Паропроводы котельной

1. Общее описание предприятия, основного и вспомогательного оборудования КВД-1

трубопровод котел пароперегреватель Производственное объединение «Северное машиностроительное предприятие» — российское машиностроительное предприятие оборонного комплекса, расположенное в городе Северодвинске Архангельской области. Предприятие вело и ведёт успешное строительство российских военных кораблей и атомных подводных лодок, осуществляет ремонт крупных надводных кораблей для РФ и других стран (Индия, Китай, Вьетнам), активно участвует в проектах по созданию российской морской техники, российской нефтегазовой индустрии.

1.1 Котельная высокого давления

Котельная высокого давления (КВД) включает в себя котлоагрегаты и все устройства необходимые для обеспечения нормальной работы котлов.

Для производства перегретого пара в котельной высокого давления установлены 3 водотрубных котла с естественной циркуляцией типа КВ-76. Перегретый пар транспортируется по паропроводам на набережную № 1 «ПО «Севмаш» .

1.2 Топливное хозяйство

Топливное хозяйство — это комплекс технологи­чески связанных устройств, механизмов и сооружений, служащих для подготовки и подачи топлива в котельную. Комплекс выполняется в виде непрерывной технологи­ческой линии, началом которой является приемо-разгрузочное устройство, а концом — главное здание, куда подается подготовленное топливо. Подача топлива совмещается с различными этапами его подготовки, а также операциями складирования, взвешивания, отбора проб. Совокупность всех операций именуется переработкой топлива.

Для подачи и подготовки топлива к сжиганию предназначена топливная система парового котла с топочными устройствами и воздухоподводящей системой. Топливная и воздухоподводящая система парового котла показана на рисунке 1.

Рисунок 1 — Топливная и воздухоподводящая система парового котла Топливная система включает в себя расходную цистерну 1, фильтры 2, 5 холодной и горячей очистки топлива, подогреватели топлива 4, 6, шестеренчатый насос 3, забирающий топливо из расходной цистерны и подающий его через фильтры, подогреватели к топочным устройствам (форсункам) 8. Необходимый для сгорания топлива воздух подается в топку котла котельным вентилятором 7. Образующиеся при сгорании топлива дымовые газы, отдав теплоту в поверхностях нагрева котла 9, удаляются через газоход 10 в дымовую трубу.

1.3 Котел типа КВ-76

Котел вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией воды, вертикальным двухколлекторным пароперегревателем, с дутьём непосредственно в топку, с водяным плавниковым экономайзером.

— Рабочее давление — 6,4 МПа

— Максимальная температура пара на выходе — 450 ^оС

— Производительность котла — 80 т/ч Отопление котла двухстороннее, с форсунками механического распыливания. Котельный агрегат состоит из испарительной части (котла) и пароперегревателя, соединенных между собой пароперепускной трубой и с компонованных совместно с топочной камерой в общем обшивочном кожухе.

1.4 Устройство котла КВ-76

Водотрубный котел с естественной циркуляцией показан на рисунке 2

Рисунок 2 — Водотрубный котел с естественной циркуляцией

1 — пароводяной коллектор; 2 — опускные необогреваемые трубы; 3,7 — парообразующие трубы; 4 — топка котла; 5 — топочное устройство; 6 — водяной коллектор; 8 — трубопровод к потребителю; 9 — пучок труб пароперегревателя; 10 — направление движения газов в газоходе; 11 — трубопровод питательной воды; 12 — трубопровод экономайзера; 13 — трубки воздухоподогревателя; 14 — подвод воздуха к воздухоподогревателю; 15 — дымовая труба; 16 — подвод воздуха к топочному устройству; 17 — пароперепускная труба.

1.5 Принцип действия котла

При факельном сжигании топлива образуются продукты сгорания (дымовые газы), имеющие высокую температуру. В топке передача теплоты парообразующим трубам осуществляется в основном тепловым излучением от высокотемпературного факела, а в газоходе котла — тепловой конвекцией от движущихся через основную и дополнительную поверхности нагрева дымовых газов. Охлажденные дымовые газы поступают в дымовую трубу.

Питательная вода нагнетается питательным насосом по трубопроводу 11 в экономайзер, где подогревается по температуры на 20−30 ^оС ниже температуры кипения. Оттуда она направляется в водную часть коллектора 1, смешивается с котловой водой и по опускным трубам 2 движется к водяному коллектору 6, из которого поступает в парообразующие трубы 3, 7. Ряд труб 3, защищающих от облучения факелом опускные трубы 2, называется экраном. Первые ряды пучка 7 и экрана воспринимают теплоту излучения газов в топке, а поверхности труб 7, 9, 12, 13 — теплоту, передаваемую конвекцией от движущихся газов. Внутри труб 3 и 7 происходит процесс парообразования, появившаяся при этом пароводяная смесь поступает в коллектор 1. Образовавшийся в циркуляционном контуре пар, пройдя водяную часть коллектора 1, скапливается в его паровой зоне, откуда по перепускной трубе 17 направляется в верхний коллектор пароперегревателя 9, а вода, смешиваясь с питательной водой, вновь поступает по опускным трубам 2 к коллектору 6.

Вода и пароводяная смесь движутся по замкнутому контуру: пароводяной коллектор — опускные трубы — водяной коллектор — парообразующие трубы — пароводяной коллектор. Это движение происходит за счет разности веса воды и пароводяной смеси в трубах и называется естественной циркуляцией. Совокупность элементов котла, в которых осуществляется замкнутое движение воды и пароводяной смеси, называют контуром циркуляции. У котла, показанного на рисунке 2, только один контур циркуляции. Однако котлы могут иметь несколько таких контуров.

В пароводяном коллекторе 1 циркуляционного контура котла размещаются сепарирующие устройства, поэтому пар, направляемый в пароперегреватель, имеет степень сухости близкую к единице. В пароперегревателе 9 пар подсушивается и перегревается. Перегретый пар через главный стопорный клапан направляется к потребителю по трубопроводу 8.

1.6 Аварийная остановка котла

Котел должен быть немедленно остановлен и отключен действием защит или персоналом в случаях, предусмотренных инструкцией, и в частности в случаях:

— обнаружения неисправности предохранительного клапана

— если давление в барабане котла поднялось выше разрешенного на 10%

— снижения уровня воды ниже низшего допустимого уровня

— повышения уровня воды выше допустимого уровня

— прекращения действия всех питательных насосов

— прекращения действия всех указателей уровня воды прямого действия

— если в основных элементах котла (барабане, коллекторе, пароперепускных и водоопускных трубах, паровых и питательных трубопроводах, трубной решетке, кожухе топки и т. д.) будут обнаружены трещины, выпучины, пропуски в их сварных швах

— погасания факелов в топке при камерном сжигании топлива

— повышения температуры воды на выходе из водогрейного котла

— неисправности автоматики безопасности

— возникновения в котельной пожара, угрожающего обслуживающему персоналу

1.7 Пароперегреватели

Пароперегреватели служат для перегрева пара, т. е. для получения пара, температура которого превышает температуру насыщения при давлении в котле. Использование в энергетической установке перегретого пара вместо насыщенного увеличивает КПД на 10−15%, а с повышением температуры перегрева пара на 20−25 ^оС КПД установки возрастает на 1−1,5%. Поэтому пароперегреватели являются обязательной составной частью не только главных, но и вспомогательных котлов.

В пароперегревателе из пароводяного коллектора поступает влажный насыщенный пар, который, проходя внутри труб, омываемых дымовыми газами, сначала подсушивается, а затем перегревается. Для большего перегрева пара пароперегреватели размещают в высокотемпературной зоне газохода котла.

1.8 Водяные экономайзеры

Водяные экономайзеры предназначены для подогрева питательной воды, поступающей в котел, теплотой дымовых газов. Их устанавливают в низкотемпературной зоне котла. Подогрев воды в водяном экономайзере на один градус вызывает охлаждение газов на 2,5 — 3 ^оС, что способствует росту КПД котла. Кроме того, наличие водяного экономайзера способствует снижению размеров парообразующей поверхности нагрева котла, его массы и габаритов.

1.9 Воздухоподогреватели

Воздухоподогреватели применяют для подогрева, поступающего от котельного вентилятора. В качестве горячего теплоносителя используют дымовые газы, отработавший пар или воду. Подача в топку горячего воздуха улучшает топочный процесс, способствует повышению температуры газа в топке и газоходе котла. Использование воздухоподогревателей модет увеличить КПД котла на 3−5%. Схема газового трубчатого воздухоподогревателя изображена на рисунке 3.

Рисунок 3 — Конструктивная схема газового трубчатого воздухоподогревателя Дымовые газы 1 омывают трубы 5 изнутри, а воздух (стрелка 4) движется в межтрубном пространстве и омывает трубы воздухоподогревателя снаружи. Трубы крепят к трубным решеткам 3 с помощью сварки. Для обеспечения перемещения труб при тепловом расширении предусмотрена установка компенсатора 2. При эксплуатации сажистые и золовые отложения в таких воздухоподогревателях появляются на внутренней поверхности труб, которую периодически очищают сажеобдувочными устройствами.

1.10 Опоры

Для установки и надежного закрепления котла служат фундаменты. На фундаменты котел устанавливают на опорах. Количество опор зависит от габаритов и массы котла. Одна опора делается неподвижной, остальные — подвижными. Они обеспечивают свободу температурных расширений котла.

2. Паропроводы

Водяной пар на судне предназначен для различных целей. Например, в главных паросиловых установках он необходим для работы главных тепловых двигателей — паровых турбин, а также для нагревания воды, топлива и других сред в различных теплообменных аппаратах. На судах с дизельными и газотурбинными установками пар нужен турбогенераторам, вырабатывающим электроэнергию. Водяной пар в паровом котле образуется в результате подвода теплоты к воде. Источником теплоты служат продукты сгорания органического топлива. Паропроводы обеспечивают подачу пара высокого давления для заказов на набережной № 1.

Технические данные паропроводов:

— рабочее давление — 5,8 МПа

— температура перегретого пара — до 440 ^оС

— диаметр трубопроводов: Ду — 150, Ду — 250

2.1 Подготовка к пуску паропровода

Подготовка к пуску паропровода осуществляется после получения сообщения и подтверждения от сдаточного о готовности заказа к принятию пара.

До начала прогрева паропровода персонал обязан:

— проверить состояние и обеспечить полное открытие всей спускной арматуры (дренажи № 11 — 11г)

— проверить положение всех запорных органов (задвижек и вентилей) на подлежащих прогреву участках паропровода и привести их в состояние открытия или закрытия в соответствии с программой пуска паропровода

— задвижки № 1, 1А, 2, 2А, 3, 5, 6, 7, 8, 8А, 9, 9А, 10, 13, а также воздушники № 12А-12Е должны быть закрыты. Задвижка № 4 должна быть открыта

— проверить наличие и исправность контрольно измерительных приборов: манометров и термометров.

2.2 Прогрев и пуск паропровода от КВД-1 до секции № 17

Прогрев и пуск паропровода на всех этапах относится к опасным работам и должен производиться по нарядудопуску, выдаваемому мастером и в соответствии с данной инструкцией бригадой не менее 3-х человек, один из которых назначается исполнителем работ.

Паропровод прогревается в 3 этапа:

1 этап — участок паропровода внутри КВД-1 от котла КВ-76 (№ 1 или № 3) до задвижки 5, расположенной перед выходом паропровода из котельной

2 этап — от задвижки 5 до задвижек 6, 7 узла УТ-2

3 этап — от задвижки 7 до задвижек 8, 10 подключательного пункта секции 17

После окончания прогрева всего паропровода сообщить мастеру о готовности паропровода к пуску в работу. Для поддержания заданной температуры пара на коллекторе подключательного пункта секции № 9 включить в работу охладительную установку, открыв клапан 13 на КВД-1. После получения сообщения от сдаточного механика о готовности принять пар с берега на заказ, по команде мастера открыть полностью главную задвижку (10, 10-А) на секции № 9 и пустить паропровод в работу.

2.3 Отключение паропровода

Вывод паропровода из действия в плановом режиме производится по распоряжению мастера Парапровод отключать в следующем порядке:

— закрыть главную паровую задвижку (1, 1-А) на КВД-1

— после естественного снижения в паропроводе давления до 0,1 МПа открыть все дренажные и байпасные вентили (16) конденсационных горшков

— все дренажные вентили (11 — 11Г) должны оставаться открытыми до следующего прогрева и пуска паропровода

— закрыть задвижку 10 или 10-А Паропровод должен быть немедленно остановлен при обнаружении следующих неисправностей:

— гидроудары

— если давление в паропроводе поднялось выше допустимого и не снижается, несмотря на все принимаемые меры

— если возник дефект, угрожающий безопасности эксплуатации паропровода (разрывы, трещины, свищи, сход опор или защемление трубопровода в опорах)

— выход из строя арматуры

— неисправность манометров и невозможность определить давление по другим приборам

2.4 Категории трубопроводов

Категории и группы паропроводов представлены в таблице 1

Таблица 1 — Категории и группы паропроводов

Заключение

За время прохождения производственной практики мною были рассмотрены следующие вопросы:

— приготовление воды высокой чистоты

— приготовление сорбентов

— техническое обслуживание котла КВ-76

— подача пара на заказ Также я освоил и изучил назначение, технические данные, принцип действия топливного хозяйства, цеха химводоочистки, котла КВ-76, вспомогательного оборудования котла, испарителя ИСМ — 120. Изучил правила безопасной эксплуатации паропроводов. Ознакомился с правилами техники безопасности при работе на КВД-1 и на набережной предприятия.

Список использованных источников

1 Волков Д. И., Сударев Б. В. Судовые паровые котлы: Учебник. — Л.: Судостроение, 1988, 136 с.

2 Госгортехнадзор России, Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды, ПБ 10−573−03, 2003.

3 Теплотехнический справочник. Под общ. ред. Т 34 В. Н. Юренева и П. Д. Лебедева. В 2-х т. Т. 2. «Энергия» 1976.