Общая часть

Назначение процесса и описания его по структурной схеме

Котёл Еп-670 предназначен для выработки пара с заданными параметрами: парапроизводительностью 670т/ч, температурой перегретого пара 540ºС, давлением 13 МПа. Питательная вода подводится к котлу через узел питания, который включает в себя основную питательную линию с запорной и регулирующей арматурой и байпасную линию с вентилем запорным и клапаном регулирующим. Байпасная линия предназначена для заполнения котла водой, для питания его при растопочных режимах и понижающих нагрузках. Вся арматура узла питания установлена с электроприводом. Между узлом питания и котлом установлен обратный клапан. После узла питания питательная вода поступает в промежуточный коллектор, откуда по трубам подаётся во входные коллекторы водяного экономайзера. После водяного экономайзера вода по трубам поступает в барабан котла.

Пароводяная смесь поступает в предвключенные объёмы барабана, образованные вертикальными жалюзийно-дроссельными баками происходит предварительная сепарация пара. Пар, отделившись от воды, поступает в активную часть парового объёма барабана. Далее пар через потолочный жалюзийный сепаратор, где происходит более тонкая осушка его и через дырочный лист направляется в пароперепускные трубы.

Дырочный лист предназначен для равномерного распределения пара к пароперепускным трубам. Вода из предвключенных объёмах через гидрозатворы стекает в водяной объём барабана.

Из барабана котла пар по трубам направляется в потолочный пароперегреватель, проходит его прямотоком, трубами подаётся в паросборный коллектор. На паросборном коллекторе установлены предохранительные клапаны и главная паровая задвижка.

Газ в котлоагрегат подаётся от газораспределительного пункта (ГРП) к газомазутным горелкам. Горелки двухпоточные по воздуху, с центральной подачей воздуха.

Подача воздуха в котёл осуществляется двумя вентиляторами. В напорных коробах вентиляторов установлены калориферы, в которых осуществляется предварительный подогрев воздуха, поступающего в РВП. После РВП двумя коробами (по одному от каждого РВП) воздух направляется к горелкам.

Отвод дымовых газов осуществляется при помощи двух дымососов, при помощи которых дымовые газы поступают в дымовую трубу.

Основные данные о перерабатываемых веществах

Природный газ

Газообразное топливо - это смесь горючих и негорючих газов, с небольшим количеством примесей. К горючим газам относятся углеводы, водород и оксид углерода, а к негорючим компонентам - азот, диоксид углерода, к примесям относятся водяные пары, сероводород, пыль. Природный газ содержит небольшое количество влаги. Если газ транспортируется на большие расстояния, то его предварительно осушают.

Природный газ запаха не имеет. До подачи в сеть его одорируют, то есть придают ему резкий и неприятный запах. К природному относится газ, добываемый из чисто газовых месторождений, а также попутный (сопутствующий добыче нефти) и газ, который добывают из конденсатных месторождений. Природный газ на 80-98% состоит из метана. Балластом в сухом природном газе является азот и углекислота. Наличие балластных газов повышает температуру воспламенения, которая в среднем составляет 600-700 ° С.

Газ преобладает рядом преимуществ перед твёрдым топливом: отсутствие золы, высокая теплота сгорания, удобство транспортирования и сжигания, возможность автоматизации процессов, высокий КПД. Однако он токсичен и способен вызвать тяжёлые или смертельные отравления, образует взрывоопасные смеси с воздухом.

Для нормального протекания технологического процесса газ в аппарат поступает под давлением 0,05 МПа, с расходом 57000 м³/ч.

Воздух

Воздух является смесью газов. На 78% он состоит из азота, на 20,95% из кислорода. Также в состав воздуха входят аргон, СО2, неон, гелий, криптон , водород, Н2О, ксенон, озон, рений. В воздухе содержится небольшое количество водяного пара, около 5-10 тонн. Давление воздуха на уровне моря в среднем 1,0333 кг/см. Масса 1 метра воздуха, очищенного от водяных паров и кислоты равна 1,2928 г. При одновременном сжатии и охлаждении воздух можно превратить в легко подвижную жидкость голубого цвета. Для организации процесса горения к каждой горелке кроме топлива должен поступать воздух, очищенный от пыли и влаги.

Для организации процесса горения к каждой горелке кроме топлива должен поступать воздух, очищенный от пыли и влаги с параметрами : температурой воздуха 30 ° С, давлением 2,6 КПа.

Питательная вода

Чистая вода - это бесцветная жидкость. Она легко меняет свою форму, не имеет никакого запаха. При нормальном давлении (101,3 КПа) вода кипит при температуре 100 ° С. С повышением давления, температура её кипения также повышается. И наоборот при давлении 0,0006 МПа она кипит при О ° С. При увеличении температуры вода, как и все другие вещества, расширяется, при наибольшую плотность 1000 кг/мI или 1 кг/литр. Вода - сложное вещество, молекулярная масса её равна 18 единицам. Массовый состав воды: водород - 11,19%; кислород - 88,81%. Химически чистой воды, состоящей только из молекул Н20 в природе не существует. Вода является хорошим растворителем. Всякая вода содержит примеси механические (во взвешенном состоянии) и химические (в растворённом состоянии - мягкая, средней жёсткости и жёсткая). Паровые и водогрейные котлы также должны питаться только мягкой водой, так как в котле превращается в пар только чистая вода, а содержащаяся в жесткой воде соли кальция остаются на стенках котлов, образуя слабую накипь. Образующийся под давлением пара на стенках котла отдушины могут привести к взрыву котла. Кроме того, при наличии на стенках котла накипи и грязи расход топлива и парообразование сильно увеличивается.

Мазут

Поступающий на электростанции мазут получается на нефтеперерабатывающих заводах в результате смешения различных остаточных нефтепродуктов. Характеристики мазута зависят не только от свойств сырой нефти, но и от условий работы нефтеперегонных заводов. На электростанциях применяют мазут марок 40 и 100. Марка определяется предельной вязкостью. С повышением температуры вязкость мазута быстро уменьшается. Большое влияние на работу котлов может оказывать даже небольшое количество содержащихся в мазуте вредных примесей - золы, серы и металла ванадия. Так увеличение зольности мазута от 0,15 до 0,3% приводит к сокращению более чем в 2 раза, продолжительность способствуют разрушению (коррозии) отдельных стальных элементов котлов. У малосернистого (содержащего 0,5% серы) мазута марки 100 низшая теплота сгорания должна быть около 9650 ккал/кг, а высокосернистого (2 -3,5%) около 9500 ккал/кг.

Пар

Водяной пар – это сложное газообразное вещество без вкуса, цвета, запаха. Как и вода пар состоит из двух частей – водорода и кислорода. По сути, водяной пар - это вода в газообразном состоянии. В зависимости от содержания в паре мельчайшей водяной пыли он подразделяется на   насыщенный (сухой и влажный) и перегретый.

Перегретый пар – пар при температуре больше температуры насыщения, при данном давлении. Разность температуры насыщения сухого пара, при том же давлении называется степенью перегрева.

Следует напомнить, что переход вещества из жидкого состояния в газообразное состояние называется парообразование, а из газообразного в жидкое – конденсацией. Процесс парообразования происходит следующим образом. Сначала происходит нагрев воды до температуры кипения. При дальнейшем сообщении теплоты кипящая вода превращается в пар.

Кипение и есть процесс парообразования во всём объёме жидкости. Обычно в процессе парообразования в пар попадают капельки воды, такой пар называется влажным, насыщенным. Если сообщить теплоту сухому, насыщенному пару, то получится перегретый пар. Перегретый пар не содержит в себе влагу. Получение пара осуществляется в паровых котлах при постоянном давлении. Параметры пара: температура 540ºС, давление 13 МПа, расход 670 т/ч.

Описание основного аппарата

Проект серии котлов производительностью 670 т/ч на давление 130 кгс/см², температурой для перегретого пара 540°С, предназначен для установки в крупных пиковорезервных котельных ТЭЦ, а также в крупных производственных котельных. Компоновка поверхностей нагрева котлов П-образная.

Основные элементы котла: топка, перегреватель пара, водяной экономайзер и воздухоперегреватель.

Топочная камера имеет призматическую форму с размерами в плане 7680*18000 мм и объёмом 2388.6 м³. Топочная камера экранирована трубами 60×6 мм с шагом 80мм из стали 20, которые собраны в газоплотные панели. Тепловое напряжение топочного объёма при номинальной нагрузке состовляет 242.6 КВт/м³ при сжигании природного газа и 235.4 КВт/м³ при сжигании мазута.

Топочная камера оборудована 8 полуподовыми горелками. Полуподовая горелка состоит из трёх частей: подовой, центральной и верхней(горизонтальной).Подовая часть представляет собой короб прямоугольной формы (сопло), разделенный перегородкой на два канала: по внешнему каналу, расположенному ближе к центру топки, поступает воздух; по внутреннему каналу- газы рециркуляции. В коробе центральной части горелки встроены: трубы для мазутной форсунки, гляделки, запальника ЗЗУ-ЗГ-01-1000, четыре трубы диаметром 84*4.5 мм для установки газоподающих труб, труба для датчика пламени горелки. Теплопроизводительность каждой горелки зависит от производительности котла.

Барабан котла изготовлен из стали 16 ГНМА. Внутренний диаметр барабана 1600мм, толщина стенки 112мм. Пароводяная смесь по пароподводящим трубам поступает в барабан- короба циклонов. Всего внутри барабана 84 циклона диаметром 315 мм. В циклонах происходит отделение пара от воды. Вода из циклона сливается в поддоны, а отсепарированый пар поступает в промывочное устройство. Средний уровень воды находится ниже геометрической оси барабана котла на    175 мм. На водоуказательных приборах этот уровень принят за нулевой. Высший и низший уровни находятся соответственно выше и ниже среднего на 50 мм.

На котле установлен мембранный экономайзер, который установлен в опускном газоходе и состоит из двух частей - верхней и нижней – с разъёмом 1790 мм. Каждая часть состоит из 8 блоков. Блок состоит из коллектора и 52 пакетов змеевиков. Материал труб и коллекторов – сталь 20.

За опускным газоходом установлены два РВП (регенеративные воздухоподогреватели) диаметром 6.8 мм. РВП представляет собой противоточный теплообменный аппарат, предназначенный для подогрева воздуха, поступающего в горелочные устройства, за счёт тепла дымовых газов, уходящих из котла.