Паропроводы котельной
1. Общее описание
предприятия, основного и вспомогательного оборудования КВД-1
трубопровод котел пароперегреватель
Производственное объединение
"Северное машиностроительное предприятие" - российское
машиностроительное предприятие оборонного комплекса, расположенное в городе
Северодвинске Архангельской области. Предприятие вело и ведёт успешное
строительство российских военных кораблей и атомных подводных лодок,
осуществляет ремонт крупных надводных кораблей для РФ и других стран (Индия,
Китай, Вьетнам), активно участвует в проектах по созданию российской морской
техники, российской нефтегазовой индустрии.
.1 Котельная высокого
давления
Котельная высокого давления (КВД)
включает в себя котлоагрегаты и все устройства необходимые для обеспечения
нормальной работы котлов.
Для производства перегретого пара в
котельной высокого давления установлены 3 водотрубных котла с естественной
циркуляцией типа КВ-76. Перегретый пар транспортируется по паропроводам на
набережную №1 "ПО "Севмаш".
1.2 Топливное хозяйство
Топливное хозяйство - это комплекс
технологически связанных устройств, механизмов и сооружений, служащих для
подготовки и подачи топлива в котельную. Комплекс выполняется в виде
непрерывной технологической линии, началом которой является
приемо-разгрузочное устройство, а концом - главное здание, куда подается
подготовленное топливо. Подача топлива совмещается с различными этапами его
подготовки, а также операциями складирования, взвешивания, отбора проб.
Совокупность всех операций именуется переработкой топлива.
Для подачи и подготовки топлива к
сжиганию предназначена топливная система парового котла с топочными
устройствами и воздухоподводящей системой. Топливная и воздухоподводящая
система парового котла показана на рисунке 1.
Рисунок 1 - Топливная и
воздухоподводящая система парового котла
Топливная система включает в себя
расходную цистерну 1, фильтры 2, 5 холодной и горячей очистки топлива,
подогреватели топлива 4, 6, шестеренчатый насос 3, забирающий топливо из расходной
цистерны и подающий его через фильтры, подогреватели к топочным устройствам
(форсункам) 8. Необходимый для сгорания топлива воздух подается в топку котла
котельным вентилятором 7. Образующиеся при сгорании топлива дымовые газы, отдав
теплоту в поверхностях нагрева котла 9, удаляются через газоход 10 в дымовую
трубу.
1.3 Котел типа КВ-76
Котел вертикально-водотрубный с
естественной циркуляцией воды, вертикальным двухколлекторным
пароперегревателем, с дутьём непосредственно в топку, с водяным плавниковым
экономайзером.
- Рабочее давление -
6,4 МПа
- Максимальная
температура пара на выходе - 450 оС
- Производительность
котла - 80 т/ч
Отопление котла двухстороннее, с
форсунками механического распыливания. Котельный агрегат состоит из
испарительной части (котла) и пароперегревателя, соединенных между собой
пароперепускной трубой и с компонованных совместно с топочной камерой в общем
обшивочном кожухе.
1.4 Устройство котла
КВ-76
Водотрубный котел с естественной
циркуляцией показан на рисунке 2
Рисунок 2 - Водотрубный котел с
естественной циркуляцией
- пароводяной коллектор; 2 -
опускные необогреваемые трубы; 3,7 - парообразующие трубы; 4 - топка котла; 5 -
топочное устройство; 6 - водяной коллектор; 8 - трубопровод к потребителю; 9 -
пучок труб пароперегревателя; 10 - направление движения газов в газоходе; 11 -
трубопровод питательной воды; 12 - трубопровод экономайзера; 13 - трубки
воздухоподогревателя; 14 - подвод воздуха к воздухоподогревателю; 15 - дымовая труба;
16 - подвод воздуха к топочному устройству; 17 - пароперепускная труба.
1.5 Принцип действия
котла
При факельном сжигании топлива
образуются продукты сгорания (дымовые газы), имеющие высокую температуру. В
топке передача теплоты парообразующим трубам осуществляется в основном тепловым
излучением от высокотемпературного факела, а в газоходе котла - тепловой
конвекцией от движущихся через основную и дополнительную поверхности нагрева
дымовых газов. Охлажденные дымовые газы поступают в дымовую трубу.
Питательная вода нагнетается
питательным насосом по трубопроводу 11 в экономайзер, где подогревается по
температуры на 20-30 оС ниже температуры кипения. Оттуда она
направляется в водную часть коллектора 1, смешивается с котловой водой и по
опускным трубам 2 движется к водяному коллектору 6, из которого поступает в
парообразующие трубы 3, 7. Ряд труб 3, защищающих от облучения факелом опускные
трубы 2, называется экраном. Первые ряды пучка 7 и экрана воспринимают теплоту
излучения газов в топке, а поверхности труб 7, 9, 12, 13 - теплоту,
передаваемую конвекцией от движущихся газов. Внутри труб 3 и 7 происходит
процесс парообразования, появившаяся при этом пароводяная смесь поступает в
коллектор 1. Образовавшийся в циркуляционном контуре пар, пройдя водяную часть
коллектора 1, скапливается в его паровой зоне, откуда по перепускной трубе 17
направляется в верхний коллектор пароперегревателя 9, а вода, смешиваясь с
питательной водой, вновь поступает по опускным трубам 2 к коллектору 6.
Вода и пароводяная смесь движутся по
замкнутому контуру: пароводяной коллектор - опускные трубы - водяной коллектор
- парообразующие трубы - пароводяной коллектор. Это движение происходит за
счет разности веса воды и пароводяной смеси в трубах и называется естественной
циркуляцией. Совокупность элементов котла, в которых осуществляется замкнутое
движение воды и пароводяной смеси, называют контуром циркуляции. У котла,
показанного на рисунке 2, только один контур циркуляции. Однако котлы могут
иметь несколько таких контуров.
В пароводяном коллекторе 1
циркуляционного контура котла размещаются сепарирующие устройства, поэтому пар,
направляемый в пароперегреватель, имеет степень сухости близкую к единице. В
пароперегревателе 9 пар подсушивается и перегревается. Перегретый пар через главный
стопорный клапан направляется к потребителю по трубопроводу 8.
1.6 Аварийная остановка
котла
Котел должен быть немедленно
остановлен и отключен действием защит или персоналом в случаях, предусмотренных
инструкцией, и в частности в случаях:
- обнаружения
неисправности предохранительного клапана
- если давление в
барабане котла поднялось выше разрешенного на 10%
- снижения уровня
воды ниже низшего допустимого уровня
- повышения уровня
воды выше допустимого уровня
- прекращения
действия всех питательных насосов
- прекращения
действия всех указателей уровня воды прямого действия
- если в основных
элементах котла (барабане, коллекторе, пароперепускных и водоопускных трубах,
паровых и питательных трубопроводах, трубной решетке, кожухе топки и т.д.)
будут обнаружены трещины, выпучины, пропуски в их сварных швах
- погасания факелов в
топке при камерном сжигании топлива
- повышения
температуры воды на выходе из водогрейного котла
- неисправности
автоматики безопасности
- возникновения в
котельной пожара, угрожающего обслуживающему персоналу
1.7 Пароперегреватели
Пароперегреватели служат для
перегрева пара, т. е. для получения пара, температура которого превышает
температуру насыщения при давлении в котле. Использование в энергетической
установке перегретого пара вместо насыщенного увеличивает КПД на 10-15%, а с
повышением температуры перегрева пара на 20-25 оС КПД установки
возрастает на 1-1,5%. Поэтому пароперегреватели являются обязательной составной
частью не только главных, но и вспомогательных котлов.
В пароперегревателе из пароводяного
коллектора поступает влажный насыщенный пар, который, проходя внутри труб,
омываемых дымовыми газами, сначала подсушивается, а затем перегревается. Для
большего перегрева пара пароперегреватели размещают в высокотемпературной зоне
газохода котла.
1.8 Водяные экономайзеры
Водяные экономайзеры предназначены
для подогрева питательной воды, поступающей в котел, теплотой дымовых газов. Их
устанавливают в низкотемпературной зоне котла. Подогрев воды в водяном
экономайзере на один градус вызывает охлаждение газов на 2,5 - 3 оС,
что способствует росту КПД котла. Кроме того, наличие водяного экономайзера
способствует снижению размеров парообразующей поверхности нагрева котла, его
массы и габаритов.
1.9 Воздухоподогреватели
Воздухоподогреватели применяют для
подогрева, поступающего от котельного вентилятора. В качестве горячего
теплоносителя используют дымовые газы, отработавший пар или воду. Подача в
топку горячего воздуха улучшает топочный процесс, способствует повышению температуры
газа в топке и газоходе котла. Использование воздухоподогревателей модет
увеличить КПД котла на 3-5%. Схема газового трубчатого воздухоподогревателя
изображена на рисунке 3.
Рисунок 3 - Конструктивная схема
газового трубчатого воздухоподогревателя
Дымовые газы 1 омывают трубы 5
изнутри, а воздух (стрелка 4) движется в межтрубном пространстве и омывает
трубы воздухоподогревателя снаружи. Трубы крепят к трубным решеткам 3 с помощью
сварки. Для обеспечения перемещения труб при тепловом расширении предусмотрена
установка компенсатора 2. При эксплуатации сажистые и золовые отложения в таких
воздухоподогревателях появляются на внутренней поверхности труб, которую
периодически очищают сажеобдувочными устройствами.
1.10 Опоры
Для установки и надежного
закрепления котла служат фундаменты. На фундаменты котел устанавливают на
опорах. Количество опор зависит от габаритов и массы котла. Одна опора делается
неподвижной, остальные - подвижными. Они обеспечивают свободу температурных
расширений котла.
2. Паропроводы
Водяной пар на судне предназначен
для различных целей. Например, в главных паросиловых установках он необходим
для работы главных тепловых двигателей - паровых турбин, а также для нагревания
воды, топлива и других сред в различных теплообменных аппаратах. На судах с
дизельными и газотурбинными установками пар нужен турбогенераторам,
вырабатывающим электроэнергию. Водяной пар в паровом котле образуется в
результате подвода теплоты к воде. Источником теплоты служат продукты сгорания
органического топлива. Паропроводы обеспечивают подачу пара высокого давления
для заказов на набережной № 1.
Технические данные паропроводов:
рабочее давление - 5,8 МПа
температура перегретого пара - до
440 оС
диаметр трубопроводов: Ду - 150,
Ду - 250
2.1 Подготовка к пуску
паропровода
Подготовка к пуску паропровода
осуществляется после получения сообщения и подтверждения от сдаточного о
готовности заказа к принятию пара.
До начала прогрева паропровода
персонал обязан:
- проверить состояние
и обеспечить полное открытие всей спускной арматуры (дренажи № 11 - 11г)
- проверить положение
всех запорных органов (задвижек и вентилей) на подлежащих прогреву участках
паропровода и привести их в состояние открытия или закрытия в соответствии с
программой пуска паропровода
- задвижки № 1, 1А,
2, 2А, 3, 5, 6, 7, 8, 8А, 9, 9А, 10, 13, а также воздушники № 12А-12Е должны
быть закрыты. Задвижка №4 должна быть открыта
- проверить наличие и
исправность контрольно измерительных приборов: манометров и термометров.
2.2 Прогрев и пуск
паропровода от КВД-1 до секции №17
Прогрев и пуск паропровода на всех
этапах относится к опасным работам и должен производиться по наряду -допуску,
выдаваемому мастером и в соответствии с данной инструкцией бригадой не менее
3-х человек, один из которых назначается исполнителем работ.
Паропровод прогревается в 3 этапа:
этап - участок паропровода внутри
КВД-1 от котла КВ-76 (№1 или №3) до задвижки 5, расположенной перед выходом
паропровода из котельной
этап - от задвижки 7 до задвижек 8,
10 подключательного пункта секции 17
После окончания прогрева всего
паропровода сообщить мастеру о готовности паропровода к пуску в работу. Для
поддержания заданной температуры пара на коллекторе подключательного пункта
секции №9 включить в работу охладительную установку, открыв клапан 13 на КВД-1.
После получения сообщения от сдаточного механика о готовности принять пар с
берега на заказ, по команде мастера открыть полностью главную задвижку (10,
10-А) на секции №9 и пустить паропровод в работу.
.3 Отключение
паропровода
Вывод паропровода из действия в
плановом режиме производится по распоряжению мастера
Парапровод отключать в следующем
порядке:
- закрыть главную
паровую задвижку (1, 1-А) на КВД-1
- после естественного
снижения в паропроводе давления до 0,1 МПа открыть все дренажные и байпасные
вентили (16) конденсационных горшков
- все дренажные
вентили (11 - 11Г) должны оставаться открытыми до следующего прогрева и пуска
паропровода
- закрыть задвижку 10
или 10-А
Паропровод должен быть немедленно
остановлен при обнаружении следующих неисправностей:
- гидроудары
- если давление в
паропроводе поднялось выше допустимого и не снижается, несмотря на все
принимаемые меры
- если возник дефект,
угрожающий безопасности эксплуатации паропровода (разрывы, трещины, свищи, сход
опор или защемление трубопровода в опорах)
- выход из строя
арматуры
- неисправность
манометров и невозможность определить давление по другим приборам
.4 Категории
трубопроводов
Категории и группы паропроводов
представлены в таблице 1
Таблица 1 - Категории и группы
паропроводов
Категория
трубопроводов
|
Группа
|
Рабочие параметры
среды
|
|
|
Температура, оС
|
Давление, МПа
|
I
|
1 2 3
4
|
Более 560 520 - 560
450 - 520 Менее 450
|
Не ограничено Не
ограничено Не ограничено Более 8,0
|
II
|
1 2
|
350 -
450 Менее 350
|
До 8,0 4,0 - 8,0
|
III
|
1 2
|
250 - 350 Менее 250
|
До 4,0 1,6 - 4,0
|
IV
|
|
115 - 250
|
0,07 - 1,6
|
Заключение
За время прохождения
производственной практики мною были рассмотрены следующие вопросы:
- приготовление воды
высокой чистоты
- приготовление
сорбентов
- техническое
обслуживание котла КВ-76
- подача пара на
заказ
Также я освоил и изучил назначение,
технические данные, принцип действия топливного хозяйства, цеха химводоочистки,
котла КВ-76, вспомогательного оборудования котла, испарителя ИСМ - 120. Изучил
правила безопасной эксплуатации паропроводов. Ознакомился с правилами техники
безопасности при работе на КВД-1 и на набережной предприятия.
Список использованных
источников
1 Волков Д. И., Сударев
Б. В. Судовые паровые котлы: Учебник. - Л.: Судостроение, 1988, 136 с.
Госгортехнадзор России,
Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды,
ПБ 10-573-03, 2003.
Теплотехнический
справочник. Под общ. ред. Т 34 В. Н. Юренева и П.Д. Лебедева. В 2-х т. Т. 2.
"Энергия" 1976.