Главная / Устройства / Мазутное хозяйство котельной. Наладка мазутного хозяйства котельной

Мазутное хозяйство котельной. Наладка мазутного хозяйства котельной

Мазутное хозяйство

3. Основное назначение мазутного хозяйства

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.

Анализ производственной деятельности ОАО "Гомельский мясокомбинат"

Деятельность ООО "Чагодощенский стеклозавод"

Грейферный кран: Предназначен для разгрузки сырьевых материалов. Грузоподъёмность - 5 т. Ёмкость грейфера - 1,5 м3. Конвейер ленточный: Марки: КЛС-650 №8, КЛС-650 №18, КЛС-800 №21, КЛС-650 №29, КЛС-800 №702, КЛС-800 №703, КЛС-800 №716, КЛС-500 №710, КЛС-500 №711, КЛС-500 №714...

Мазутное хозяйство

Одним из важнейших элементов трубопровода является арматура, с помощью которой осуществляется управление потоками. От её работы зависит надёжность всей системы. Арматура для мазутопроводов по назначению классифицируют на: Запорную (задвижки...

Мазутное хозяйство БТЭЦ-2

На отопительных газифицированных котельных с установленной мощностью свыше 20 МВт в качестве резервного топлива используется мазут...

Мазутное хозяйство БТЭЦ-2

Метод экструзии как основной метод для получения пленок из полиамидов

При производстве пленок применяются экструзионные установки с длинными шнеками для устранения пульсации расплава; экструдеры -- с L/D = 20ч-25 и с D от 20 до 90 мм (иногда до 120 мм)...

Производство аммиачной селитры

...

Технология переработки нефти

При термическом и каталитическом крекинге происходит перераспределение водорода, содержавшегося в сырье, между продуктами крекинга. Чем тяжелее фракционный состав сырья и чем больше в нем содержится асфальто-смолистых веществ...

Технология производства мясных консервов

Для производства паштетов используют следующее мясное сырьё: жилованные говядину, свинину (в том числе стерилизованную), телятину, обваленное куриное и гусиное мясо, кроликов, нутрий, мясо механической обвалки; жир свиной топлёный и костный...

Технология производства этилового спирта

Меласса является основным видом сахаросодержащего сырья, используемого для производства спирта. Главной ее составной частью, пригодной для сбраживания на спирт, является сахар...

Установка осушки газа

Основное оборудование системы регенерации гликоля перечислено ниже: А-1 Абсорбер; AT Теплообменник "газ-гликоль" БГО Блок газоотделителя; БНГ Блок насосов гликоля; БС Блок сепарации; ОР Огневой регенератор;...

Мазутные хозяйства ТЭС можно разделить на две основные группы: растопочные мазутные хозяйства пылеугольных электростанций и основные мазутные хозяйства для электростанций, сжигающих мазут как основное топливо.

Растопочное мазутное хозяйство (рис. 5.13) должно обеспечить растопку котла и поддержание факела при низких нагрузках пылеугольных топок, а также в период проведения пусконаладочных работ.

Основное мазутное хозяйство (рис. 5.14) должно обеспечить все потребности электростанции в топливе, а также хранение необходимых запасов, предусмотренных технологическими нормами.

Мазутное хозяйство, как растопочное, так и основное, обычно состоит из трех основных элементов: приемно-сливного устройства, состоящего из разгрузочной железнодорожной эстакады, сливного лотка и промежуточной емкости; склада, на котором расположены резервуары для хранения мазута; мазутной насосной.

Мазут в железнодорожных цистернах подается па разгрузочную эстакаду, где самотеком сливается в меж-рельсовый лоток, а затем в промежуточную емкость, откуда перекачивается насосами первого подъема в резервуары склада, из которых насосами второго подъема подается по трубопроводам в котельную. При этой схеме мазутные резервуары не требуют заглубления и могут выполняться полуподземными или наземными, что существенно облегчает производство строительных работ, особенно при высоком уровне грунтовых вод.

Основные мазутные хозяйства разработаны с резервуарами емкостью до 20000-30000 м 3 . В частности, для КЭС мощностью 1200 МВт при 15-дневном запасе мазута требуется установка пяти резервуаров емкостью по 20000 м 3 . Для ТЭЦ мощностью 400 МВт при 3-дневном запасе требуются два резервуара емкостью по 5000 м 3 .

В тех случаях, когда наземные резервуары мазута устанавливаются на открытом складе без обсыпки землей, их отгораживают от остальной территории земляным валом высотой 1,2 м со сплошной одерновкой. Для отвода поверхностных вод со склада предусмотрены уклоны в сторону канализационных колодцев. Для хранения мазута могут применяться железобетонные ила металлические баки.

На территории мазутного склада мазутных электростанций сооружается одноэтажное здание мазутной насосной. В нем размещаются помещения насосов первого и второго подъемов, вентиляционная камера, щит управления, трансформаторные камеры, электрическое распределительное устройство и бытовые помещения.

На территории растопочного мазутного хозяйства размещаются склады мазута и масла и сооружаете одноэтажное объединенное здание мазутной насосной маслоаппаратной. В этом здании кроме указанных помещений размещаются также склад масла и насосная дизельного топлива. Так как растопочное мазутное хозяйство расположено на территории промплощадки, бытовые помещения в нем не предусматриваются, обслуживающий персонал пользуется бытовыми помещениями дробильного корпуса или других зданий.

Приемно-сливное устройство

Приемно-сливное устройство состоит из железнодорожной эстакады со сливным лотком, отводящих лотков, эстакады обслуживания цистерн и промежуточной емкости (рис. 5.15).

Железнодорожная разгрузочная эстакада для приема железнодорожных цистерн с мазутом сооружается в виде двух продольных стенок, между которыми устраивается сливной лоток. Стенки выполняются из бетонных блоков. В зависимости от высоты стенки эстакады и грузоподъемности цистерн по низу и верху стенок выполняются железобетонные пояса.

При подаче мазута в цистернах грузоподъемностью 50-60 т эстакада со сливным лотком может выполняться облегченной конструкции без устройства железобетонного днища. Разработана также более совершенная эстакада со сливным лотком из железобетонных двутавровых элементов длиной 5,6 м, массой по 12,5 т, представляющих собой стенки эстакады (рис. 5.16). Нижние тавры стенок соединяются петлевыми стыками, которые замоноличиваются и образуют днище. Стенки по верху в продольном направлении соединяются петлевыми стыками. Во избежание промерзания основания под днищем лотка выполняется шлаковая засыпка. Лоток для стока мазута имеет продольный уклон 0,01 к центру эстакады, откуда мазут сливается в промежуточную емкость. Отводящие лотки выполняются из конструкций, аналогичных конструкциям железнодорожной эстакады.

Приемная емкость основного мазутного хозяйства должна быть рассчитана не менее чем на 15 % емкости цистерн, устанавливаемых под разгрузку. Обычно приемная емкость представляет собой два подземных резервуара емкостью по 600-1000 м 3 . Для обслуживания цистерн сооружается специальная эстакада из сборных железобетонных элементов.

Резервуары для мазута

Резервуары для хранения мазута могут выполняться подземными, наземными или полуподземными объемом 700, 1000, 2000, 5000, 10 000, 20 000 и 30 000 м 3 . Железобетонные резервуары, как правило, выполняются с обвалованием грунтом, что позволяет по противопожарным нормам принимать минимальные расстояния между резервуарами. Металлические резервуары выпоняются наземными без обвалования.

Сопоставление склада с железобетонными и металлическими резервуарами приведено в табл. 5.4. Склад с металлическими резервуарами по сравнению с железобетонными несколько дешевле, но требует большей площади застройки. Для растопочного мазутного хозяйства размеры склада невелики, и поэтому применение металлических резервуаров существенно не сказывается на занимаемой площади. Учитывая малый объем резервуаров (до 2000 м 3) и простоту изготовления, их целесообразно всегда выполнять металлическими.

Железобетонный резервуар емкостью 10000 м 3 имеет диаметр 42 м и высоту 7 м (рис. 5.17, а). Резервуар выполняется из сборных! элементов стенок, стоек и покрытия. Днище - монолитное. Стеновые плиты имеют вертикальную предварительно напряженную арматуру. После бетонирования днища, монтажа всех сборных элементов и заделки стыков специальной навивочной машиной на стенки производится натяжение кольцевой арматуры. При этом обжимаются стенки, а также днище и покрытие. Особое внимание обращают на усиленное обжатие нижней и верхней зоны боковых стенок в местах примыкания их к днищу и покрытию. После навивки арматуры производится торкретирование стенок.

Стеновые панели имеют выпуски арматуры, после соединения которых производят бетонирование вертикальных швов. Сборное покрытие состоит из трапецеидальных плит, опирающихся на кольцевые балки, уложенные на сборные колонны. Колонны заделываются в фундаменты стаканного типа. Под монолитным днищем выполняются песчаная подушка, бетонная подготовка и гидроизоляция.

Наряду с цилиндрическими на некоторых электростанциях применены прямоугольные железобетонные резервуары. Устройство таких резервуаров объясняется стремлением упростить конструкции сборных элементов и исключить натяжение арматуры. Следует отметить, что в прямоугольных резервуарах из-за отсутствия натяжения не обеспечивается трещиностойкость стыков. Сами же элементы по условиям трещиностойкости необходимо выполнят увеличенной толщины.

Как следует из табл. 5.5, технико-экономические показатели цилиндрических резевуаров значительно лучше прямоугольных. Таким образом, по надежности конструкций и расходу материалов цилиндрические резервуары имеют все преимущества перед прямоугольными.

Масса и стоимость металлических резервуаров для хранения мазута емкостью 10000 и 20000 м 3 приведены ниже:

По удельным затратам на единицу емкости резервуары в 20 000 м 3 являются более выгодными. Кроме того, по условиям сокращения площади склада предпочтение следует отдавать также более крупным резервуарам. Приведенные в табл. 5.6 объемы материалов по цилиндрическим железобетонным резервуарам емкостью 10000, 20000 и 30000 м 3 показывают, что с увеличением емкости резервуаров удельные показатели расхода материалов уменьшаются.

Промежуточную емкость мазутных хозяйств, учитывая малый объем резервуара, допускается выполнять прямоугольной (рис. 5.17, б). Для такого резервуара целесообразно использовать элементы каналов технического водоснабжения и подкладные плиты подвала.

Корпус и днище металлического резервуара (рис. 5.17, в) изготовляются из стальных листов, сваренных на заводе. Днище и корпус транспортируются к месту монтажа свернутыми в рулон, покрытие резервуара состоит из щитов. Нижняя кромка корпуса приваривается к днищу, на верхнюю кромку корпуса укладываются и привариваются щиты покрытия, при этом для опирания щитов в центре устанавливается стойка из стальной трубы. Металлические резервуары устанавливаются на песчаную подушку, и под днищем выполняется гидроизоляционный слой с уклоном от центра к наружным стенкам.

В металлических резервуарах для мазута коррозия может проявиться в зоне переменного уровня мазута, поэтому предусматривается защита внутренней поверхности кровли и верхнего пояса стен высотой 1 м. При температуре мазута и нефтепродуктов от 10 до 90°С предусматривается пять слоев эпоксидной шпаклевки ЭП-0010, обработанной горячим воздухом; при температуре от 70 до 90°С допускается защита из шести слоев эмали BЛ-515, обработанной горячим воздухом.

Масляное хозяйство

Масляное хозяйство предназначено для обеспечения централизованного снабжения технологического оборудования электростанций турбинным и изоляционным маслами. На пылеугольных ТЭС маслохозяйство в большинстве случаев объединяется с растопочным мазутным Хозяйством. На мазутных ТЭС маслохозяйство выполняется самостоятельным и располагается в пределах ограды.

Масляное хозяйство состоит из открытого склада масла и аппаратной. Склад масла имеет обычно наземные металлические резервуары, установленные на фундаментах из отдельных железобетонных стоек. Открытый склад масла отгораживается от остальной территории земляным валом высотой 1,2 м со сплошной одерновкой. Для отвода поверхностных вод и спуска масла в случае аварии баков поверхность склада имеет уклон в сторону канализационных колодцев, из которых предусматривается выпуск вод или масла за пределы площадки ТЭС. Масляное хозяйство должно иметь четыре бака турбинного и четыре бака изоляционного масла. Емкость каждого бака - не менее емкости железнодорожной цистерны - 70 м 3 , кроме того, допустимая минимальная емкость зависит от емкости масляной системы турбоагрегата и трансформатора. Для аварийного слива турбинного масла на электростанции предусматривают специальный бак.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Введение
4.2 Мазутопроводы
4.4 Мазутонасосная станция
4.5 Подогреватели мазута
6. Заключение
7. Список литературы

1. Введение

Свыше 30% добываемой нефти в процессе её переработки переходит в топочный мазут, основным потребителем которого являются электростанции и котельные.

Согласно проектам энергетической стратегии России в 21веке даже в случае самых жёстких ограничений добыча нефти 235-245 млн. тонн.

Прогноз структуры топливно-энергетического комплекса России показывает, что нефть и газ останутся доминирующими энергоносителями, при сжигании которых в 2030г. Будет производиться 70% энергии. Большое число электростанций и крупных котельных используют мазут в качестве основного топлива, на всех электростанциях и котельных, работающих на газовом топливе, имеются резервные мазутные хозяйства, а электростанции, работающие на угле, часто используют мазут для растопки и подсвечивания факела. В настоящее время, когда цены на жидкое органическое топливо и газ достаточно высоки, вопросы повышения эффективности теплотехнических схем мазутных хозяйств становятся актуальными.

2. Физико-химическая характеристика мазута

Мазут является основным видом жидкого топлива, которое применяется на электростанциях и котельных. Это горючая жидкость с температурой самовоспламенения 350.°С, пределами воспламенения 91-155°С, температурой вспышки 90°С. Взрывоопасная концентрация паров мазута в смеси с воздухом составляет 1,4-8%. По степени воздействия на организм человека мазут является малолопастным продуктом и относится к четвёртому классу опасности.

Мазут может быть получен на нефтеперерабатывающих заводах путём неглубокой переработки сырой нефти (называемой возгонкой) и

высокотемпературного крекинг КРЕКИНГ (англ. cracking, букв. - Расщепление), высокотемпературная переработка нефти и ее фракций с целью получения, как правило, продуктов меньшей мол. массы - моторных топлив, смазочных масел и т. п., а также сырья для хим. и нефтехим. промышленности.К. протекает с разрывом связей С-С и образованием своб. радикалов или карбанионов. процесса. При возгонке нефть разделяется на фракции по температурам их кипения без разрушения их молекулярной структуры углеводородов. В зависимости от переработки нефти различают:

1) Прямогонный мазут (смесь тяжёлых нефтяных остатков прямой перегонки нефти с её маловязкими фракциями). Для поддержания вязкости в пределах требований стандарта к тяжёлому остатку подмешивают полученный в результате разгонки нефти дистиллят.

2) Крекинг мазут -это тяжёлый высоковязкий остаток крекинг - процесса.

Согласно ГОСТ10585-75 установлена маркировка мазутов. Флотский-Ф5 и Ф12, топочный М40 и М100. На отдельных нефтеперерабатывающих заводах выпускается мазут марки М200. Его подают по мазутопроводу в горячем виде на располагаемую вблизи ТЭЦ. Мазут должен соответствовать техническим требованиям для его использования. Свойства мазута такие как вязкость, плотность, удельная теплоёмкость, теплопроводность, температура вспышки, воспламенения, текучести, застывания по ним оценивается качество мазута.

мазутное хозяйство россия мазут

3. Основное назначение мазутного хозяйства

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.

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.

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.

4. Оборудование мазутного хозяйства

Оборудование для приёма мазута состоит из двух путевой эстакады, сливных лотков и канала, помещения, где установлены перекачивающие нефтяные насосы, 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 ёмкости и температуры в резервуарах мазута не должна превышать 20 С) и перекачки его в мазутохранилище. Для перекачивания мазута в помещении установлены перекачивающие нефтяные насосы, перекачивающий мазутопровод с установленной на нём запорной арматурой.

4.1 Оборудование для хранения мазута

Мазутохранилище служит для хранения, подготовки к сжиганию мазута (подогрев, перемешивание) приёма, выдачи мазута и обезвоживания.

Запас мазута содержится в резервуарах, - которых, как правило, не менее двух. Суммарная вместимость резервуаров выбирается в зависимости от производительности котельной, дальности и способа доставки. Устанавливаются в приёмно-сливных системах. Назначение их - обеспечение бесперебойного слива мазута из цистерн при кратковременных перебоях в работе перекачивающих насосов, чистке лотков и др. Резервуары оборудованы секционными подогревателями. Отвод конденсата от подогревателей резервуаров, как и от паровых спутников лотков, осуществляется в барбатер.

Классификация резервуаров для хранения мазута

Резервуары мазутохранилищ оборудуются устройствами для приёма, опорожнения, подогрева и выдачи мазута, приборами для измерения уровня и отбора проб. Обязательным должно быть сообщение баков и резервуаров с атмосферой, а также наличие отстойников для водного сбора.

4.2 Мазутопроводы

Трубопроводные сети составляют из следующих основных элементов: труб; соединительных частей (фланцев, соединительных муфт, колен угольников, отводов, крестовин, гребёнок); арматуры (чугунной стальной и специальной); компенсаторов. 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. Для паропровода обязательно устанавливается отвод конденсата, обеспечивающий мазуту давление около 20кгс\см 2 . Существует непрерывный (путевой) обогрев мазутопроводов по всей их длине. Обогрев называется наружным, если под мазутопроводом проложены один или несколько трубопроводов небольшого диаметра, по которым циркулирует греющий агент (пар, горячая вода и т.п.). При внутреннем обогреве греющая среда проходит по трубе меньшего диаметра, проложенной внутри мазутопровода. На вводах магистр, мазутопроводов внутри котельной, а также на отводах к каждому котлу должна устанавливаться запорная арматура с дистанционная электрическая и механическая приводами, расположенными в удобных для обслуживания местах. Для аварийных отключений на всасывающих и напорных мазутопроводах устанавливают запорную арматуру на расстоянии 10-50 м от мазутонасосной.

4.3 Арматура мазутного хозяйства

Одним из важнейших элементов трубопровода является арматура, с помощью которой осуществляется управление потоками. От её работы зависит надёжность всей системы. Арматура для мазутопроводов по назначению классифицируют на:

Запорную (задвижки, клапаны, краны) Предназначены для закрытия проходного сечения трубопровода с целью преграждения пути

Регулирующую (регулирующие клапаны, регуляторы давления) предназначены для регулирования количества среды, протекающей по трубопроводу.

Предохранительную (отсечные клапаны и обратные клапаны, затворы) предназначенные для предотвращения аварийных ситуаций и создания безопасных условий работы персонала.

Арматура делится на приводную (приводятся в действие от ручного, электрического, гидравлического, пневматического привода) и самодействующую (приводятся в действие под напором потока жидкости).

4.4 Мазутонасосная станция

Мазутонасосная обеспечивает следующие операции:

приём мазута и перекачку его в хранилище

циркуляционный подогрев мазута в резервуарах

подачу топлива к форсункам котлов

В Мазутонасосной станции размещают оборудование: технология (мазутные насосы, фильтры грубой и тонкой очистки, подогреватели, трубопроводы с арматурой, измерит, аппаратуру - счетчики, манометры, термометры и т.п.); энергетическое (двигатели насосов, задвижки, пусковую аппаратуру для двигателей, электрические устройства и пр.); сантехническое (вентиляционные установки, отопит, приборы и т.п.); грузоподъемное (мостовые краны, монорельсы с тельферами, блоки, лебедки и т.п.). В основном и растопочном М. х. схема подачи мазута в котельную может быть одно - или двухступенчатой в зависимости от требуемого давления перед форсунками. Число мазутных насосов в каждой ступени основном.М. х. - не менее 4 (в т. ч. по одному резервному и одному ремонтному). Оборудование основного М. х. должно обеспечивать непрерывную подачу мазута в котельную при работе всех рабочих котлов с номинальной производительностью. Давление, создаваемое насосами, выбирают от 0,02 до 3,5 МПа исходя из типа применяемых форсунок. В насосной основного Мазутного хозяйства предусматривают по одному резервному подогревателю и фильтру тонкой очистки. Схема мазутонасосной станции должна допускать возможность работы любого подогревателя и фильтра с любым насосом I и II ступеней. Мазут из основного М. х. подают к котлам по двум магистралям, рассчитана каждая на 75% номинальной производительности с учетом рециркуляции. Из растопочного М. х. мазут поступает в котельную по одному трубопроводу, пропускную способность которого выбирают с учетом общего числа и мощности котлоагрегатов и режима их работы. Как правило, в мазутных хозяйствах ТЭС и котельных для подачи топлива на сжигание и создания давления перед форсунками котлов служат основные насосы: поршневые, шестерёнчатые типов РЗ и Ш, винтовые 3В (трёхвинтовые) и МВН, центробежные консольные типа НК (одно-, двух-, и восмиступенчатые). Выбор типа и числа насосов осуществляется в соответствии с нормами технологического проектирования. При этом тип насоса принимается в зависимости от следующих условий:

Назначение насоса (например, для линий рециркуляции, насосы первого или второго подъёма);

Вязкости жидкого топлива;

Необходимых подачи и напора;

Высоты всасывания;

продолжительности и режима эксплуатации (например, постоянный или переменный ход расход жидкого топлива);

условий снабжения мазутонасосной электрической энергией и параметров пара вырабатываемого котельной.

Для бесперебойной работы, которых в мазутонасосной установлены фильтры грубой и тонкой очистки, отличающиеся количеством отверстий. Фильтры грубой очистки установлены на всасывающей линии насосов, подающих топливо в котельную или перекачивающих его из промежуточной ёмкости в топливохранилища. Фильтры тонкой очистки установлены после подогревателей, нагревающих мазут для подачи к котлам.

4.5 Подогреватели мазута

Для подогрева мазута применяют подогреватели, представляющие собой металлический сосуд цилиндрической формы, состоящий из корпуса, двух сферических крышек и трубной системы. Пар, омывая трубную часть, нагревает идущий по трубам мазут до заданной температуры, конденсируется и сбрасывается в конденсатную линию. Назначением подогревателей является обеспечение подогрева до необходимых значений вязкости мазута перед подачей его в горелочные устройства и форсунки котлов. Подогреватели мазута относятся к рекуперативным поверхностным теплообменным аппаратам.

По конструктивным признакам (по виду поверхности теплообмена) стационарные серийно выпускаемые промышленностью подогреватели мазута принципиально подразделяются на:

кожухотрубные (гладкотрубные);

кожухотрубные с оребрёнными трубами;

кожухотрубные с U - образными трубами;

кожухотрубные секционные;

секционные" труба в трубе" (ТТ.)

В свою очередь, гладкотрубные подогреватели мазута подразделяются на:

аппараты горизонтального исполнения;

аппараты вертикального исполнения;

с продольно - оребрёнными трубами;

с поперечной накаткой на трубах;

с приварными двойниками;

со сьёмными U-образными двойниками;

неразборные однопоточные аппараты;

аппараты разборного исполнения;

Подогреватели подлежат гидравлическому испытанию корпуса, трубной системы, установленной на них арматуры, внутреннему осмотру в установленные сроки.

6. Заключение

В энергетической стратегии развития России до 2020 г. предусматривается не только рост объемов добычи нефти, но и одновременное увеличение глубины ее переработки, что приведет к ухудшению качества мазута.

В процессе добычи, транспортировки, хранения и глубокой переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах в состав высоковязких тяжелых топочных мазутов попадают твердые минеральные примеси, вместе с которыми в мазут переходят соли щелочных металлов, продукты коррозии трубопроводов, резервуаров и оборудования. В процессе переработки нефти образуются высокореакционные соединения непредельных углеводородов, в том числе асфальтосмолистые вещества, которые могут переходить в первоначальном виде или трансформироваться в процессе термокаталитического крекинга в асфальтены, карбены и карбоиды.

Необходимо отметить, что существующая на котельной технология подготовки мазута к сжиганию способствует повышению скорости полимеризации асфальтеносмолистых включений. Полимеризация асфальтеносмолистых включений приводит к росту коксования и появлению отложений на поверхностях нагрева подогревателей мазута, котлов. В результате появления отложений ухудшается эффективность работы подогревателей, увеличиваются потери тепла с уходящими газами, вследствие ухудшения коэффициента теплопередачи и появления дополнительного расхода топлива.

Образующийся нефтяной осадок обладает низкой текучестью, что затрудняет его всасывание и перекачку топливными насосами. Вместе с топливом насосы захватывают воду, приготавливая водо-мазутную смесь с неконтролируемым содержанием воды. Неоднородность состава, переменная вязкость и плотность перекачиваемой среды приводят к появлению нерасчетных, предельно - допустимых нагрузок в топливных насосах, которые начинают работать в неустойчивом пульсирующем режиме. Это приводит к снижению напорных характеристик с большими перепадами давления в топливоподающем трубопроводе и, как следствие, к снижению устойчивой надежной работы всей топливоподающей системы мазутного хозяйства котельной.

Кроме того, неоднородность состава мазута (переменная вязкость и плотность перекачиваемой среды) является причиной нарушения не только гидродинамических, но и тепловых процессов, происходящих в теплообменных аппаратах мазутного хозяйства, к повышенной коксуемости мазута, к снижению качества его распыливания, ухудшению функционирования горелочных устройств, к снижению качества процесса горения топлива в топках котлов.

Это в конечном итоге приводит к снижению экономичности, надежности, ухудшению экологии, к уменьшению межремонтного цикла котельного агрегата в целом.

7. Список литературы

1. Ю.Г. Назмеев "Мазутные хозяйства ТЭС" Москва Изд; МЭИ-2002год.

2. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-144-2/68. htm

3. http://www.kotel21.ru/mazutnoe-hozjaystvo-kotelnih/

4. http://www.bibliofond.ru/download_list. aspx? id=8391

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Мазутное хозяйство БТЭЦ-2 предназначено для приёма, хранения и подачи мазута на сжигание в котлах отопительных газифицированных котельных. Физико-химическая характеристика мазутов. Основное оборудование мазутного хозяйства и насосов, подающих мазут.

реферат , добавлен 18.05.2008

Изучение технологии производства мазута, его назначения и применения. Характеристика физико-химических свойств мазута. Обоснование способа его получения и особенностей выбранного метода. Химическое и коррозионное действие среды на материал и оборудование.

реферат , добавлен 27.05.2010

Газовый баланс как уравнение, выражающее равенство прихода и расхода тепла газообразного топлива на металлургическом заводе, рассмотрение способов составления. Общая характеристика схемы транспортировки мазута, знакомство с основными особенностями.

презентация , добавлен 07.08.2013

Распределение грузооборота на односторонней железнодорожной эстакаде слива мазута. Установка аварийного слива УВСМ-15. Гидравлический расчет сливного коллектора и трубопровода. Подбор откачивающих насосов для мазута. Расчет экономической эффективности.

дипломная работа , добавлен 31.08.2012

Типы промышленных установок. Блок атмосферной перегонки нефти установки. Особенности технологии вакуумной перегонки мазута по масляному варианту. Перекрестноточные посадочные колонны для четкого фракционирования мазута с получением масляных дистиллятов.

реферат , добавлен 14.07.2008

Физико-химические свойства мазута, технология его производства. Анализ возникновения и развития аварийных ситуаций, определение вероятностей сценариев с помощью деревьев событий. Негативные поражающие факторы аварий; экономический и экологический ущерб

дипломная работа , добавлен 11.05.2014

Описание технологического процесса фракционирования углеводородного сырья. Схема дисцилляции - фракционирования нефти. Регулирование уровня мазута в кубе ректификационной колонны. Обработка массива данных с помощью пакета System Identification Toolbox.

курсовая работа , добавлен 28.05.2015

Описание принципиальной технологической схемы установки вакуумной перегонки мазута. Построение кривой ИТК мазута Северо-варьеганской нефти. Технологический расчёт и расчёт теплового баланса вакуумной колонны, расчёт её диаметра и высоты, числа тарелок.

курсовая работа , добавлен 28.04.2014

Цели, процессы сушки древесины. Существующая технология и оборудование для сушки пиломатериалов. Определение типа конструкции лесосушильной установки. Подбор энергетической установки для лесосушильной камеры М-1. Схема энергетического комплекса Прометей.

реферат , добавлен 07.11.2009

Схемы организации реагентного хозяйства, дозирование реагентов. Взаимосвязь между технологией улучшения качества воды и составом и насыщенностью реагентного хозяйства. Установки для приготовления раствора флокулянта, дозирования пульпы активного угля.

Мазутное хозяйство отопительных котельных

Мазутное хозяйство - комплекс устройств, обеспечивающих приемку, хранение и подачу необходимого количества мазута в котельнуюи подготовку его для сжигания в топках котлов. Мазут может быть основным топливом, резервным (например, в зимнее время), аварийным, растопочным, когда основным является сжигаемое в пылевидном состоянии твердое топливо.

Основными элементами мазутного хозяйства являются: приемное устройство, мазутохранилище, резервуар для присадки мазута, расходный бак, фильтры грубой и тонкой очистки, подогреватели мазута, охладители конденсата, системы трубопроводов (мазутопроводы, паро- и конденсатопроводы, дренажный трубопровод), насосы различного назначения. Мазут к потребителю доставляется железнодорожным транспортом, нефтеналивными судами, по трубопроводам (если нефтеперерабатывающие заводы находятся на небольших расстояниях).Доставленный в железнодорожных и автомобильных цистернах мазут подогревают до температуры 30-60 °С в зависимости от его марки. Для этой цели чаще всего применяют сухой насыщенный или слабоперегретый пар с давлением 5-6 кгс/см 2 , подаваемый непосредственно в цистерну. Возможно также использование для этой цели переносных змеевиковых подогревателей, что исключает обводнение мазута. Сливаемый из цистерны мазут должен пройти через специальный фильтр, предохраняющий от попадания механических примесей в мазутохранилище. Площадки, где расположены сливные устройства, должны иметь твердые покрытия со стоком для отвода пролитого мазута к местному очистному сооружению. Мазутное хозяйство при доставке мазута железнодорожным транспортом состоит из следующих сооружений и устройств: сливной эстакады с промежуточной емкостью; мазутохранилища; мазутонасосной станции; системы мазутопроводов между емкостями мазута, мазутонасосной и котельными установками,устройствами для подогревамазута; установок для приема, хранения и ввода в мазут жидких присадок. Схема мазутного хозяйства с наземным мазутохранилищем приведена на рисунке 1. 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 насосами9 через фильтры 8 гонкой очистки закачивается в емкость мазутохранилища 7. Из емкости мазутохранилища через фильтры 11 тонкой очистки и подогреватели 13 насосами 12мазут подается в горелки 14 котельных агрегатов. Часть разогретого мазута направляется по линии рециркуляции 15 в мазутохранилище для разогрева находящегося там мазута. Рециркуляция мазута предназначена для предупреждения застывания мазута в трубопроводах при уменьшении или прекращении его потребления.

Рис.1.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.

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- мазутохранилища, которых, как правило, не менее двух. Суммарная вместимость резервуаров выбирается в зависимости от производительности котельной, дальности и способа доставки (железнодорожный, трубопроводный и др.). Применяют нормальный ряд мазутохранилищ вместимостью 100; 200; 500; 1000; 2000; 3000; 5000; 10000 и 20000 м 3 .Выполняются мазутохранилища наземными, полуподземными (заглубленными) и подземными. Резервуары бывают основные, расходные и резервные. Все они должны обладать безопасностью хранения топлива в пожарном отношении; полной герметичностью; несгораемостью, долговечностью, коррозионной стойкостью против воздействия агрессивных грунтовых вод; удобствами обслуживания и очистки от отстоя и осадков; возможностью установки внутри резервуара подогревающих устройств и другого технологического оборудования. Резервуары мазутохранилища обычно выполняют железобетонными или металлическими. Последние применяют в районах Крайнего Севера и в сейсмически опасных районах. Теплоизоляция металлических хранилищ выполнена из полиуретана, обшитого металлическими листами. Резервуары и баки должны сообщаться с атмосферой и иметь отстойники для сбора воды.

Для перекачки мазута в отопительных котлахнаибольшее применение находят шестеренные и винтовые насосы. При вращении шестерен 2 в направлении, обозначенном на рисунке 2 стрелками, жидкость попадает во впадины, образованные зубьями шестерни и корпусом 4насоса, и перемещается из всасывающей полости 3 в нагнетательную 1. Для бесшумной и плавной подачи перекачиваемой жидкости зубья шестерен часто выполняют косыми. Производительность шестеренных насосов обычно не превышает 20 м 3 /ч, а напор - 12 МПа (1 200 м вод. ст.).

Рис.2.Шестеренный (а) и винтовой (б) насосы: 1-нагнетательная полость; 2-шестерни; 3-всасывающая полость; 4-корпус; 5-винтовые роторы.

В винтовых насосах мазут подается путем выдавливания его роторами с винтовой нарезкой. Винтовые насосы по сравнению с шестеренными бесшумны и работают с большим числом оборотов. Наиболее распространены трехвинтовые насосы с центральным ведущим ротором. При вращении винтовых роторов 5 в раскрывающуюся впадину винтового канала из всасывающей полости 3 поступает мазут. При дальнейшем вращении роторов эта впадина закрывается и мазут, находящийся в ней, переносится в нагнетательную полость 1. Там впадина раскрывается, и мазут выдавливается выступами винтов роторов.

Чтобы обеспечить подогрев мазута в хранилище, необходимый для нормальной работы мазутных насосов, применяют следующие методы: установку паровых подогревателей погружного типа в нижней части резервуара; местные шахтные, секционные или электрические подогреватели; выносные подогреватели. Кроме подогрева в хранилищах предусматривают подогрев мазута в мазутопроводах и перед форсунками.

В настоящие время на котельных применяются подогреватели мазута - поверхностные теплообменники с противоточным движением сред, с трубчатой теплообменной поверхностью, с компенсацией температурного удлинения за счет нежестких конструкций. Например, используется кожухотрубный теплообменный аппарат конструкции Гипронефтемаша. Аппарат состоит из трех основных частей: корпуса 6, трубной доски 10 с развальцованными в ней U-образными трубками и крышки. К цилиндрическому корпусу с одной стороны приварен фланец, с другой стороны - днище 1 эллиптической формы. В центре корпуса подогревателя мазута снаружи приварены две опоры 9 сегментного типа и патрубки 8 для подвода и отвода мазута, движущегося в межтрубной полости.

Трубная доска в подогревателе с развальцованными в ней U-образными трубками представляет собой трубный пучок 5, который может выниматься из корпуса подогревателя мазута при разборке аппарата и снова вставляться после проведения осмотра и при необходимости чистки. Крышка (распределительная коробка) состоит из цилиндрической части, эллиптического днища, приваренного с одного конца, и фланца, приваренного с другого конца. К цилиндрической части крышки подогревателя приварены патрубки 2 с фланцами для присоединения трубопроводов подвода и отвода теплоносителя, движущегося в трубной полости. В крышке также предусмотрена перегородка 3, обеспечивающая двухходовой поток теплоносителя по трубкам аппарата.

Рис.3.Кожухотрубный теплообменный аппарат с U-образными трубками конструкции Гипронефтемаша: 1,7-днище; 2-патрубки для подвода и отвода теплоносителя; 3-перегородка; 4-фланец; 5-трубный пучок; 6-корпус; 8-патрубки для подвода и отвода мазута; 9-опора; 10-трубная доска.

Для подогрева небольших количеств жидкого топлива нашли достаточно широкое применение подогреватели типа «труба в трубе».

Рис.4.Секционный подогреватель топлива типа ПТС: 1-опора подвижная; 2-опора неподвижная; 3-клапан выхода топлива; 4-паровой клапан; 5-клапан выхода конденсата; б-клапан входа топлива;7-трубка нагревательная; 8-корпус подогревателя; 9-фланец корпуса; 10-болт;11-крышка; 12-изоляция;13-ребра нагревательной трубки; А и Б-вход и выход топлива; В-вход пара; Г-выход конденсата.

Принцип работы подогревателя мазута заключается в следующем. Топливо из магистрали через запорный клапан поступает в межтрубное пространство (между корпусом и нагревательной трубкой), омывает наружную поверхность и ребра нагревательной трубки, нагревается и через крышку переходит в другую секцию или через клапан на выход. Греющий пар из паропровода через паровой клапан 4 попадает в нагревательную трубку; через стенку трубки подогревателя и ребра теплота пара передается топливу, далее пар конденсируется и в виде конденсата через клапан 5 удаляется из подогревателя в систему подготовки питательной воды.

В процессе длительной эксплуатации на ряде предприятий выявлены серьезные недостатки в работе данных подогревателей, к которым следует отнести:

невозможность использования данных подогревателей на высоковязких мазутах с УВ° >100 с температурой подогрева до 120-135 °С;

повышенную скорость отложений на внутренней поверхности труб со снижением тепловой мощности (коэффициент теплопередачи снижается по оценкам ЦКТИ до 70%);

трудности, связанные с очисткой внутренней поверхности труб от отложений окисленных продуктов полимеризации мазута при температурах пара на стенке свыше 120 °С;

относительно низкие скорости движения мазута (0,2-0,5 м/с);

низкая гидравлическая плотность (как по пару, так и по мазуту) не позволяет повторно использовать конденсат греющего пара в технологической схеме котельной, который после охлаждения сбрасывается через очистные сооружения в канализацию;

обводнение мазута за счет возможного попадания пара или конденсата в топливо в случаях появления свищей в трубной системе подогревателей.

Для подачи мазута к котлам применяют три схемы: циркуляционную (при использовании высоковязких мазутов, когда котельная работает постоянно на мазуте и кратковременно на газе); тупиковую (при сжигании маловязких мазутов, когда котельная работает на стабильных нагрузках, превышающих средние); комбинированную (при работе котельной на переменных нагрузках и частых переходах с газового топлива на мазут). Регулирование подачи мазута (давления) осуществляется с помощью клапана с импульсом по производительности котлов или давлению пара в котле. При циркуляционной схеме мазут отбирается в нижней части резервуара, насосом перекачивается через выносной подогреватель в котельную, а затем в резервуар. При этом улучшается разогрев мазута и уменьшается отложение примесей в резервуаре. Для перекачки мазута применяют поршневые и винтовые насосы. Мазутопроводы от хранилищ до котельной и рециркуляционный мазутопровод прокладывают в траншеях или туннелях совместно с паропроводами и покрывают их общей изоляцией. Паропроводы должны иметь надежный отвод конденсата. Чтобы обеспечить давление мазута перед форсункой около 20 кгс/см 2 , применяют специальные насосы (шестеренные, лопаточные, винтовые, плунжерные).

Проблемы подготовки мазута к сжиганию

По существующей традиционной технологии подготовки к сжиганию и транспортировке температура мазута в резервуарах находится в пределах 80-95 °С и поддерживается за счет местного подогрева паровыми подогревателями, расположенными на днище мазутной емкости. Затем, при помощи рециркуляционного разогрева выносными подогревателями, разогретый мазут, с необходимой вязкостью, подается в котельную к котлам. Остатки мазута поступают по рециркуляционной линии обратно в мазутные емкости. Растекание в резервуаре турбулентных затопленных струй и сопутствующие им вихревые токи обеспечивают перемешивание мазута в резервуарах и равномерное распределение температур в объеме резервуаров. В то же время, за счет многократного прокачивания мазута, получается грубая водотопливная смесь (эмульсия), качество которой не соответствует требованиям по условиям горения. Низкое качество топливной смеси приводит к пульсирующему горению мазута в топке котлов. С другой стороны, используемая технология подготовки находящегося на хранении в резервуарах мазута с переменным влагосодержанием не позволяет в должной мере обеспечить качественный процесс отстаивания и удаления воды из мазута до влагосодержания, обеспечивающего условия экономичной и экологичной работы котлов. Другой проблемой, существенно влияющей на экономическую эффективность работы котельной, является то, что в существующих схемах мазутного хозяйства котельных отработанный конденсат пара из мазутоподогревателей выносных и находящихся в емкостях после охлаждения водой городского водопровода до требуемой температуры (40 °С) сбрасывается в систему производственно - дождевой канализации и после очистки в городской коллектор. Применяемые сейчас методы очистки сточных вод от нефтепродуктов являются дорогостоящими и не всегда эффективными. Особенно это относится к очистке сильно загрязненных нефтепродуктами вод, которые могут появиться при разрывах или свищах в мазутных подогревателях. Поэтому возврат загрязненного нефтепродуктами конденсата в питательный контур паровых котлов может привести к выходу их из рабочего состояния. Потеря конденсата от подогревателей мазута приводит к необходимости дополнения подпиточной химочищенной водой котлового контура и дополнительного топлива.

Сжигание мазута.

Современные методы промышленного сжигания мазута в топках котлов основаны на факельном сжигании мелкораспыленного топлива при обязательном условии предварительного его нагрева и принудительного распыливания при помощи форсунок. Для распыления мазута в отопительных котлах чаще всего используются форсунки с механическим или паровым распыливанием, а также с комбинированным паромеханическим распылом. Механические форсунки требуют высокого давления и даже при этих условиях не могут обеспечить широкий диапазон регулирования нагрузки. Форсунки с паровым распылом требуют расход пара, что трудно осуществить в котельной с водогрейными котлами. В последние годы на российском рынке появились ротационные форсунки, лишенные таких недостатков, как сложность конструкции и шум в работе. Одним из таких образцов являются форсунки фирмы «ЗААКЕ» (г. Бремен, Германия). Они могут сжигать любое жидкое котельное топливо, в том числе мазуты марок 40 и 100, остатки тяжелых минеральных масел, гудрон и т.д. Они не требуют тщательной фильтрации мазута. Однако все вышеперечисленные форсунки не обеспечивают устойчивость пламени при сжигании сильно обводненного мазута, полноту сгорания грубодисперсных фракций, которые скапливаются в донных отложениях при длительном хранении мазута. Решить эти проблемы путем совершенствования конструкции форсунок не представляется возможным.

Существенным недостатком работы котлов на мазуте является загрязнение поверхностей нагрева котла, что вызывает ухудшение условий теплопередачи по сравнению с работой на газе. Несколько выше и коэффициент избытка воздуха, что приводит к снижению КПД котла. В котельных, где мазут является резервным (аварийным) топливом, наибольшее распространение получили короткофакельные горелки ГМГМ. Мазут подается к распыливающей головке, в которой установлены: шайба распределительная с одним рядом отверстий, завихрители топливный и паровой, имеющие по три тангенциальных канала. Шайба и завихрители крепятся с помощью накидной гайки. Количество и диаметр отверстий в шайбе распределительной следующие: в горелках ГМГ-1,5М и ГМГ-2М- 8 диаметром 2,5, в горелках ГМГ-4М и ГМГ-5М - 12 диаметром 3 мм. Мазут проходит через отверстия шайбы, по каналам попадает в камеру завихрителя и выходит из сопла, распыливаясь за счет центробежной силы. Если требуемая тепловая мощность находится в пределах 70-100% от номинальной, можно работать без подачи пара, так как достаточно механического распыливания мазута. При тепловой мощности ниже 70% от номинальной подается пар давлением 1,5-2 кгс/см 2 , который проходит через каналы парового завихрителя и закрученным потоком участвует в распыливании мазута.

При сжигании мазута необходимо следить за тем, чтобы на внутренних поверхностях форсунок не накапливались нагарообразования, смолистые и другие отложения, ухудшающие условия распыливания мазута, что вызывает неполноту его сгорания. О наличии таких отложений можно судить по появлению в топке летающих капель - «звездочек». Поэтому форсунки следует периодически вынимать из горелок, очищать их от отложений и промывать соляровым маслом или другим легким топливом.

Устройства и способы для сжигания и очистки мазута.

Наряду с организационно-финансовыми причинами неудовлетворительного состояния систем теплоснабжения, имеют место серьезные причины технического характера. В настоящее время неизвестен соответствующий современным требованиям рациональный и экономически обоснованный способ высококачественного распыла мазута без распыливающего агента. Нормативные документы, регламентирующие режимы эксплуатации ТЭС разработаны десятки лет назад, в период относительно дешёвого топлива. Вероятно, низкая экономичность оборудования для сжигания мазута (механических форсунок) и энергорасточительность существующей технологии сжигания мазута объясняется временем разработки. В настоящее время, по некоторым данным, отраслевые НИИ не ведут работы в этом направлении. При нарастающем дефиците газа, с ростом доли мазута в общем балансе топлива, с ростом стоимости мазута, необходимо совершенствование технологии его сжигания и внедрение новейших разработок. Сжигание мазута с условным отсутствием химического недожога, потери тепла на испарение влаги обводненного топлива и т.п. не могут быть оправданы при сегодняшних взглядах на энергосбережение и на экономию энергоресурсов.

Следует подчеркнуть, что предлагаемый способ распыла мазута с использованием кавитационных эффектов является новым в теории проектирования и в практике эксплуатации ТЭС, не имеющий, по некоторым данным, аналогов в России.

Форсунка предназначена для высококачественного механического распыла и сжигания мазута в энергетических котлах и установках. Кавитационная форсунка является современной техникой, не имеющей аналогов в России. Отличительными особенностями данной разработки по сравнению с традиционными механическими форсунками являются её высокая экономичность, надежность и простота в обслуживании.

Высокая надежность достигается благодаря простоте конструкции и применению материалов, рассчитанных на многолетнюю длительную эксплуатацию. Все обслуживание форсунки заключается только в периодическом контроле за состоянием деталей. Поэтому применение «Фрезы» позволит потребителю одновременно решить две проблемы – энергосбережения и ресурса.

Принцип работы кавитационной форсунки.

Форсунка состоит из корпуса, сопла, завихрителя и основания. Основным элементом форсунки Фреза является кавитатор, который представляет собой цилиндрический корпус, оснащенный профилированными каналами специальной зависимости.

При прокачивании под давлением мазута через кавитатор в нем формируется вихревой поток, в котором под действием переменных давлений в местах неоднородностей топлива возникают ее разрывы, что приводит к появлению мельчайших пузырьков. При последующем схлопывании пузырьков происходят резкие скачки давления (абсолютная величина давления зависит от сил поверхностного натяжения жидкости и других факторов), образуются поперечные составляющие скорости потока, существенные сдвиговые напряжения потока и значительное локальное повышение температуры. Непрерывное образование и схлопывание пузырьков в жидкости, известное как явление кавитации, приводит к разрыву мазутных цепочек (кластеров), генерации высокочастотных колебаний и неустойчивости топливной плёнки перед сопловым отверстием. Вязкость топлива, за счёт разрыва цепочек молекул и местных повышений температуры резко снижается, а вода, содержащаяся в топливе, под воздействием кавитации частично подвергается диссоциации на водород (идеальное горючее) и кислород, а частично образует с топливом водомазутную эмульсию. При выходе из соплового отверстия, неустойчивая пульсирующая газоводомазутная плёнка мгновенно разваливается на мельчайшие капельки, внутри которых находится мельчайшая частица воды, водород или кислород. Вылетая в область низких давлений газ расширяется взрывом, а вода мгновенно прогревается и взрывается, что и приводит к вторичному мелкодисперсному дроблению мазута до уровня 40…60 мкм. Наилучшие результаты достигаются при дисперсности водяных частиц от 3 до 8 мкм. Горение мазута и водорода в присутствии паров воды и активного кислорода проходит при предельно низких избытках воздуха, без гарантированного недожога топлива с полнотой сгорания близкой к единице, что и приводит к экономии топлива при сжигании. Снижение удельного расхода мазута теоретически может достигать 2,5… 3,0 % и более, а это сотни миллионов рублей.

Сегодня, когда во всех государствах мира энергосбережение введено в ранг государственной политики, необходимо всемерное совершенствование технологии сжигания мазута на ТЭС и котельных, необходима модернизация и совершенствование действующего оборудования.

Учитывая компактность, надёжность и простоту конструкции, кавитационные форсунки механического распыливания мазута в горелках котлоагрегатов по совокупности экономических и эксплуатационных параметров превосходят любые другие известные устройства и способы сжигания топлива.

Применение форсунок «Фреза» позволит:

1. Снизить удельный расход мазута на 0,5…1,0% и до 1,5% на малых нагрузках в сравнении с механическими форсунками ГРФМ.

2. Обеспечит диапазон регулирования нагрузки котла от 50 до 100%.

3. Снизить избытки воздуха в топке;

4. Снизить занос поверхностей нагрева котла;

5. Повысить К.П.Д. котла;

6. Повысить надёжность и безопасность эксплуатации котлоагрегата при сжигании низкосортного мазута.

Установка предназначена для выделения из мазутов воды и мехпримесей. Данный процесс происходит за счет разделения смеси на 3 фазы на основе их разности плотностей с применением различных диапазонов высоких скоростей и вращающих моментов. Сырье (загрязненный продукт) подается через трубу механизма подачи во вращающуюся часть шнекового конвейера, где под действием центробежной силы происходит разделение на очищенный продукт и осадок. Очищенный мазут выводится из цилиндрической части ротора, а осадок за счет разницы скоростей шнека и ротора поступает в коническую часть, где происходит его обезвоживание. Обезвоженный осадок выгружается в узком конце конической части через специальные порты и с помощью транспортера может выгружаться напрямую в самосвалы или контейнеры для отходов. Управление декантером и насосом осуществляется со встроенного пульта управления. Центрифуга и насос имеют взрывозащищенное исполнение. Остаток воды в очищенном мазуте - не более 1,5%. Остаток мехпримесей - не более 1%. Установка смонтирована на прочной металлической раме.

Применяемые сегодня в котельных технико-технологические и организационно - технические мероприятия по хранению и использованию поставляемого низкосортного жидкого топлива не только не обеспечивают уровень современных требований по экономическим и экологическим показателям, но и усугубляют их за счет:

повышенного образования шлама с резким увеличением термического сопротивления на поверхностях нагрева;

повышенной коксуемости мазута;

снижения качества его распыливания;

ухудшения функционирования горелочных устройств;

снижения качества процесса горения топлива в топках котлов;

снижения надежности, маневренности производительности котельного агрегата и уменьшения его межремонтного ресурса в целом;

значительных потерь топлива, электроэнергии и воды.

Совершенствование эксплуатации мазутного хозяйства в новых экономических условиях требует комплексного подхода по внедрению нового оборудования и технологий хранения, подготовки к сжиганию мазута и его учета.

Это достигается за счет применения таких технологий, которые бы обеспечивали требуемый уровень нагрева, фильтрации, гомогенизации, давления и постоянства качества подаваемого на горение мазута, а также приборного контроля расхода и приема топлива с минимальными эксплуатационными затратами. К таким технологиям следует отнести:

«холодное» хранение мазута с выделением прогретой зоны в объеме резервуара по линии всасывания;

многоступенчатую подготовку мазута с получением высококачественной топливной (водотопливной) смеси (эмульсии) путем диспергирования топлива содержащейся в ней водой (или нефтесодержащими водами) и топливными составляющими;

циркуляционный подогрев мазута с повышенными скоростями в выносных подогревателях - гомогенизаторах, многократную фильтрацию на фильтрах - подогревателях;

технологию замкнутой схемы нагрева мазута с возвратом конденсата в цикл котельной.

Необходимо разработать аппаратно - программный комплекс измерительных устройств, позволяющих с учетом динамики изменения свойств поступающего и расходуемого мазута определять автоматически его массу.

В энергетической стратегии развития России до 2020 г. предусматривается не только рост объемов добычи нефти, но и одновременное увеличение глубины ее переработки, что приведет к ухудшению качества мазута.

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Политехнический Институт

Кафедра: «Т и ГГД»

МАЗУТНОЕ ХОЗЯЙСТВО КОТЕЛЬНЫХ

Студентка ТЭ 07-05 __________ Голубева Е.А.

Мазутное хозяйство котельных

Схема мазутного хозяйства. Мазут может быть основным топливом, резервным (например, в зимнее время), аварийным, растопочным, когда основным является сжигаемое в пылевидном состоянии твердое топливо.

Рис. 5.6. 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

Мазут к потребителю доставляется железнодорожным транспортом, нефтеналивными судами, по трубопроводам (если нефтеперерабатывающие заводы находятся на небольших расстояниях). Мазутное хозяйство при доставке мазута железнодорожным транспортом состоит из следующих сооружений и устройств: сливной эстакады с промежуточной емкостью; мазутохранилища; мазутонасосной станции; системы мазутопроводов между емкостями мазута, мазутонасосной и котельными установками, устройствами для подогрева мазута; установок для приема, хранения и ввода в мазут жидких присадок.
Схема мазутного хозяйства с наземным мазутохранилищем приведена на рис. 5.6. 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 тонкой 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 15 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, поэтому 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.

Мазутохранилища. Запас мазута содержится в резервуарах - мазутохранилищах, которых, как правило, не менее двух. Суммарная вместимость резервуаров выбирается в зависимости от производительности котельной, дальности и способа доставки (железнодорожный, трубопроводный и др.). Применяют нормальный ряд мазутохранилищ вместимостью 100; 200; 500; 1 000; 2 000; 3 000; 5 000; 10 000 и 20 000 м3. Выполняются мазутохранилища наземными, полуподземными (заглубленными) и подземными. Резервуары бывают основные, расходные и резервные. Все они должны обладать безопасностью хранения топлива в пожарном отношении; полной герметичностью; несгораемостью, долговечностью, коррозионной стойкостью против воздействия агрессивных грунтовых вод; удобствами обслуживания и очистки от отстоя и осадков; возможностью установки внутри резервуара подогревающих устройств и другого технологического оборудования.
Резервуары мазутохранилища обычно выполняют железобетонными или металлическими. Последние применяют в районах Крайнего Севера и в сейсмически опасных районах. Теплоизоляция металлических хранилищ выполнена из полиуретана, обшитого металлическими листами.

Насосы для перекачки мазута. Наибольшее применение для перекачки мазута находят шестеренные и винтовые насосы. Схема шестеренного насоса приведена на рис. 5.7, а. При вращении шестерен 2 в направлении, обозначенном на рисунке стрелками, жидкость попадает во впадины, образованные зубьями шестерни и корпусом 4 насоса, и перемещается из всасывающей полости 3 в нагнетательную 1. Для бесшумной и плавной подачи перекачиваемой жидкости зубья шестерен часто выполняют косыми. Производительность шестеренных насосов обычно не превышает 20 м3/ч, а напор - 12 МПа (1 200 м вод. ст.).
В винтовых насосах (рис. 5.7, б) мазут подается путем выдавливания его роторами с винтовой нарезкой. Винтовые насосы по сравнению с шестеренными бесшумны и работают с большим числом оборотов. Наиболее распространены трехвинтовые насосы с центральным ведущим ротором. При вращении винтовых роторов 5 в раскрывающуюся впадину винтового канала из всасывающей полости 3 поступает мазут. При дальнейшем вращении роторов эта впадина закрывается и мазут, находящийся в ней, переносится в нагнетательную полость 1. Там впадина раскрывается, и мазут выдавливается выступами винтов роторов.

Рис. 5.7. Шестеренный (а) и винтовой (б) насосы :
1 - нагнетательная полость; 2 - шестерни; 3 - всасывающая полость; 4 - корпус; 5 - винтовые роторы

Подогреватели мазута. Перед сжиганием мазут необходимо подогреть, для чего используется кожухотрубный теплообменный аппарат конструкции Гипронефтемаша (рис. 5.8). Аппарат состоит из трех основных частей: корпуса 6, трубной доски 10 с развальцованными в ней U-образными трубками и крышки. К цилиндрическому корпусу с одной стороны приварен фланец, с другой стороны - днище эллиптической формы. В центре корпуса снаружи приварены две опоры 9 сегментного типа и патрубки для подвода и отвода мазута, движущегося в межтрубной полости. Трубная доска с развальцованными в ней U-образными трубками представляет собой трубный пучок 5, который может выниматься из корпуса при разборке аппарата и снова вставляться после проведения осмотра и при необходимости чистки. Крышка (распределительная коробка) состоит из цилиндрической части, эллиптического днища, приваренного с одного конца, и фланца, приваренного с другого конца. К цилиндрической части крышки приварены патрубки 2 с фланцами для присоединения трубопроводов подвода и отвода теплоносителя, движущегося в трубной полости. В крышке также предусмотрена перегородка J, обеспечивающая двухходовой поток теплоносителя по трубкам аппарата.

Рис. 5.8. Кожухотрубный теплообменный аппарат с U-образными трубками конструкции Гипронефтемаша :
1, 7 - днище; 2 - патрубки для подвода и отвода теплоносителя; 3 - перегородка; 4 - фланец; 5 - трубный пучок; б - корпус; 8 - патрубки для подвода и отвода мазута; 9 - опора; 10 - трубная доска

Для подогрева небольших количеств жидкого топлива нашли достаточно широкое применение подогреватели типа «труба в трубе».
Секционный подогреватель топлива типа ПТС показан на рис. 5.9. Конструкция парового секционного подогревателя жидкого топлива представляет собой ряд секций, соединенных последовательно по пару и топливу при помощи соединительных трубок типа «калач» с фланцами. Секция подогревателя состоит из трех основных частей: корпуса, крышки 11 и нагревательной трубки 7.
Корпус подогревателя выполнен из двух параллельно расположенных труб одного диаметра, к концам которых с одной стороны приварен фланец 9 прямоугольной формы, а с другой - специальные патрубки для монтажа клапанов входа 6 и выхода 3 топлива, а также фланцы для обеспечения плотности при переходе топлива из одной секции в другую. На корпусе предусмотрен патрубок для установки предохранительного устройства при повышении давления. Крышка 11 подогревателя сварная, фланцами крепится к корпусу. Нагревательная трубка имеет U-образную форму, снабжена продольными ребрами 13, приваренными к наружной поверхности на всю длину прямой части трубки и предназначенными для увеличения поверхности теплоотдачи со стороны топлива. Снаружи подогреватель закрыт изоляцией 12.
Принцип работы подогревателя заключается в следующем. Топливо из магистрали через запорный клапан поступает в межтрубное пространство (между корпусом и нагревательной трубкой), омывает наружную поверхность и ребра нагревательной трубки, нагревается и через крышку переходит в другую секцию или через клапан на выход. Греющий пар из паропровода через паровой клапан 4 попадает в нагревательную трубку; через стенку трубки и ребра теплота пара передается топливу, далее пар конденсируется и в виде конденсата через клапан 5 удаляется из подогревателя в систему подготовки питательной воды.

Рис. 5.9. Секционный подогреватель топлива типа ПТС:
1 - опора подвижная; 2 - опора неподвижная; 3 - клапан выхода топлива; 4 - паровой клапан; 5 - клапан выхода конденсата; 6 - клапан входа топлива; 7 - трубка нагревательная; 8 - корпус подогревателя; 9 - фланец корпуса; 10 - болт; 11 - крышка; 12 - изоляция; 13 - ребра нагревательной трубки;
А и Б - вход и выход топлива; В - вход пара; Г - выход конденсата

Мазутное хозяйство котельной. Наладка мазутного хозяйства котельной