Дипломная работа: Реконструкция котла - утилизатора КСТ-80

1.2.3 Технологическая схема УСТК

Установка сухого тушения кокса представляет собой сложный единый технологический агрегат, условно состоящий из двух основных частей:

1) тушильной камеры;

2) парового котла-утилизатора со вспомогательным оборудованием для очистки циркуляционных газов от угольной пыли (пылеосадительный бункер для очистки от крупных частиц, циклонов для очистки от мелких частиц), соединительных газоходов и вспомогательных тягодутьевых устройств (основного и вспомогательного дымососов).

Всего УСТК ОАО «Уральская Сталь» оснащено четырьмя агрегатами сухого тушения кокса.

Принцип работы установки сухого тушения кокса заключается в следующем:

1) через щель в нижней конической части сушильной камеры, заполненной горячим коксом, с помощью мельничного вентилятора ВМ-160/850 нагнетается инертный газ, смешанный с продуктами горения кокса (далее циркуляционный газ);

2) циркуляционный газ имеет следующие усредненные значения составных компонентов (данные из технологической инструкции):

3) газы, двигаясь на встречу загруженному сверху коксу, нагревается, одновременно его охлаждая;

4) нагретые газы выходят через верхние окна тушильной камеры и поступают в пылеосадительный бункер. За счет резкого изменения, объёма в бункере происходит выпадение крупных частиц кокса;

5) из пылеосадительного бункера циркуляционный газ поступает в котёл- утилизатор, где последовательно омывает поверхности нагрева котла (на котлах №1, 2, 3 - экранные испарительные трубки), пароперегреватель, испарительные секции, водяной экономайзер, проходя через которые охлаждается, передавая тепло воде, проходящей внутри труб поверхностей нагрева;

6) после котла-утилизатора циркуляционный газ проходит через газораспределительный короб, распределяется на два потока и по восходящим газоходам поступает на циклоны;

7) проходя через циклоны газ, очищенный от более мелких частиц угольной пыли, поступает в общий газоход и подводится на всас мельничного вентилятора;

8) за счет центробежной силы, создаваемой вентилятором, циркуляционный газ приобретает дополнительную энергию напора и вновь под давлением подаётся в нижнюю часть тушильной камеры;

9) для поддержания заданного количества инертного газа, недопущения подсосов кислорода из воздуха и восполнения утечек инертного газа через неплотности, свечи и др., на всас дутьевого вентилятора производится подача азота - из магистрального азотопровода;

10) осажденные в бункере и циклонах частицы коксовой пыли через систему мигалок сбрасываются в трубопровод гидрозолоудаления.

Здание котельной делится помещением щитов управления КИПиА и подстанцией на две части, в каждой из которой размещаются два котлоагрегата.

В служебном отделении УСТК располагается всё вспомогательное оборудование котельной: на первом этаже - питательные насосы, установка фосфатирования, щит управления питательной установкой; на втором этаже - расположены трубопроводы подвода химочищенной воды, теплообменник; на третьем этаже расположены деаэраторы, трубопроводы пара и воды, сепараторы непрерывной продувки.

1.2.4 Устройство и принцип работы циркуляционного насоса

Циркуляционный насос предназначен для принудительной циркуляции воды в водяном контуре котла-утилизатора.

Насос состоит из приводной и проточной частей. Приводная часть состоит из опорного кронштейна, в котором на подшипниках установлен вал насоса. Подшипники закрыты крышками. Проточная часть состоит из спирального корпуса, который крепится к фланцу опорного кронштейна, рабочего колеса, насаженного на конец вала, и всасывающего патрубка, присоединенного к спиральному корпусу.

Спиральный корпус служит для преобразования кинетической энергии жидкости после рабочего колеса в энергию давления. Насосы поставляются с напорным патрубком, направленным вертикально вверх.

Рабочее колесо служит для передачи механической энергии двигателя потоку жидкости. Оно выполнено из двух дисков соединенных лопатками; передний диск, с входным отверстием. Рабочее колесо имеет уплотняющий поясок, который в паре с уплотнительным кольцом, запрессованным во всасывающем патрубке, образует уплотнение, служащее для уменьшения перетока жидкости из области высокого давления в область низкого давления.

Всасывающий патрубок служит для подвода перекачиваемой жидкости к рабочему колесу. Он крепится к спиральному корпусу и является его причиной. На фланце патрубка имеется резьбовое отверстие для присоединения манометра, заглушаемое при поставке пробкой.

Сальниковое уплотнение насоса служит для уплотнения вала в месте выхода из корпуса и состоит из отдельных колец, установленных с относительным смещением разрезов по 120 градусов.

1.2.5 Технические параметры насоса НКУ-250

Основные технические параметры циркуляционных насосов приведены в таблице 4, данные приводятся на основе технологической инструкции, паспорта агрегата.

Таблица 4 - Техническая характеристика насоса НКУ-250

1.2.6 Технологическая схема работы деаэрационно-питательной установки (ДПУ) участка котлов-утилизаторов за УСТК

В ДПУ участка входят:

1) два деаэратора атмосферного типа с трубопроводами обвязки химочищенной воды, пара, сброса дренажных вод, устройств защиты (гидрозатворов) и охладителей выпара, включенных в тепловую схему деаэратора;

2) группа питательных насосов котлов-утилизаторов из четырех штук;

3) водоводяной кожухотрубчатый теплообменник;

4) сепараторы непрерывной продувки в количестве двух штук;

5) узлы ввода и разводки трубопроводов обвязки химочищенной, деаэрированной питательной воды, 7-ми и 16-ти атмосферного паропровода;

6) первичные приборы измерения и контроля, системы автоматического регулирования и управления технологическим процессом, и щитов управления КИПиА;

7) установка ввода дозирования корректирующих реагентов (фосфата) в питательную воду.

Химочищенная вода с химводоочистки №1 теплоэлектроцентрали, по двум трубопроводам поступает на ДПУ участка котлов-утилизаторов за УСТК, откуда через узел ввода через теплообменник, по двум ниткам подается на верхние сита деаэрационной колонки. Проходя деаэрационную колонку, деаэрированная вода накапливается в баке-аккумуляторе. Далее деаэрированная вода по сборным трубопроводам подаётся на кожухотрубчатый теплообменник, где происходит снижение её температуры до 70 ºС и далее по всасывающим трубопроводам подаётся на общий сборный коллектор деаэрированной воды и далее на всас питательных насосов. Группа питательных насосов обеспечивает подачу деаэрированной питательной воды по двум напорным трубопроводам с давлением 56-66 кгс/см2. Для поддержания требуемого давления в напорных трубопроводах, регулирование может осуществляться за счет включения дополнительного насоса, переходя с насоса большей производительности на насос с меньшей производительностью, а также за счет перепуска воды из напорных трубопроводов в безнапорную часть бака-аккумулятора деаэрационной установки по линии рециркуляции.

Для обеспечения процесса термической деаэрации (обескислороживания) в ДПУ подведены трубопроводы 7-ми, 16-ти атмосферного пара и сепарационного пара от сепараторов непрерывной продувки котлов. Основной подвод пара на деаэрацию осуществляется из магистрального паропровода 7-ми атмосферного пара. В качестве резервного, на ДПУ имеется подвод 16-ти атмосферного пара, взятый из паропровода котельной от котлов-утилизаторов за УСТК.

Загрязнённый кислородом пар (выпар) проходя через охладители выпара отдаёт тепло химочищенной воде, конденсируется и сбрасывается в канализацию. Для обеспечения режима пуска и остановки деаэраторов, а также для сброса выпара в случае необходимости отключения охладителя выпара или в случае его неисправности, предусмотрен прямой отвод выпара в атмосферу.

1.2.7 Устройство и принцип действия деаэратора

Деаэратор состоит из бака-аккумулятора, деаэрационной колонки, устройств защиты деаэратора от превышения давления пара и уровня воды.

В деаэрационной колонке применена двухступенчатая система деаэрации: первая ступень - струйная, вторая ступень - барботажная. Потоки воды, подлежащие деаэрации, подаются на верхнюю перфорированную тарелку. С неё вода стекает на расположенную ниже перепускную тарелку, откуда узким пучком струй увеличенного диаметра сливается на начальный участок непровального, барботажного листа. Затем вода проходит по барботажному листу в слое, обеспечиваемом переливным порогом, и через трубу самотеком сливается под уровень воды в бак-аккумулятор, после выдержки в котором отводится из деаэратора по трубе на питательные насосы.

В деаэратор предусмотрено три подвода пара:

1) через один пар поступает в верхнюю часть бака-аккумулятора, вентилирует паровой объём бака и попадает под барботажный лист. При увеличении тепловой нагрузки деаэратора срабатывает гидрозатвор пароперепускного устройства, через который избыточный пар перепускается в струйный отсек барботажного устройства третьей тарелки деаэрационной колонки;

2) часть пара подаётся по перфорированной трубе в деаэрационную колонку на дополнительное барботажное устройство, после которого пар также попадает в барботажный отсек;

3) подвод пара на барботажный подогрев в нижнюю часть бака-аккумулятора предназначен для прогрева деаэратора на предпусковых режимах работы, а также для догрева воды до необходимых параметров в баке-аккумуляторе;

4) парогазовая смесь отводится из деаэратора через патрубок отвода. В струях осуществляется подогрев воды до температуры близкой к температуре насыщения, удаления основной массы газов и конденсации большей части пара, подводимого в деаэратор, частичное выделение газов из воды в виде мелких пузырьков идет на тарелках. На барботажном листе осуществляется догрев воды до температуры насыщения с незначительной конденсацией пара и удаление микроскопических газов. Процесс дегазации завершается в деаэраторном баке, где происходит выделение из воды мелких пузырьков газов за счет отстоя.

1.2.8 Техническая характеристика деаэратора ДА-200

Техническая характеристика деаэраторов установленных на участке УСТК приведена в таблице 5, данные приводятся на основе технологической инструкции, паспорта агрегата.

Таблица 5 - Техническая характеристика деаэратора ДА-200

1.2.9 Устройство и принцип действия питательного насоса типа ПЭ

Выбор производительности и создаваемого напора насоса производится из расчета, номинальной потребности котлов-утилизаторов в питательной воде с запасом прочности не менее 10%, обеспечения требуемого давления на преодоление гидравлического сопротивления в трубопроводах и элементах, подъёма воды на высоту и преодоления избыточного давления в барабанах. Ротор насоса приводится в действие электродвигателем через упругую втулочно-пальцевую полумуфту.

Принцип действия питательного насоса типа ПЭ основан на действии центробежных сил. Вращаясь, рабочее колесо, сообщает круговое движение жидкости, находящейся между лопатками рабочего колеса. Вследствие возникающей при этом центробежной силы, жидкость от центра рабочего колеса перемещается к внешнему выходу, а освобождающееся пространство вновь заполняется жидкостью, поступающей из всасывающего трубопровода под действием атмосферного давления или подпора. Выйдя из рабочего колеса, жидкость поступает в каналы направляющего аппарата, а затем во второе рабочее колесо с давлением, созданным в первой ступени, оттуда жидкость поступает на третье колесо и т.д. Вышедшая из последнего рабочего колеса жидкость проходит через направляющий аппарат и поступает в напорный трубопровод.

Питательные насосы служат для подачи химически очищенной воды через экономайзер в барабан котла.

1.2.10 Техническая характеристика питательного насоса

Техническая характеристика питательных насосов ПЭ-100-53 и ПЭ-100-56 приведена в таблице 6, данные приводятся на основе технологической инструкции, паспорта агрегата.

Таблица 6 - Техническая характеристика питательных насосов

1.2.11 Устройство и принцип действия сепаратора непрерывной продувки

Для использования тепла продувочных вод на деаэрацию в ДПУ участка котлов-утилизаторов за УСТК установлены сепараторы непрерывной продувки с котлов-утилизаторов №1-4.

Сепаратор состоит из корпуса, улитки, пластинчатого каплеулавливателя, регулятора выхода продувочной воды, выхода отсепарированного пара, отвода к предохранительному клапану, водомерного стекла, трубопроводов отвода дренажей.

Принцип действия сепаратора основан на выделении пара и конденсата из продувочной эмульсии, удаляемой из котлов-утилизаторов с непрерывной продувкой, за счет резкого изменения (увеличения) объёма в расширителе (корпусе сепаратора) и соответственно падения давления подаваемой продувочной среды до давления в расширителе.

Продувочная вода с давлением равным давлению пара в барабане котла-утилизатора по общему коллектору продувочной воды поступает на вход продувочной воды в сепаратор. За счёт тангенциального расположения входа продувочной воды поток приобретает вращательное движение, за счёт чего происходит интенсивное разделение пароводяной эмульсии на пар и воду, имеющие различные значения плотности, у противоположных стенок улитки сепаратора. Проходя через щель в улитке, поток попадает во внутреннее пространство корпуса сепаратора (расширитель). За счет резкого изменения объёма, давление подаваемой воды падает и происходит вскипание перегретой воды.

Пар, отсепарированный в улитке, и пар выделившийся при вскипании жидкости поступает в верхнюю паровую часть сепаратора, проходят каплеуловитель, где освобождается от частичек воды захваченных потоком пара и далее по трубопроводу поступает на деаэрационную колонку. Вода поступает в нижнюю часть сепаратора, где с помощью поплавкового регулятора поддерживается нормальный уровень воды (нормальным считается уровень, колеблющийся в средней части водоуказательного стекла). Излишняя вода удаляется в канализацию.

В случае необходимости (при неисправности регулятора уровня, увеличения уровня воды в сепараторе выше допустимого и т. д.) вода может удаляться через дренаж в нижней части сепаратора.

1.3 Описание подсистем энергоносителей участка УСТК

1.3.1 Потребляемые энергоносители

Участок ЦТГС на УСТК потребляет:

1)  Химически очищенную воду, которая поступает с ТЭЦ ОАО «Уральская Сталь» по двум трубопроводам диаметром 219 мм, один из которых резервный. Температура химически очищенной воды порядка 30-40 °С. Количество химически очищенной воды полученной участком УСТК с ТЭЦ за 2006 год равно 503 364 тонны, что составляет 23,2% от всей химически очищенной воды полученной ЦТГС от ТЭЦ. Химически очищенная вода поступает в деаэраторы, а затем на питание котлов.

2)  Азот для восполнения инертного теплоносителя используемого для сухого тушения кокса. Азот поступает с кислородно-компрессорного цеха ОАО «Уральская Сталь» по трубопроводу диаметром 76 мм.

3)  Кислород и сжатый воздух. Диаметр кислородопровода 25 мм, диаметр воздухопровода 57 мм. Назначение этих энергоносителей - применение при проведении аварийно-восстановительных работ и планово-предупредительных ремонтов на участке.

4)  Техническую воду. Вода поступает из системы оборотного водоснабжения ОАО «Уральская Сталь», и применяется для охлаждения подшипников и сальников питательных и циркуляционных насосов.

5)  Питьевую воду.

1.3.2 Вырабатываемые энергоносители

Котлы-утилизаторы участка УСТК вырабатывают тепловую энергию в виде перегретого пара. Пар поступает на собственные нужды ОАО «Уральская Сталь». Перегретый пар по двум трубопроводам диаметром 159 мм поступает в общекомбинатовский 16-ти атмосферный паровой коллектор диаметром 219 мм.

Для примера приведены параметры пара, выработанного котлом-утилизатором №1 10 марта 2007 года:

1)  Средняя температура перегретого пара 380 °С.

2)  Среднее давление перегретого пара 12 атм (1,2 МПа).

3)  Среднечасовая выработка перегретого пара 27,2 тонны.

Далее приводится ведомость выработки (Таблица 7) перегретого пара котлами-утилизаторами участка УСТК и всем ЦТГС (включая пар СИО) за 2006 год.

Таблица 7 - Ведомость выработки пара

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13