Спосіб продувки барабанних парогенераторів з двоступеневим упарюванням котлової води, які живляться конденсатом, на цукровому заводі

Реферат: Винахід належить до способів продувки барабанних парогенераторів з двоступеневим упарюванням котлової води при живленні їх конденсатами на цукровому заводі і може бути використаний в цукровій і інших промисловостях, в яких лужність котлової води визначається аміаком. Спосіб продувки барабанних парогенераторів з двоступеневим упарюванням котлової води, які живляться конденсатом, здійснюють шляхом періодичної продувки з нижніх колекторів екранів першого ступеня упарювання - барабана парогенератора та безперервної продувки другого ступеня упарювання - циклонів, із додаванням в живильну воду Na-катіонової води для збільшення лужності котлової води в другому ступені упарювання від рН=5,0-5,5 до рН=7,5-8,0. Безперервну продувку циклонів здійснюють в нижній колектор задньостельового екрана першого ступеня упарювання шляхом регулювання витрати котлової води через регулюючий клапан для забезпечення лужності котлової води в першому і другому ступенях упарювання рН = 7,58,0. Винахід забезпечує підвищення техніко-економічних показників роботи парогенераторів з двоступеневим упарюванням котлової води. UA 106085 C2 (12) UA 106085 C2 UA 106085 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до способів продувки барабанних парогенераторів з двоступеневим упарюванням котлової води при живленні їх конденсатами на цукровому заводі і може бути використаний в цукровій і інших промисловостях, де лужність конденсатів визначається аміаком. В даний час для впровадження розробленого ВНИСПОМ водного режиму в барабанних парогенераторах з двоступеневим упарюванням котлової води - живильну воду-конденсат спочатку подають в перший ступінь упарювання - барабан парогенератора з лужністю рН=9.510, в якому одночасно з упарюванням аміаку іде зниження лужності котлової води від комплексу органічних кислот, одержаних від розпаду при високій температурі незначної кількості цукру, який не визначається -нафтолом, і випарюється аміак, внаслідок чого лужність котлової води знижується до рН = 9,0-9,5. Частина цієї котлової води з барабана парогенератора по опускній трубі направляється на живлення другого ступеня упарювання циклонів, з яких необхідно вести безперервну продувку котлової води в сепаратор безперервної продувки, так як в другому ступені проходить додаткове упарювання аміаку і лужність котлової води знижується до рН = 5,0-5,5. Для цього потрібна додаткова кількість котлової води з барабана парогенератора, щоб лужність стала рН = 7,5-8,0. Крім того, в котлову воду-конденсат для підвищення її лужності додають ще хімочищену воду, виготовлену по схемі Naкатіонування. Це приводить до додаткового надходження котлової води з першого ступеня упарювання - барабана котла в другий ступінь упарювання - циклони і лужність котлової води в них збільшується до рН = 7,5-8,0. Для ліквідації вказаних недоліків пропонується з допомогою запропонованого способу продувку парогенератора проводити наступним чином: безперервну продувку котлової води з другого ступеня упарювання - циклонів з рН = 5,05,5 через регулятор направляти в нижній колектор задньостельового екрана першого ступеня упарювання, де лужність котлової води знаходиться в межах рН = 9,09,5 в такій кількості, щоб лужність котлової води як в першому, так і в другому ступенях упарювання складала рН = 7,58,0, а періодичну продувку вести тільки з нижніх колекторів екранів першого ступеня упарювання. Пару самовипаровування і конденсат після продувки необхідно використати для технологічних цілей. Це забезпечить оптимальний режим роботи парогенераторів (див. Режимну карту роботи парогенератора, вказану в Таблиці №1). Впровадження запропонованого способу в експлуатацію полягає в монтажі трубопроводів з регулятором для подачі котлової води з другого ступеня упарювання - циклонів в нижній колектор задньостельового екрана першого ступеня упарювання, вказаному на Фіг.1. В зв'язку з цим по вказаній інструкції, розробленій ВНИСПОМ, необхідно вести дві продувки: періодичну з першого ступеня упарювання - барабанів, і безперервну з другого ступеня упарювання - циклонів. Таке рішення приводить до: - витрат тепла в навколишнє середовище; - погіршується робота сепараційних пристроїв в парогенераторі; - збільшується вологість пари, що виходить з барабана парогенератора на пароперегрівач; - проходить відкладення накипу на поверхні нагріву пароперегрівачів; - заноситься відкладеннями проточна частина турбіни; - зменшується перегрів пари; - призводить до спінювання котлової води, що може визвати аварію турбіни; - виникає міжкристалічна корозія металу парогенератора; - експлуатується хімводоочистка з веденням аналізів; - неможливо забирати насичену пару з барабана котла на другий ступінь пароперегрівача; - збільшуються витрати конденсатів; - необхідна схема безперервної продувки для другого ступеня упарювання - циклонів; - збільшуються витрати електроенергії і холодної води. Як найближчий аналог винаходу прийнятий патент UA 80986 від 26 листопада 2007 року «Спосіб запобігання видалення накипу в парогенераторах малих потужностей, які живляться конденсатом». На Фіг.1 показаний парогенератор БМ-35/39 М із двоступеневим упарюванням котлової води, укомплектований за заявленим способом. В нього входять: барабан котла (перший ступінь упарювання) 1-1, циклони (другий ступінь упарювання) 1-2, відвідні труби з циклонів 1-3, опускні труби на циклони 1-4, колектори циклонів 1-5, вентиль для продувки циклонів в розширювач безперервної продувки 1-6, «Спосіб» для продувки циклонів в перший ступінь упарювання - нижній колектор задньостельового екрана 17, колектор першого ступеня упарювання задньостельового екрана 1-8, екрани першого ступеня упарювання 1-9, опускні труби першого ступеня упарювання 1-10, відбір проб котлової води 1 1 UA 106085 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 11, екрани другого ступеня упарювання 1-12, продувальне сопло Лаваля 1-13, труби для живлення циклонів 1-14, регулюючий клапан 1-15, вентиль до регулятора 1-16, вентиль після регулятора 1-17, обхідний вентиль 1-18, продувальний вентиль до сопла Лаваля 1-19, продувальний вентиль після сопла Лаваля 1-20. Поставлена задача вирішується тим, що в способі для продувки барабанних парогенераторів з двоступеневим упарюванням котлової води при живленні їх конденсатами періодична продувка проводиться з нижніх колекторів екранної поверхні нагріву першого ступеня упарювання в сепаратор періодичної продувки і неперервна продувка з циклонів (другого ступені упарювання) в сепаратор неперервної продувки з незначною добавкою в живильну воду Na-катіонової води для збільшення лужності котлової води в другому ступені упарювання від рН = 5,0-5,5 до рН = 7,5-8,0, який відрізняється тим, що безперервна продувка з циклонів (другого ступеня упарювання) проводиться в нижній колектор задньостельового екрана першого ступеня упарювання за допомогою регулятора в такій кількості, щоб лужність котлової води в першому і другому ступенях упарювання становила рН = 7,58,0. Парогенератори в ТЕЦ цукрового заводу живляться конденсатами, лужність яких визначається аміаком з рН = 9,510,0 в кількості 99,5 % і при необхідності використовується конденсат з бака накопичувача. Виходячи із вказаних обставин, в ТЕЦ заводу повинен працювати інженер по використанню конденсатів на цукровому заводі, який повинен бути підготовлений також по роботі на хімводоочистці. При роботі на конденсатах повинен вестись окремий журнал і складена схема по їх одержанню, збору і підготовці для живлення парогенераторів і технологічних цілей цукрового заводу. Коливання робочого рівня води в барабані повинно становить не більше 5 мм (див. Фіг. 2 і 3). Для цього на продувальних лініях необхідно установлюватися сопла Лаваля 8 мм (див. Фіг 4) і установлювати над опускними трубами протикавітаційні решітки по типу парогенераторів ДКВР-30-25-390 (див. Фіг. 6), схвалених Петроградським ВНПО-ЦКТИ. Для відбору проб котлової води необхідно застосовувати переносні холодильники, виконані із нержавіючої сталі (див. Фіг. 5). На Фіг. 2 показана діаграма роботи рівнеміра до наладки. Коливання рівня води при живленні парогенератора складе 1958 мм 2-1, коливання рівня води при продувці парогенератора складе 1859 мм 2-2, коливання рівня води при відсутності живлення і продувки 18,5 мм. На Фіг. 3 показана діаграма роботи рівнеміра після наладки. Після впровадження «Способу» і видалення всіх недоліків, впливаючих на показання роботи рівнеміра і вказаних в описі, коливання рівня води в парогенераторі склали 4,2 мм при нормі 5,0мм. На Фіг. 4 показано установку на продувальній лінії сопла Лаваля. Нижній колектор екранної поверхні нагріву 4-1, продувальний вентиль до сопла Лаваля 4-2, сопло Лаваля 4-3, продувальний вентиль після сопла Лаваля 4-4, два вентилі для відбору проб 12 мм Ру 40-5, гайка для закріплення холодильника 4-6. На Фіг. 5 показано переносний холодильник. Гайка для закріплення переносного холодильника 5-1, змійовик холодильника 5-2, підвід холодної води 5-3, відвід підігрітої води 54, відбір проб котлової води 5-5. На Фіг. 6 показана установка протикавітаційних решіток в парогенераторі ДКВР-30-25-390. Протикавітаційні решітки 6-1, барабан парогенератора 6-2, підвідні труби 6-3, відвідні труби 6-4, заспокійливі труби 6-5, робочий рівень води в барабані парогенератора 6-6, лаз 6-7, опускні труби 6-8. Регулювання живлення парогенератора повинно проводитися по трьох імпульсах: витраті пари, рівня води в барабані парогенератора і кількості живильної води, яка повинна бути на 5% більше витрат пари. З метою використання вторинних енергоресурсів, одержаних при продувках парогенераторів, розроблена спеціальна схема з метою використання для технологічних цілей, яку автор додає при впровадженні патенту. Схема узгоджена з Управлінням Держгірпромнагляду по Вінницькій області. В режимній карті роботи (див. Табл. 1) вказані всі необхідні дані для безаварійної роботи парогенератора, які підтверджені їх перевіркою в експлуатаційних умовах протягом довгого часу роботи. Пристрій працює наступним чином (див. Фіг.1). На парогенераторі при введенні його в експлуатацію включають регулюючий клапан 1-15 за допомогою відкриття вентилів 1-16 і 1-17. По даних аналізу котлової води на величину рН в першому і другому ступенях упарювання 2 UA 106085 C2 5 10 15 20 установлюють роботу регулятора 1-15. Вентиль 1-18 установлюють на випадок пошкодження регулятора 1-15 для його ремонту. Головним недоліком в цьому питанні є те, що на цукровому заводі при відсутності необхідних спеціалістів по використанню конденсатів, яких на заводі одержують 300 % до виробленої пари, повністю працює хімводоочистка. При впровадженні «Способу» буде одержаний економічний ефект за рахунок наступних показників: - відсутні витрати тепла в навколишнє середовище; - покращується робота сепараційних пристроїв і потужності парогенератора; - зменшиться вологість пари, що виходить з барабана парогенератора; - відсутність накипу на поверхнях нагріву пароперегрівачів; - відпадає занос проточної частини турбіни; - підвищується перегрів пари; - відсутні вспінювання котлової води; - відсутня міжкристалічна корозія металу; - не потрібна експлуатація хімводоочистки; - виникає можливість забору пари з барабана котла на другий ступінь поверхні нагріву пароперегрівача; - не потрібна схема безперервної продувки для другого ступеня упарювання; - зменшуються витрати електроенергії та холодної води; - зменшуються витрати конденсатів і цілий ряд інших причин. «Спосіб» може бути використаний як для працюючих, так і для знову установлених парогенераторів. Таблиця 1 Одиниця Факт, К-сть аналізів в Норма Примітка виміру показники зміну І. Живильна вода - конденсат 1. Прозорість 40 0,0 Періодично 1 раз на добу 2. Жорсткість мкг/екв.кг 10,0 2,0 Періодично 1 раз на добу 3. Вміст заліза мкг/кг 50 3,0-4,0 Періодично 1 раз на добу 4. Вміст кисню О2 мгк/кг 30 15-20 Періодично 1 раз на добу 5. Лужність при t=25 °C РН 9,5-10 9,5-10 Періодичну 1 раз на добу 6. Вміст масла 3 0,0 Періодично через кожні 5 хвилин чи Цукор-якісно 7. відсутній автоматично нафтол 8. Шлам відсутній II. Котлова вода - барабан, перший ступінь упарювання 1. Лужність при t=25 °C РН 7,5-8,0 7,5-8,0 Періодично 2 рази за зміну 2. Сухий залишок мг/кг 2000 500 Періодично 1 раз за зміну 3. Шлам відсутній III. Виносні циклони - другий ступінь упарювання 1. Лужність при t=25 °C РН 7,5-8,0 7,5-8,0 Періодично 2 рази за зміну і 2. Сухий залишок мг/кг 6000 2900 Періодично 1 раз на добу IV. Насичена пара з барабана котла При роботі на конденсатах контроль за вологістю насиченої пари з барабана котла виконується регіструючим, вказуючим і сигналізуючим приладом по температурі перегрітої пари, яка виходить з пароперегрівача. Коливання допускається 15 °С. V. Перегріта пара 1. Сухий залишок мг/кг 400 21 Періодично 1 раз на добу № пп Найменування показників 25 30 Примітка: По техніці безпеки проводиться перевірка працездатності продувальної арматури один раз на добу. Література: 1. Патент UA 80986 від 26 листопада 2007 року під назвою «Спосіб запобігання відкладення накипу в парогенераторах малих потужностей, які живляться конденсатом». Автор Савчук К.М. 2. Спосіб одобрений листом ЗАО «Энергомаш» (Бєлгород) БЗЕМ і дозволений до експлуатації. 3 UA 106085 C2 3. Инструкция по водохимическому режиму паровых котлов ТЭЦ и промышленных котельных свеклосахарных заводов, МПП СССР, НПО «Сахар», ВНИСП. - Киев, 1977. - С. 5169. 5 10 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб продувки барабанних парогенераторів з двоступеневим упарюванням котлової води, які живляться конденсатом, що здійснюють шляхом періодичної продувки з нижніх колекторів екранів першого ступеня упарювання - барабана парогенератора та безперервної продувки другого ступеня упарювання - циклонів із додаванням в живильну воду Na-катіонової води для збільшення лужності котлової води в другому ступені упарювання від рН=5,0-5,5 до рН=7,5-8,0, який відрізняється тим, що безперервну продувку циклонів здійснюють в нижній колектор задньостельового екрана першого ступеня упарювання шляхом регулювання витрати котлової води через регулюючий клапан для забезпечення лужності котлової води в першому і другому ступенях упарювання рН=7,58,0. 4 UA 106085 C2 5 UA 106085 C2 6 UA 106085 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7