Toplotni diagram kotlovnice z jeklom toplovodni kotli
Toplotni diagram kotlovnice z jeklenimi parnimi kotli
Toplotni diagrami kotlovskih naprav
Na sl. 53 prikazuje osnovni toplotni diagram ogrevalne in proizvodne kotlovnice s vodocevni kotli, delam naprej zaprt sistem oskrba s toploto. Toplotni krog je značilen za kotlovnice s kotli DKVR, KE, DE in drugimi srednjetlačnimi kotli, ki imajo predkotlovsko obdelavo vode.
riž. 53. Toplotni diagram kotlovnice z jeklenimi parnimi kotli:
1 – kotel; 2 – glavni parovod; 3 – redukcijska enota; 4 – parno-vodni grelnik; 5 – hladilnik kondenzata; 6 – skakalec; 7 – omrežna črpalka; 8 - rezervoar za kondenzat; 9 – črpalka kondenzata; 10 – ličilna črpalka; 11 – odzračevalnik; 12 – parna dovodna črpalka; 13 – dovodna črpalka na električni pogon; 14 – parni hladilnik; 15 – hladilnik splakovalne vode; 16 – HVO; 17 – grelnik surove vode; 18 – čistilni vodnjak; 19 – črpalka surove vode; 20 – separator s stalnim pihanjem; 21 – ekonomizator; 22, 23, 24 - ventil za zmanjšanje tlaka; 25 – parovod za lastne potrebe.
Para iz kotlov 1 vstopi v glavni parni vod 2, od koder se pošlje v proizvodnjo za ogrevanje vode. namestitev omrežja(SU).
Krmilni sistem je sestavljen iz grelnika pare in vode, hladilnika kondenzata 5 in omrežna črpalka 7 in reducirno enoto 3. Voda iz toplovodnega omrežja z projektna temperatura 70 0 C se najprej segreje s kondenzatom v hladilniku kondenzata, nato pa s paro v parno-vodnem grelniku in z izračunano temperaturo 130-150 0 C vstopi ogrevalno omrežje. Gibanje vode v ogrevalnem omrežju in skozi toplotne izmenjevalnike regulacijskega sistema izvaja omrežna črpalka 7.
Krmilna enota prejema paro iz enote za redukcijo tlaka, ki zmanjša tlak pare na 0,6-0,7 MPa in ga ohranja konstanten, ko se spremeni pretok pare. Da bi preprečili vstop pare v ogrevalno omrežje, ko se tlak v grelnih ceveh zmanjša, mora biti tlak pare 0,1-0,2 MPa nižji od tlaka dovodne vode.
Ko odda svojo toploto omrežni vodi, se para v napravi spremeni v kondenzat, ki ima tlak 0,6-0,7 MPa in temperaturo 160-165 0 C. Da preprečimo vrenje kondenzata v odzračevalniku 11, kondenzat se ohladi v 5 na temperaturo 80-90 0 C .Za zagotovitev zanesljivo delovanjeŠtevilo grelnikov pare in vode, hladilnikov kondenzata in omrežnih črpalk je predvideno vsaj dve za vsako vrsto opreme.
Kondenzat iz proizvodnje se vrne v posodo za kondenzat 8, od koder ga črpalka za kondenzat 9 dovaja v odzračevalnik.
Izgube vode v kotlovnici in toplovodnem omrežju se nadomeščajo z izvirsko vodo s črpalko19.
Pred vstopom v kotle surovo vodo zmehčana v filtrih za kemično obdelavo vode 16 (CWO) in osvobojena jedkih plinov v dovodnem odzračevalniku 11.
Da bi preprečili zamegljevanje cevovodov in opreme, se izvorna voda pred kemično obdelavo segreje s paro na 15-20 0 C v toplotnem izmenjevalniku 17.
V deaeratorju 11 se plini sproščajo iz vrele vode pri temperaturi 102-104 0 C in tlaku 0,12 MPa. Treba je omeniti, da se za ogrevanje vode uporablja para iz pomožnega parnega voda 25 s tlakom, ki ne presega 0,2 MPa.
Parni kotli se napajajo z vodo iz napeljave skupine, vključno z centrifugalne črpalke 13 z električnim pogonom in parnimi batnimi črpalkami 12. Črpalke črpajo vodo iz odzračevalnika in jo dovajajo v kotle preko individualnih ekonomizatorjev napajalne vode 21.
Ob prekinitvi napajanja kotlovnice se voda v kotle dovaja s pomočjo parne črpalke, kar je izrednega pomena za preprečitev odpovedi kotlov zaradi pregretja njihovih grelnih površin (za hlajenje kotlov).
Delovanje parnih kotlov spremlja neprekinjeno pihanje njihovi vrhunski bobni. Za zmanjšanje toplotnih izgub z vodo za izpihovanje se uporablja separator za izpihovanje 20 in hladilnik za izpihovanje 15, ki se vzdržuje na 0,17-0,2 MPa, kar je bistveno nižje od tlaka v kotlu. Zaradi tega kotlovna voda vre v separatorju in nastane para s tlakom 0,17-0,2 MPa in temperaturo 115-120 0 C. Para se odvaja v odzračevalnik, voda pa se ohladi na 60-40 0. C v toplotnem izmenjevalniku 7 in se odvaja v čistilni vodnjak 18. Sem prihaja tudi voda periodično čiščenje. Iz prepihavalnega vodnjaka se voda odvaja v kanalizacijo objekta. Temperatura odvedene vode je omejena z lokalnimi razmerami in praviloma ne sme presegati 60 0 C.
Jekleni toplovodni kotli delujejo na vodo, ki je bila kemično obdelana in odzračena. Zaradi pomanjkanja pare v kotlovnici se uporablja vakuumsko odzračevanje.
Za zaščito kotlov pred nizkotemperaturno plinsko korozijo se uporablja sistem recirkulacije omrežne vode okoli kotlov, ki zagotavlja segrevanje vode na vstopu v kotle na 70 - 100 0 C z mešanjem v povratno omrežno vodo. topla voda iz kotlov.
riž. 54. Toplotni diagram kotlovnice z jeklenimi toplovodnimi kotli:
1 – kotel; 2 – obtočna črpalka 3 – mostiček; 4 – dovodni cevovod; 5 – povratni cevovod; 7 – črpalka surove vode; 8 – grelec; 9 – HVO; 10 – grelec; 11 – odzračevalnik; 12 – pretočna črpalka; 13 – hranilnik; 14 – polnilna črpalka.
Kotli so priključeni vzporedno na dovodni 4 in povratni 5 vod ogrevalnega omrežja (slika 54). Ohlajeno vodo s temperaturo 70 0 C črpajo iz povratnega voda omrežne črpalke 6 in črpajo skozi kotle. Voda, ogreta v kotlih na temperaturo 150 0 C, se do porabnikov dovaja po dovodnem cevovodu. Ko se temperatura vode v povratnem omrežju zniža na vrednosti, pri katerih pride do nizkotemperaturne plinske korozije na zadnjih grelnih površinah kotlov, del tople vode z recirkulacijska črpalka 9 se dovaja do vhoda v kotle.
Za regulacijo temperature neposredne omrežne vode se uporablja obvodni vod 3, po katerem se ohlajena povratna omrežna voda meša v toplo vodo.
Pri velikih kotlih, na primer tipa PTVM, vsak kotel prejema vodo iz svoje omrežne črpalke in ima prilagojeni sistemi recikliranje in mešanje. V tem primeru se dodatno vgradi ena rezervna omrežna črpalka, ki je skupna vsem kotlom.
Izgube in puščanje vode iz ogrevalnega omrežja se kompenzirajo z zmehčano in odzračeno vodo, ki jo dovaja dopolnilna črpalka 14 v sesalni razdelilnik omrežnih črpalk.
Za pripravo dopolnilne vode se uporablja surova voda, ki jo črpalka 7 dovaja v kotlovnico. Pred filtri za mehčanje vode 9 in pred odzračevalnikom 11 se voda najprej segreje. topla voda iz kotlov v toplotnih izmenjevalnikih 8 in 10. V deaerator se dovaja kemično prečiščena voda, pregreta glede na temperaturo nasičenja v deaeratorju za 6 - 9 0 C, kar je izjemno pomembno za njeno intenzivno vrenje pri temperaturi 70 0 C pri tlak 0,03 MPa. Vakuum v odzračevalniku ustvarjajo vodni ejektorji.
Ko kotlovnica deluje odprt sistem oskrba s toploto v toplotni diagram rezervoarji so vključeni - hranilniki tople vode in črpalke črpajo odzračeno vodo v te rezervoarje.
Zelo pogosto se v kotlovnicah, ki uporabljajo kurilno olje, para, ki nastaja v kotlu, uporablja za segrevanje kurilnega olja in odzračevanje vode. parni kotli nameščeni v kotlovnicah. Uporaba pare omogoča večjo zanesljivost deaeratorjev in večjo intenzivnost ogrevanja kurilnega olja v primerjavi s toplo vodo, ki se uporablja za te namene.
17. Poraba goriva kotlovnic
17.1. Poraba goriva kotlovnic, ki delujejo na trda goriva
Skladiščenje in dobava premoga v kotlovnico. Premog se v dobavno skladišče dostavi po železnici oz s cestnim prevozom. V skladišču se premog skladišči v skladovnicah, katerih višina je odvisna od vrste premoga. Za črni premog je višina skladov omejena na 6–7 metrov. Premog, ki je nagnjen k samovžigu, se skladišči v skladovnicah, ki niso višje od 4 m. Za boj proti požarom so skladišča opremljena z gasilno opremo.
Dovod premoga v kotlovnico in v kotle je odvisen od načina kurjenja premoga in se izvaja ročno (vozički, samokolnice, vozički) ali z uporabo različnih mehanizmov (viličarji, buldožerji, transportni trakovi, dvigala itd.).
Kotli s polmehanskimi in mehanskimi kurišči so opremljeni s posameznimi bunkerji, iz katerih se premog dovaja do metalcev premoga v kurišče. Premog se v bunkerje v večini primerov dostavlja z dvigalom z vedri (slika 55).
riž. 55. Diagram oskrbe z gorivom z dvigalom žlice:
1 – drobilnik; 2 – zajemalka; 3 – navpična vodila; 4 – vodoravna vodila; 5 – prekucniki žlice; 10 – vitel.
Lonček 2 je nameščen na vozičku, ki se premika po tirnicah s pomočjo vlečne vrvi in električnega vitla 10. Lonček je napolnjen z zdrobljenim premogom, ki prihaja iz drobilnice 1, se dvigne do nivoja lijakov kotla in se premika po vodoravnih vodilih 4 do ustrezni zalogovnik kotla. Žlico razložimo v bunker tako, da jo prevrnemo. Prostornina lonca je 0,5 - 1,5 m 3, prostornina lijaka kotla pa je zasnovana za dobavo premoga za 10 - 18 ur delovanja.
Uporabljajo se tudi sistemi za dovod goriva s tračnimi transporterji.
Farma kurilnega olja sestoji iz skladišča in sistema za dovod kurilnega olja do šob. Kurilno olje prihaja v skladišče v avtomobilskih ali železniških cisternah in se odvaja v sprejemni rezervoar 3 (slika 57). Za ogrevanje kurilnega olja v železniških cisternah se uporablja para, ki se preko grelne naprave neposredno vnaša v prostornino kurilnega olja. Temperatura ogrevanja kurilnega olja je odvisna od njegove znamke in je 30-40 0 C. Iz sprejemnega rezervoarja se kurilno olje črpa v rezervoarje 5 skladišča goriva, opremljenega s parnim ogrevanjem.
Sl.57. Diagram glavnega kroženja naprave za kurilno olje:
1 – železniška cisterna; 2 – odtočni pladenj; 3 – sprejemna posoda; 4 – pretočne črpalke; 5 – rezervoarji za shranjevanje goriva; 6 – prezračevalne cevi rezervoarji; 7 – filter grobo čiščenje; 10 – črpalke za gorivo; 11- obvodna linija; 12- grelec; 13 – filter fino čiščenje; 14 – tlačni vod; 15 – povratni vod; 16 – obvodni ventili; 17 – kotlovske šobe; 18 - kotli
Kurilno olje se v injektorje 17 dovaja z shema kroženja, ko se v kotle dovede več kurilnega olja, kot ga zgori, odvečno kurilno olje pa se vrne nazaj v rezervoarje. Nenehno gibanje kurilnega olja po vseh cevovodih za kurilno olje odpravlja strjevanje kurilnega olja na začasno nedelujočih odsekih cevovodov za kurilno olje in zagotavlja hitro aktiviranje rezervnih kotlov. Istočasno tok vročega kurilnega olja, ki se vrača v rezervoar, intenzivno segreva kurilno olje in razjeda dno v rezervoarju.
Na poti do šob se kurilno olje v grelniku 12 segreje na temperaturo, ki je izjemno pomembna za kakovostno razprševanje. Ob upoštevanju odvisnosti od vrste kurilnega olja ta temperatura doseže 80 - 120 0 C. Da bi se izognili zamašitvi šob, se kurilno olje očisti mehanskih nečistoč v grobih 7 in finih 13 filtrih. Filtri so enako oblikovani in se med seboj razlikujejo po velikosti očes filtrske mrežice.
Za črpanje kurilnega olja in njegovo dovajanje v šobe se uporabljajo zobniške, rotacijske in kamnite črpalke. Črpalke so skupaj z grelci in filtri kurilnega olja nameščene v ločenem objektu, imenovanem črpalnica kurilnega olja.
Termoelektrarne se oskrbujejo s plinom iz plinskih distribucijskih postaj (GRP) prek plinskih distribucijskih točk (GRP) (slika 5.1.). Slednje skupaj s plinovodnim sistemom sestavljajo oskrbo termoelektrarn s plinom. V kondenzacijskih elektrarnah na plinsko olje z močjo do 1200 MW in termoelektrarnah na plinsko olje s pretokom pare do 4000 t/h je lahko ena enota za hidravlično lomljenje, v drugih elektrarnah pa njihovo število. morata biti vsaj dva. Produktivnost hidravličnega lomljenja v elektrarnah, kjer je plinsko gorivo glavno gorivo, se izračuna na največji pretok plin pri vseh delujočih kotlih, pri elektrarnah, ki kurijo plin sezonsko - glede na porabo plina za poletni način Hidravlično lomljenje je nameščeno ločene zgradbe ali pod nadstreški v prostorih elektrarne. Plin se dovaja v vsako enoto za hidravlično lomljenje po enem plinovodu (brez rezerve) iz elektrarne GDS, ki se nahaja zunaj ozemlja. Tlak plina pred hidravličnim lomljenjem je 0,6--1,1 MPa, po hidravličnem lomljenju pa se določi njegova zahtevana vrednost. zaradi izgube tlaka v kotlu, ki je najbolj oddaljen od hidravličnega lomljenja, in zahtevanega tlaka plina pred gorilniki in je običajno 0,13-- 0,2 MPa.
riž. 5.1.
jaz-- zaporni ventil, 2 - merilnik pretoka, 3 - filter, 4 - regulator tlaka, 5 - varnostni ventil, 6 - obvodni vod, 7 - regulator pretoka plina; 8 - impulzni zaporni ventil, 9 - vtični ventil.
Enota za hidravlično lomljenje ima delujoče plinovode, nizkopretočne vode, ki se vklopijo ob nizki porabi plina, in rezervni vod z ročno upravljanje okovje. Na delujoče navoje in navoje z nizkim pretokom namestite avtomatski regulatorji tlačni in zaščitni regulatorji, ki delujejo po principu "po". Zaščitni regulatorji so nastavljeni na visok krvni tlak v primerjavi z delovnim in pri delu v konstrukcijskem območju so popolnoma odprti
Znotraj območja distribucije plina in do kotlov so plinovodi položeni nad zemljo. Dovod plina iz vsake distribucijske enote plina v glavno kotlovnico in od nje do kotlov ni rezerviran in se lahko izvede kot enoten vod. Plin razdelilni razdelilnik kotli so položeni izven objekta kotlovnice.
Pri polnjenju s plinom je treba plinovode prepihati skozi razelektritvene sveče, dokler ni izpodrinjen ves zrak, pri praznjenju pa jih je treba prepihati z zrakom, dokler ni izpodrinjen ves plin. Te zahteve so posledica dejstva, da pri volumski koncentraciji zemeljski plin v zraku 0,05--0,15 (5--15%) nastane eksplozivna mešanica iz izpušnih sveč, plin se sprošča na mesta, od koder ne more priti v zgradbe in kjer je izključena možnost njegovega vžiga iz katerega koli vira ognja. . Na plinovodih se vgrajujejo samo jeklene armature.
Farma kurilnega olja
Kurilno olje se v termoelektrarne dobavlja predvsem po železnica(v nekaterih primerih - po vodi in po cevovodih).
Glavni elementi objekta za kurilno olje so sprejemna in odvodna naprava, skladišče za kurilno olje, črpališče za kurilno olje, naprave za vnos tekočih dodatkov, cevovodi in armature. Na sliki 5.2. prikazuje shematski diagram ekonomičnosti kurilnega olja termoelektrarne.
Za ogrevanje in odtok kurilnega olja iz rezervoarjev se lahko uporabljajo tako odtočne regale z ogrevanjem kurilnega olja z "odprto" paro ali vročim kurilnim oljem kot zaprte odtočne naprave - rastlinjaki. odtočna naprava izbrani na podlagi tehničnega in ekonomskega izračuna.
Segreto kurilno olje se odvaja iz rezervoarjev v medtirne pladnje, izdelane z naklonom najmanj 1%, in vzdolž njih se pošlje v sprejemni rezervoar, pred katerim je treba namestiti grobo filtrirno mrežo in vodno tesnilo. Cevi za paro so položene na dno pladnjev.
Sprejemno-odtočna naprava je predvidena za sprejem rezervoarjev nosilnosti 50, 60 in 120 ton. Dolžina razkladalne fronte glavnega objekta kurilnega olja je projektirana ob upoštevanju predvidene dnevne porabe kurilnega olja ( 20-urna poraba vseh energetskih kotlov postaje pri njihovi nazivni produktivnosti in 24-urna poraba vseh toplovodnih kotlov pri pokrivanju toplotnih obremenitev za povprečno temperaturo najhladnejšega meseca). Čas ogrevanja in praznjenja ene stopnje ne sme biti daljši od 9 ur. Predvideva se tudi, da se kurilno olje dobavlja s cisternami z ocenjeno nosilnostjo 60 ton, pri normativu teže železniške proge, s koeficientom neenakosti dobave. od 1.2. Sprejemljiva dolžina razkladalne fronte mora biti najmanj 1/3 dolžine poti. Za zagonske objekte na kurilno olje elektrarn s skupno zmogljivostjo kotla do 8000 t / h se predvideva razkladalna dolžina 100 m, za večjo produktivnost kotla pa 200 m.
Kapaciteta sprejemne cisterne glavnega objekta kurilnega olja mora znašati najmanj 20 % prostornine rezervoarjev, nameščenih za razkladanje. Iz sprejemnega rezervoarja se črpa kurilno olje potopni tip v skladišču kurilnega olja. Kurilno olje, iztočeno iz rezervoarjev, nameščenih za razkladanje, je treba prečrpati v največ 5 urah. V industriji glavnega kurilnega olja so pretočne črpalke nameščene z rezervo. V sektorju kurilnega olja mora biti sprejemna zmogljivost najmanj 120 m 3 črpalke za izčrpavanje niso rezervirane.
Iz rafinerije se kurilno olje po enem cevovodu dobavlja v oljne objekte termoelektrarne. V nekaterih primerih, kadar je to upravičeno, oskrba po dveh cevovodih s prepustnost vsak od njih, enak 50 % največje urne porabe goriva pri nazivni moči kotlov.
Glede na vrsto objekta za kurilno olje se predpostavlja, da je zmogljivost skladišča za kurilno olje (brez državnih rezerv) naslednja:
riž. 5.2.
1 -- rezervoar; 2 -- pladenj sprejemne in odtočne naprave; 3 -- filtrirna mreža; 4 -- sprejemni rezervoar: 5 -- potopna pretočna črpalka; 6 - glavni rezervoar; 7 - prva dvižna črpalka; 8 -- glavni grelnik kurilnega olja; 9-- fini filter kurilnega olja; 10 -- druga dvižna črpalka; 11 -- krmilni ventil za dovod kurilnega olja v gorilnike; 12- obtočna črpalka; 13 -- filter za čiščenje rezervoarja; 14 -- grelnik kurilnega olja za recirkulacijo glavnega rezervoarja; 15 - grelnik kurilnega olja za recirkulacijo sprejemnega rezervoarja in pladnja.
Naravna poraba goriva pri nazivni obremenitvi:
M 3 kjer je poraba goriva za 10 dni za energetske kotle med njihovim 20-urnim delovanjem; t/m 3 - gostota kurilnega olja.
Izberemo 2 rezervoarja s prostornino 25.000 m3.
V elektrarnah se gradijo tako kovinski nadzemni kot tudi armiranobetonski rezervoarji obloženi z zemljo. Na območjih s povprečno letno temperaturo +9°C in nižje so kovinski rezervoarji za kurilno olje toplotno izolirani.
Kurilno olje v rezervoarjih za kurilno olje se segreva s kroženjem v ločenem, temu namenjenem krogu. Možna je uporaba lokalnih parnih ogrevalnih naprav. V cirkulacijskem ogrevalnem krogu kurilnega olja sta predvidena ena rezervna črpalka in en grelec. Oskrba z obtočno toplotno črpalko mora zagotavljati pripravo kurilnega olja v rezervoarjih za nemoteno oskrbo kotlovnice.
Temperatura kurilnega olja v sprejemnih rezervoarjih in rezervoarjih za kurilno olje nad 90 °C ni dovoljena. Ta omejitev je posledica dejstva, da z več visoka temperatura voda v kurilnem olju zavre (pri 100°C) s tvorbo vodno kurilne pene, pride do intenzivne sedimentacije vode, povečajo se izgube zaradi izhlapevanja lahkih frakcij. Optimalno za kurilno olje razreda 40 delovna temperatura skladiščenje 50--60°C, za kurilno olje razreda 100 - temperatura 60--70°C.
V glavnih in začetnih napravah za kurilno olje je shema dovoda kurilnega olja v kotlovnico lahko eno- ali dvostopenjska, odvisno od zahtevanega tlaka pred šobami. Število črpalk za kurilno olje v vsaki stopnji glavnega sistema za kurilno olje mora biti najmanj štiri (vključno z eno rezervo in eno popravilo). Oprema glavnega objekta za kurilno olje mora zagotoviti. neprekinjeno dovajanje kurilnega olja v kotlovnico, ko vsi delujoči kotli delujejo z nazivno močjo.
Glavno črpališče kurilnega olja je opremljeno z enim rezervnim grelnikom in finim filtrom. Krog črpanja kurilnega olja mora omogočati delovanje katerega koli grelnika in filtra s katerokoli črpalko I. in II.
Kurilno olje iz glavne kurilne naprave se v kotle dovaja po dveh glavnih vodih, ki sta predvideni za 75 % nazivne zmogljivosti z upoštevanjem recirkulacije. Iz toplarne na kurilno olje kurilno olje vstopi v kotlovnico po enem cevovodu, katerega pretok je izbran ob upoštevanju skupnega števila in moči agregatov (agregatov) v elektrarni in njegovega načina delovanja v elektroenergetskem sistemu. Pri tem obremenitev sočasno kurjenih kotlov ne sme presegati 30 % njihove nazivne moči, število takšnih kotlov v termoelektrarni pa ne sme presegati dveh največjih kotlov.
Kroženje kurilnega olja mora biti zagotovljeno v glavnih cevovodih kurilnega olja kotlovnice in v odcepih do posameznega kotla. V ta namen je predviden cevovod za reciklažo kurilnega olja od kotlovnice do objekta kurilnega olja. Napajanje glavnih črpalk kurilnega olja z namenskim ogrevalnim krogom je izbrano ob upoštevanju dodatne porabe kurilnega olja za recirkulacijo v povratnem vodu pri najmanjših dovoljenih vrtljajih.
Polaganje cevovodov za kurilno olje je običajno nadzemno. Položeni cevovodi za kurilno olje na prostem in v hladilnicah morajo imeti parne ali druge ogrevalne satelite v skupni izolaciji. Na vhodih glavnih cevovodov kurilnega olja v kotlovnico, kot tudi na zavojih do posameznega kotla, zaporni ventili z oddaljenimi električnimi in mehanskimi pogoni, nameščenimi na mestih, primernih za vzdrževanje.
Za izklopi v sili Zaporni ventili morajo biti nameščeni na sesalnih in tlačnih cevovodih kurilnega olja na razdalji 10-50 m od črpališča kurilnega olja.
Glavni namen kurilnega olja v termoelektrarni ali kotlovnici je zagotoviti nemoteno oskrbo kotlov s segretim in filtriranim kurilnim oljem v zahtevani količini ter z ustreznim tlakom in viskoznostjo. Zahtevano količino kurilnega olja določa obremenitev kotlov. Tlak v dovodnih ceveh kurilnega olja in njegova viskoznost določajo načini šob.
Kotlovnice na kurilno olje delujejo zelo redko (v obdobjih omejene porabe plinskega goriva), zato je njegova obnova potrebna dolgo časa. pri dolgoročno skladiščenje kurilno olje postopoma slabša svojo kakovost in povzroča dodatne tehnične težave obratovalnemu osebju.
Ker je kurilno olje precej drago, velike elektrarne delujejo na plin, kot rezerva pa se uporablja tekoče gorivo - kurilno olje. Režim obratovanja objekta na kurilno olje je predviden kot način zagona v sili, ko je dobava plina omejena, med izrednimi razmerami na plinska oprema Kotli so kurjeni na kurilno olje.
Objekt za kurilno olje je namenjen za naslednja dela:
prevzem železniških cistern s kurilnim oljem;
ogrevanje cistern;
izčrpavanje kurilnega olja iz rezervoarjev;
skladiščenje kurilnega olja v rezervoarjih;
priprava in predelava kurilnega olja pred dovajanjem v črpalke in šobe;
obračun porabljenega kurilnega olja;
Naprava na kurilno olje lahko deluje na dva načina - v hladni ali topli rezervi.
Hladna rezerva- to je, ko se črpalna oprema za kurilno olje ustavi in samo, odvisno od trajanja izpada, se občasno vklopi notranji obtočni krog, da se temperatura v rezervoarjih za kurilno olje vzdržuje v območju od 300 C do 800 C.
Vroča pripravljenost- cevovodi za kurilno olje so napolnjeni s kurilnim oljem in poteka stalen pretok kurilnega olja, segretega na T = 750 do 800 C skozi glavni tlačni mazutovod, mazutni obroč kotlovnice in recirkulacijski (povratni) cevovod. , odvisno od izbrane sheme.
Izbira sheme oskrbe s kurilnim oljem za kotlovnico je odvisna od številnih lokalnih pogojev: topografije ozemlja, prostornine rezervoarjev, načina dovajanja kurilnega olja iz skladišča goriva do šob kotlovnice in drugi.
Pri segrevanju kurilnega olja v odprtem dovodnem rezervoarju, da preprečimo penjenje, njegova temperatura ne sme preseči 90C. Ogrevanje kurilnega olja, ki se dovaja v šobe, se izvaja v ločenih grelcih. Praviloma je priporočljivo dovajanje goriva iz rezervoarjev v injektorje z neprekinjenim kroženjem kurilnega olja. V tem primeru se del kurilnega olja, najmanj 50% porabe za vse delujoče kotle, vrača v rezervoarje in služi za ogrevanje kurilnega olja v njih.
Farme na kurilno olje se razlikujejo po načinu dostave goriva.
Razvrstitev farm olja po namenu.
Glavni objekti na kurilno olje so zgrajeni v termoelektrarnah, pri katerih je kurilno olje glavno gorivo, v obdobjih sezonskega presežka pa plin kot vmesno gorivo.
Rezerva nastaja v termoelektrarnah, kjer je glavno gorivo plin, v obdobjih njegove odsotnosti (običajno pozimi) pa se kuri kurilno olje.
Zasilna oskrba s kurilnim oljem je zagotovljena na postajah, kjer je glavno in edino gorivo plin, kurilno olje pa se uporablja le v primeru nujne prekinitve njegove oskrbe.
Naprave za kurilno olje so na voljo v vseh elektrarnah na trda goriva. komorna metoda goreče. Kurilno olje se uporablja za vžig in prižig bakle v kotlovskih pečeh. V primeru vgradnje plinsko-oljnih vršnih toplovodnih kotlov na tovrstne elektrarne se njihove naprave na kurilno olje kombinirajo s kurilno. V termoelektrarnah se uporabljajo tri sheme za dovajanje tekočega goriva v injektorje:
Slepi, obtočni in kombinirani.
Shema kurilnega olja z nadzemnim skladiščem kurilnega olja:
1-železniška cisterna; 2-nadvoz; 3-vratni odtočni pladenj; 4-odtočni žleb; 5-odvodna cev; 6-sprejemna zmogljivost; 7-skladiščenje goriva; 8, 11 - fini filtri; 9, 12 črpalk; 10-grobi filter; 13-grelec; 14-gorilni kotli; 15-recirkulacijska linija.
Iz železniških cistern 1, ki se nahajajo pri odvajanju na nadvozu 2, kurilno olje skozi prenosni odtočni pladenj 3 vstopi v odtočno žleb 4 in nato skozi odvodno cev 5 v sprejemni rezervoar 6. Iz njega se kurilno olje dovaja skozi cevovodi za kurilno olje do grobega filtra 10 in s črpalkami 9 skozi filtre 8 se črpajo s čistilno dirko v rezervoar za kurilno olje 7. Iz rezervoarja za kurilno olje preko finih filtrov 11 in grelnikov 13 se črpalke 12 kurilno olje dovajajo v gorilniki 14 kotlovskih enot. Del segretega kurilnega olja se po recirkulacijskem vodu /5 pošlje v zalogovnik kurilnega olja, da se tam nahaja kurilno olje. Recirkulacija kurilnega olja je namenjena preprečevanju strjevanja kurilnega olja v cevovodih, ko se njegova poraba zmanjša ali ustavi. Pri odvajanju iz železniške cisterne se kurilno olje pod vplivom težnosti premika po odprtih koritih (žlebih) v sprejemne cisterne. Cevi za paro so položene vzdolž dna pladnjev. Kurilno olje se iz rezervoarjev odvaja skozi spodnjo odtočno napravo v medtične žlebove. Kurilno olje iz sprejemnih rezervoarjev se črpa potopno oljne črpalke v glavne skladiščne rezervoarje. Ogrevanje kurilnega olja v sprejemnih in glavnih rezervoarjih na 70 °C se običajno izvaja s površinskimi cevnimi grelniki, ogrevanimi s paro. V vodnih kotlih ni pare, zato se kurilno olje segreva z vročo vodo do temperature 150°C. Za zmanjšanje nevarnosti usedlin na dnu in kontaminacije ogrevalnih površin pri dolgotrajnem skladiščenju se kurilnemu olju dodajo tekoči dodatki, kot sta VNIINP-102 in VNIINP-103.
Glavni objekti na kurilno olje so zgrajeni v termoelektrarnah in kotlovnicah, pri katerih je kurilno olje glavno gorivo, v obdobjih sezonskega presežka pa plin kot vmesno gorivo. Ocenjena dnevna poraba kurilnega olja za elektrarne je določena glede na 20-urno obratovanje vseh vgrajenih energetskih kotlov pri nazivni moči za polno projektirano moč elektrarne in 24-urno delovanje toplovodnih kotlov pri pokrivanju toplotnih obremenitev. pri povprečna temperatura najhladnejši mesec.
Rezervni objekti za kurilno olje se ustvarjajo v termoelektrarnah in kotlovnicah, za katere je glavno gorivo plin, kurilno olje pa se kuri v obdobjih odsotnosti plina (pozimi).
Zasilne naprave za kurilno olje so predvidene v elektrarnah in kotlovnicah, za katere je glavno in edino gorivo plin, kurilno olje pa se uporablja le v primeru nujne prekinitve oskrbe s plinom.
Naprave za kurilno olje so na voljo v vseh elektrarnah in kotlovnicah s komornim zgorevanjem trdno gorivo. Uporablja se tudi za oskrbo zagonske kotlovnice s kurilnim oljem. V primeru vgradnje plinsko-oljnih vršnih toplovodnih kotlov na tovrstne elektrarne se njihove naprave na kurilno olje kombinirajo s kurilno.
Zagonska kotlovnica se napaja s kurilnim oljem iz glavnega oziroma zagonskega dovoda kurilnega olja.
Kurilno olje se v kotlovnice dostavlja z železniškim, vodnim in cevovodnim transportom. Prva metoda je najpogostejša. Cevovodni transport se uporablja, če se kotlovnica nahaja v bližini rafinerije nafte (OR) ali glavnih cevovodov za kurilno olje.
Iz rafinerije se kurilno olje dovaja v kotlovnico po enem cevovodu; v nekaterih primerih je ob ustrezni utemeljitvi možna dobava kurilnega olja po dveh cevovodih. V tem primeru se predvideva, da je pretok vsakega od njih enak 50% največje urne porabe goriva za vse delujoče kotle pri njihovi nazivni produktivnosti.
Kurilno olje se dostavlja po železnici v štiriosnih cisternah z nosilnostjo 50 in 60 ton ter v šestosnih cisternah z nosilnostjo 90 ton (tabela 2.3.2). Ker cisterne na poti niso opremljene z napravami za segrevanje kurilnega olja, lahko njegova temperatura med prevozom pade pod vrelišče.
riž. 2.3.1. Odtočna naprava:
1 - železniška cisterna; 2 , 3 - drenažna naprava; 4 - medtirna odtočna žleba (pladenj); 5 - cevni grelci; 6 - kovinski pokrovi žlebov; 7 - cev za paro; 8 - parni vod; 9 - zaporni ventili; 10 - rotacijski steber za priklop cevi pri segrevanju kurilnega olja z "živo paro"; 11 - nadvoz; 12 - nihajni most
Tabela 2.3.2. Značilnosti cistern za prevoz kurilnega olja
- Hladilni koeficient je razmerje med hladilno površino kotla in njegovo prostornino.
Za ogrevanje in odvajanje kurilnega olja iz rezervoarjev se lahko uporabljajo tako odtočne police z ogrevanjem kurilnega olja z "odprto" paro ali vročim kurilnim oljem (slika 2.3.1) kot zaprte odtočne naprave - rastlinjaki. Vrsta drenažne naprave se izbere na podlagi tehničnega in ekonomskega izračuna.
Na sl. 2.3.2 je prikazana tehnološka shema objekta na kurilno olje. Kurilno olje se iz rezervoarjev odvaja v medtirne kanale (pladnje). Od njih se pošlje v sprejemni rezervoar, pred katerim mora biti nameščen mreža grobega filtra in vodno tesnilo.
riž. 2.3.2. Tehnološki diagram ekonomičnosti kurilnega olja:
1 - pladnji sprejemne in odtočne naprave; 2 - filtrirna mrežica; 3 - sprejemne cisterne; 4 - pretočne črpalke (potopne); 5 - grelniki kurilnega olja za recirkulacijo v pladnju; 6 - drenažne črpalke; 7 - drenažna jama; 8 - glavni rezervoarji; 9 - črpalke prvega dviga; 10 - glavne grelnike na kurilno olje; 11 - fini filtri; 12 - črpalke drugega dviga; 13 - obtočne črpalke; 14 - grelniki kurilnega olja za recirkulacijo; 15 - filtri za čiščenje rezervoarjev
Dolžino razkladalne fronte glavnega objekta za kurilno olje je treba vzeti na podlagi izpusta ocenjene dnevne porabe kurilnega olja, čas ogrevanja in razkladanja ene stopnje ni več kot 9 ur in norma teže železniške proge, vendar ne manj kot 1/3 dolžine poti. Predpostavimo, da se kurilno olje dostavlja s cisternami projektirane nosilnosti 60 ton s koeficientom neenakomernosti dobave 1,2.
Dolžina razkladalne fronte kurilne naprave za elektrarne s skupno zmogljivostjo kotla do 8000 t/h je predvidena 100 m, za večjo produktivnost kotla pa 200 m dovod pare ali vročega kurilnega olja v rezervoarje, za ogrevanje odtočnih pladnjev in vodnega tesnila. Nadvozi so zgrajeni vzdolž celotne dolžine razkladalne fronte v višini parnih grelnih naprav rezervoarjev. Odtočna in odvodna korita so izdelana z 1% naklonom, na obeh straneh korit so betonske slepe površine s pristranskostjo proti pladnjem.
Predpostavlja se, da je prostornina sprejemnega rezervoarja glavnega objekta za kurilno olje najmanj 20 % prostornine rezervoarjev, nameščenih za razkladanje. Črpalke za črpanje kurilnega olja iz sprejemnega rezervoarja so nameščene z rezervo. Zagotoviti morajo črpanje kurilnega olja, iztočenega iz rezervoarjev, nameščenih za razkladanje, v največ 5 urah.
Prostornina sprejemnega rezervoarja kurilne naprave na kurilno olje mora biti najmanj 120 m 3 . Črpalke, ki črpajo kurilno olje iz njega, so nameščene brez rezerve.
Standardne kapacitete skladišč kurilnega olja (brez državnih rezerv) elektrarn so glede na vrsto objekta kurilnega olja naslednje:
| Vrsta industrije kurilnega olja | Zaloga kurilnega olja v rezervoarjih (število dni) |
| Osnove za elektrarne na kurilno olje: | |
| pri dostavi po železnici | 15 |
| pri dobavi po cevovodih | 3 |
| Rezerva za plinske elektrarne | 10 |
| Urgenca za plinske elektrarne | 5 |
| Za vršne toplovodne kotle | 10 |
Za plinske elektrarne, ki plin prejemajo vse leto od dveh neodvisni viri, objekt na kurilno olje se lahko z ustrezno utemeljitvijo ne zgradi, pri celoletni oskrbi z enim virom se zagotovi zasilna oskrba s kurilnim oljem, pri sezonski oskrbi pa se zagotovi rezervni objekt.
Sistem ogrevanja na kurilno olje za elektrarne in kotlovnice na trda goriva je izveden s tremi rezervoarji. Zmogljivost enega rezervoarja se vzame glede na skupno produktivnost kotlov: več kot 8000 t / h - 3000 m 3; 4000 - 8000 t/h - 2000 m 3 ; manj kot 4000 t/h - 1000 m3. Skladišče kurilnega olja je lahko kombinirano s skladiščem olja in goriv ter maziv.
V rezervoarjih za kurilno olje se kurilno olje segreva s kroženjem, običajno skozi ločen, namenski krog. Dovoljena je uporaba lokalnih parnih ogrevalnih naprav.
Shema oskrbe s kurilnim oljem (eno- ali dvostopenjska) se sprejme glede na zahtevani tlak pred šobami kotla. Za parne brizgalne šobe je potreben tlak kurilnega olja 0,5 MPa, za mehanske in parno-mehanske šobe pa 3,5 MPa. V prvem primeru mora biti shema upravljanja s kurilnim oljem enostopenjska, v drugem pa dvostopenjska.
Oprema glavnega objekta na kurilno olje je zasnovana tako, da zagotavlja neprekinjeno dobavo kurilnega olja v kotlovnico, ko vsi delujoči kotli delujejo z nazivno močjo. Viskoznost kurilnega olja v kotlovnici ne sme presegati: za elektrarne z mehanskimi in paromehanskimi šobami - 2,5° VU; pri uporabi parnih in rotacijskih šob - 6° VU.
V črpališču glavnega objekta kurilnega olja je poleg predvidene količine delovne opreme zagotovljen en element rezervne opreme - črpalke, grelniki, fini filtri in en element opreme za popravilo - glavne črpalke prvega in druge stopnje.
Število črpalk za kurilno olje v vsaki stopnji glavnega sistema za kurilno olje mora biti najmanj štiri (vključno z eno rezervo in eno popravilo). Napajanje glavnih črpalk kurilnega olja z namenskim ogrevalnim krogom je izbrano ob upoštevanju dodatne porabe kurilnega olja za recirkulacijo v povratnem vodu pri najmanjših dovoljenih vrtljajih. Oskrba z obtočno toplotno črpalko mora zagotavljati pripravo kurilnega olja v rezervoarjih za nemoteno oskrbo kotlovnice. Za obtočno ogrevanje kurilnega olja sta predvidena ena rezervna črpalka in en grelec. Shema namestitve grelnikov na kurilno olje in finih filtrov mora omogočati delovanje katerega koli grelnika in filtra s katero koli črpalko prve in druge stopnje.
Pretočnost cevovoda in produktivnost črpalk kurilnega olja se izbereta iz pogojev hkratnega kurjenja štirih blokov po 300 MW ali šestih blokov po 200 MW z obremenitvijo 30 % njihove nazivne moči pare.
Grelniki na kurilno olje uporabljajo paro s tlakom 0,8 - 1,3 MPa in temperaturo 200 - 250 °C. Para se dovaja v objekt na kurilno olje po dveh cevovodih, vsak s prepustnostjo 75 % obračunske porabe pare. Parni kondenzat kontroliramo, očistimo kurilnega olja in uporabimo v ciklusu elektrarne. Vgrajeni sta vsaj dve kondenzacijski črpalki, ena od njih je rezervna. Kondenzat iz grelnih enot, oljnih grelnikov in satelitov se dovaja ločeno od kondenzata parnih vodov za grelne posode in posode. V napravah za kurilno olje mora biti predvidena oddaljena (izven črpalke za kurilno olje) odtočna posoda za kurilno olje.
Voda, onesnažena z oljem, z dna katerega koli rezervoarja za kurilno olje se izpusti v delovni rezervoar, sprejemni rezervoar ali čistilne naprave.
Polaganje vseh cevovodov za kurilno olje se običajno izvaja nadzemno. Cevovodi za kurilno olje na prostem in v hladilnicah so položeni s parnimi ali drugimi ogrevalnimi sateliti v skupni izolaciji. Za zagotovitev kroženja kurilnega olja v glavnih mazutovodih kotlovnice in v odcepih do posameznega kotla je predviden cevovod za reciklažo kurilnega olja od kotlovnice do objekta kurilnega olja.
Kurilno olje se dovaja energetskim in toplovodnim kotlom iz glavnega dovoda kurilnega olja po dveh cevovodih, ki sta predvidena za 75 % nazivne moči kotla z upoštevanjem recirkulacije.
Na cevovodih za kurilno olje se vgrajuje samo jeklena armatura. Prirobnični priključki in armature na cevovodih kurilnega olja kotlovnic so pokriti z jeklenimi ohišji za odvod morebitnega iztekanja kurilnega olja v posebne posode. Zaporni ventili so nameščeni na sesalnih in tlačnih ceveh kurilnega olja na razdalji 10 - 50 m od črpališča kurilnega olja za zaustavitve v nujnih primerih. Na vhodih glavnih cevovodov za kurilno olje v kotlovnici, kot tudi na odcepih do vsakega kotla, so nameščeni zaporni ventili z daljinskim električnim in mehanskim pogonom, ki se nahajajo na mestih, primernih za vzdrževanje.
Za vzdrževanje zahtevanega tlaka v glavnih cevovodih kurilnega olja so regulacijski ventili nameščeni »gorvodno« na začetku recirkulacijskega voda od kotlovnice do objekta kurilnega olja.
Upravljanje kurilnega olja pri ogrevalnih kotlovnicah
Proizvodnja kurilnega olja je sklop naprav, ki zagotavljajo prevzem, skladiščenje in dobavo zahtevana količina kurilnega olja v kotlovnico in pripravo za zgorevanje v kotlovskih pečeh. Kurilno olje je lahko glavno gorivo, rezervno (na primer pozimi), zasilno ali zagonsko gorivo, kadar je glavno gorivo trdno gorivo, ki se zgoreva v praškastem stanju.
Glavni elementi kurilnega olja so: sprejemna naprava, zalogovnik kurilnega olja, rezervoar aditiva za kurilno olje, napajalni rezervoar, grobi in fini filtri, grelniki kurilnega olja, hladilniki kondenzata, cevovodni sistemi (oljevodi, parovodi). in kondenzacijski cevovodi, drenažni cevovodi), črpalke za različne namene.
Kurilno olje se do potrošnika dostavlja po železnici, cisternah ali cevovodih (če so rafinerije nafte na kratkih razdaljah, se kurilno olje, dostavljeno v železniških in cestnih cisternah, segreje na temperaturo 30-60 °C, odvisno od njegove znamke). . V ta namen se najpogosteje uporablja suha nasičena ali rahlo pregreta para s tlakom 5-6 kgf / cm 2, ki se dovaja neposredno v rezervoar. V ta namen je možno uporabiti tudi prenosne grelnike s tuljavami, ki odpravljajo namakanje kurilnega olja. Iz rezervoarja iztočeno kurilno olje mora skozi poseben filter, ki preprečuje vdor mehanskih nečistoč v skladišče kurilnega olja. Prostori, kjer so nameščene drenažne naprave, morajo imeti trde površine z odtokom za odvod razlitega kurilnega olja v lokalno čistilno napravo. Objekti za kurilno olje za dostavo kurilnega olja po železnici so sestavljeni iz naslednjih konstrukcij in naprav: drenažni regal z vmesnim rezervoarjem; skladišča kurilnega olja; 1-železniška cisterna; 2-nadvoz; 3-vratni odtočni pladenj; 4-odtočni žleb; 5-odvodna cev; 6-sprejemna zmogljivost; 7-skladiščenje goriva; 8, 11 - fini filtri; 9, 12 črpalk; 10-grobi filter; 13-grelec; 14-gorilni kotli; 15 - recirkulacijska linija.
Pri odvajanju iz železniške cisterne se kurilno olje pod vplivom težnosti premika po odprtih koritih (žlebih) v sprejemne cisterne. Cevi za paro so položene vzdolž dna pladnjev. Kurilno olje se iz rezervoarjev odvaja skozi spodnjo odtočno napravo v medtične žlebove. Kurilno olje iz sprejemnih rezervoarjev se s potopnimi oljnimi črpalkami črpa v glavne rezervoarje - rezervoarje za kurilno olje, ki sta praviloma najmanj dva. Skupna kapaciteta rezervoarjev je izbrana glede na produktivnost kotlovnice, razdaljo in način dostave (železnica, cevovod itd.). Uporablja se običajna serija skladišč kurilnega olja s kapaciteto 100; 200; 500; 1000; 2000; 3000; 5000; 10.000 in 20.000 m 3. Skladišča kurilnega olja se izvajajo nadzemno, pol podzemno (vkopano) in pod zemljo. Rezervoarji so glavni, potrošni in rezervni. Vsi morajo imeti požarno varno skladišče goriva; popolna tesnost; požarna odpornost, vzdržljivost, korozijska odpornost proti vplivom agresivne podzemne vode; enostavnost vzdrževanja in čiščenja iz blata in usedlin; možnost namestitve grelnih naprav in druge tehnološke opreme znotraj rezervoarja. Rezervoarji za kurilno olje so običajno izdelani iz armiranega betona ali kovine. Slednje se uporabljajo na skrajnem severu in v potresno nevarnih območjih. Toplotna izolacija kovinskih skladišč je izdelana iz poliuretana, prevlečenega s kovinskimi ploščami. Rezervoarji in rezervoarji morajo biti izpostavljeni atmosferi in imeti usedalnike za zbiranje vode.
Za črpanje kurilnega olja v kurilnih kotlih se najbolj uporabljajo zobniške in vijačne črpalke. Ko se zobniki 2 vrtijo v smeri, označeni s puščicami na sliki 2, vstopi tekočina v vdolbine, ki jih tvorijo zobje zobnikov in ohišje črpalke 4, ter se premakne iz sesalne votline 3 v izpustno votlino 1. Za tiho in gladko dovajanje črpane tekočine so zobje zobnikov pogosto poševni. Produktivnost zobniških črpalk običajno ne presega 20 m 3 / h, tlak pa je 12 MPa (1200 m vodnega stolpca).
Sl. 2. Zobniška (a) in vijačna (b) črpalka: 1-izpustna votlina; 2-prestave; 3-sesalna votlina; 4-telo; 5-vijačni rotorji.
V vijačnih črpalkah se kurilno olje dovaja tako, da se iztisne z rotorji z vijačnimi navoji. Vijačne črpalke so tišje od zobniških in delujejo z višjo hitrostjo. Najpogostejše so trivijačne črpalke s centralnim vodilnim rotorjem. Ko se vijačni rotorji 5 vrtijo, kurilno olje vstopi v odprtino vijačnega kanala iz sesalne votline 3. Z nadaljnjim vrtenjem rotorjev se ta votlina zapre in kurilno olje, ki je v njej, se prenese v izpustno votlino 1. Tam se votlina odpre in kurilno olje se iztisne z izboklinami vijakov rotorja.
Za zagotovitev ogrevanja kurilnega olja v skladišču, ki je potrebno za normalno delovanje črpalk za kurilno olje, se uporabljajo naslednje metode: namestitev potopnih parnih grelnikov v spodnjem delu rezervoarja; lokalni jaščni, sekcijski ali električni grelci; daljinski grelci. Poleg ogrevanja v skladiščih je predvideno tudi ogrevanje kurilnega olja v ceveh kurilnega olja in pred šobami.
Trenutno se v kotlovnicah uporabljajo grelniki na kurilno olje - površinski toplotni izmenjevalniki s protitočnim gibanjem medijev, s cevasto površino za izmenjavo toplote, s kompenzacijo temperaturnega raztezka zaradi netogih struktur. Na primer, uporablja se lupinasti toplotni izmenjevalnik, ki ga je zasnoval Giproneftemash. Naprava je sestavljena iz treh glavnih delov: ohišja 6, cevne pločevine 10 s cevmi v obliki črke U, ki so v njej razšiljene cevi, in pokrova. Na cilindrično telo je na eni strani privarjena prirobnica, na drugi strani pa je privarjeno eliptično dno 1. V sredini telesa grelnika kurilnega olja sta z zunanje strani privarjena dva 9-segmentna nosilca in cevi 8 za dovod in odvod kurilnega olja, ki se premikajo v medcevni votlini.
Cevna ploskev v grelniku z vgrajenimi cevmi v obliki črke U je cevni snop 5, ki ga je mogoče pri razstavljanju aparata odstraniti iz telesa grelnika na kurilno olje in po pregledu in po potrebi čiščenju ponovno vstaviti. Pokrov (razdelilna omarica) je sestavljen iz cilindričnega dela, na enem koncu privarjenega elipsastega dna in na drugem koncu privarjene prirobnice. Šobe 2 s prirobnicami so privarjene na cilindrični del pokrova grelnika za povezovanje cevovodov za dovod in odvod hladilne tekočine, ki se premika v votlini cevi. Pokrov vsebuje tudi pregrado 3, ki zagotavlja dvosmerni pretok hladilne tekočine skozi cevi aparata.
Sl. 3. Lupinasto-cevni toplotni izmenjevalnik s cevmi v obliki črke U, ki ga je zasnoval Giproneftemash: 1,7-dno; 2 cevi za dovod in odvod hladilne tekočine; 3-pregrada; 4-prirobnica; 5-cevni snop; 6-telo; 8 cevi za dovod in odvod kurilnega olja; 9-podpora; 10-cevna plošča.
Za ogrevanje majhnih količin tekočega goriva so se široko uporabljali grelniki "cev v cevi".
Sl. 4. Sekcijski grelnik goriva tipa PTS: 1-premična podpora; 2-fiksna podpora; 3-izstopni ventil za gorivo; 4-parni ventil; 5-izstopni ventil kondenzata; b-dovodni ventil za gorivo; 8-ohišje grelnika; 9-prirobnica telesa; 10-vijak; 12-izolacija; 13-rebra grelne cevi; A in B - dovod in izstop goriva; B-dovod pare; G-odvod kondenzata.
Načelo delovanja grelnika na kurilno olje je naslednje. Gorivo iz napeljave preko zapornega ventila vstopi v medcevni prostor (med ohišjem in grelno cevjo), opere zunanjo površino in rebra grelne cevi, se segreje in gre skozi pokrov v drug odsek ali skozi ventil v vtičnico. Grelna para iz parnega voda vstopi v grelno cev skozi parni ventil 4; Skozi steno grelne cevi in rebra se toplota pare prenese na gorivo, nato se para kondenzira in v obliki kondenzata skozi ventil 5 odvaja iz grelnika v sistem za pripravo napajalne vode.
Med dolgoročnim delovanjem v številnih podjetjih so bile ugotovljene resne pomanjkljivosti pri delovanju teh grelnikov, ki vključujejo:
nezmožnost uporabe teh grelnikov na visoko viskoznih kurilnih oljih z HC °> 100 s temperaturo ogrevanja do 120-135 ° C;
povečana stopnja usedlin na notranji površini cevi z zmanjšanjem toplotne moči (koeficient prenosa toplote se po ocenah TsKTI zmanjša na 70%);
težave, povezane s čiščenjem notranje površine cevi iz usedlin oksidiranih produktov polimerizacije kurilnega olja pri temperaturah pare na steni nad 120 ° C;
relativno nizke hitrosti gibanje kurilnega olja (0,2-0,5 m/s);
nizka hidravlična gostota (tako para kot kurilno olje) ne dovoljuje ponovne uporabe ogrevalnega kondenzata pare v tehnološka shema kotlovnica, ki se po ohladitvi skozi čistilne naprave odvaja v kanalizacijo;
zalivanje kurilnega olja zaradi morebitnega vstopa pare ali kondenzata v gorivo v primerih pojava fistul v cevnem sistemu grelnikov.
Za dovod kurilnega olja v kotle se uporabljajo tri sheme: cirkulacija (pri uporabi kurilnega olja z visoko viskoznostjo, ko kotlovnica stalno deluje na kurilno olje in na kratko na plin); slepo ulico (pri zgorevanju kurilnih olj z nizko viskoznostjo, ko kotlovnica deluje pri stabilnih obremenitvah nad povprečjem); kombinirano (ko kotlovnica deluje pri spremenljivih obremenitvah in pogostih prehodih s plinskega goriva na kurilno olje). Regulacija dovoda (tlaka) kurilnega olja se izvaja z ventilom s pulzom glede na produktivnost kotlov ali tlak pare v kotlu. Pri cirkulacijski shemi se kurilno olje vzame iz spodnjega dela rezervoarja, črpa preko daljinskega grelnika v kotlovnico in nato v rezervoar. S tem izboljšamo ogrevanje kurilnega olja in zmanjšamo odlaganje nečistoč v rezervoarju. Za črpanje kurilnega olja se uporabljajo batne in vijačne črpalke. Cevovodi za kurilno olje od skladišč do kotlovnice in recirkulacijski cevovod za kurilno olje so položeni v jarkih ali tunelih skupaj s parovodi in prekriti s splošno izolacijo. Parni vodi morajo imeti zanesljiv odvod kondenzata. Za zagotovitev tlaka kurilnega olja pred šobo približno 20 kgf / cm 2 se uporabljajo posebne črpalke (zobnik, rezilo, vijak, bat).
Problemi priprave kurilnega olja za zgorevanje
Glede na obstoječo tradicionalno tehnologijo priprave za zgorevanje in transport je temperatura kurilnega olja v rezervoarjih v območju 80-95 ° C in se vzdržuje z lokalnim ogrevanjem s parnimi grelniki, ki se nahajajo na dnu rezervoarja za kurilno olje. Nato se z recirkulacijskim ogrevanjem z zunanjimi grelniki ogrevano kurilno olje z zahtevano viskoznostjo dovaja v kotlovnico do kotlov. Preostalo kurilno olje teče po recirkulacijskem vodu nazaj v rezervoarje za kurilno olje. Širjenje turbulentnih preplavljenih curkov v rezervoarju in spremljajoči vrtinčni tokovi zagotavljajo mešanje kurilnega olja v rezervoarjih in enakomerno porazdelitev temperatur v prostornini rezervoarjev. Hkrati se zaradi večkratnega črpanja kurilnega olja dobi groba mešanica vode in goriva (emulzija), katere kakovost ne ustreza zahtevam za pogoje zgorevanja. Slaba kakovost mešanice goriva vodi do pulzirajočega zgorevanja kurilnega olja v kurišču kotla. Po drugi strani pa tehnologija priprave kurilnega olja, shranjenega v rezervoarjih s spremenljivo vsebnostjo vlage, ne zagotavlja ustrezno kakovostnega procesa usedanja in odstranjevanja vode iz kurilnega olja do vsebnosti vlage, ki bi zagotavljala pogoje za gospodarno in okolju prijazno obratovanje kurilnega olja. kotli. Druga težava, ki bistveno vpliva na ekonomsko učinkovitost kotlovnice, je, da v obstoječe sheme V objektih kotlovnic na kurilno olje se kondenzat odpadne pare iz daljinskih grelnikov na kurilno olje in tistih, ki se nahajajo v rezervoarjih, po ohlajanju z vodo iz mestnega vodovoda na zahtevano temperaturo (40 °C) odvaja v industrijsko kanalizacijo za meteorne vode in , po čiščenju pa v mestno kanalizacijo. Trenutne metode čiščenja odpadne vode iz naftnih derivatov so drage in niso vedno učinkovite. To še posebej velja za čiščenje vod, močno onesnaženih z naftnimi derivati, ki lahko nastanejo kot posledica razpok ali fistul v grelnikih na kurilno olje. Zato lahko povratek kondenzata, onesnaženega z naftnimi derivati, v napajalni krog parnih kotlov povzroči njihovo nedelovanje. Izguba kondenzata iz grelnikov na kurilno olje vodi do potrebe po dopolnitvi kotlovskega kroga s kemično prečiščeno dopolnilno vodo in dodatnim gorivom.
Kurjenje kurilnega olja.
Sodobne metode industrijskega zgorevanja kurilnega olja v kotlovskih pečeh temeljijo na zgorevanju fino razpršenega goriva z obveznim pogojem njegovega predgretja in prisilne razpršitve s šobami. Za brizganje kurilnega olja v ogrevalni kotli Najpogosteje se uporabljajo šobe z mehanskim ali parnim razprševanjem, pa tudi s kombiniranim paromehanskim razprševanjem. Mehanski injektorji zahtevajo visok tlak in tudi pod temi pogoji ne morejo zagotoviti širokega razpona nadzora obremenitve. Parne pršilne šobe zahtevajo porabo pare, kar je v kotlovnici s toplovodnimi kotli težko doseči. V zadnjih letih so se na ruskem trgu pojavile rotacijske šobe, ki nimajo takšnih pomanjkljivosti, kot so zapletenost konstrukcije in hrup med delovanjem. Eden takih vzorcev so injektorji podjetja ZAAKE (Bremen, Nemčija). Kurijo lahko katero koli tekoče kotlovsko gorivo, vključno s kurilnim oljem razreda 40 in 100, ostanki težkih mineralnih olj, katranom itd. Ne zahtevajo skrbnega filtriranja kurilnega olja. Vse naštete šobe pa ne zagotavljajo stabilnosti plamena pri gorenju močno razvodnjenega kurilnega olja ali popolnega zgorevanja grobih frakcij, ki se med dolgotrajnim skladiščenjem kurilnega olja nabirajo v usedlinah na dnu. Teh težav ni mogoče rešiti z izboljšanjem zasnove šob.
Bistvena pomanjkljivost delovanja kotlov na kurilno olje je onesnaženost grelnih površin kotla, kar povzroči poslabšanje pogojev prenosa toplote v primerjavi z delovanjem na plin. Nekoliko višji je tudi koeficient presežka zraka, kar vodi v zmanjšanje učinkovitosti kotla. V kotlovnicah, kjer je kurilno olje rezervno (zasilno) gorivo, se najpogosteje uporabljajo kratkoplamenski gorilniki. Kurilno olje se dovaja v škropilno glavo, v kateri so nameščeni: razdelilna podložka z eno vrsto lukenj, vrtinčniki za gorivo in paro, vsak s tremi tangencialnimi kanali. Podložka in vrtinčniki so pritrjeni s prekrivno matico. Število in premer lukenj v razdelilnem podložku je naslednji: v gorilnikih GMG-1,5M in GMG-2M - 8 s premerom 2,5, v gorilnikih GMG-4M in GMG-5M - 12 s premerom 3 mm. Kurilno olje prehaja skozi luknje v podložki, skozi kanale vstopi v vrtinčno komoro in izstopi iz šobe ter se razprši zaradi centrifugalne sile. Če je zahtevana toplotna moč znotraj 70-100% nazivne, je možno delo brez dovoda pare, saj zadostuje mehansko razprševanje kurilnega olja. Ko je toplotna moč pod 70% nazivne moči, se para dovaja pri tlaku 1,5-2 kgf / cm 2, ki prehaja skozi kanale parnega vrtinčnika in sodeluje pri atomizaciji kurilnega olja v vrtinčnem toku.
Pri zgorevanju kurilnega olja je treba zagotoviti, da se na notranjih površinah šob ne nabirajo ogljikove usedline, smolnate in druge usedline, ki poslabšajo pogoje za brizganje kurilnega olja, kar povzroči nepopolno zgorevanje. Prisotnost takšnih usedlin je mogoče oceniti po pojavu letečih kapljic - "zvezd" - v kurišču. Zato je treba injektorje občasno odstraniti iz gorilnikov, očistiti usedlin in oprati z dizelskim oljem ali drugim lahkim gorivom.
Naprave in metode za kurjenje in čiščenje kurilnega olja.
Poleg organizacijskih in finančnih razlogov za nezadovoljivo stanje sistemov za oskrbo s toploto obstajajo resni razlogi tehnične narave. Trenutno ni poznane racionalne in ekonomsko izvedljive metode za kakovostno atomizacijo kurilnega olja brez škropilnega sredstva, ki bi ustrezala sodobnim zahtevam. Regulativni dokumenti, ki urejajo načine obratovanja termoelektrarn, so bili razviti pred desetletji, v obdobju razmeroma poceni goriva. Verjetno je nizek izkoristek opreme za kurjenje kurilnega olja (mehanske šobe) in energijsko potratnost obstoječe tehnologije kurjenja kurilnega olja razložena s časom razvoja. Trenutno po nekaterih podatkih industrijski raziskovalni inštituti ne delujejo v tej smeri. Z naraščajočim pomanjkanjem plina, s povečanjem deleža kurilnega olja v skupni bilanci goriva, s povečanjem stroškov kurilnega olja je treba izboljšati tehnologijo njegovega zgorevanja in uvesti najnovejše dosežke. Zgorevanje kurilnega olja s pogojno odsotnostjo kemičnega pregorevanja, izgube toplote zaradi izhlapevanja vlage iz goriva, nasičenega z vodo, itd. ni mogoče opravičiti glede na današnje poglede na varčevanje z energijo in varčevanje z energetskimi viri.
Poudariti je treba, da je predlagana metoda brizganja kurilnega olja z uporabo kavitacijskih učinkov nova v teoriji projektiranja in v praksi obratovanja termoelektrarn, ki po nekaterih podatkih nima analogij v Rusiji.
Šoba je zasnovana za kakovostno mehansko razprševanje in zgorevanje kurilnega olja v energetski kotli in instalacije. Kavitacijska šoba je sodobna tehnologija, ki v Rusiji nima analogov. Posebnosti tega razvoja v primerjavi s tradicionalnimi mehanskimi šobami so visoka učinkovitost, zanesljivost in enostavnost vzdrževanja.
Visoka zanesljivost je dosežena zaradi enostavnosti zasnove in uporabe materialov, zasnovanih za dolgoletno dolgoročno delovanje. Vse vzdrževanje injektorja je sestavljeno le iz rednega spremljanja stanja delov. Zato bo uporaba "Freza" potrošniku omogočila, da hkrati reši dva problema - varčevanje z energijo in vir.
Načelo delovanja kavitacijske šobe.
Šoba je sestavljena iz telesa, šobe, vrtinčnika in podstavka. Glavni element mlinske šobe je kavitator, ki je cilindrično telo, opremljeno s profiliranimi kanali posebne odvisnosti.
Pri prečrpavanju kurilnega olja pod tlakom skozi kavitator se v njem oblikuje vrtinčni tok, v katerem pod vplivom spremenljivih tlakov prihaja do razpok na mestih, kjer je gorivo nehomogeno, kar vodi do pojava drobnih mehurčkov. Z naknadnim kolapsom mehurčkov se pojavijo ostri tlačni sunki (absolutna vrednost tlaka je odvisna od sil površinske napetosti tekočine in drugih dejavnikov), prečne komponente hitrosti toka, znatne strižne napetosti toka in pomembne nastane lokalno zvišanje temperature. Nenehno nastajanje in sesedanje mehurčkov v tekočini, znano kot pojav kavitacije, vodi do pretrganja verig kurilnega olja (grozdov), generiranja visokofrekvenčnih nihanj in nestabilnosti filma goriva pred odprtino šobe. Viskoznost goriva se zaradi pretrganja verig molekul in lokalnih povišanj temperature močno zmanjša, voda v gorivu pa pod vplivom kavitacije delno disociira na vodik (idealno gorivo) in kisik ter z gorivom delno tvori emulzijo voda-olje. Ko zapusti odprtino šobe, nestabilni pulzirajoči film plina in kurilnega olja v trenutku razpade na drobne kapljice, znotraj katerih je najmanjši delček vode, vodika ali kisika. Letenje v regijo nizki pritiski plin se z eksplozijo razširi, voda pa se takoj segreje in eksplodira, kar vodi do sekundarnega drobnega drobljenja kurilnega olja na raven 40...60 mikronov. Najboljše rezultate dosežemo, če je razpršenost vodnih delcev od 3 do 8 mikronov. Zgorevanje kurilnega olja in vodika v prisotnosti vodne pare in aktivnega kisika poteka pri izjemno nizkem presežku zraka, brez zagotovljenega podgorevanja goriva z izkoristkom zgorevanja blizu enote, kar vodi do prihranka goriva pri zgorevanju. Zmanjšanje specifične porabe kurilnega olja lahko teoretično doseže 2,5 ... 3,0% ali več, kar je na stotine milijonov rubljev.
Danes, ko je v vseh državah sveta varčevanje z energijo uvedeno v rang državne politike, je treba v celoti izboljšati tehnologijo kurjenja kurilnega olja v termoelektrarnah in kotlovnicah ter posodobiti in izboljšati obstoječo. opremo.
Glede na svojo kompaktnost, zanesljivost in enostavnost zasnove so kavitacijske šobe za mehansko razprševanje kurilnega olja v gorilnikih kotlovske enote po kombinaciji ekonomskih in obratovalnih parametrov boljše od vseh drugih znanih naprav in načinov zgorevanja goriva.
Uporaba šob "Freza" bo omogočila:
1. Zmanjšajte specifična poraba kurilno olje za 0,5...1,0% in do 1,5% pri nizkih obremenitvah v primerjavi z mehanskimi injektorji GRFM.
2. Omogoča regulacijo obremenitve kotla od 50 do 100 %.
3. Zmanjšajte presežek zraka v kurišču;
4. Zmanjšati zanos grelnih površin kotla;
5. Povečanje učinkovitosti. kotel;
6. Povečajte zanesljivost in varnost delovanja kotlovne enote pri zgorevanju nizkokakovostnega kurilnega olja.
Naprava je namenjena ločevanju vode in trdnih nečistoč iz kurilnega olja. Ta postopek poteka z ločevanjem zmesi v 3 faze na podlagi njihovih razlik v gostoti z uporabo različnih območij visoke hitrosti in navora. Surovina (kontaminirani produkt) se po cevi dovodnega mehanizma dovaja v vrtljivi del polžnega transporterja, kjer se pod vplivom centrifugalne sile loči na prečiščen produkt in usedlino. Prečiščeno kurilno olje se odvaja iz cilindričnega dela rotorja, usedlina pa zaradi razlike v hitrosti polža in rotorja prehaja v stožčasti del, kjer se odvaja voda. Odvodnjeno blato se odvaja na ozkem koncu stožčastega dela skozi posebne priključke in se s pomočjo tekočega traku lahko odvaja neposredno v prekucnike ali zabojnike za odpadke. Dekanter in črpalko upravljate z vgrajene nadzorne plošče. Centrifuga in črpalka sta varni proti eksploziji. Preostala voda v prečiščenem kurilnem olju ne presega 1,5 %. Preostanek mehanskih nečistoč ne presega 1%. Enota je nameščena na trpežen kovinski okvir.
Tehnični, tehnološki, organizacijski in tehnični ukrepi, ki se danes uporabljajo v kotlovnicah za skladiščenje in uporabo dobavljenega nizkokakovostnega tekočega goriva, ne le ne dosegajo ravni sodobnih zahtev glede ekonomskih in okoljskih kazalnikov, temveč jih tudi poslabšajo zaradi:
povečana tvorba blata z močnim povečanjem toplotna odpornost na grelnih površinah;
povečano koksanje kurilnega olja;
zmanjšanje kakovosti njegovega škropljenja;
poslabšanje delovanja gorilnih naprav;
zmanjšanje kakovosti procesa zgorevanja goriva v kotlovskih pečeh;
zmanjšanje zanesljivosti, manevriranja zmogljivosti kotlovske enote in zmanjšanje njene življenjske dobe pri remontu kot celote;
velike izgube goriva, elektrike in vode.
Izboljšanje obratovanja objektov na kurilno olje v nov gospodarske razmere zahteva celostni pristop k uvajanju nove opreme in tehnologij skladiščenja, pripravi na kurilno olje in njegovemu obračunavanju.
To dosežemo z uporabo tehnologij, ki bi zagotavljale zahtevano stopnjo segrevanja, filtracije, homogenizacije, tlaka in konstantnosti kakovosti kurilnega olja, dobavljenega za zgorevanje, ter instrumentalno kontrolo porabe in vnosa goriva z minimalnimi obratovalnimi stroški. Take tehnologije vključujejo:
"hladno" skladiščenje kurilnega olja s sproščanjem ogrevanega območja v prostornini rezervoarja vzdolž sesalnega voda;
večstopenjska priprava kurilnega olja za pridobitev visokokakovostne mešanice goriva (vode in goriva) (emulzije) z dispergiranjem goriva z vodo (ali vodo, ki vsebuje olje), ki jo vsebuje, in komponentami goriva;
cirkulacijsko segrevanje kurilnega olja pri povečanih vrtljajih v daljinskih grelnikih - homogenizatorjih, večkratna filtracija na filtrskih grelnikih;
tehnologija zaprtega kroga za ogrevanje kurilnega olja z vračanjem kondenzata v kotlovski krog.
Treba je razviti kompleks strojne in programske opreme merilnih naprav, ki bo ob upoštevanju dinamike sprememb lastnosti vhodnega in porabljenega kurilnega olja omogočil samodejno določanje njegove mase.
Strategija energetskega razvoja Rusije do leta 2020 predvideva ne le povečanje obsega proizvodnje nafte, temveč tudi hkratno povečanje globine njene rafinacije, kar bo povzročilo poslabšanje kakovosti kurilnega olja.
Zvezna avtonomna država
izobraževalna ustanova
visoka strokovna izobrazba
"SIBIRSKA FEDERALNA UNIVERZA"
Politehnični inštitut
Oddelek: "T in GD"
TOVARNA OLJA KOTLOVN
študent TE 07-05 __________ Golubeva E.A.