Автоматизация процесса парообразования в котле ДКВР-20-13 на "Третьем Березниковском калийном производственном рудоуправлении" ОАО "Уралкалий"

дипломная работа

1 Описание технологического процесса

Современная котельная установка представляет собой сложное техническое сооружение. Она состоит из котельного агрегата ДКВР-20-13 и котельного вспомогательного оборудования. Продукцией котельного цеха является насыщенный водяной пар требуемых параметров, используемый на технологические нужды.

В состав котельного агрегата входят: паровой котёл, топка, водяной экономайзер, обмуровка, а также арматура.

Котёл типа ДКВР-20-13 представляет собой вертикально-водотрубный двухбарабанный паровой котёл с естественной циркуляцией. Котёл имеет два одинаковых по длине и диаметру барабана. Топочная камера полностью экранирована трубами. Для повышения экономичности работы котёл снабжают чугунным водяным экономайзером, который позволяет снизить температуру уходящих газов.

К вспомогательному котельному оборудованию относятся тягодутьевые и питательные устройства, оборудование водоподготовки, топливоподачи, системы шлакозолоудаления и золоулавливания, а также контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации.

В качестве основного топлива на производстве используется попутный нефтяной газ, в качестве резервного топлива мазут.

Насыщенный водяной пар используется на технологические нужды других основных цехов, горячая хозяйственно-питьевая вода поступает в систему хозяйственно-питьевого водоснабжения и используется на хозяйственно-бытовые нужды. Характеристики основного сырья и энергоресурсов приведены ниже в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Характеристики основного сырья и энергоресурсов

№ п/п

Наименование

Показатель

Норма

1

2

3

4

1

Исходная вода

Общая жесткость, мг·экв/дм3

Щелочность общая, мг·экв/дм3

Хлориды, мг·экв/дм3

22,0

1,5-2,6

Не нормируются

2

Кварцевый песок

Размер зерен, мм

0,5-1,5

3

Катионит марки КУ2-8 ГОСТ 20298-74

Размер зерен, мм

0,3-1,25

4

Топливо нефтяное мазут ГОСТ 10585-99, Марка 100

Вязкость кинематическая, сСт при 80 °С, не более

Температура вспышки в открытом тигле, °С, не более

Массовая доля механических примесей, %, не более

Массовая доля воды, %, не более

Теплота сгорания (низшая) в пересчете на сухое топливо кДж/кг, не менее

118

110

1,0

1,0

39900

5

Попутный нефтяной газ

Теплота сгорания низшая, МДж/м3 (ккал/м3) при 20°С и 101,325 кПа, не менее

Область значений числа Воббе (низшего) МДж/м3 (ккал/м3)

Объемная доля кислорода, %, не более

Масса механических примесей в 1 м3, не более

Давление, МПа

31,8 (7600)

41,2-54,5

(9850-13000)

1,0

0,001

0,5-0,6

Продукцией паровой котельной является насыщенный водяной пар и горячая хозяйственно-питьевая вода, характеристики которой приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Характеристики продукции

№ п/п

Наименование

Показатель

Норма

1

Насыщенный водяной пар

Общая жесткость,

Мкг·экв/дм3, не более

Температура, °С, не более

Давление, МПа, не более

15

160

0,7

2

Горячая хозяйственно-питьевая вода

Температура, °С, не более

Давление, МПа, не более

70

0,6

Процесс получения пара протекает в следующем порядке. Центробежными насосами питательная вода непрерывно подается в барабан котла. Ее давление составляет 14 кгс/см2, это выше чем давления вырабатываемого пара. Прежде чем попасть в барабан котла, питательная вода с расходом 15-25 т/ч в зависимости от нагрузки проходит через экономайзер позиция 3, подогреваясь до температуры примерно на 40 °С ниже, чем температура насыщенного пара в котле примерно 190 °С. Барабан котла позиция 6 служит распределителем котловой воды и сборником образующего пара. С помощью опускных труб вода из барабана поступает в нижние коллекторы (сборники или распределители), к которым присоединяются трубы экранов, вертикально установленные по внутренним стенкам топочной камеры. Другим концом экранные трубы присоединяются к барабану котла. Как говорилось, экранные трубы представляют поверхность нагрева котла и предназначены для получения пара, кроме того, они защищают стенки топочной камеры от температуры. В результате радиационного (лучевого) нагрева экранных труб находящаяся в них вода закипает, образовавшиеся пузырьки пара стремятся вверх, увлекая за собой еще не вскипевшую воду. По направлению к барабану котла в трубах экрана образуется поток пароводяной смеси. Так как гидростатическое давление пароводяной смеси (эмульсии) в экранных трубах меньше, чем вес столба воды в опускных трубах, то в замкнутой гидравлической системе (барабан котла -- опускные трубы -- нижние коллекторы -- экранные трубы -- барабан котла) образуется устойчивое движение (естественная циркуляция).

Продукты сгорания сначала охлаждаются в топочной камере котла ДКВР 20-13 позиция 5, отдавая тепло радиационным способом экранным трубам, затем охлаждаются за счет конвекции, проходя через экономайзер позиции 3. Дымовые газы (продукты сгорания) из топки с температурой 360°С и разряжением -0,94 кПа, отсасываются дымососом позиция 4, проходят через водяной экономайзер позиции 3, на выходе температура устанавливается 200 °С выбрасываются через дымовую трубу в атмосферу. Для обеспечения нормального режима горения топлива в топку вентилятором позиция 1 подается воздух.

Таким образом в топку котла подаются топливо с температурой +5 °С, с расходом 1500 нм3/ч, давлением газа до заслонки 3,8 кПа, давление газа после заслонки 3,7 кПа и давление воздуха 1,9 кПа. В барабан котла подается питательная вода, а отбирается водяной насыщенный пар, расход которого составляет 10-20 т/ч. Регулирование процессов горения и питания паровых котлов сводится к управлению подачей топлива, воздуха, тяги и воды. Способ регулирования процесса горения определяется в первую очередь способом сжигания топлива и конструкцией топочного устройства.

Подача воды в барабан котла регулируется таким образом, чтобы уровень воды в барабане, оставался на уровне 0 мм., то есть уровень воды держался середины барабана. Таким образом, парообразование получается максимальным, что повышает производительность котла.[4,5]

Делись добром ;)