+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

sales@teplogidromash.ru

Содорегенерационный котел это


Содорегенерационные котельные агрегаты (СРК)

СРК – это высокотемпературные теплотехнологические установки, в топках которых осуществляются реакции, направленные на восстановление химической активности минеральной части и выжиг органических веществ, содержащихся в щелоке, теплота продуктов сгорания которого используется для получения пара.

Основное назначение СРК – это восстановление химической активности минеральной части щелока, а вспомогательное – получение пара для использования его в технологическом цикле производства целлюлозы.

На рис. 4.3 приведена принципиальная схема содорегенера ционного котельного агрегата, которая включает в себя топочное устройство, ширмовый пароперегреватель, развитый испарительный конвективный пучок, экономайзер, электрофильтр и дымосос.

По конструктивным и режимным характеристикам СРК отличаются от энергетических котельных агрегатов, что связано со специфическими свойствами черных сульфатных щелоков, заклю чающимися в организации химических реакций минеральной части и продуктов сгорания органических веществ, а также мелкодисперсном составе минеральной части. Топка СРК представляет собой парал лелепипед, в нижней части которого располагается под со слоем огарка, а на боковых стенах в два или в три яруса установлены сопла, из которых струями вытекает воздух с температурой 130150 °С и скоростью 3050 м/с. На боковых стенах топки располагаются форсунки для распыливания щелока.

В соответствии с такой конструкцией топки и расположением воздушных сопел и форсунок процессы горения протекают как в факеле при свободном падении щелоковых частиц, так и в слое огарка, располагающегося на поду топки. Щелок с влажностью

4045 % подается в топку при помощи механических форсунок грубого распыла, расположенных на высоте 56 метров от пода топки. Образующиеся при этом сравнительно крупные капли падают вниз, и по мере испарения влаги с их поверхности образуются капли огарка,

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

скапливающиеся в виде слоя на поду топки, и выгорают за счет первичного дутья.

Рис. 4.3. Схема содорегенерационного котельного агрегата:

1 – бак зеленого щелока; 2 – фурма первичного дутья; 3 – фурма вторичного дутья; 4 – фурма третичного дутья; 5 – щелоковая форсунка; 6 – ширмовый пароперегреватель; 7 – барабан котла ;

8 – конвективный испарительный пучок; 9 – ширмовый экономайзер; 10 – электрофильтр; 11– дымосос

Более мелкие частицы щелока сгорают в топочном объеме, а образующиеся при этом тонкодисперсные минеральные частицы увлекаются газовоздушным потоком в верхнюю часть топки и в газоходы котельного агрегата, где частично осаждаются на поверх ностях нагрева, в результате чего увеличивается температура уходящих газов и уменьшается КПД котлоагрегата.

Расплавленная минеральная часть в виде карбоната натрия Na2СO3 и сульфида натрия Na2S накапливается в нижней части топки, а затем по леткам струями вытекает в бак зеленого щелока.

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

Газовая плотность топки достигается за счет приваренных к экранным трубам плавников высотой 22 мм, сваренных между собой (рис. 4.4). Свободное термическое расширение экранных труб в топке СРК осуществляется за счет того, что к экранным трубам привари ваются скобы с прорезями, которые свободно перемещаются вместе с экранными трубами (рис. 4.5).

Рис. 4.4. Газоплотные экранные трубы в топке СРКА:

1 – экранные трубы; 2 – плавники; 3 – обмуровка топки

Рис. 4.5. Схема крепления экранной трубы в СРКА:

1– шпилька; 2 – обмуровка; 3 – скоба; 4 – экранная труба;

5 –швеллер

В верхней части топки располагается ширмовой паропере греватель, выполненный в виде подвесных трубчатых панелей. За ширмовым может быть установлен конвективный пароперегреватель по конструкции аналогичный энергетическим котельным агрегатам.

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

Конвективный пучок выполняется из труб диаметром 60 мм с шагом 160 мм. В пучке имеются газовые перегородки, создающие U – образное продольное движение газов в межтрубном пространстве.

Для очистки поверхностей нагрева пароперегревателя и конвек тивного пучка предусматривается установка обдувочных аппаратов выдвижного типа. Очистка труб водяного экономайзера производится при помощи дробеочистки.

Водяной экономайзер у СРК выполняется в виде трубчатых

панелей, расположенных вертикально в конвективной шахте котельного агрегата.

Воздухоподогреватели у СРК выносятся за пределы газоходов, так как они обогреваются котловой водой или паром. В том и в другом случаях есть вероятность попадания воды в топку и возникно вения взрыва в топочном пространстве, поэтому необходимо преду сматривать устройства, предупреждающие попадание воды в топку.

Современные конструкции содорегенерационных котлоагрегатов основываются на паровых котлах средней мощности, рассчи танных на получение пара давлением не более 4 МПа и температурой

450 ºС в целях снижения скорости высокотемпературной коррозии.

В современных схемах СРК отсутствуют газоконтактные каскадные испарители в связи с тем, что они являются источником загрязнения окружающей среды легкоиспаряющимися веществами, содержащимися в щелоке, такими как метилмеркаптан СН3SН, сероводород h3S, диметилсульфид (Ch4)2S. Снижение влажности щелока обеспечивается дополнительно устанавливаемыми выпар ными аппаратами (концентраторами), при установке которых концентрацию сухих веществ можно повысить до 7375 %.

Установка концентраторов в схеме СРК вместо каскадных испарителей в значительной мере изменяет процессы, протекающие в топочном объеме, а именно:

увеличивается скорость горения черного щелока;

снижается расход продуктов сгорания за счет уменьшения объема водяных паров и, соответственно, уменьшается скорость газов в сечении топки;

уменьшается унос минеральных солей и их отложение на конвективных поверхностях нагрева.

Для очистки дымовых газов в схеме СРК предусматривается установка электрофильтров, основанных на создании электрического поля между катодами и анодами. Когда запыленный поток дымовых газов проходит между электродами, частицы пыли заряжаются и

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

прилипают к катоду, пластины которого периодически отряхиваются и унос возвращается в технологическую схему.

Однако применение электрофильтров для очистки дымовых газов сопряжено со значительными затратами энергии в виде постоян ного тока для создания электрического поля.

Для снижения влажности щелока, поступающего в топку СРК, применяется также газоконтактный способ с помощью скруббера Вентури, состоящего из трубы Вентури и циклона (рис. 4.6). Щелок, подаваемый в узкое сечение трубы через специальные сопла, увлекается перпендикулярно направленным потокам дымовых газов и далее газожидкостная смесь поступает в циклон, где происходит разделение потоков – на щелоковой и газовый. Кроме упаривания щелоков в скрубберах Вентури происходит очистка дымовых газов.

Рис. 4.6. Труба Вентури для улавливания уноса:

1 – поток запыленных дымовых газов; 2 – щелоковые форсунки;

3 – камера смешения; 4 – диффузор; 5 – циклон; 6 – отвод очищенных продуктов сгорания; 7 – отвод уноса

Однако, при всей привлекательности скруббера Вентури для дополнительного упаривания щелока и улавливания твердых частиц химикатов необходимо отметить, что в таких схемах затрачивается большое количество энергии на преодоление сопротивления трубы и, соответственно, циклона. Кроме того, при контакте капель щелока с газовым потоком легкоиспаряющиеся вещества, входящие в состав щелока, загрязняют окружающую среду вредными выбросами.

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

Обдувочные аппараты предназначены для поддержания в чистоте поверхностей нагрева СРК (рис. 4.7). Отложения, осажда ющиеся на трубах, представляют собой минеральную часть щелока.

Рис. 4.7. Обдувочный аппарат для СРКА:

1 – двутавровая балка; 2 – приводной электродвигатель;

3 –обдувочная труба; 4 – футеровка котла

Обдувочный аппарат состоит из электродвигателя, исполь зуемого для вращения и перемещения обдувочной трубы с соплами, монорельса и других узлов. Обдувочный аппарат автоматизирован и включается в работу в соответствии с программой обдувки различных поверхностей.

На СРК для горизонтально расположенных змеевиков экономай зеров применяется очистка чугунной или алюминиевой дробью.

При эксплуатации СРК есть вероятность возникновения топочных взрывов, которые могут разрушить обмуровку, каркас и другие устройства.

Физическая природа взрывов обусловлена тем, что на раскален ную кучу плава попадает вода при разрыве экранной трубы, в результате мгновенного испарения воды удельный объем пара увели чивается в 1700 раз, что приводит к увеличению давления в топке.

Химическая природа топочных взрывов в СРК связана с тем, что

при высокой температуре происходит диссоциация водяных паров с образованием водорода. Два объема водорода и один объем кислорода образуют гремучую смесь, которая взрывается без посто роннего источника энергии. Образование водорода в присутствии углерода протекает в соответствии со следующей реакцией

2Н2О + С = 2Н2 + СО2 . (4.15)

Физикохимическая природа взрывов связана с одновременным протеканием физических процессов повышения давления в топке и химических процессов образования водорода.

Эксплуатационная причина возникновения топочных взрывов связана с нарушением режима горения щелока в результате примене ния для подсветки более реакционного топлива – мазута. В большин стве случаев мазутные форсунки, предназначенные для стабилизации горения влажного щелока, устанавливают в воздушную фурму и добавляют мазут при постоянном расходе воздуха, в результате чего образуется химический недожог, который может привести к взрыву.

(Материал взят из книги Энергосбережениев теплоэнергетике и теплотехнологиях — Бельский А. П., Лакомкин В. Ю.)

studik.net

1.3. Содорегенерационный котлоагрегат (с каскадным испарителем)

Сгущенный черный щелок сжигается в топке содорегенерационного котлоагрегата (СРКА или, сокращенно ЦРК). Содорегенерационный котлоагрегат выполняет две задачи: энергетическую (производство пара) и технологическую (регенерация щелочи из черного щелока и свежего сульфата). Первая задача считается главной и поэтому содорегенерационные отделы сульфатцеллюлозных заводов играют роль котельных теплосиловых станций. С теплотехнической точки зрения сгущенный черный щелок, поступающий в топку СРК с концентрацией 55-65 % сухого вещества, является плохим топливом, так как он содержит много воды и золы. Для повышения теплоты сгорания рабочей массы топлива часто пользуются подачей в топку дополнительного топлива – нефти или мазута. Таким образом, содорегенерационный агрегат является котельным агрегатом, который попутно с производством пара выполняет важную технологическую функцию – выдает из топки плав, содержащий регенерированную щелочь в виде карбоната и сульфида.

Конструкции применяемых паровых котлов довольно разнообразны: встречаются одно-, двух- и трехбарабанные котлы с вертикальными и наклонными трубами. Преимущественным распространением пользуются двухбарабанные котлы с передним наклонным, так называемым фестонным пучком трубок, расположенным непосредственно над топкой. За фестонным пучком располагается пароперегреватель. Через основной котельный пучок газы могут проходить в поперечном или продольном направлении.

Топка содорегенерационного агрегата представляет собой шахту прямоугольного сечения, высотой 10-20 м (считая до уровня фестонного пучка). Стенки и под топки полностью экранируются трубками парового котла.

По высоте топку можно разделить на восстановительную и окислительную зоны. Восстановительная зона включает горн, заполненный плавом и огарком (примерно до уровня сопел первичного воздуха), и газовое пространство (примерно между соплами первичного и вторичного воздуха), характеризуемые недостатком кислорода и относительно высокими температурами. Окислительная зона занимает пространство от уровня вторичных сопел до фестонного пучка трубок парового котла.

Экранные трубы в окислительной зоне, как правило, оставляют открытыми. В восстановительной зоне трубки экрана иногда прикрывают чугунными блоками (так называемые блоки Бейли) с нанесенными на их поверхность слоем хромитовой обмазки толщиной около 100 мм или чаще просто слоем обмазки.

Сопла первичного воздуха, как правило, имеют небольшой уклон вниз.

Для подачи черного щелока в топку применяются два типа устройств. Первый тип – качающаяся механическая форсунка с отбойным щитком, установленная в центре фронтальной стенки, которая наносит щелок на стенки топочной камеры (система Томлинсона). При другом способе подачи щелок подается непосредственно на под с помощью нескольких механических или паровых форсунок, установленных в боковых стенках топки и совершающих колебательные движения только в вертикальной плоскости (система Розенкранца).

Сгущенный щелок перед подачей в топку смешивается с измельченным и просеянным сквозь сито сульфатом. Концентрация сухого вещества в щелоке при подаче в топку колеблется в пределах от 55 до 70 %; при этом относительно более низкую концентрацию допускают агрегаты, в которых сушка щелока ведется на стенках топки. Окончательное упаривание щелока перед подачей в топку зачастую производится в каскадных или скрубберных испарителях, установленных за агрегатом. На рисунке 2 изображена схема содорегенерационного агрегата с газоконтактным (каскадным) испарителем и сухим электрофильтром для улавливания щелочного уноса из дымовых газов. Сгущенный черный щелок после выпарки, имеющий концентрацию 50-55 % сухого вещества, принимается в расходные баки, откуда подается в бачок-растворитель для уноса под электрофильтрами. Далее щелок циркуляционным насосом прогоняется через бункера для воды под паровым котлом и поступает в ванну каскадного испарителя, где за счет тепла дымовых газов содорегенерационного агрегата упаривается до концентрации 60-65 % сухого вещества. Из испарителя щелок, обогащенный золой и уносом, стекает в смеситель для смешения со свежим сульфатом. Смесь щелока с сульфатом подается циркуляционными насосами через паровые трубчатые подогреватели, где нагревается до 110-120 ˚С, к форсункам топки; избыток щелока возвращается обратно в смесители.

Рисунок 2. Схема содорегенерационного агрегата с газоконтактным (каскадным) испарителем и сухим электрофильтром:

1-топка котлоагрегата; 2-пароперегреватель; 3-котельный пучок;4-фестон; 5,6-водяной и воздушный экономайзеры;7-каскадный испаритель;8-электрофильтр; 9- дымосос;10 – форсунка для щелока; 11-сопло первичного воздуха; 12-сопло вторичного воздуха; 13-летка плава; 14 – растворитель плава.

studfiles.net

III. Котлы-утилизаторы

3.23. Содорегенерационные котлы-утилизаторы типа СКР
Подробности Автор: New Boilerer Категория: III. Котлы-утилизаторы Просмотров: 4336

Содорегенерационный котёл типа СКР (рис. 42) предназначен для регенерации химикатов, используемых при производстве целлюлозы по сульфатному способу с утилизацией тепла для получения пара энергетических параметров.

В топке содорегенерационного котла сжигается отработанный черный щелок, содержащий лигнин. Содорегенерационный котёл является одним из основных элементов комплекса оборудования целлюлозно-бумажного комбината. Запроектировано два типа унифицированных котлов СКР паропроизводительностью 13 и 26 т/ч.

Котлоагрегат типа СКР — вертикально-водотрубный, двухбарабанный с естественной циркуляцией выполнен по П-образной компоновке.

Топочная камера котла полностью экранирована трубами ∅60x5 мм с шагом 64 мм. Под топки — горизонтальный, образован трубами, переходящими во фронтовой экран. Задний экран имеет в верхней части топки выступ — «пережим» для потока газов перед перегревателем.

Пароперегреватель выполнен в виде ширм с шагом 320—384 мм и подвешен на коллекторах в верхней части топки. От прямого излучения из топки пароперегреватель защищен первым кипятильным пучком.

В переходной части газохода котла за пароперегревателем установлен второй кипятильный пучок, трубы которого включены в верхний и нижний барабаны Верхний барабан оборудован паросепарационными устройствами.

На нижней части переходного газохода установлены золовые бункеры. Во втором газоходе котла с нисходящим потоком газов установлен змеевиковый экономайзер из стальных труб ∅32x3,5 мм. Экономайзер состоит из отдельных пакетов, включенных последовательно.

Щелоковые форсунки расположены на фронтовой и задней стенах топки на 5 м выше уровня пода. Подача воздуха на горение черного щелока подводится двумя ступенями. Первичный воздух подается в топку через сопла, расположенные равномерно по периметру топки на расстоянии 1 м от пода, а вторичный воздух — через сопла, тангенциально направленные к окружности диаметром 1,8 м в центре топки.

Каркас топки — несущий, выполняется из стального проката. Обмуровка котла — облегченного типа, подвешивается на экранных трубах.

Для очистки поверхностей нагрева экономайзера от отложений золы котлоагрегат оборудуется установками дробевой очистки и периодической обмывки водой.

Для заказа котла-утилизатора типа СКР необходимы согласование технических условий на поставку с заводом-изготовителем и представление заявочной спецификации на котельно-вспомогательное оборудование.

Котлы типа СКР запроектированы в содружестве с ЦКТИ и намечены к изготовлению на таганрогском заводе «Красный котельщик».

boilerbook.ru

8. Дополнительные требования промышленной безопасности к эксплуатации содорегенерационных котлов

Версия для печати

430. Применение содорегенерационных котлов (далее - СРК) на рабочих параметрах (давление более 4 МПа и температура перегретого пара более 440°С) допускается при обеспечении специальных мер по предупреждению высокотемпературной коррозии поверхностей нагрева.

В СРК должно быть предусмотрено сжигание щелоков и вспомогательного топлива - мазута или природного газа.

Количество и подача питательных устройств для СРК должны выбираться, как для котлов со слоевым способом сжигания. При этом подача резервных насосов (с паровым приводом или электрическим приводом от независимого источника) должна выбираться по условиям нормального охлаждения СРК при аварийном отключении насосов с электрическим приводом.

431. СРК должны быть установлены в отдельном здании, а пульт управления - в отдельном от котельного цеха помещении, имеющем выход помимо помещения для СРК.

Разрешается компоновка СРК в одном общем блоке с энергетическими, водогрейными и утилизационными котлами, а также неотрывно связанными с СРК выпарными и окислительными установками щелоков.

Эксплуатация СРК на щелоках при содержании в черном щелоке перед форсунками менее 55% сухих веществ не допускается.

432. СРК должен быть переведен на сжигание вспомогательного топлива в случаях:

а) возникновения опасности поступления воды или разбавленного щелока в топку;

б) выхода из строя половины леток плава;

в) прекращения подачи воды на охлаждение леток;

г) выхода из строя всех перекачивающих насосов зеленого щелока;

д) выхода из строя всех перекачивающих насосов, или всех вентиляторов, или дымососов.

433. СРК должен быть немедленно остановлен и отключен действиями защит или персоналом при:

а) поступлении воды в топку;

б) исчезновении напряжения на устройствах дистанционного и автоматического управления, на всех контрольно-измерительных приборах;

в) течи плава помимо леток или через неплотности топки и невозможности ее устранения;

г) прекращении действия устройств дробления струи плава и остановке мешалок в растворителе плава;

д) выходе из строя всех перекачивающих насосов, или одного из дымососов, или одного из вентиляторов.

Также СРК должен быть немедленно остановлен и отключен действиями защит или персоналом в иных случаях, предусмотренных производственной инструкцией.

>

18 Августа 2015 г.

gazovik-pgo.ru


Смотрите также