Наладка мазутного хозяйства котельной. Мазутное хозяйство отопительных котельных

Тепловая схема котельной со стальными водогрейными котлами

Тепловая схема котельной со стальными паровыми котлами

Тепловые схемы котельных установок

На рис. 53 дана принципиальная тепловая схема отопительно-производственной котельной с водотрубными котлами, работающей на закрытую систему теплоснабжения. Тепловая схема типична для котельных с котлами ДКВР, КЕ, ДЕ и другими котлами среднего давления, имеющими докотловую обработку воды.

Рис. 53. Тепловая схема котельной со стальными паровыми котлами:

1 – котел; 2 – главный паропровод; 3 – редукционная установка; 4 – пароводяной подогреватель; 5 – охладитель конденсата; 6 – перемычка; 7 – сетевой насос; 8 - конденсатный бак; 9 – конденсатный насос; 10 – подпиточный насос; 11 – деаэратор; 12 – паровой питательный насос; 13 – питательный насос с электроприводом; 14 – охладитель выпара; 15 – охладитель продувочной воды; 16 – ХВО; 17 – подогреватель сырой воды; 18 – продувочный колодец; 19 – насос сырой воды; 20 – сепаратор непрерывной продувки; 21 – экономайзер; 22, 23, 24 - редукционный клапан; 25 – паропровод собственнных нужд.

Пар с котлов 1 поступает в главный паропровод 2, откуда он направляется на производство, для нагревания воды в сетевой установке (СУ).

СУ состоит из пароводяного подогревателя, охладителя конденсата 5 и сетевого насоса 7 и редукционной установки 3. Вода из тепловой сети с расчетной температурой 70 0 С вначале подогревается конденсатом в охладителе конденсата, а затем, окончательно, паром в пароводяном подогревателеи и с расчетной температурой 130-150 0 С поступает в тепловую сеть. Движение воды в тепловой сети и через теплообменники СУ производит сетевой насос 7.

СУ получает пар от редукционной установки, которая снижает давление пара до 0,6-0,7 МПа и поддерживает его постоянным при изменении расхода пара. Во избежание поступления пара в тепловую сеть при разгерметизации трубок подогревателей давление пара должно быть ниже давления сетевой воды на 0,1-0,2 МПа.

Отдав свою теплоту сетевой воде, пар в установке превращается в конденсат, который имеет давление 0,6-0,7 МПа и температуру 160-165 0 С. Для предотвращения вскипания конденсата в деаэраторе 11 конденсат охлаждается в 5 до температуры 80-90 0 С. Для обеспечения надежной работы СУ количество пароводяных подогревателей, охладителей конденсата и сетевых насосов принимается не менее двух по каждому виду оборудования.

Конденсат с производства возвращается в конденсатный бак 8, откуда конденсатным насосом 9 подается в деаэратор.

Потери воды в котельной и тепловой сети восполняются исходной водой с помощью насоса19.

До поступления в котлы сырая вода умягчается в фильтрах химводоочистки 16 (ХВО) и освобождается от коррозионно-агрессивных газов в питательном деаэраторе 11.

Для предотвращения запотевания трубопроводов и оборудования исходная вода перед ХВО подогревается паром до 15-20 0 С в теплообменнике 17.

В деаэраторе 11 газы выделяются из кипящей воды при температуре 102-104 0 С и давлении 0,12 МПа. Для нагревания воды используется пар из вспомогательного паропровода 25 с давлением не более 0,2 МПа.

Питание паровых котлов водой производится от групповой питательной установки, включающей центробежные насосы 13 с электроприводом и паровые поршневые насосы 12. Насосы забирают воду из деаэратора и через индивидуальные питательные водяные экономайзеры 21 подают ее в котлы.

При прекращении электроснабжения котельной вода в котлы подается паровым насосом, что необходимо для предотвращения выхода котлов из строя из-за перегрева их поверхностей нагрева (для охлаждения котлов).

Работа паровых котлов сопровождается непрерывной продувкой их верхних барабанов. Для уменьшения потерь теплоты с продувочной водой используются сепаратор продувки 20 и охладитель продувочной воды 15. Давление в сепараторе поддерживается на уровне 0,17-0,2 МПа, что значительно ниже давления в котле. Поэтому котловая вода вскипает в сепараторе и образуется пар давлением 0,17-0,2 МПа и с температурой 115-120 0 С. Пар отводится в деаэратор, а вода охлаждается до 60-40 0 С в теплообменнике 7 и сбрасывается в продувочный колодец 18. Сюда же поступает и вода периодической продувки. Из продувочного колодца вода сливается в систему канализации объекта. Температура сливаемой воды ограничивается местными условиями и, как правило, не должна превышать 60 0 С.

Стальные водогрейные котлы работают на воде, прошедшей ХВО и деаэрацию. Из-за отсутствия в котельной пара применяется вакуумная деаэрация.

Для защиты котлов от низкотемпературной газовой коррозии применяется система рециркуляции сетевой воды вокруг котлов, обеспечивающая подогревание воды до 70 – 100 0 С на входе в котлы путем подмешивания в обратную сетевую воду горячей воды с котлов.

Рис. 54. Тепловая схема котельной со стальными водогрейными котлами:

1 –котел; 2 – рециркуляционный насос;3 – перемычка; 4 – подающий трубопровод; 5 – обратный трубопровод; 7 – насос сырой воды; 8 – подогреватель; 9 – ХВО; 10 – подогреватель; 11 – деаэратор; 12 – перекачивающий насос; 13 – бак-аккумулятор; 14 – подпиточный насос.

Котлы параллельно подключаются к подающей 4 и обратной 5 магистралям тепловой сети (рис. 54). Охлажденная вода с температурой 70 0 С из обратной магистрали забирается сетевыми насосами 6 и прокачивается через котлы. Нагретая в котлах вода с температурой 150 0 С по подающему трубопроводу поступает к потребителям. При понижении температуры обратной сетевой воды до значений, при которых возникает низкотемпературная газовая коррозия в хвостовых поверхностях нагрева котлов, часть горячей воды с помощью рециркуляционного насоса 9 подается на вход в котлы.

Для регулирования температуры прямой сетевой воды используется перепускная линия 3, по которой охлажденная обратная сетевая вода подмешивается в горячую воду.

В крупных котлах, например, типа ПТВМ каждый котел получает воду от своего сетевого насоса и имеет индивидуальные системы рециркуляции и подмешивания. В таких случаях дополнительно устанавливается один общий для всех котлов резервный сетевой насос.

Потери и утечки воды из тепловой сети компенсируются умягченной и деаэрированной водой, которая подается подпиточным насосом 14 во всасывающий коллектор сетевых насосов.

Для приготовления подпиточной воды используется сырая вода, которая подается в котельную насосом 7. Перед водоумягчительными фильтрами 9 и перед деаэратором 11 вода первоначально подогревается горячей водой с котлов в теплообменниках 8 и 10. Химочищенная вода вводится в деаэратор перегретой по отношению к температуре насыщения в деаэраторе на 6 – 9 0 С, что необходимо для интенсивного кипения ее при температуре 70 0 С при давлении 0,03МПа. Разрежение в деаэраторе создают водоструйные эжекторы.

При работе котельной на открытую систему теплоснабжения в тепловую схему включаются баки – аккумуляторы горячей воды и насосы, перекачивающие деаэрированную воду в эти баки..

Очень часто в котельных сжигающих мазут для разогрева мазута и деаэрации воды используется пар, вырабатываемый в паровых котлах, устанавливаемых в котельных. Использование пара позволяет повысить надежность работы деаэраторов и увеличить интенсивность подогрева мазута по сравнению с используемой для этих целей горячей водой

17. Топливное хозяйство котельных

17.1. Топливное хозяйство котельных, работающих на твердом топливе

Хранение и подача угля в котельную. Уголь доставляется на расходный склад железнодорожным или автомобильным транспортом. На складе уголь хранится в штабелях, высота которых зависит от марки угля. Для каменных углей высота штабелей ограничивается 6 –7 метрами. Угли, склонные к самовозгоранию, хранятся в штабелях высотой не более 4 м. Между штабелями оставляются проезды для транспорта. Для борьбы с пожарами склады оборудуются средствами пожаротушения.

Подача угля в котельную и к котлам зависит от способа сжигания угля и производится вручную (тележки, тачки, вагонетки) или с помощью различных механизмов (автопогрузчики, бульдозеры, ленточные транспортеры, подъемники и др.).

Котлы, имеющие полумеханические и механические топки, оборудуются индивидуальными бункерами, из которых уголь подается к забрасывателям угля в топку. Доставка угля в бункеры производится в большинстве случаев ковшовым подъемником (рис.55).

Рис. 55. Схема топливоподачи с ковшовым подъемником:

1 – дробилка; 2 – ковш; 3 – вертикальные направляющие; 4 – горизонтальные направляющие; 5 – опрокидыватели ковша; 10 – лебедка.

Ковш 2 установлен на вагонетке, которая перемещается по рельсам с помощью тягового каната и электролебедки 10. Ковш загружается дробленым углем, поступающим с дробилки 1, поднимается на уровень бункеров котлов и по горизонтальным направляющим 4 перемещается до соответствующего бункера котла. Разгрузка ковша в бункер производится посредством его опрокидывания. Емкость ковша составляет 0,5 – 1,5 м 3 , а емкость бункера котла рассчитана на запас угля на 10 – 18 ч работы.

Находят применение также и системы топливоподачи с ленточными транспортерами.

Мазутное хозяйство состоит из склада и системы подачи мазута к форсункам. Мазут поступает на склад в автомобильных или железнодорожных цистернах и сливается в приемную емкость 3 (рис.57). Для разогрева мазута в железнодорожных цистернах используется пар, непосредственно вводимый в объем мазута через разогревающее устройство. Температура подогрева мазута зависит от его марки и составляет 30- 40 0 С. Из приемной емкости мазут перекачивается в резервуары 5 топливохранилища, оборудованные паровым подогревом.

Рис.57. Принципиальная циркуляционная схема мазутного хозяйства:

1 – железнодорожная цистерна; 2 – сливной лоток; 3 – приемная емкость; 4 – перекачивающие насосы; 5 – резервуары топливохранилища; 6 – вентиляционные трубы резервуаров; 7 – фильтр грубой очистки; 10 – топливные насосы; 11- перепускная линия; 12- подогреватель; 13 – фильтр тонкой очистки; 14 – напорная магистраль; 15 – обратная магистраль; 16 – перепускные клапаны; 17 – форсунки котлов; 18 - котлы

К форсункам 17 мазут подается по циркуляционной схеме, когда к котлам мазута подается больше, чем сжигается, и излишки мазута обратно возвращаются в резервуары. Постоянное движение мазута по всем мазутопроводам исключает застывание мазута во временно неработающих участках мазутопроводов и обеспечивает быстрое включение в работу резервных котлов. Кроме того, струя горячего мазута, возвращающегося в резервуар, интенсивно разогревает мазут и размывает донные отложения в резервуаре.

На пути к форсункам мазут подогревается в подогревателе 12 до температуры, необходимой для качественного распыливания. В зависимости от марки мазута эта температура достигает 80 – 120 0 С. Чтобы избежать засорения форсунок, мазут очищается от механических примесей в фильтрах грубой 7 и тонкой 13 очистки. Фильтры имеют одинаковую конструкцию и отличаются друг от друга размером ячейки фильтрующей сетки.

Для перекачки мазута и его подачи к форсункам используются шестеренчатые, ротационно-зубчатые и скальчатые насосы. Насосы совместно с подогревателями мазута и фильтрами устанавливаются в отдельном здании, называемом мазутонасосной.

Лекция 2. Схемы мазутных хозяйств

Применяется также схема мазутопроводов с двухступенчатой мазутной насосной с выделенным контуром рециркуляции с насосами рециркуляции и прокачиванием мазута из основных резервуаров через подогреватели после рециркуляционных насосов обратно в основные емкости. Одноступенчатые схемы применяются в промышленных котельных и на ТЭС мощностью менее 250 МВт.

Схемы топливоподготовки зависят от способа подачи мазута , мощности электростанций или котельной и свойств топлива.

В комплекс сооружений и устройств мазутного хозяйства котельной промышленного предприятия входят:

1. 
   приемно-сливные устройства;
2. 
   мазутохранилища (приемные и основные емкости);
3. 
   мазутонасосная (с насосами, подогревателями, фильтрами);
4. 
   паромазутопроводы;
5. 
   установки для приема, хранения и ввода жидких присадок;
6. 
   система пожаротушения.

1. 
   прием ж/д. или автоцистерн с мазутом;
2. 
   разогрев вагонов-цистерн;
3. 
   слив мазута из цистерн;
4. 
   хранение мазута в резервуарах;
5. 
   подготовка и обработка мазута перед подачей его к насосам и форсункам ;
6. 
   подача мазута к форсункам;
7. 
   учет потребляемого топлива.

Схемы мазутного хозяйства.

Циркуляционная схема

Применяется при использовании высоковязких мазутов, когда котельная работает постоянно на мазуте и кратковре­менно на газе (рис. 9.2). Мазут к насосам поступает из основ­ных емкостей. В схеме обязательна линия рециркуляции ма­зута из котельной в основную емкость и на всас насосов. Ли­ния рециркуляции (мазутопровод) меньше диаметром, чем прямой мазутопровод из мазутонасосной в котельную. На ре­циркуляцию подается около 15 % мазута от общего количества, поступающего в котельную.

Для учета расхода топлива необходима установка мазутомеров как на прямой линии , так и на обратной (циркуляцион­ной). Прямая и обратная линии изолируются вместе с паро­вой, поступающей на подогреватели мазутного хозяйства. Дав­ление в мазутопроводе котельной регулируется сливным клапаном 15 по давлению мазута в мазутопроводе. Недостат­ком циркуляционной схемы является неизбежность слива при регулировании всего обработанного и подогретого топлива в емкости, что может при определенных условиях вызвать перегрев топлива на всасе топливного насоса.

Тупиковая схема

Применяется при сжигании относительно маловязких мазу­тов, когда котельная работает на стабильных нагрузках, пре­вышающих средние (рис. 9.3). Топливо на насосы 3 поступает из расходной емкости 5. При установке расходной емкости в котельной она должна быть закрытой, объемом не более 5 м 3 . Не разрешается установка расходной емкости над котлами и экономайзерами. В схеме должна быть предусмотрена цирку­ляция мазута от напорного мазутопровода насосов к расход­ной емкости.

При работе котлов вентили на мазутопроводах за горел­ками котлов закрыты. При остановке котлов эти вентили от­крываются и включается в работу линия рециркуляции на расходную емкость. Мазут в расходную емкость поступает изосновных емкостей мазутохранилища. Расход топлива опреде­ляется мазутомером 11. В качестве мазутомеров могут при­меняться как счетчики ротационного типа, так и специальные сужающие устройства. Учет расхода топлива при тупиковой схеме более прост , чем при циркуляционной: учет ведется по одному мазутомеру перед котлами.

Комбинированная (тупиково-циркуляционная) схема

Может применяться во всех случаях, и особенно, когда ко­тельная работает на переменных нагрузках при частых пере­ходах с газа на мазут (рис. 9.4), при работе на маловязких топливах со стабильными нагрузками, превышающими сред­ние. При закрытии вентиля на линии рециркуляции от котлов к основной емкости котельная работает по тупиковой схеме. В остальных случаях в работу включается обратная, сливная, линия.

Расход топлива измеряется как на прямой линии к котель­ной, так и на обратной, сливной, линии. По разности этих рас­ходов определяется расход топлива, потребляемого котлами. Регулирование подачи жидкого топлива (давления) во всех схемах производится с помощью регулировочного клапана с импульсом по нагрузке котлов или давлению в котлах.

Наиболее приемлемой, с точки зрения возможности исполь­зования тяжелых мазутов и экономичности для промышлен­ных и энергетических установок , является комбинированная схема. На рис. 9.5 показана комбинированная схема для ТЭС большой мощности с насосами первого и второго подъема и совмещением насосов первого подъема и рециркуляции.

Основное назначение мазутного хозяйства ТЭЦ или котельной - обеспечение бесперебойной подачи к котлам подогретого и отфильтрованного мазута в необходимом количестве и с соответствующим давлением и вязкостью. Необходимое количество мазута определяется нагрузкой котлов. Давление в линиях подачи мазута и его вязкость определяются режимами форсунок.

Работа котельных на мазуте осуществляется очень редко (в периоды ограничения потребления газового топлива), поэтому его обновление растягивается на длительное время. При длительном хранении мазут постепенно ухудшает свои качества и создает дополнительные технические сложности эксплуатационному персоналу.

Так как мазут топливо достаточно дорогостоящее, крупные электростанции работает на газе, а жидкое топливо - мазут используется как резервное. Режим работы мазутного хозяйства предусмотрен как аварийно-растопочный, при ограничении подачи газа, во время аварийной ситуации на газовом оборудовании растопка котлов производится топочным мазутом.

Мазутное хозяйство предназначается для следующих работ:

приём железнодорожных цистерн с мазутом;

разогрев вагонов-цистерн;

слив мазута из цистерн;

хранение мазута в резервуарах;

подготовка и обработка мазута перед подачей его к насосам и форсункам;

учёт потребляемого мазута;

Мазутное хозяйство может работать в двух режимах - в холодном или горячем резерве.

Холодный резерв - это, когда оборудование мазутонасосной остановлено и лишь, в зависимости от продолжительности простоя, периодически включается схема внутренней циркуляции для поддержания температуры в резервуарах мазута в пределах от 300 С до 800 С.

Горячий резерв - мазутопроводы заполнены мазутом и осуществляется постоянный проток мазута подогретого до Т = 750 до 800 С по главному напорному мазутопроводу, мазутному кольцу котельного отделения, трубопроводу рециркуляции (возврата) в зависимости от выбранной схемы.

Выбор схемы мазутоснабжения котельной находится в зависимости от ряда местных условий: рельефа территории, ёмкости резервуаров, способа подачи мазута из топливохранилища к форсункам котельной и других.

При разогреве мазута в открытом расходном баке во избежание вспенивания его температура не должна превышать 90С. Подогрев мазута, подаваемого в форсунки, производится в отдельно стоящих подогревателях. Подачу топлива из складских резервуаров к форсункам, как правило, рекомендуется осуществлять с непрерывной циркуляцией мазута. При этом часть мазута, не менее 50% от расхода на все рабочие котлы, возвращается в резервуары и служит для разогрева мазута в них.

Мазутные хозяйства различают по способу доставки топлива.

Классификация мазутных хозяйств по назначению.

Основное мазутное хозяйство сооружается на тепловых станциях, для которых мазут является основным видом сжигаемого топлива, а газ сжигается как буферное топливо в период сезонных его избытков.

Резервное создаётся на тепловых станциях, где основным топливом является газ, а мазут сжигается в период его отсутствия (как правило, в зимнее время).

Аварийное мазутное хозяйство предусматривается на станциях, для которых основной и единственный вид топлива - газ, а мазут используется только при аварийном прекращении его подачи.

Растопочное мазутное хозяйство имеется на всех электростанциях, использующих твёрдое топливо при камерном способе сжигания. Мазут служит для растопки и подсвечивания факела в топках котлов. В случае установки на таких электростанциях газомазутных пиковых водогрейных котлов их мазутное хозяйство объединяется с растопочным. На тепловых электростанциях используется три схемы подвода жидкого топлива к форсункам:

Тупиковая, циркуляционная и комбинированная.

Схема мазутного хозяйства с наземным мазутохранилищем:

1-железнодорожная цистерна; 2-эстакада; 3-переносный сливной лоток; 4-сливной желоб; 5-отводящая труба; 6-приемная емкость; 7-мазутохранилище; 8, 11-фильтры тонкой очистки; 9, 12-насосы; 10-фильтр грубой очистки; 13-подогреватель; 14-горелки котлов; 15-линия рециркуляции.

Из железнодорожных цистерн 1, располагающихся при сливе на эстакаде 2, мазут по переносному сливному лотку 3 поступает в сливной желоб 4 и затем по отводящей трубе 5 - в приемную емкость 6. Из нее мазут по мазутопроводам подается в фильтр 10 грубой очистки и насосами 9 через фильтры 8 гонкой очистки закачивается в емкость мазутохранилища 7. Из емкости мазутохранилища через фильтры 11 тонкой очистки и подогреватели 13 насосами 12 мазут подается в горелки 14 котельных агрегатов. Часть разогретого мазута направляется по линии /5 рециркуляции в мазутохранилище для разогрева находящегося там мазута. Рециркуляция мазута предназначена для предупреждения застывания мазута в трубопроводах при уменьшении или прекращении его потребления. При сливе из железнодорожной цистерны мазут самотеком движется по открытым лоткам (желобам) в приемные баки. По дну лотков проложены паропроводы. Слив мазута из цистерн происходит через нижний сливной прибор в межрельсовые желоба. Мазут из приемных резервуаров перекачивается погружными нефтяными насосами в основные резервуары для хранения. Подогрев мазута в приемных и основных резервуарах до 70°С проводится обычно трубчатыми подогревателями поверхностного типа, обогреваемыми паром. В водогрейных котельных пар отсутствует, по-1 этому подогрев мазута осуществляется горячей водой с температурой до 150°С. Для уменьшения опасности донных отложений и загрязнения поверхностей нагрева при длительном хранении к мазуту добавляют жидкие присадки типа ВНИИНП-102 и ВНИИНП-103.

2. Назначение мазутного хозяйства

На отопительных газифицированных котельных с установленной мощностью свыше 20 МВт в качестве резервного топлива используется мазут. В соответствии со СНиП 11-35-76 «Котельные установки» запасы мазута на котельных должны составлять не менее десятисуточного расхода при доставке по железной дороге и пятисуточного автомобильным транспортом. Работа котельных на мазуте осуществляется очень редко (в периоды ограничения потребления газового топлива), поэтому его обновление растягивается на длительное время. При длительном хранении мазут постепенно ухудшает свои качества и создает дополнительные технические сложности эксплуатационному персоналу.

Мазутное хозяйство БТЭЦ-2 предназначено для приёма, хранения и подачи мазута на сжигание в котлах. Так как мазут топливо достаточно дорогостоящее, крупные электростанции, в том числе и Березниковская ТЭЦ-2 работает на газе, а жидкое топливо - мазут используется как резервное. Режим работы мазутного хозяйства предусмотрен как аварийно-растопочный, при ограничении подачи газа, во время аварийной ситуации на газовом оборудовании растопка котлов производится топочным мазутом.

Мазутное хозяйство предназначается для следующих работ:

Приём железнодорожных цистерн с мазутом;

Разогрев вагонов-цистерн;

Слив мазута из цистерн;

Хранение мазута в резервуарах;

Подготовка и обработка мазута перед подачей его к насосам и форсункам;

Учёт потребляемого мазута;

Мазутное хозяйство может работать в двух режимах – в холодном или горячем резерве.

Холодный резерв – это, когда оборудование мазутонасосной остановлено и лишь, в зависимости от продолжительности простоя, периодически включается схема внутренней циркуляции для поддержания температуры в резервуарах мазута в пределах от 30 0 С до 80 0 С.

Горячий резерв – мазутопроводы заполнены мазутом и осуществляется постоянный проток мазута подогретого до Т = 75 0 до 80 0 С по главному напорному мазутопроводу, мазутному кольцу котельного отделения, трубопроводу рециркуляции (возврата) в зависимости от выбранной схемы.

Выбор схемы мазутоснабжения котельной находится в зависимости от ряда местных условий: рельефа территории, ёмкости резервуаров, способа подачи мазута из топливохранилища к форсункам котельной и других.

При разогреве мазута в открытом расходном баке во избежание вспенивания его температура не должна превышать 90С. Подогрев мазута, подаваемого в форсунки, производится в отдельно стоящих подогревателях. Подачу топлива из складских резервуаров к форсункам, как правило, рекомендуется осуществлять с непрерывной циркуляцией мазута. При этом часть мазута, не менее 50% от расхода на все рабочие котлы, возвращается в резервуары и служит для разогрева мазута в них.

2. Физико-химическая характеристика мазутов

МАЗУТ - густая темно-коричневая жидкость; остаток после выделения из нефти или продуктов ее вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций. Применяют как жидкое котельное топливо, для производства моторных топлив и смазочных масел, битумов, кокса .

С 1 января 1965 года введён ГОСТ 10585-63, который распространяется на нефтяное топливо, предназначаемое для транспортных и стационарных котельных установок и промышленных печей. Для котельных промышленных предприятий предназначается топочный мазут марок М 40, М100, М200.

Мазут топочный М200 поставляется по согласованию с потребителями, он подаётся с нефтеперерабатывающих заводов только по трубопроводам. Разогрев его открытым паром запрещён.

Мазут на БТЭЦ-2 может поступать двух марок – М40 и М100, которые доставляются в цистернах железнодорожным транспортом.

Степень текучести жидкого топлива характеризуется его вязкостью.

Она измеряется специальным прибором – вискозиметром. Для достижения хорошей текучести, необходимой при сливе, транспортировке по трубам, распылении в форсунках, мазут необходимо подогревать, снижая тем самым его вязкость. По этой же причине необходимо организовать подогрев мазута в резервуарах, так как при этом увеличивается скорость осаждения механических примесей и отстаивания мазутов от воды, а также создаются условия для перекачки.

Температура вспышки – это такая температура, при которой выделяемые при нагреве пары мазута образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Температура вспышки характеризует пожарную безопасность жидкого топлива. Температура воспламенения при определении в открытом тигле должна находиться в пределах 90-140 0 С.

Температура застывания мазута - это такая температура, при которой он застывает настолько, что при наклоне пробирки под углом 45 0 уровень его остаётся неизменным в течение 1 минуты. Так же как вязкость, температура застывания влияет на выбор способа слива мазута и системы обогрева мазутопроводов.

Вода и механические примеси представляют собой балласт, снижающий теплоту сгорания топлива, а также экономические показатели котельных агрегатов. Наличие воды в мазуте, подаваемом в топку, имеет и другое отрицательное значение. Чем больше паров воды в продуктах сгорания, тем больше выпадение кислоты на поверхностях нагрева в области низких температур и разъедание металла котлоагрегатов. Допустимо содержание влаги в товарном мазуте до 2%, а при сливе при разогреве открытым паром 5%. Механические примеси в мазуте марок М40 и М100 составляют 1-2,5%. Очень важно отсутствие волокнистых и абразивных механических примесей, вызывающих быстрое засорение, износ фильтров, форсунок и арматуры.

Зола, в состав которой входят соединения ванадия и натрия вызывает коррозию высокотемпературных поверхностей нагрева и их зашлакование. Отстаивание воды и её слив позволяют удалить из мазута вредные соединения натрия. При этом снижается зольность мазута.

Испаряемость мазута, при которой, прежде всего обращаются в пар наиболее ценные углеводороды предотвращают транспортировкой и хранением в закрытых цистернах и резервуарах.

Взрывоопасность мазута возникает когда нефтяные пары в определённой концентрации с воздухом образуют взрывоопасные смеси и при соприкосновении с пламенем, накалённым металлом, электрической искрой и другим может произойти взрыв этой смеси. Поэтому все операции в мазутном хозяйстве должны проводиться со строгим соблюдением правил противопожарных мероприятий и техники безопасности.

Из-за токсичности паров нефтяного топлива может происходить отравление людей нефтяными парами от вдыхания их при ремонте и очистке резервуаров, а также в не6достаточно вентилируемых помещениях мазутного хозяйства. По мере повышения температуры подогрева токсичность увеличивается.

3. Основное оборудование мазутного хозяйства

3.1. Оборудование для приёма мазута

Оборудование для приёма мазута состоит из двух путевой эстакады, длинной 90 метров, сливных лотков и канала объёмом 400 м 3, помещения, где установлены перекачивающие нефтяные насосы типа 12 НА22х6, системы трубопроводов с запорной арматурой. Мазут из цистерн сливается в межрельсовые приёмно-сливные лотки и самотёком подаётся в промежуточную ёмкость, которая предназначена для сглаживания неравномерности слива мазута, поднятия его температуры до определённых пределов (разность температур в промёмкости и температуры в резервуарах мазута не должна превышать 20 С) и перекачки его в мазутохранилище.

Для перекачивания мазута в помещении установлены перекачивающие нефтяные насосы типа 12НА22х6, перекачивающий мазутопровод диаметром 326 мм с установленной на нём запорной арматурой.

3.2. Мазутохранилище

Мазутохранилище служит для хранения, подготовки к сжиганию мазута (подогрев, перемешивание) и представляет собой два однотипных металлических резервуара объёмом 5000 м 3 , цилиндрической формы диаметром 22,8 м и высотой 11,92 м. Резервуар мазута включает в себя: два люка-лаза, расположенных с двух сторон по диагонали цилиндра, служащие для производства ремонтных работ, многомаршевую шахтную лестницу для подъема на крышу резервуара. На крыше находится два световых люка, замерный люк и два дыхательных клапана. Световые люки служат для осмотра внутренней поверхности резервуара, замерный - для физического замера уровня мазута.

К резервуару подведены следующие трубопроводы:

· перекачивающий мазутопровод из промёмкости диаметром 300мм

· всасывающий мазутопровод насосов рециркуляции диаметром 300 мм

· всасывающий мазутопровод основных насосов диаметром 350 мм

· всасывающий мазутопровод дренажных насосов диаметром 100 мм

· напорный мазутопровод основных насосов диаметром 100 мм

· напорный мазутопровод насосов рециркуляции диаметром 200 мм

· напорный мазутопровод диаметром 100 мм дренажных насосов.

Внутренне оборудование резервуара: днище выполнено с уклоном 2 0 к всасывающим трубопроводам; центральная стойка для удерживания крыши; коллектор напора трубопровода перекачиваемого мазута из промёмкости с соплами по всему коллектору расположенными через 2 метра. По высоте резервуара через каждые 2,5 метра, начиная с отметки 2,5 м, установлены термодатчики для определения температуры мазута в резервуаре в разных точках.

Тепловые электростанции снабжаются газом от газораспределительных станций (ГРС) через газораспределительные пункты (ГРП) (рис. 5.1.) Последние вместе с системой газопроводов составляют газовое хозяйство ТЭС. На газомазутных конденсационных электростанциях мощностью до 1200 МВт и газомазутных ТЭЦ с расходом пара до 4000 т/ч может быть один ГРП, а на остальных электростанциях их количество должно быть не менее двух. Производительность ГРП на электростанциях, где газовое топливо является основным, рассчитывается на максимальный расход газа всеми рабочими котлами, а на электростанциях, сжигающих газ сезонно,-- по расходу газа для летнего режима ГРП размещают в отдельных зданиях или под навесами на территории электростанции. К каждому ГРП газ подводится по одному газопроводу (без резервного) от расположенной вне территории электростанции ГРС Давление газа перед ГРП 0,6--1,1 МПа, а после ГРП требуемое его значение определяется потерями давления до самого удаленного от ГРП котла и необходимым давлением газа перед горелками и составляет обычно 0,13-- 0,2 МПа.

Рис. 5.1.

I-- запорная задвижка, 2 -- расходомер, 3--фильтр, 4 -- регулятор давления, 5--предохранительный клапан, 6 -- байпасная линия, 7 -- регулятор расхода газа; 8-- импульсный отсечный быстродействующий клапан, 9 -- пробковый кран.

В ГРП имеются рабочие нитки газопровода, нитки малого расхода, включаемые при малом потреблении газа, и резервная нитка с ручным управлением арматурой. На рабочих нитках и нитках малого расхода устанавливают автоматические регуляторы давления и защитные регуляторы, действующие по принципу «после себя». Защитные регуляторы настраивают на повышенное давление по сравнению с рабочим и при работе в расчетном диапазоне полностью открыты

В пределах ГРП и до котлов прокладка газопроводов наземная. Подвод газа от каждого ГРП к магистрали котельного отделения и от нее к котлам не резервируется и может выполняться однониточным. Газовый распределительный коллектор котлов прокладывается вне здания котельного отделения.

При заполнении газом газопроводы должны продуваться им через сбросные свечи до вытеснения всего воздуха, а при освобождении от газа продуваться воздухом до вытеснения всего газа. Эти требования обусловлены тем, что при объемной концентрации природного газа в воздухе 0,05--0,15 (5--15%) образуется взрывоопасная смесь Из сбросных свечей газ выпускается в места, откуда он не может попасть в здания и где исключена возможность его воспламенения от какого-либо источника огня. На газопроводах устанавливается только стальная арматура.

Мазутное хозяйство

Мазут доставляется на ТЭС главным образом по железной дороге (в отдельных случаях -- водным путем и по трубопроводам).

Основные элементы мазутного хозяйства -- приемно-сливное устройство, мазутохранилище, мазутная насосная, установки для ввода жидких присадок, трубопроводы и арматура. На рис 5.2. показана принципиальная схема мазутного хозяйства тепловой электростанции.

Для разогрева и слива мазута из цистерн могут применяться как сливные эстакады с разогревом мазута «открытым» паром или горячим мазутом, так и закрытые сливные устройства -- тепляки Тип сливного устройства выбирается на основании технико-экономического расчета.

Разогретый мазут сливается из цистерн в межрельсовые лотки, выполненные с уклоном не менее 1%, и по ним направляется в приемную емкость, перед которой должны устанавливаться грубый фильтр-сетка и гидрозатвор. На дне лотков укладывают паровые трубы.

Приемно-сливное устройство рассчитывают на прием цистерн грузоподъемностью 50, 60 и 120 т. Длину фронта разгрузки основного мазутохозяйства проектируют, считая, что должен быть слит расчетный суточный расход мазута (20-часовой расход всеми энергетическими котлами станции при их номинальной производительности и 24-часовой расход всеми водогрейными котлами при покрытии тепловых нагрузок для средней температуры самого холодного месяца). Время разогрева и слива одной ставки не должно быть более 9 ч. Полагают также, что мазут доставляется цистернами расчетной грузоподъемностью 60 т, при весовой норме железнодорожного маршрута, с коэффициентом неравномерности подачи 1,2. Принятая длина фронта разгрузки должна быть не менее 1/3 длины маршрута. Для растопочного мазутного хозяйства электростанций с общей производительностью котлов до 8000 т/ч длина разгрузки принимается 100 м, а при большей производительности котлов -- 200 м.

Вместимость приемной емкости основного мазутохозяйства должна составлять не менее 20% вместимости устанавливаемых под разгрузку цистерн. Из приемной емкости мазут перекачивается насосами погружного типа в мазутохранилище. Сливаемый из установленных под разгрузку цистерн мазут должен быть перекачан не более чем за 5 ч. В основном мазутном хозяйстве перекачивающие насосы устанавливаются с резервом. В растопочном мазутохозяйстве приемная емкость должна быть не менее 120 м 3 , откачивающие насосы не резервируются.

От нефтеперерабатывающего завода мазут на мазутохозяйство ТЭС подается по одному трубопроводу. В отдельных случаях при обосновании допускается подача по двум трубопроводам с пропускной способностью каждого из них, равной 50% максимального часового расхода топлива при номинальной производительности котлов.

В зависимости от типа мазутного хозяйства вместимость мазутохранилища (без учета госрезерва) принимается следующей:

Рис. 5.2.

1 -- цистерна; 2 -- лоток приемно-сливного устройства; 3 -- фильтр-сетка; 4 --приемный резервуар: 5--перекачивающий насос погружного типа; 6--основной резервуар; 7--насос первого подъема; 8 -- основной подогреватель мазута; 9-- фильтр тонкой очистки мазута; 10 -- насос второго подъема; 11 -- регулирующий клапан подачи мазута к горелкам; 12-- насос рециркуляции; 13 -- фильтр очистки резервуара; 14 -- подогреватель мазута на рециркуляцию основного резервуара; 15--подогреватель мазута на рециркуляцию приемного резервуара и лотка.

Расход натурального топлива при номинальной нагрузке:

М 3 где - расход топлива за 10 суток для энергетических котлов при их 20-часовой работе; т/м 3 - плотность мазута.

Выбираем 2 резервуара вместимостью 25000 м 3 каждый.

На электростанциях сооружают как металлические наземные резервуары, так и железобетонные, обвалованные землей. В районах со среднегодовой температурой +9°С и ниже металлические резервуары мазутного хозяйства теплоизолируют.

Мазут в резервуарах мазутного хозяйства разогревают циркуляционным способом по отдельному специально выделенному контуру. Возможно применение местных паровых разогревающих устройств. В контуре циркуляционного разогрева мазута предусматривается по одному резервному насосу и подогревателю. Подача насоса циркуляционного разогрева должна обеспечивать подготовку мазута в резервуарах для бесперебойного снабжения котельной.

Температура мазута в приемных емкостях и резервуарах мазутохранилища выше 90 °С не допускается. Это ограничение связано с тем, что при более высокой температуре вода в мазуте вскипает (при 100°С) с образованием водомазутной пены, происходит интенсивное отстаивание воды, увеличиваются потери от испарения легких фракций. Для мазута марки 40 оптимальная рабочая температура хранения 50--60°С, для мазута марки 100--температура 60--70°С.

В основном и растопочном мазутохозяйствах схема подачи мазута в котельное отделение может быть одно- или двухступенчатой в зависимости от требуемого давления перед форсунками. Количество мазутных насосов в каждой ступени основного мазутного хозяйства должно быть не менее четырех (в том числе по одному резервному и одному ремонтному). Оборудование основного мазутного хозяйства должно обеспечивать. непрерывную подачу мазута в котельное отделение при работе всех рабочих котлов с номинальной производительностью.

В насосной основного мазутохозяйства предусматривается по одному резервному подогревателю и фильтру тонкой очистки. Схема мазутонасосной должна допускать возможность работы любого подогревателя и фильтра с любым насосом I и II ступеней.

Мазут из основного мазутохозяйства подается к котлам по двум магистралям, рассчитанным каждая на 75% номинальной производительности с учетом рециркуляции. Из растопочного мазутохозяйства мазут поступает в котельное отделение по одному трубопроводу, пропускная способность которого выбирается с учетом общего количества и мощности агрегатов (энергоблоков) на электростанции и режима ее работы в энергосистеме. При этом загрузка одновременно растапливаемых котлов не должна превышать 30% их номинальной производительности, а число таких котлов на ТЭЦ не должно превышать двух наиболее крупных котлов.

В магистральных мазутопроводах котельной и в отводах к каждому котлу должна быть обеспечена циркуляция мазута. Для этого предусматривается трубопровод рециркуляции мазута из котельной в мазутохозяйство. Подача основных мазутных насосов при выделенном контуре разогрева выбирается с учетом дополнительного расхода мазута на рециркуляцию в обратной магистрали при минимально допустимых скоростях.

Прокладка мазутопроводов, как правило, наземная. Мазутопроводы, проложенные на открытом воздухе и в холодных помещениях, должны иметь паровые или другие обогревательные спутники в общей с ними изоляции. На вводах магистральных мазутопроводов внутри котельного отделения, а также на отводах к каждому котлу должна устанавливаться запорная арматура с дистанционным электрическим и механическим приводами, расположенными в удобных для обслуживания местах.

Для аварийных отключений на всасывающих и нагнетательных мазутопроводах должна быть установлена запорная арматура на расстоянии 10--50 м от мазутонасосной.