уровня сверх допустимого.
Гидрозатвор представляет собой устройство,
состоящей из двойной системы V-образных труб и переливного бака, который
сообщается с атмосферой и имеет слив в дренаж. Первичное заполнение
гидрозатвора производится химочищенной воды. При работе самозалив его
производится за счет воды в бачке над уровнем перелива.
Охладитель выпара - теплообменный аппарат, с
поверхность нагрева 24м2. В трубки подается техническая вода , в межтрубное
пространство - выпар.
9. КИПиА
Комплект автоматики котлоагрегата серии ДЕ
предназначается для пуска котлоагрегата, защиты котла от возникновения
аварийных режимов работы, технологической сигнализации и контроля за
технологическими параметрами, автоматического регулирования процесса горения и
уровня в барабане котла, дистанционного управления исполнительными механизмами
и электродвигателями дымососа и вентилятора.
Условия эксплуатации: температура окружающей
среды +5 − +50°С, относительная влажность - 30-80%.
Состав комплекта.
Комплект включает в себя:
щит управления котла Щ-К2 (Щ-ДЕ). Щит
комплектуется регуляторами, приборами и электроаппаратурой в соответствии с
заводской документацией;
щит контроля (щит КИП), который комплектуется
регистрирующими приборами, электроаппаратурой;
стойки приборные с установленными датчиками,
приборами, приборной обвязкой с запорной арматурой;
исполнительные механизмы с подставкой;
комплект отборных устройств для отбора импульса
по давлению пара, уровня воды в барабане котла, разрежения в топке, давления
воздуха в воздушном коробе;
сужающее устройство с уравнительными
конденсационными сосудами для измерения расхода пара;
уравнительную колонку для отбора сигнала по
измерению уровня воды в барабане котла;
разделительные сосуды для отбора импульсов по
давлению жидкого топлива на трубопроводах к котлоагрегату;
пакет импульсных труб Д14-22 мм для прокладки
импульсных линий;
запорную арматуру для установки на отборных
устройствах и импульсных линиях;
комплект показывающих приборов для измерения
давления, разряжения, напора, температуры.
Регулирующая, запорная и отсечная арматура,
устанавливается на газомазутных трубопроводах топливоподачи, к котлу
заказывается и поставляется заказчику заводами-изготовителями арматуры.
Технологический контроль.
Приборы теплотехнического контроля выбраны в
соответствии со следующими принципами:
параметры, наблюдение за которыми необходимо для
правильного ведения технологического процесса и осуществления предпусковых
операций, измеряются показывающими приборами;
параметры, учет которых необходим для
хозяйственных расчетов или анализа работы оборудования, контролируются
самопишущими или суммирующими приборами;
параметры, изменение которых может привести к
аварийному состоянию оборудования, контролируются сигнализирующими приборами.
В показывающих приборов в комплекте применены:
для измерения давления - манометры общепромышленного
применения типа МТ-1 (МТ-4),
напоромеры типа НМП-52-М1 (НМП-100),
тягонапоромеры типа ТМП-52 (ТМП-100);
для измерения температуры - термометры ртутные
стеклянные типа ТТ-1;
термометры показывающие типа ТГП-100ЭК;
милливольтметры типа Ш-4541/1 в комплекте с
термометром сопротивления.
В качестве регистрирующих приборов в комплекте
применяются:
для измерения и регистрации давления пара в
барабане котла (для котлов с производительностью 25 т/ч) вторичный прибор
РП-160 (КСУ-2) с входным сигналом 0 - 5 мА и с пределом измерения шкалы 0 -
100%;
для измерения и регистрации уровня в барабане
котла (для котлов с паропроизводительностью 25 т/ч) вторичный прибор КСД2-003
(КСД1) с входным сигналом 0 - 10 мГн и пределом измерения +315 мм;
для измерения и регистрации расхода пара -
вторичный прибор КСД-004 (КСД1) с входным сигналом 0 - 10 мГн и шкалой 0 -
100%;
для измерения и регистрации расхода пара
вторичный прибор КСД-003 с входным сигналом 0 - 10 мГн и шкалой 0 - 100%.
Регистрирующие вторичные приборы конструктивно
встроены в щит контроля (щит КИП), который, в зависимости от
паропроизводительности котлоагрегата делится на две модификации: щит КИП-1 для
котла паропроизводительностью 4 - 6,5 т/ч и щит КИП-2 для котлоагрегатов 25
т/ч.
Автоматическое регулирование.
Для регулирования и срабатывания защит
используется микропроцессорная система “Ремиконт Р-130”.
Для котлоагрегата предусмотрено автоматическое
регулирование уровня воды в барабане котла и регулирование процесса горения,
осуществляемое тремя регуляторами топлива, воздуха и разряжения.
Регулятор уровня воды в барабане котла
осуществляет ПИ-закон регулирования. Схема регулятора представляет собой
одноимпульсный регулятор, получающий сигнал от датчика уровня и осуществляющий
регулирующее воздействие на регулирующий орган подачи питательной воды в котел
через исполнительный механизм. Такие схемы регулирования применимы для
котлоагрегатов, работающих без резких колебаний нагрузки. В случае, когда
нагрузка на котлоагрегате переменная, необходимо применять трехимпульсную
систему регулирования с введением в регулятор дополнительных корректирующих
импульсов по расходу пара и расходу питательной воды.
Схема регулятора разряжения аналогична
одноимпульсному регулятору уровня с передачей регулирующего воздействия через
исполнительный механизм на направляющий аппарат дымососа.
Регулятор топлива предназначен для стабилизации
заданного давления пара в барабане котла по ПИ-закону регулирования. Схема
регулятора представляет собой одноименный регулятор давления, получающий
входной сигнал от датчика давления и осуществляющий регулирующее воздействие на
регулирующий орган подачи топлива (газа или мазута).
При применении в комплекте автоматики щита
управления Щ-ДЕ возможен переход регулирования с одного вида топлива на другой
посредством переключения органов ручного управления, расположенного на щите.
При изменении в комплекте щита управления Щ-К2 при переходе с одного вида
топлива на другой необходимо провести соответствующую перекоммуникацию
исполнительных механизмов на регулятор топлива.
Регулятор воздуха выполнен по принципу
соотношения “топливо - воздух”. Регулятор в комплекте с исполнительным
механизмом постоянной скорости осуществляет регулирование объекта по ПИ-закону.
Входными сигналами для регулятора являются: сигнал с датчика давления топлива
(газ или мазут) и сигнал с датчика давления (напора воздуха). Регулирующее
воздействие регулятор осуществляет на НАВ через исполнительный механизм.
В качестве датчиков в контурах регулирования
применены следующие приборы:
регулятор уровня - дифманометр мембранный типа
ДМ-3583М с перепадом давления Р=3,5 кПа;
регулятор топлива - манометр пружинный
электрический типа МПЭ-МИ с давлением Р=1,6 МПа и выходным сигналом 0 - 5 мА.
Для использования такого датчика в комплекте с регулятором Р 25.1.1 необходимо
подключить выходящие клеммы датчика к 11 и 12 клеммам регулятора через
шунтирующий резистор 78,7 Ом;
регулятор разряжения - дифманометр колокольный
типа Д КО-3702 с перепадом давления Р=160 Па;
регулятор воздуха - датчик давления воздуха
ДМ-3583М Р=6,3 кПа, при работе в комплекте регулятором Р 25.1.1 выходные клеммы
подключить к клеммам 13 и 14 регулятора. Датчик давления
топливо-газ-дифманометр ДМ-3583М Р=6,3 кПа; датчик давления
топливо-мазут-манометр пружинный типа МПЭ-МИ, входной сигнал - давление Р=2,5
МПа, выходной сигнал 0 - 5 мА. При работе этого датчика в комплекте с
регулятором Р 25.1.1 входные клеммы датчика присоединить к клеммам 11 и 12
регулятора через шунтирующий резистор 78,7 Ом.
В качестве регулирующих приборов в щитах
управления применимы приборы системы “контур-1”типа Р 25.1.1 (Щ-К2) или системы
“контур-2” РС 23.1.12 (Щ-ДЕ).
В качестве исполнительных механизмов применены:
направляющий аппарат дымососа и вентилятора
МЭО-250/25-0,25-У-87;
регулирующий орган на газопроводе к котлу
МЭО-40/25-0,25-У-82.
Для пуска и реверсирования электродвигателей
исполнительных механизмов применены магнитные пускатели типа МПЛ-11004В
(бесконтактные пускатели типа ПБР-2М или ПБР-3А).
Технологическая защита и блокировка.
Схема защиты котлоагрегата обеспечивает
отключение подачи топлива к горелке при:
понижении давления газа на газопроводе перед
горелкой;
понижении давления жидкого топлива на
мазутопроводе перед горелкой;
погасании факела запальника;
погасании факела основной горелки;
понижении давления воздуха перед горелкой;
уменьшении разряжения в топке;
отклонении уровня в барабане котла;
исчезновении напряжения в цепях защиты.
Схема защиты конструктивно собрана в щите
управления Щ-К2 (Щ-ДЕ) на релейных элементах.
В качестве датчиков защиты применены:
давления воздуха - датчик-реле напора ДН-40
(0,04 - 40 кПа);
давления газа - датчик-реле напора ДН-40;
давление жидкого топлива - электроконтактный
манометр ДМ-2010-СГ;
погасание факела запальника и основной горелки -
защитно-запальное устройство ЗЗУ-4;
разряжение в топке - датчик-реле ДНТ-100 (ДТ-2,5
или ДН-2,5);
отклонение уровня в барабане котла - электронный
регулятор-сигнализатор ЕСП-50.
Защита воздействует на отключение электромагнита
клапана-отсекателя типа ПКН при работе на газе или клапан ЗСК при работе на
мазуте.
Схема предусматривает следующие технологические
блокировки:
невозможность включения розжига котла при
первоначальном пуске котла или после срабатывания защиты без проведения
предварительной вентиляции топки в течении 10 мин;
невозможность работы вентилятора при отключенном
дымососе.
При применении в комплекте автоматики щита
управления Щ-К2, где отсутствует блокировка предварительной вентиляции топки.
Электрическая схема блокировки монтируется в щите контроля (щит КИП).
Сигнализация и управление.
Комплект автоматики обеспечивает технологическую
сигнализацию аварийных параметров котлоагрегата и служит для предупреждения
обслуживающего персонала путем выдачи светового и звукового сигнала.
Световая сигнализация размещена на щите
управления и горит до ликвидации нарушения параметра до нормы.
Звуковая сигнализация (общекотельная) снимается
дежурным персоналом.
Управление электроприводами дымососа,
вентилятора (для котлов с пароперегревателем - управление главной паровой
задвижкой), исполнительными механизмами НАВ, НАД, регулирующего клапана подачи
воды в котел, регулирующего клапана подачи жидкого топлива в форсунку,
регулирующей заслонки подачи газа к горелке осуществляется со щита управления.
10. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОКУПАЕМОСТИ МЕРОПРИЯТИЯ
Определим затраты на закупку мазута,
необходимого для выработки нужного количество тепла в летние месяцы, по
формуле:
где
количество мазута, необходимого для
выработки тепла в расчетный период, т;
- стоимость мазута (по данным
отдела МТС ЭК ОАО «Апатит» стоимость мазута на январь 2012 года составляет 11
350,92 руб/т (без НДС).
Количество мазута за требуемый
период берем из отчетов о работе котельной АНОФ-3 за соответствующие месяцы.
т,
т,
т.
Соответственно,
руб.
Как уже описывалось ранее, в летние
месяцы работа на низкой нагрузки чрезвычайно неэкономична: КПД котла снижается
до 75% [3].
Новый же котел ДЕ-25 имеет КПД 92%
[4].
КПД () - это отношение полезной работы к
затраченной работе:
В данном случае ,
следовательно, можно вычислить .
руб.
Теперь вычислим годовую
экономическую эффективность:
,
руб.
Срок окупаемости проекта будем
вычислять по формуле:
,
где
- инвестиционные расходы.
Инвестиционные расходы будут
включать:
. Проектные работы - 1 000 000 руб.
(по экспертной оценки).
. Закупка оборудования - 7 045 750
руб.
. Доставка, монтаж и наладка устанавливаемого
оборудования составляют около 60% от стоимости оборудования (по данным
представителя Бийского котельного завода), т.е.
7 045 7500,6 = 4 227 450 руб.
. Эксплуатационные затраты - 300 000
руб.
Итого, =1 000 000 +
8 313 985 + 4 988 391 = 14 302 376 руб.
года.
Ввиду того, что котел ДЕ
вырабатывает пар с теми же параметрами, что и котел ГМ, и отличается от него
только паропроизводительностью, то его можно использовать и в течении всего
года, например, для более гибкого регулирования теплопроизводительности в такие
месяца как апрель-май, октябрь-ноябрь. Следовательно, окупаемость наступит
раньше.
Преимущества котлов серии ДЕ.
• Надежность в эксплуатации и
повышенный ресурс.
• Высокий КПД - до 93%.
• Возможность работы котла
как в паровом, так и в водогрейном режиме.
• Котел транспортабелен,
поставляется на монтаж единым блоком, легко монтируется и подключается к
инженерным коммуникациям.
Так же котлы марки ДЕ хорошо
зарекомендовали себя при работе на других котельных ЦПС ЭК ОАО «Апатит»:
• на котельной Кировского
рудника установлено 6 паровых котлов: 4 котла ДЕ-25-14/225 и 2 котла
ДЕ-25-14/194;
• на котельной Восточного
рудника: 2 паровых котла ДЕ-25-14/194
• на котельной Центрального
рудника имеется 1 котел ДЕ-25-14/194.
Итого, уже 9 котлов данного завода
работают на котельных ЦПС ЭК ОАО «Апатит».
Соответственно, есть обученный
персонал - ремонтный персонал и оперативный персонал, имеющие опыт эксплуатации
и ремонта данного типа котлов.
Как уже говорилось выше, имеющиеся производственные
площади котельной АНОФ-3 позволяют установку данного котла ДЕ-25-14/250,
размеры которого:
длина 10195 мм
ширина 5210 мм
высота 6095 мм.
Так же имеются технологические
трубопроводы в месте установки нового котлагрегата. Это видно на схеме
компоновки котельной АНОФ-3 (Приложение 4).
ВЫВОДЫ
В ходе выполнения данной работы были
изучены особенности работы котельной АНОФ-3 в летний период, проведен анализ
работы котлоагрегатов и выявлена проблема в работе котлов ГМ-50-14/250.
Летом работает только один котел,
при этом его паропроизводительность опустилась с номинальной - 50 т/ч до
фактической - 20 т/ч. Работа в таком режиме имеет ряд существенных недостатков:
По требованиям безопасности
завода-изготовителя паропроизводительность котла должна регулироваться в
пределах от 100% до 70%, а в нашем случае получается всего 40% .
При низкой паропроизводительности
происходит быстрое засорение поверхностей нагрева и газоходов котлоагрегата и
ведет к повышенному коррозийному и температурному износу, что:
приводит к снижению межремонтных
интервалов,
преждевременному выводу оборудования
из строя
и необходимости их преждевременной
замены и необоснованных финансовых затрат.
Работа на такой нагрузки чрезвычайно
неэкономична: КПД котла снижается с 92% до 75-80%. Так же возрастает расход
мазута.
В данной работе было рассмотрено
предложение по обеспечению безопасной и экономичной работы котельной, а именно
предложен вариант установки в котельной АНОФ-3 еще одного парового котла
меньшей производительностью модульного исполнения ДЕ-25-14/250.
Имеющиеся производственные площади
котельной позволяют это сделать, необходимые коммуникации для обеспечения котла
питательной водой, топливом, а так же отвода пара имеются.
В экономической части была найдена
годовая экономическая эффективность установки нового котла меньшей
паропроизводительностью, которая составила руб. Также в работе приведена сумма
инвестиционных затрат = 14 302
376 руб. Рассчитан срок окупаемости проекта, который составил 3 года 8 месяцев.
Полученные в процессе написания
данной работы выводы позволяют утверждать о значительной экономической
эффективности установки нового котла ДЕ-25-14/250.
Выбранный котел позволит:
Летом работать безопасно и
экономично;
Данный котел имеет ряд преимуществ:
Компактный, легко монтируется и
имеющиеся производственные площади котельной позволяют это сделать,
Необходимые коммуникации для
обеспечения котла питательной водой, топливом, а так же отвода пара имеются.
Котлы такого типа имеются на других
котельных ЦПС ЭК ОАО «Апатит», соответственно, есть обученный персонал -
ремонтный персонал и оперативный персонал, имеющие опыт эксплуатации и ремонта
данного типа котлов.
Данный котел может работать как на
мазуте, так и на газе, поэтому в перспективе газификации региона, не
потребуется замены котлоагрегата при переходе на более экономичный вид топлива.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Соколов
Б. А. Котельные установки и их эксплуатация. - М.: Академия, 2007. - 432с.
Инструкция
по эксплуатации котла.- Министерство энергетического машиностроения,
ГМ-50-14/250 стр.55.
Эстёркин
Р.И. “Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование”, 1989 г.
Энергоатомиздат.
Режимные
карты котла ГМ-50-14/250.- ЦПС ЭК ОАО «Апатит».
URL: <#"705092.files/image076.gif">
Котлы на жидком и газообразном топливе от
Бийского котельного завода
Приложение 2
ОПРОСНЫЙ ЛИСТ
для подготовки коммерческого предложения на
поставку котлов
производства ОАО «Бийский котельный завод» и
работ по их реконструкции
№
|
Вопрос
|
Ответ
|
Примечание
|
Данные
о Заказчике:
|
1.1.
|
Дата
заполнения
|
|
|
1.2.
|
Организация-Заказчик
|
|
|
1.3.
|
Адрес
Заказчика
|
|
|
1.4.
|
Ответственное
лицо (ФИО, должность)
|
|
|
1.5.
|
Тел/факс,
e-mail
|
|
|
Данные
об объекте:
|
2.1.
|
Адрес
объекта
|
|
|
2.2.
|
Вид
работ
|
|
|
2.3.
|
Объем
работ, поручаемых исполнителю
|
проектирование
монтаж, пуско-наладка
|
|
Характеристики
оборудования:
|
3.1.
|
Назначение
котельной
|
горячее
водоснабжение отопление технология
|
|
3.2.
|
Вид
топлива
|
твердое
(каменный, бурый уголь) природный газ жидкое топливо (легкое) жидкое топливо
(тяжелое) иное
|
|
3.3.
|
Производительность
|
___________________
т пара/час
|
|
3.4.
|
Параметры
теплоносителя
|
пар
температура _____________ о С давление __________________ МПа
|
|
3.5.
|
Степень
автоматизации
|
автоматика
поставляется с котлом автоматика с котлом не поставляется
|
|
3.6.
|
Исходная
вода на входе в котел
|
температура
_____________ о С давление _____ __________ МПа
|
|
3.7.
|
Оборудование
котла
|
горелочное
устройство: отечественное импортное арматура: отечественная импортная
|
|
3.8.
|
Характеристики
топлива (сертификат приложить)
|
жидкое
топливо: марка калорийность ________________ ккал/кг
|
|
3.9.
|
Система
топливоподачи
|
мазутоподготовительное
оборудование (насосы, фильтры, подогреватели) в модуле, в отдельном
помещении
|
|
Приложение 3
Приложение 4