Замена электрофильтров на мокрый золоуловитель

3БЕЗОП~1.DOC

3 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
1 Техника безопасности при обслуживании и эксплуатации золоулавливающих установок
При обслуживании золоулавливающей установки требуется соблюдать правила техники безопасности. На каждом рабочем месте существуют производственные инструкции и инструкции по охране труда в объёме обязательном для данной профессии с помощью которых определяется работа персонала обслуживающего золоулавливающие установки. Сдача правил по технике безопасности для персонала обслуживающего золоулавливающие установки проходит один раз в год.
Для удобства работы составляется график дежурства обслуживающего персонала который утверждается вышестоящим лицом. Приступая к работе дежурный персонал знакомится с состоянием схемой и режимом работы установки обслуживаемой им. При этом получают сведения от сдающего смену об оборудовании за которым необходимо вести особо тщательное наблюдение для предупреждений нарушений в работе и об оборудовании находящемся в резерве или ремонте. Затем выясняют какие работы выполняются по нарядам и распоряжениям на закреплённом за ним участке проверить и принять инструмент материалы ключи от помещений оперативную документацию и документацию рабочего места. Для более надёжной работы персонала периодически по местной инструкции приводятся тренировки по пожарным и аварийным ситуациям.
Во время работы обход оборудования обслуживающим персоналом производится только с разрешения дежурного персонала ведущего режим работы оборудования. Если при обслуживании золоулавливающих установок приходится работать на высоте то соблюдаются правила работы на высоте. При работе на высоте допускаются лица не моложе 18 лет не имеющие медицинских противопоказаний. Запрещается облокачиваться и сидеть на перилах; кидать с высоты предметы.
Обслуживание золоулавливающих установок связано с риском поражения электрическим током так как в помещении где располагаются установки повышенная влажность (мокрая очистка отходящих газов) поэтому напряжение в сети не превышает 12 В.
При пуске отключении опрессовке или испытании оборудования и трубопроводов находится только тот персонал который непосредственно выполняет эти работы. При отклонении в работе оборудования от нормального режима которое может быть причиной несчастного случая принимаются меры по обеспечению безопасности персонала.
При ремонтных работах золоуловителей связанных с монтажом или демонтажем а также заменой элементов оборудования соблюдается предусмотренная проектом производства работ или технологической картой последовательность операций обеспечивающих устойчивость оставшихся или вновь устанавливаемых узлов и элементов оборудования и предотвращение падения его демонтируемых частей. Опасная зона ограждается предупредительными знаками.
Воздух рабочей зоны должен соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям которые предъявляются для данного помещения. В таблице 8 приведены ПДК воздуха рабочей зоны.
Таблица 8 – Предельно-допустимые концентрации воздуха рабочей зоны
ГОСТ 12.005-76 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования».
Золоулавливающие установки служат для очистки уходящих газов от золы и других вредных веществ. Так как золоулавливающие установки находятся в непосредственной близости от основного оборудования и при плохом режиме оборудования могут выделяться такие вредные вещества как CO SO2 NOx пыль. Более опасным является газ – СО. Это бесцветный газ не имеющий запаха горючий взрывоопасный немного легче воздуха чрезвычайно ядовит что приводит к отравлению и даже смерти.
Прежде чем приступать к работе производятся замеры воздуха рабочей зоны и определяется концентрация данного вещества. Если концентрация выше ПДК то устанавливается порядок работы в данном помещении то есть количество времени при котором можно производить работы в данном помещении. В течение дня производятся повторные замеры и фиксируются в наряд допуске. Защитным средством является фильтрующий противогаз марки СО.
Пыль содержит в себе около 70 % кремния что при вдыхании приводит к силикозу. Поэтому при высокой запылённости в помещениях используются индивидуальные средства защиты (респиратор).
NOx – газ с резким запахом снижает дыхательные функции вызывает респираторные заболевания. При соединении с СО образуется пероксиацилнитрат вещество обладающее сильным токсическим действием.
Оперативный персонал обслуживающий золоулавливающие установки имеет специальную одежду средства и обувь для работы которая выдаётся по правилам предусмотренным техникой безопасности.
К средствам индивидуальной защиты относятся: специальная каска наушники очки рукавицы респираторы. Специальная одежда и обувь соответствует требованиям правил по технике безопасности.
При остановке пылеуловителя на ремонт или периодическую промывку доступ людей внутрь пылеуловителя должен производиться с соблюдением правил безопасности предусмотренных инструкцией по эксплуатации. Если необходимо попасть внутрь аппарата через люк находящийся в цилиндрической части аппарата осуществляют соответствующие мероприятия заключающиеся либо в устройстве подмостков внутри аппарата (с закреплением опорных балок в отверстиях смотровых люков) либо в закреплении под люком монтажной люльки с пропуском цепей через отверстия смотровых люков.
Обо всех нарушениях при обслуживании золоуловителей сообщается старшему дежурному персоналу.
Пылеулавливающие установки должны работать надёжно обеспечивая проектную эффективную очистку газа; эксплуатация технологического оборудования при отключенных установках пылеулавливания запрещается. Рабочий режим эксплуатации должен соответствовать производственным инструкциям и правилам отражающим рекомендации научно-исследовательских проектных и пуско-наладочных организаций а также заводов-изготовителей [6].
Обслуживающий персонал систематически ведёт оперативный журнал в который заносятся основные показатели характеризующие работу установки а также отклонения от установленного оптимального режима. В журнале отмечаются обнаруженные неисправности а также случаи отклонения от режима в работе отдельных агрегатов (или выход из работы всей газоочистной установки) с указанием причин и принятых мер.
Во избежание повышения запылённости на выходе из пылеулавливающих установок запрещается увеличивать производительность технологических агрегатов выше проектной (увеличение объёма очищаемых газов) или повышать концентрацию в газах пыли.
При необходимости увеличения расхода газа или повышения концентрации пыли сверх проектной величины следует реконструировать пылеулавливающие установки.
При очистке взрывоопасных газов следует обеспечивать установленный диапазон для давления газа и герметичность а также правильную продувку коммуникаций и аппаратов; необходимо предусматривать ограждение источников открытого огня и соблюдение других специфических требований.
При очистке газов с высоким содержанием токсичных примесей особо тщательно следует соблюдать герметичность сооружений обеспечивать эффективную вентиляцию рабочих помещений и лабораторный контроль за уровнем загрязнения атмосферного воздуха на рабочих местах применять в необходимых случаях газозащитные средства а также соблюдать другие требования.
На щитах управления в залах вычислительной техники кабинах пультах и постах управлением технологическими процессами поддерживается температура воздуха 22-24 оС относительная влажность 60-40 % и скорость движения ветра не более 01 мс в соответствии с санитарными нормами микроклимата в производственных помещениях СН № 4083-86.
В производственных помещениях в которых допустимые нормативные величины микроклимата не представляется возможным установить из-за технической недостижимости предусмотрены мероприятия по защите работающих от возможного перегрева: система местного конденционирования воздушное душирование средства индивидуальной защиты.
3 Электробезопасность
Для обеспечения необходимого уровня безопасности в зонах обслуживания электроустройств и установок в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 (СТ СЭВ 4830-84) предусматривается заземляющее устройства соединяемые не менее чем в двух точках с существующим общим для всей территории ТЭЦ заземляющим устройством с сопротивлением не превышающим 05 Ом. Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции электрооборудование предусмотрено заземление корпусов электродвигателей и аппаратуры и зануление светильников внутреннего и наружного освещения.
В сети ремонтного освещения предусмотрено пониженное напряжение 12 В. для питания переносного ручного инструмента предусмотрена электропроводка 36 В 200 Гц.
4 Пожарная безопасность
Для противопожарной защиты зданий и сооружений на площадке котельной предусмотрена пожарная часть.
Из всех зданий и сооружений предусмотрено не менее двух эвакуационных выходов расположенных рассредоточено. Для зданий высотой 10 м и более предусмотрены выходы на кровлю из лестничных клеток или по наружным стальным лестницам при высоте зданий более 20 м – по стальным маршевым лестницам с уклоном не более 6:1. В местах перепада высот более 1 метра предусмотрены лестницы независимо от высоты здания.
Приняты следующие виды противопожарной защиты зданий и сооружений соответствующие ГОСТ 12.1.033-81:
– кабельные туннели и короба проходные полуэтажи автоматическое тушение высокократной воздушно – механической пеной.
– в местах примыкания галереи топливо – подачи к дробильному отделению разгрузочному устройству башне пересыпки главного корпуса на основном тракте в местах примыкания галереи конвейера выдачи и на питателях угля предусмотрена разводка от внутриплощадочного противопожарно–хозяйственного водопровода.
– в котельном цехе на отметке –11.5 и 0.00 метров установлены противопожарные посты переносные пеногенераторы которые предназначены для локального пожаротушения
В котельном цехе предусмотрена установка сигнализаторов повышения температуры уходящих газов с выводами показателей на щит а также аварийная блокировка механизмов. При выходе из строя дымососов автоматически отключаются дутьевые вентиляторы горячего угля и питатели пыли. Для тушения очагов тления и загорания топлива у молотковых мельниц и сепараторов пыли предусмотрена установка пенных огнетушителей типа ОП-5 и углекислотных ОУ-5 и ОУ- 8
В турбинном цехе наиболее опасным участком при пожаре является маслосистема турбоустановки. Для предотвращения пропитки маслом изоляции предусмотрено покрытие их кожухом из белой жести. На маслосистеме генераторов установлены автоматические газоанализаторы подающие световой и звуковой сигналы на при содержании водорода в воздухе системы не менее 1 % по объему так как установка с водородным охлаждением.
На масломазутохозяйстве для тушения пожара резервуаров с мазутом предусмотрен закольцованный противопожарный водопровод с установкой пожарных гидрантов и передвижными средствами пожаротушения. Для тушения очагов загорания в помещения мазутонасосной и маслоаппаратной предусмотрен подвод пара с ручным управлением запорной задвижкой расположенной в безопасном месте с наружной стороны здания.
5 Расчет искусственного освещения
Рассчитать общее освещение котельной: длина – 100 метров ширина – 15 метров высота – 26 метров.
Разряд зрительной работы – III.
Нормируемая освещенность – 200 лк потолок побеленный светлые стены.
Принимаем систему общего освещения с лампами ДРЛ мощностью - 400 Вт световой поток Фл – 19000 лм.
Коэффициенты отражения потолка стен пола принимаем по таблице rпот=70 %; rст = 50 %; rпол = 30 %.
В связи с работой мостового крана:
– hc - расстояние от светильника до перекрытия принимаем – 02 метра;
– hр - высота рабочей поверхности над полом принимаем 0 метров отсюда высота подвеса над рабочей поверхностью
h = H - hc – hp = 21 - 02 - 0 = 208 метра (46)
Расстояние между соседними светильниками определяем м:
l = lс · h =06 · 208 = 1248 (47)
Расстояние от крайних светильников до стены м:
l = 03 · a = 03 · 1248 = 4 (48)
Примем окончательно 3 ряда светильников расстояние между ними 12 метров расстояние от стен – 05 метра всего 29 светильников.
Определим коэффициент использования. Для этого рассчитаем индекс помещения:
Подставляем значения в формулу для определения количества светильников:
Производим определение значения светового потока лампы лм:
где Кз = 18 – коэффициент запаса;
Z = 11 – коэффициент неравномерности освещения.
Окончательно принимаем 29 ламп ДРЛ (УПДДРЛ) в 3 ряда по 9 ламп в каждом. Световой поток каждой лампы 19000 лм мощностью 400 Вт.
Рассчитанная система общего освещения позволит создать условия труда исключающие возможность производственного травматизма вследствие недостаточного освещения рабочих мест.
6 Влияние вредных выбросов котельной
Защита воздушного бассейна от выбросов промышленных предприятий и энергетических объектов является одной из важнейших проблем современного производства. Загрязнение воздушной среды может вызывать нарушение экологических систем ухудшить санитарно-гигиеническое состояние атмосферного воздуха и нанести ущерб народному хозяйству [9].
Котельные потребляя в твёрдом виде топливо могут оказывать существенное влияние как на окружающую среду в районе их расположения так и на общее состояние биосферы. Взаимодействие энергетических предприятий с внешней средой определяется выбросами в атмосферу дымовых газов тепловыми выбросами и выбросами загрязнённых сточных вод.
При сжигании твёрдого топлива на ряду с окислами горючих основных веществ – углерода и водорода в атмосферу поступают летучая зола с частицами недогоревшего топлива сернистый и серный ангидриды окислы азота некоторое количество фтористых соединений а также газообразные продукты неполного сгорания топлива.
При сжигании сернистых мазутов с дымовыми газами в атмосферу поступают сернистый и серный ангидриды окислы азота газообразные и твёрдые продукты неполного сгорания соединения ванадия соли натрия а также отложения удаляемые с поверхности нагрева котлов при чистке. Большинство этих компонентов относятся к числу токсичных и даже в сравнительно невысоких концентрациях оказывают вредное воздействие на природу и человека.
Состояние окружающей среды зависит от вида используемого топлива и организации его сжигания работы пылегазоулавливающих установок устройств для вывода дымовых газов в атмосферу организации эксплуатации оборудования и других условий связанных с организацией работы энергетических установок.
В результате процесса полного сгорания топлива в воздушной среде в дымовых газах образуются углекислый газ водяные пары азот окислы серы и зола. Из перечисленных составляющих к токсичным относятся окислы серы и зола.
Основными характеристиками золы являются: плотность дисперсный состав электрическое сопротивление (для электрофильтров) слипаемость.
7 Расчёт выбросов вредных веществ в атмосферу
7.1 Расчёт выбросов твёрдых частиц
Необходимая эффективность очистки газопылевых выбросов определяется исходя из следующих требований:
Суммарное количество твёрдых частиц (летучей золы и несгоревшего топлива) – Mтв гс выбрасываемого в атмосферу с дымовыми газами котла вычисляется по формуле гс:
где В=11190 гс – расход натурального топлива (Dк=320 тч);
аун=095 – доля золы уносимой газами из котла;
Ар=1331 % - зольность топлива на рабочую массу;
q4=17 % - потери тепла от механической неполноты сгорания топлива;
Qнр=21730 кДжкг – низшая теплота сгорания топлива;
=0962 – доля твёрдых частиц улавливаемых в золоуловителе.
Концентрация твёрдых частиц в дымовых газах выбрасываемых в атмосферу мгм3:
где Vг=8628 нм3кг – объём дымовых газов при н.у. и αух=14.
7.2 Расчёт выбросов оксидов серы
Количество оксидов серы SO2 и SO3 в пересчёте на SO2 выбра-сываемых в атмосферу с дымовыми газами вычисляются по формуле гс:
где Sр=048 % - содержание серы в топливе на рабочую массу;
- доля оксидов серы связываемая летучей золой в котле;
- доля оксидов серы улавливаемая в золоуловителях; определяется в зависимости от приведённого содержания серы в топливе :
Концентрация оксидов серы в дымовых газах выбрасываемых в атмосферу определяем по формуле (155) мгм3:
7.3 Расчёт выбросов оксидов азота
Суммарное количество оксидов азота (NOx) в пересчёте на полное окисление азота в диоксид азота гс выбрасываемое в атмосферу с дымовыми газами котла:
где В=8296 гс – расход условного топлива;
К – коэффициент характеризующий выход оксидов азота; определяется по формуле:
- коэффициент учитывающий влияние качества сжигаемого топлива на выход оксидов азота:
где Nr=084 – содержание азота в топливе на горючую массу;
- коэффициент учитывающий вид шлакоудаления при твёрдом шлакоудалении ;
- коэффициент учитывающий воздействие рециркуляции дымовых газов;
r – доля рециркуляции дымовых газов в данном случае рециркуляция не учитывается r=0;
Концентрация оксидов азота в дымовых газах выбрасываемых в атмосферу по формуле (155) мгм3:
7.4 Расчёт выбросов оксида углерода
Количество выбросов оксиды углерода гс определяется по формуле:
где ССО – выход оксида углерода при сжигании топлива в эксплуатационном режиме работы кгт:
где q3 = 004 – потери тепла от химической неполноты сгорания;
R – коэффициент учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива обусловленную содержанием в дымовых газах продуктов неполного сгорания окиси углерода для твёрдых топлив R=1.
Концентрация оксидов углерода в дымовых газах выбрасываемых в атмосферу:
По проведенным расчетам видно что выбросы составили:
– суммарное количество твёрдых частиц (летучей золы и несгоревшего топлива) 5857 гс при концентрации частиц в дымовых газах 0606 мгм3;
– количество оксидов серы 928 гс при концентрации 0961 мгм3;
– суммарное количество оксидов азота 2654 гс при концентрации оксидов азота 0371 мгм3;
– количество оксидов углерода 935 гс при концентрации 0097 мгм3.
Данные выбросы не превышают предельно-допустимых концентраций.

5ЭКОНО~1.DOC

5 ЭКОНОМИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
В последние 10–12 лет делались попытки оценить отрицательное воздействие хозяйственной деятельности в том числе и вредных выбросов в атмосферу на окружающую среду не только с социальной стороны но и в стоимостной форме. Применительно к котельным разработана методика согласно которой считалось что вредные выбросы котлов наносят ущерб определяемый в стоимостном выражении если они создают приземные концентрации превышающие ПДК. Наиболее совершенным представляется подход где вредное воздействие выбросов исчисляется в стоимостном выражении при прочих равных условиях от количества этих выбросов вне зависимости от создаваемых ими приземных концентраций при этом чем больше выбросы тем больше причиняемый ими ущерб.
Экономическое обоснование атмосфероохранных мероприятий производится путем сопоставления экономических результатов от этих мероприятий с затратами необходимыми для их осуществления а также достигаемого чистого экономического эффекта.
Экономическим результатом атмосфероохранного мероприятия является предотвращенный экономический ущерб от загрязнения окружающей среды; затраты в материальном производстве непроизводственной сфере и соответствующие расходы населения а также прирост стоимостной оценки сберегаемых природных ресурсов.
1 Экономический эффект по снижению выбросов
Расчёт экономического эффекта от внедрения системы
тонкой очистки уходящих газов котлов КЕ-25-14 установкой мокрого золоуловителя вместо электрофильтра.
1.2 Исходные данные котла КЕ-25-14
Объем отходящих газов 53 000 м3час
Содержание сернистого ангидрида 029 гм3
Содержание взвешенных частиц 37 гм3
Содержание окислов азота 0956 мгм3
Степень улавливание мокрым золоуловителем
– сернистого ангидрида 999 %
– взвешенных частиц 999 %
– окисла азота 999 %
Число часов работы в год 7200 час
Степень улавливание взвешенных частиц
применяемыми в настоящее батарейными циклонами 854 %
Улавливание сернистого ангидрида батарейными
Плата за выбросы 190 тгусл.тонну
Плата за выбросы сернистого ангидрида 190 тгтонну
Плата за выбросы окислов азота 190 тгтонну
Выбросы сернистого ангидрида. 1500 тнгод
Укрупненные затраты на проектирование
изготовление и монтаж градиентного сепаратора 250000 у.е.
Потребляемая мощность 150 кВт
Укрупненные затраты на текущие ремонты 1000 у.е.
Стоимость одного кВт.ч электроэнергии 328 тенгекВтчас
1.3 Определение экономического эффекта
Выбросы сернистого ангидрида составляют в год тгод (по данным предприятия).
При степени улавливания установкой сернистого ангидрида 999 % и стоимости выбросов 190 тенге за 1 тонну то плата за выбросы не производится в сумме тггод:
При разнице улавливания взвешенных частиц 999 %–854 % =145 % в атмосферу не выбрасывается взвешенных частиц в количестве тггод:
что экономии в деньгах составляет тггод:
Выбросы оксида азота составляют в год тгод (по данным предприятия).
При степени улавливания установкой оксида азота 999 % и стоимости выбросов тенге за 1 тонну то плата за выбросы не производится в сумме:
Экономический эффект от экологического обеспечения составляет:
Таким образом экономический эффект составляет 4642 тыс.тггод или 35167 . При цене оборудования 250000 срок окупаемости составит 7 лет.

АВТОМА~1.DOC

4 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТА
Автоматизированная система – система включающая в себя персонал и комплекс средств автоматизации его деятельности. В зависимости от вида деятельности выделяют следующие виды автоматизации: автоматизированные системы управления технологическими процессами системы автоматического проектирования автоматизированные системы научных исследований.
Автоматизация возможна лишь при наличии и взаимодействии двух компонентов: объекта исследования и автоматизированной системы.
1 Контролируемые параметры
Контроль работы пылеуловителей помимо определения параметров непосредственно необходимых для оценки их эффективности включает измерение и поддержание (в том числе и автоматическое) ряда других параметров связанных с обеспечением нормального технологического режима.
Замеры температуры очищаемых газов необходимо проводить на входе и выходе из пылеулавливающей установки; для крупных установок когда пылеулавливающие аппараты покрыты тепловой изоляцией и расположены в одном здании т.е. когда нет предпосылок для существенной разницы температуры газов в отдельных аппаратах замеры можно выполнять только во входном и выходном коллекторах.
Температуру в этих точках и в первую очередь на входе необходимо измерять регистрирующими приборами.
Однако во многих случаях желательно замерять температуру и по отдельным аппаратам и более того по их секциям (для многосекционных аппаратов); это позволяет надёжно судить о размерах подсосов воздуха равномерности газовой нагрузки о работе механизмов встряхивания и продувки (на рукавных фильтрах).
В установках мокрого пылеулавливания и при охлаждающих устройствах с подачей воды проводят периодические замеры температуры подаваемой и отходящей воды.
Необходимые замеры давления (разрежения) газов осуществляют на входе и выходе каждого аппарата входящего в состав технологической цепочки пылеулавливающей установки (охлаждающее устройство грубый пылеуловитель эксгаустер аппарат тонкого пылеулавливания и др.).
Разность результатов замеров давления (разрежения) на входе и выходе каждого аппарата позволяет судить о его гидравлическом сопротивлении.
Замеры на общих коллекторах пылеулавливающей установки (входном и выходном) целесообразно проводить регистрирующими приборами. Равным образом регистрируют давление (разрежение) на входе и выходе (гидравлическое сопротивление) для аппаратов где этот параметр наиболее важен для работы пылеулавливающей установки (например для рукавных фильтров).
Количество очищаемых газов замеряют на общих входном и выходном газовых коллекторах желательно регистрирующими приборами.
Также желательно выполнение замеров количества очищаемых газов по отдельным аппаратам и по их отдельным секциям (эти замеры позволяют контролировать распределение газов по аппаратам и секциям).
Давление воды подаваемой в мокрые пылеуловители желательно замерять регистрирующими приборами. Кроме того производят контроль давления перед и после гравийных фильтров для предотвращения их забивания что влияет на качество очистки подаваемой воды на орошение скрубберов.
Количество воды (оборотной добавляемой свежей выводимой из цикла) для этих же аппаратов замеряется водомерами или дроссельными приборами с регистрацией показаний (в случае надобности).
Подсосы атмосферного воздуха. В собственно пылеуловителях а также в других аппаратах пылеулавливающей установки (например в воздушных холодильниках и др.) подсосы замеряют либо по анализу газов (чаще всего на CO2 SO2 или O2) на входе и выходе аппарата в котором определяют подсосы либо по замерам количества газов в этих же местах.
Степень улавливания пыли (эффективность очистки газов). Контроль степени улавливания пыли можно осуществлять как для всей пылеулавливающей установки в целом так и по отдельным её аппаратам и секциям.
Для определения эффективности очистки пылеулавливающей установки в целом замеряют запылённость газов на общих входном и выходном газоходах (либо только на общем выходном газоходе).
Если запылённость замеряют только на общем выходном газоходе то можно рассчитать потери пыли с газами уходящими в атмосферу а при известной величине массы осаждённой в пылеуловителях пыли - и степень её улавливания.
Влажность газов при контроле пылеулавливающих установок определяют сравнительно редко преимущественно при установлении оптимального режима работы пылеуловителей (в том числе и температурного режима для предотвращения конденсации водяных паров). Влажность газов замеряют на входе в пылеуловители.
Химический состав пыли. Уловленную пыль нужно регулярно подвергать химическому анализу для определения содержания наиболее ценных компонентов устанавливаемых в каждом отдельном случае в зависимости от характера и состава пыли.
Пробы пыли отбирают по отдельным аппаратам пылеулавливающей установки.
2 Автоматическое регулирование
Автоматическому регулированию чаще всего подлежит температурный режим пылеулавливающей установки и в частности температура газов на входе в пылеуловитель тонкой (окончательной) очистки. Регулирование этой температуры осуществляется изменением количества охлаждающего агента (воды подаваемой в скруббер; подсасываемого воздуха).
Кроме того это регулирование может сочетаться с прекращением подачи газов в пылеуловитель и отводом их помимо пылеуловителя если наличными охлаждающими устройствами не представляется возможным снизить до требуемой величины температуру газов из-за резкого её повышения или например аварийного её прекращения подачи охлаждающей воды.
Очень часто автоматически регулируется манометрический режим пылеулавливающей установки для обеспечения например определённого значения разрежения или давления в пылеуловителе. Если охлаждение газов осуществляется подсосом воздуха то перед пылеуловителем поддерживается разрежение.
Большое значение имеет автоматическое распределение газов на установке состоящей из ряда параллельно включенных пылеуловителей. В качестве регулирующего импульса можно использовать непосредственно измеренное количество газов поступающих в отдельные аппараты или их гидравлическое сопротивление являющееся функцией расхода газов.
Возможно также применение устройства автоматической сигнализации при падении давления воды подаваемой в мокрые пылеуловители.
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) в целом должна:
-управлять технологическим объектом в соответствии с принятым критерием функционирования;
-выполнять все возможные на ней функции в соответствии с назначением и целью управления;
-обеспечивать возможность взаимосвязанного функционирования с системами управления смежных уровней иерархии и другими АСУ ТП т.е. обладать свойством технической и информационной совместимости;
-обладать требуемыми метрологическими характеристиками измерительных каналов уровнем надёжности и быстродействием;
-отвечать эргономическим требованиям в части способов форм представления информации оператору размещения технических средств и т.д.;
-допускать возможность дальнейшей модернизации и развития;
-указывать другие требования к конкретной АСУ ТП по согласованию с её разработчиком и заказчиком.
Настоящим проектом рассматривается автоматизация технологического процесса для повышения надёжности работы золоулавливающей установки (насадочного скруббера) являющегося газоочистителем «мокрого» типа а также для обеспечения и поддержания оптимального режима её эксплуатации.
Скруббер должен оснащаться следующими контрольно-измерительными приборами замера:
-расход воды на орошение скрубберов и их гидрозатворов;
-аэродинамическое сопротивление установки (замер давления на входе и выходе дымовых газов из установки);
-температуры запылённых и очищенных газов;
-давления воды в трубопроводе осветлённой воды (до и после гравийных фильтров перед общим распределительным коллектором и форсунками орошения);
-температуры подаваемой воды на орошение скрубберов;
-концентрации пыли (золы) в дымовых газах на входе и выходе из золоулавливающей установки;
-предупредительная сигнализация при прекращении подачи воды в скруббер резком падении уровня воды в баке орошения или длительном превышении уровня.
3 Описание функциональной схемы автоматизации
Функциональная схема предлагаемой системы автоматизации графически представлена на листе 4. Данная схема определяет структуру и функциональные связи между технологическим оборудованием и средствами его контроля и управления показывает полный объем автоматизации с указанием номенклатуры используемого оборудования и состоит из следующих элементов: датчиков контроля технологических параметров исполнительных механизмов пускорегулирующей аппаратуры контроллера SIMATICS7-300 CPU 313.
Перечень контролируемых и регулируемых параметров сформирован исходя из условий необходимости и требований описанных в пункте 4.2 «Анализ процесса очистки дымовых газов в скруббере со взвешенной шаровой насадкой как объекта автоматизации».
Выбор датчиков аналоговых сигналов основан исходя из следующих характеристик удовлетворяющих проектные требования:
-имеют унифицированный выходной сигнал обеспечивающий помехозащищенность передачи данных и непосредственное подключение датчиков к модулям ввода аналоговых сигналов;
-имеют высокую степень защиты от пыли (так как по месту установки датчиков присутствует агрессивная среда)
-обеспечивают достаточную точность преобразования в заданном диапазоне измеряемых параметров;
-имеют высокую эксплуатационную надежность;
-длительный срок службы и ремонтопригодность.
Указанные принципы распространяются на выбор всех датчиков аналоговых сигналов применяемых в данном дипломном проекте.
3.1 Для контроля температуры в газоходах на входе и выходе из скрубберов с шаровой насадкой используются термоэлектрические преобразователь МЕТРАН-254 ТСМ(100М) (поз. 10а 14а 24а 28а – класс точности С 37а 41а 45а 49а - класс точности В) с унифицированным токовым сигналом.
Для контроля температуры в трубопроводах подачи осветлённой воды для орошения скрубберов с шаровой насадкой используются датчики МЕТРАН-253 ТСМ(50М) (поз. 10а 14а 24а 28а 37а 41а 45а 49а на функциональной схеме) с унифицированным токовым сигналом.
Выбор данных преобразователей обусловлен следующим 13:
-более длительный срок службы (в 15- 2 раза больше чем его аналоги);
-большей точностью (погрешность ниже обычных термопар на 20-30%);
-широкий рабочий диапазон температур измеряемой среды (от –50 до 500 оС для МЕТРАН-254 ТСМ(100М) класса точности В от –50 до 180оС – для класса точности С; от –50 до 150оС – для МЕТРАН-253);
-наличие у данного преобразователя сменной головки что обеспечивает ее замену в случае выхода из строя;
-рабочий диапазон окружающей температуры расширен от –45 до 85оС;
-степень защиты от пыли и влаги доведена до уровня
-перспектива применения термопреобразователя серии “МЕТРАН 200” в едином дизайне датчиков температуры и датчиков давления с маркой “МЕТРАН”.
3.2 Для измерения разрежения в газоходах на входе в скрубберы создаваемого дымососами используются преобразователи измерительные разрежения МЕТРАН-22-ДВ-2210-01-t8-025кПа16кПа-05 (поз. 9а 13а 23а 27а на функциональной схеме) с унифицированным сигналом.
Для измерения разрежения в газоходах на выходе из скрубберов создаваемого дымососами используются преобразователи измерительные разрежения МЕТРАН-22-ДВ-2220-01-t8-25кПа10кПа-05 (поз. 36а 40а 44а 48а на функциональной схеме). Выбор данного датчика обусловлен следующими его преимуществами 13:
-рабочий диапазон окружающей температуры составляет от –42 до 70оС;
-выходной сигнал 0-5мА;
-повышены точностные характеристики;
-уменьшена дополнительная температурная погрешность для всех классов точности за счёт улучшения схемы термокомпенсации;
-улучшены эксплуатационные характеристики в частности регулировки и подстройки диапазона измерения;
-повышена надёжность за счёт уменьшения числа электронных компонентов и плат.
3.3 Расход дымовых газов на входе и выходе из скрубберов измеряется расходомером для открытых каналов CHANFLO фирмы Danfoss (поз. 11а 15а 25а 29а 39а 43а 47а 51а на функциональной схеме). Данный датчик работает с преобразователем сигнала на выходе которого унифицированный токовый сигнал 4-20мА.
Преимуществом данного преобразователя является следующее:
-удобство управления с помощью функциональных кнопок на панели конвертера (кнопка потока суммирования сигнала тревоги и замера);
- низкая потребляемая мощность (15-35В);
- небольшие габаритные размеры и масса.
По разности показаний датчиков (поз. 11а 15а 25а 29а и соответственно 39а 43а 47а 51а на функциональной схеме) может быть примерно определена величина подсосов воздуха.
3.4 Измерение концентраций CO NO SO2 в составе уходящих дымовых газов осуществляется с помощью газоанализатора оптико-акустического типа ГИАМ-10 (поз. 12а 16а 26а 30а 38а 42а 46а 50а на функциональной схеме). Газоанализатор предназначен 14 для непрерывного контроля содержания окиси углерода (СО) окиси азота (NO) двуокиси серы (SO2) в газовых выбросах промышленных предприятий осуществляемого путём измерения весовых концентраций данных веществ в подготовленной с нормированными параметрами газовой смеси и выдачи информации в виде унифицированных выходных сигналов пропорциональных анализируемым величинам. Пределы измерений: СО – от 0 до 15 гм3; NO – от 0 до 2 гм3; SO2 – от 0 до 20 гм3. Параметры анализируемой газовой смеси: температура от 70 до 500оС; содержание влаги не более 240 гм3; содержание пыли не более 100 гм3. Унифицированный выходной сигнал 0-5 мА. Предел рабочих температур от 5 до 45оС.
3.5 Расход воды подаваемой на орошение скрубберов и их гидрозатворов измеряется методом переменного перепада с использованием сужающего устройства - диафрагма камерная стандартная ДКС-06-100 (поз. 8а 19а 22а 33а и 35а на функциональной схеме). В качестве первичного измерительного преобразователя применяется преобразователь измерительный разности давлений Метран-22-ДД-2430-02-t10-0540 кПа (поз. 8б 19б 22б 33б 35б). Выбор данного типа измерительных преобразователей обусловлен следующим:
-повышена надёжность за счёт уменьшения числа электронных компонентов и плат;
-диапазон температур измеряемой среды на входе в датчик составляет от –40 до 140оС;
-датчики ДД выдерживают воздействие односторонней перегрузки рабочим избыточным давлением в равной мере как со стороны плюсовой так и минусовой камер;
-степень защиты от воздействия пыли и воды по ГОСТ 14254:
-по устойчивости к механическим воздействиям соответствует виброустойчивому исполнению N4 N3 L3 по ГОСТ 12997.
3.6 Измерение давления орошаемой воды
Для измерения давления воды подаваемой на орошение скрубберов используются датчики МЕТРАН-55-ДИ (поз. 6а 17а 20а 31а на функциональной схеме) с универсальным выходным сигналом.
Для контроля качества очистки технической воды подаваемой в гравийные фильтры до фильтров (поз. 1а 4а) и после них (поз. 2а 5а) установлены датчики МЕТРАН-55-ДИ контролирующие давление воды. Падение давления воды после фильтра ниже допустимого уровня при сохранении заданного значения давления до него свидетельствует о забивании фильтра и необходимости его регенерации.
Выбор данного датчика обусловлен следующим:
-диапазон температур измеряемой среды на входе в датчик составляет от –42 до 70оС;
-устойчив к воздействию относительной влажности окружающего воздуха до 92-98% при 35оС и более низких температурах без конденсации влаги;
-по устойчивости к механическим воздействиям соответствует виброустойчивому исполнению V3 по ГОСТ 12997.
3.7 Для измерения кислотности пульпы образующейся в процессе очистки дымовых газов в скрубберах применяется анализатор типа АКК-М-02 (поз. 34а на функциональной схеме) с унифицированным сигналом. Анализатор предназначен 14 для преобразования значения удельной электрической проводимости растворов чистых и загрязнённых кислот щелочей и солей в унифицированный сигнал. Принцип работы анализатора основан на измерении удельной электрической проводимости жидких сред (электролитов) бесконтактным способом. Температура анализируемой среды от 1 до 110оС с автоматической температурной компенсацией на ±15оС от рабочей температуры. Давление анализируемой среды до 07МПа. Питание от однофазной сети переменного тока: напряжение 220 В частота 50 Гц. Рабочая температура от 5 до 50оС; относительная влажность 30-80%.
3.8 Для контроля уровня воды в баке орошения используется датчик гидростатического давления Метран-43-ДГ-3536-t4-015-025-05 (поз. 3а на функциональной схеме) с унифицированным выходным сигналом. Выбор датчика обусловлен следующим:
-долговременная стабильность сигнала (нулевой сигнал за время эксплуатации практически не меняется);
-высокая точность преобразования;
-повышенная вибростойкость;
-удобство в эксплуатации;
-отсутствие застойных зон.
4 Система автоматического регулирования
4.1 Автоматическое регулирование расхода воды подаваемой на орошение скрубберов и их гидрозатворов
Для нормальной работы насадочного скруббера особое значение в процессе очистки дымовых газов уделяют регулированию подачи воды на орошение. Поддержание заданной степени орошения скрубберов необходимо для предотвращения возникновения брызгоуноса из скруббера. Кроме того увеличение интенсивности орошения приводит к понижению температуры уходящих газов что может привести к конденсации влаги на стенках газоходов а следовательно – к возникновению коррозии. Орошение гидрозатворов производят для уменьшения кислотности пульпы а следовательно для снижения её агрессивности по отношению металлу из которого изготовлены гидрозатворы и каналы ГЗУ. Система автоматического регулирования действует следующим образом.
Дискретный сигнал о состоянии задвижек с исполнительных механизмов поступает на встроенный модуль ввода дискретных сигналов контроллера S7-300. Через встроенный БСПТ с МЭО на внешний модуль аналогового ввода контроллера поступает аналоговый сигнал 0 5 мА о состоянии заслонок. Контроллер в зависимости от программы определяет необходимость через заданный промежуток времени в установке необходимого положения заслонки. Контроллер через модуль дискретного вывода формирует управляющее воздействие на бесконтактные магнитные пускатели ПБР-3М которые управляют исполнительными механизмами МЭО 25063-063-87 перемещающими заслонки. Таким образом исполнительные механизмы в зависимости от сигнала вращаются в сторону увеличения или уменьшения тем самым поднимая или опуская заслонки.
4.2 Управление задвижками на трубопроводах подачи воды к гравийным фильтрам
На трубопроводах подачи воды к гравийным фильтрам для очистки её от примесей имеются задвижки для управления подачи. Управление задвижками на трубопроводах осуществляется следующим образом.
Через встроенный БСПТ с МЭО на внешний модуль аналогового ввода контроллера S7-300 поступает аналоговый сигнал 0 5 мА о состоянии задвижек. Контроллер в зависимости от введенного в программу значений давления воды в трубопроводах перед фильтрами и за ними через модуль дискретного вывода формирует управляющее воздействие на бесконтактные магнитные пускатели ПБР-3М которые управляют исполнительными механизмами МЭО 1625-025-87 перемещающими заслонки. Таким образом исполнительные механизмы в зависимости от сигнала вращаются в сторону увеличения или уменьшения тем самым поднимая или опуская задвижки.
Если давление воды за фильтром №2 снижается незначительно то контроллер через модуль дискретного вывода формирует управляющее воздействие на двигатель насоса (поз. 4д) способствуя увеличению напора насоса. В случае незначительного увеличения давления система действует аналогично – воздействуя на двигатель насоса способствует уменьшению напора насоса.
В случае когда значение давления после фильтра значительно отличается от заданного в меньшую сторону (падение давления за фильтром) то это сигнализирует о забивании фильтра и необходимости произвести его регенерацию. В данном случае с модуля дискретного вывода поступает сигнал к магнитным пускателям 2в и 5в о закрывании задвижек при этом задвижки 2д 5д и 5ж открываются; задвижки 1в и 4в остаются открытыми. В итоге во время регенерации фильтра №1 забор воды происходит из бака орошения; во время регенерации фильтра №2 вода на орошение поступает через обводной канал (задвижка 5д открыта).
5 Системы сигнализации
Для визуального контроля за рядом технологических параметров определенных в п. 3.2 настоящей пояснительной записки а также отображение состояния технологического объекта осуществляется с помощью панели оператора.
Технологическая сигнализация предназначена для оповещения обслуживающего персонала о нарушениях в ходе технологического процесса. В данной системе автоматизации технологического процесса предполагается применение световой звуковой сигнализации с последующим появлением экранного сообщения при выходе контролируемого параметра за пределы допустимых значений. В таблице8 показано в каких случаях необходимо срабатывание сигнализации и каким образом происходит оповещение обслуживающего персонала.
Таблица 8 –Технологическая сигнализация
Резкое падение уровня воды в баке орошения
Падение давления за гравийными фильтрами
Прекращение подачи воды на орошение скрубберов
экранное сообщение звуковая
Превышение температуры дымовых газов на входе в скруббер
световая экранное сообщение
Снижение ниже допустимой температуры дымовых газов на выходе из скруббера
Превышение допустимых концентраций CO NO SO2 в составе уходящих дымовых газов за скрубберами
При автоматизации системы пылеулавливания прежде всего достигается экологический эффект так как поддержание оптимального режима работы скрубберов позволяет достигать высоких степеней очистки уходящих дымовых газов от золы и различных химических соединений таких как NOx CO SO3 SO2 соединений хлора и других. Кроме того наблюдается сокращение энергозатрат трудозатрат на обслуживание установок (возможно сокращение штатов оперативного персонала). Также с внедрением автоматизации работы пылеулавливающего оборудования (процесса очистки газов) снижается риск возникновения аварий связанных с нарушением работы аппаратов.

ДОКЛАД.DOC

Здравствуйте уважаемая комиссия!
Вашему вниманию представлен дипломный проект на тему «Модернизация систем золоулавливания на котле КЕ-25-14 котельной № 3 пос.Аблакетка»
В данном дипломном проекте рассматривается модернизация систем золоулавливания на котле КЕ-25-14 котельной № 3 пос.Аблакетка.
Описание котла КЕ-25-14
В качестве золоуловителей рассматривается возможность использования мокрой системы золоулавливания. Большая турбулизация потока газа и жидкости в них обеспечивает получение высокой степени очистки газов от пыли. В то же время движение насадки исключает возможность её забивания и способствует равномерному распределению жидкости по всему живому сечению аппарата.
Большинство котельных Казахстана работают на органическом топливе (твёрдое топливо – ископаемые угли жидкое топливо – мазут). При его сжигании вместе с продуктами сгорания происходят выбросы в атмосферу вредных примесей в виде сернистого (SO2) и серного (SO3) ангидридов окислов азота NO и NO2 и летучей золы а также ряда других нетоксичных и токсичных веществ что приводит к загрязнению воздушного бассейна и ухудшению экологической обстановки в данном регионе.
Поэтому актуальность вопросов защиты окружающей среды от вредных выбросов образующихся в результате эксплуатации энергетических объектов возрастает с каждым годом. И в настоящее время для энергопредприятия одним из основных направлений является производство экологически чистой энергии с наименьшими затратами для производства то есть эффективное использование природных материальных и трудовых ресурсов с учётом снижения загрязнения окружающей среды.
В целях реконструкции необходимо заменить электрофильтры на мокрый золоуловитель.
Мокрый золоуловитель (рисунок 1) представляет собой сочетание коагулятора трубы «Вентури» (КВ) с сепаратором загрязнённых капель центробежного типа – центробежным скруббером последовательно включенных по газу 1. Соединение основных элементов золоуловителя осуществляется поворотным коленом с переходом. Орошение труб «Вентури» осуществляется центробежной механической форсункой.
Труба «Вентури» служит для коагуляции (укрупнения) золовых частиц путём их осаждения на каплях орошающей воды и состоит из трёх частей: конфузора горловины и диффузора (рисунок 2); жёсткость их соединения обеспечивается косынками.
Основным конструктивным параметром трубы «Вентури» является диаметр горловины. Основным технологическим параметром является скорость дымовых газов в горловине; принимается равной 50-75 мс и уточняется расчётом в зависимости от допустимого аэродинамического сопротивления установки и требуемой степени очистки газов. Скорость газов на входе в трубу и выходе из неё равна 20 мс.
Каплеуловитель служит для сепарации загрязнённых капель из потока газа и частичного улавливания золы не осевшей на каплях в трубе «Вентури». Ввод газов в каплеуловитель осуществляется через входной патрубок. Для смыва осаждающихся на внутренней поверхности капель и золовых частиц каплеуловитель оборудован системой орошения. Гидрозатвор служит для непрерывного удаления из каплеуловителя взвеси уловленной золы в орошающей воде (пульпы) и обеспечения при этом воздушной плотности золоуловителя.
В верхней части каплеуловителя расположены гляделки для контроля за работой сопл орошения.
Система орошения золоуловителя служит для бесперебойного и непрерывного питания установки в необходимом количестве водой очищенной от грубых механических примесей.
Система орошения установки состоит из:
-двух гравийных фильтров;
-регулятора давления;
-напорного бака орошения каплеуловителей;
-центробежных механических форсунок орошения труб «Вентури»;
-системы орошения каплеуловителей;
-смывных сопл гидрозатворов;
-коммуникаций трубопроводов с арматурой.
Гравийный фильтр (рисунок 3) служит для очистки воды от грубых механических примесей. Максимальная производительность фильтра 150 м3ч воды максимально допустимое гидравлическое сопротивление 196 кПа (20 кгссм2). Фильтр представляет собой металлический корпус с крышкой штуцерами промывочным устройством и фильтрующим элементом. Фильтрующим элементом является слой гравия толщиной 220-250 мм с размером частиц 5-20 мм уложенных на решётку с отверстиями диаметром 4 мм. Регулятор уровня поплавкового типа служит для поддерживания постоянного уровня воды в баке вне зависимости от изменения давления (в допустимых пределах) подаваемой в бак воды.
Регулятор давления служит для стабилизации давления орошающей воды после гравийных фильтров. В качестве регулятора может быть применён любой серийно выпускаемый гидравлический регулятор давления прямого действия «после себя» пропускная способность пределы регулирования и зоны чувствительности которого соответствуют гидравлическим характеристикам системы орошения установки.
Принцип действия золоуловителя заключается в следующем. Запылённый газовый поток поступает в конфузор где его скорость быстро возрастает. В диффузоре наоборот скорость газового потока уменьшается происходит восстановление части статического напора и уменьшение скоростей частиц золы. В зону конфузора или горловины с помощью механических форсунок подаётся орошающая вода которая диспергируется на мелкие капли средний диаметр которых определяется конструкцией форсунки давлением воды и скоростью газов в горловине трубы «Вентури». Капельки воды и частицы золы имеют различные скорости поэтому они при совместном движении в трубе «Вентури» соударяются и коагулируют.
Далее под действием центробежной силы капельки воды с уловленной золой осаждаются на внутренней поверхности скруббера орошаемой водой из сопл установленных по касательной к поверхности. Кроме капель в центробежном скруббере происходит также осаждение частиц золы не уловленных на капельках в трубе «Вентури». Отработавшая вода в виде пульпы сбрасывается в систему гидрозолоудаления (ГЗУ) а очищенные от золы дымовые газы удаляются дымососом в атмосферу.
Наибольшее влияние на эффективность процесса осаждения золы на каплях в КВ оказывают удельный расход воды и разность скоростей частиц золы и капель воды.
Существенная роль в улавливании золы и капель в мокрых золоуловителях с КВ принадлежит центробежному скрубберу. Эффективность улавливания в нём частиц золы практически не зависит от расхода воды на орошение его поверхности (в диапазоне нормативных значений этого расхода) так как осаждение частиц происходит в основном на водяной плёнке и лишь частично на капельках образующихся при входе газов в скруббер. Эффективность улавливания возрастает с увеличением входной скорости газов и отношения высоты орошаемой цилиндрической части скруббера к его диаметру и уменьшается с увеличением диаметра скруббера.
В мокрых золоуловителях с коагулятором «Вентури» применяемых на электростанциях дымовые газы очищаются от золы на 95-96 % из которых примерно 85 % приходится на коагуляцию частиц золы капельками распылённой воды в трубе «Вентури» и наоборот эффективность улавливания мелких частиц золы в центробежных скрубберах диаметром 3-4 м значительно меньше чем в КВ.
Степень улавливания сернистого ангидрида невелика из-за низкой щёлочности воды и составляет в среднем 32 %.
Произведены расчеты золоуловителя с трубами Вентури
В разделе безопасности и экологичности .
В разделе автоматизации .
В разделе экономике .

ЗАКЛЮЧ~1.DOC

В данном дипломном проекте рассмотрены вопросы охраны воздушного бассейна улучшения степени улавливания существующих золоулавливающих установок заменой электрофильтров на мокрые золоуловители с трубой Вентури.
В данном дипломном проекте были проведены расчеты мокрого золоуловителя рассмотрена автоматизация системы золоулавливания охрана окружающей среды выбросов вредных веществ в атмосферу определена экономическая эффективность замены системы золоудаления.

ПЗ.DOC

В данном дипломном проекте рассматривается модернизация систем золоулавливания на котле КЕ-25-14 котельной № 3 пос.Аблакетка.
В качестве золоуловителей рассматривается возможность использования мокрой системы золоулавливания. Большая турбулизация потока газа и жидкости в них обеспечивает получение высоких коэффициентов тепло- и массообмена и высокую степень очистки газов от пыли. В то же время движение насадки исключает возможность её забивания и способствует равномерному распределению жидкости по всему живому сечению аппарата.
Развитие теплоэнергетики а также непрерывное ужесточение санитарных требований к чистоте атмосферного воздуха приводит к обострению проблемы защиты воздушного бассейна от выбросов летучей золы. Доля котельных в суммарном выбросе твёрдых аэрозолей промышленными предприятиями весьма значительна. Это обуславливает в частности резкое повышение требований на электростанциях сжигающих твёрдое топливо к очистки дымовых газов от золы осуществляемой в основном с помощью двух типов золоуловителей – электрофильтров и мокрых аппаратов.
Энергетическая отрасль Республики Казахстан состоит из множества самостоятельных энергетических предприятий. Это тепловые атомные и гидравлические электростанции специальные котельные электрические и тепловые сети. Основной задачей для них является производство передача и распределение электрической и тепловой энергии и в совокупности они составляют единую энергетическую систему. При выборе типа золоулавливающих установок для данной котельной № 3 пос.Аблакетка учитывают совокупность ряда факторов таких например как сорт топлива мощность котельного агрегата уровень капитальных и эксплуатационных затрат на газоочистку а в некоторых случаях также и экономическую целесообразность использования уловленной золы в народнохозяйственных целях. С учётом всех этих факторов область применения мокрых золоуловителей достаточно обширна.
Большинство котельных Казахстана работают на органическом топливе (твёрдое топливо – ископаемые угли жидкое топливо – мазут). При его сжигании вместе с продуктами сгорания происходят выбросы в атмосферу вредных примесей в виде сернистого (SO2) и серного (SO3) ангидридов окислов азота NO и NO2 и летучей золы а также ряда других нетоксичных и токсичных веществ что приводит к загрязнению воздушного бассейна и ухудшению экологической обстановки в данном регионе.
Поэтому актуальность вопросов защиты окружающей среды от вредных выбросов образующихся в результате эксплуатации энергетических объектов возрастает с каждым годом. И в настоящее время для энергопредприятия одним из основных направлений является производство экологически чистой энергии с наименьшими затратами для производства то есть эффективное использование природных материальных и трудовых ресурсов с учётом снижения загрязнения окружающей среды.
Одним из важных аспектов защиты окружающей среды является предотвращение загрязнения воздушного бассейна вредными выбросами которое достигается путём применения специальных природоохранных мероприятий. Они являются составной частью процесса производства тепловой и электрической энергий и затраты на них учитываются в экономических показателях предприятия.
Для защиты воздушного бассейна от вредных промышленных выбросов в окружающую среду с дымовыми газами действующих и проектируемых предприятий может быть применён ряд мероприятий к которым относится и сооружение пылегазоочистных установок. Прежде всего это связано с необходимостью обеспечения санитарной очистки отходящих газов. Степень очистки дымовых газов в них должна удовлетворять как действующим нормативным требованиям так и условиям надёжной работы дымососов с точки зрения предотвращения их золового износа. При этом в зависимости от сорта топлива требуемая степень очистки может быть различной и в ряде случаев может достигать весьма высоких значений.
1 Краткая характеристика установок очистки газов
Очистка дымовых газов от твёрдых частиц и частично от диоксида серы осуществляется на всех котле КЕ-25-14 электрофильтром.
В целях реконструкции необходимо заменить электрофильтры на мокрый золоуловитель.
Мокрый золоуловитель (рисунок 1) представляет собой сочетание коагулятора трубы «Вентури» (КВ) с сепаратором загрязнённых капель центробежного типа – центробежным скруббером последовательно включенных по газу 1. Соединение основных элементов золоуловителя осуществляется поворотным коленом с переходом. Орошение труб «Вентури» осуществляется центробежной механической форсункой.
Труба «Вентури» служит для коагуляции (укрупнения) золовых частиц путём их осаждения на каплях орошающей воды и состоит из трёх частей: конфузора горловины и диффузора (рисунок 2); жёсткость их соединения обеспечивается косынками.
Основным конструктивным параметром трубы «Вентури» является диаметр горловины. Основным технологическим параметром является скорость дымовых газов в горловине; принимается равной 50-75 мс и уточняется расчётом в зависимости от допустимого аэродинамического сопротивления установки и требуемой степени очистки газов. Скорость газов на входе в трубу и выходе из неё равна 20 мс.
Каплеуловитель служит для сепарации загрязнённых капель из потока газа и частичного улавливания золы не осевшей на каплях в трубе «Вентури». Ввод газов в каплеуловитель осуществляется через входной патрубок. Для смыва осаждающихся на внутренней поверхности капель и золовых частиц каплеуловитель оборудован системой орошения. Гидрозатвор служит для непрерывного удаления из каплеуловителя взвеси уловленной золы в орошающей воде (пульпы) и обеспечения при этом воздушной плотности золоуловителя.
В верхней части каплеуловителя расположены гляделки для контроля за работой сопл орошения.
Основной конструктивный параметр каплеуловителя – внутренний диаметр цилиндрической части (в свету). Входной патрубок каплеуловителя расположен под углом 8о к горизонту.
Защита внутренних поверхностей трубы «Вентури» каплеуловителя и связующих их конструктивных элементов от абразивного износа и коррозии обеспечивается специальным противокоррозионным покрытием выполненным с применением кислотоупорной плитки толщиной 35 мм уложенной на силикатную замазку или замазку арзамит.
Защита внутренней поверхности сборного короба каплеуловителя осуществляется эпоксидной шпатлёвкой ЭП-0010 газоходов очищенного газа – кислотостойкими лакокрасочными покрытиями.
Наружная поверхность подводящих и отводящих газоходов для предупреждения ожогов обслуживающего персонала а также с целью снижения теплопотерь и предупреждения конденсации влаги из дымовых газов на внутренней поверхности изолируется матами толщиной 60 мм из минеральной ваты соответственно в два и один слой.
Система орошения золоуловителя служит для бесперебойного и непрерывного питания установки в необходимом количестве водой очищенной от грубых механических примесей.
Система орошения установки состоит из:
-двух гравийных фильтров;
-регулятора давления;
-напорного бака орошения каплеуловителей;
-центробежных механических форсунок орошения труб «Вентури»;
-системы орошения каплеуловителей;
-смывных сопл гидрозатворов;
-коммуникаций трубопроводов с арматурой.
Гравийный фильтр (рисунок 3) служит для очистки воды от грубых механических примесей. Максимальная производительность фильтра 150 м3ч воды максимально допустимое гидравлическое сопротивление 196 кПа (20 кгссм2). Фильтр представляет собой металлический корпус с крышкой штуцерами промывочным устройством и фильтрующим элементом. Фильтрующим элементом является слой гравия толщиной 220-250 мм с размером частиц 5-20 мм уложенных на решётку с отверстиями диаметром 4 мм. Регулятор уровня поплавкового типа служит для поддерживания постоянного уровня воды в баке вне зависимости от изменения давления (в допустимых пределах) подаваемой в бак воды.
Регулятор давления служит для стабилизации давления орошающей воды после гравийных фильтров. В качестве регулятора может быть применён любой серийно выпускаемый гидравлический регулятор давления прямого действия «после себя» пропускная способность пределы регулирования и зоны чувствительности которого соответствуют гидравлическим характеристикам системы орошения установки.
Напорный бак (рисунок 4) служит для обеспечения постоянного давления воды подаваемой в коллектор орошения каплеуловителей. Бак атмосферного типа металлический. Бак имеет регулятор уровня две фильтр-сетки штуцеры перелива отвода дренажа и подвода воды. Регулятор уровня служит для поддерживания постоянного уровня водя в баке вне зависимости от изменения давления (в допустимых пределах) подаваемой в бак воды.
Латунные фильтр-сетки с ячейкой 10х10 мм2 служат для тонкой очистки воды подаваемой в сопла каплеуловителей.
Принцип действия золоуловителя заключается в следующем. Запылённый газовый поток поступает в конфузор где его скорость быстро возрастает. В диффузоре наоборот скорость газового потока уменьшается происходит восстановление части статического напора и уменьшение скоростей частиц золы. В зону конфузора или горловины с помощью механических форсунок подаётся орошающая вода которая диспергируется на мелкие капли средний диаметр которых определяется конструкцией форсунки давлением воды и скоростью газов в горловине трубы «Вентури». Капельки воды и частицы золы имеют различные скорости поэтому они при совместном движении в трубе «Вентури» соударяются и коагулируют.
Далее под действием центробежной силы капельки воды с уловленной золой осаждаются на внутренней поверхности скруббера орошаемой водой из сопл установленных по касательной к поверхности. Кроме капель в центробежном скруббере происходит также осаждение частиц золы не уловленных на капельках в трубе «Вентури». Отработавшая вода в виде пульпы сбрасывается в систему гидрозолоудаления (ГЗУ) а очищенные от золы дымовые газы удаляются дымососом в атмосферу.
Наибольшее влияние на эффективность процесса осаждения золы на каплях в КВ оказывают удельный расход воды и разность скоростей частиц золы и капель воды.
Существенная роль в улавливании золы и капель в мокрых золоуловителях с КВ принадлежит центробежному скрубберу. Эффективность улавливания в нём частиц золы практически не зависит от расхода воды на орошение его поверхности (в диапазоне нормативных значений этого расхода) так как осаждение частиц происходит в основном на водяной плёнке и лишь частично на капельках образующихся при входе газов в скруббер. Эффективность улавливания возрастает с увеличением входной скорости газов и отношения высоты орошаемой цилиндрической части скруббера к его диаметру и уменьшается с увеличением диаметра скруббера.
В мокрых золоуловителях с коагулятором «Вентури» применяемых на электростанциях дымовые газы очищаются от золы на 95-96 % из которых примерно 85 % приходится на коагуляцию частиц золы капельками распылённой воды в трубе «Вентури» и наоборот эффективность улавливания мелких частиц золы в центробежных скрубберах диаметром 3-4 м значительно меньше чем в КВ.
Степень улавливания сернистого ангидрида невелика из-за низкой щёлочности воды и составляет в среднем 32 %.
Существующая схема очистки дымовых газов представлена на листе 1.
РАСЧЁТ ЗОЛОУЛОВИТЕЛЯ С ТРУБАМИ ВЕНТУРИ
1 Краткое описание парового котла КЕ-25-14
Котел типа КЕ-25-14 производительностью 25 тч с рабочим давлением 14 МПа (14 кгссм2) предназначен для производства насыщенного пара идущего на технологические нужды промышленных предприятий в системы отопления вентиляции и горячего теплоснабжения.
Топочная камера котла шириной 2710 мм полностью экранирована трубами диаметром 515 мм (степень экранирования 08). Трубы всех экранов приварены к верхним и нижним камерам диаметром 219х8 мм. Топочная камера по глубине разделена на два блока. Каждый из боковых экранов образуют самостоятельный циркуляционный контур. Шаг труб фронтового и боковых экранов – 55 мм шаг труб заднего экрана – 100 мм. Трубы заднего экрана выделяют из топочного объема камеру догорания. Объем топочной камеры 4845 м2. Третьим постановочным блоком котла является блок конвективного пучка с двумя барабанами внутренним диаметром 1000 мм. Длина верхнего барабана 7000 мм нижнего 5500 мм. Материал барабана – сталь толщина стенки 13 мм. Ширина конвективного пучка по осям крайних труб 2320 мм. Поперечный шаг в пучке составляет 110 мм продольный – 95 мм. Площадь поверхности нагрева конвективного пучка равна 4078 м2. Сепарационное устройство располагается в верхнем барабане. Первичная сепарация осуществляется в отбойных щитах с козырьками окончательно очищается пар от влаги горизонтальным жалюзийным аппаратом расположенным на расстоянии 300 мм от среднего уровня воды в барабане. Равномерный подвод пара к жалюзийному аппарату обеспечивается размещением над сепаратором дырчатым листом с отверстиями диаметром 8 мм.
Хвостовые поверхности состоят из одноходового по воздуху воздухоподогревателя с поверхностью нагрева 228 м2 обеспечивающего подогрев воздуха 145 0С с установленного следом за ним по ходу газа чугунного экономайзера с поверхностью нагрева 226 м2.
Для сжигания каменных и бурых углей под котлом устанавливается механическая топка ТЧЗ-2 75 6 которая состоит из чешуйчатой цепной решетки обратного хода и двух пневмомеханических забрасывателей с пластинчатым питателем ЭП-600. активная площадь зеркала горения равна 135 м2. Топочные устройства предназначены для сжигания каменных углей с максимальным размером куска до 50 мм с содержанием мелочи 0-6 мм не более 50 %. Удаление провала из зон для подачи воздуха установленных с помощью перегородок из листовой стали осуществляется механизмом из цепей со скребками. Цепи приводятся в движение общим приводом размещенным за рамой решетки. Решетка приводится в движение при помощи ПТ-1200. Котел оборудован системой возврата уноса и острого дутья. Оседающий в конвективном пучке унос оседает в четырех зольниках и возвращается в топочную камеру для сжигания при помощи паровых эжекторов по прямым трубам диаметром 76х3 мм через заднюю стенку. Для очистки дымовых газов применяется золоуловитель ВЦ-2-7х(5+3). Паровые котлы типа КЕ-25-14 производительностью 25 тч со слоевым топочным устройством выпускаются Бийским котельным заводом.
Таблица 1 – Техническая характеристика котла КЕ–25–14
Паропроизводительность тчас
Давление пара на выходе из котла кгссм2
Температура питательной воды 0С
продолжение таблицы 1
Вид расчетного топлива
Семипалатинский уголь
Теплота сгорания топлива кДжкг
Содержание в рабочей массе %:
Тип топочного устройства
Поверхность площади зеркала горения м2
Объем топочной камеры м3
Теплонапряжение объема топочной камеры кВтм3
Радиационная площадь поверхности нагрева м2
Температура газов на выходе из топочной камеры 0С
Площадь поверхности нагрева конвективного пучка м2
Температура газов за котлом 0С
Длина цилиндрической части барабанов мм
Тип чугунного водяного экономайзера
Площадь поверхности нагрева чугунного
Температура уходящих газов 0С
Газовое сопротивление котла мм.вод.ст.
Масса в объеме поставки заводом кг
Диаметр труб: экранов и котла 51 х 25 мм; шаги труб: у экранов – 55 и 100 мм. Шаги труб конвективного пучка труб котла S1=220 и 110 мм а S2=95 мм. У трубчатого воздухоподогревателя шаги труб равны S1=60 мм а S2=42 мм. Обмуровка котла выполнена – облегченной надтрубной. Барабаны котлов имеют: внутренний диаметр 1000 мм при давлении 14 кгссм2. Расстояние между центрами барабанов 2750 мм.
При проведении поверочного расчёта золоулавливающей установки использованы данные:
Часовой расход топлива на котёл при номинальной производительности – 40 тч.
Секундный объём газов при номинальных условиях на входе в газоочистку и номинальной паропроизводительности котла – 145 м3с.
Температура газов на входе в газоочистку – 140 оС.
Разрежение при входе в ЗУУ – 110 мм в. ст.
Коэффициент избытка воздуха на входе в ЗУУ – 146.
Допустимое аэродинамическое сопротивление – 90 мм в. ст.
Секундный расход золы на входе в ЗУУ – 21 кгс.
Допустимое снижение температуры газов в газоочистке – 63оС.
Требуемая степень очистки – 975 %.
Характеристика орошающей воды:
а) температура воды подаваемой на газоочистку – 12оС:
б) вид водоснабжения – прямоточная система водоснабжения;
в) давление воды перед газоочисткой – 5-6 кгсм2.
Кислотность пульпы – 585.
Тип дымососа: Д 20х2; производительность 195 тыс. м3; напор – 258 мм в. ст.
Среднегодовая температура местности – 3 оС.
Минимальная зимняя температура –27 оС;
Максимальная летняя +36 оС.
Температура уходящих газов – 140оС.
2 Расчет мокрого золоуловителя
Расход газа за котлом Qос=348596 нм3ч
Расход газа через одну трубу Вентури: Qос=3485964=87150 нм3ч
Температура газов на входе в трубу Вентури t1=140 оС
Абсолютное давление газа перед трубой Вентури: P1=10200 кгм2=999600 Па
Удельный вес сухого газа при нормальных условиях:
Влажность газов в золоуловителе:
где – коэффициент избытка воздуха на входе в систему золоулавливания;
– объём водяных паров при нормальных условиях на входе в золоуловитель;
– содержание золы в топливе
– содержание влаги в топливе
– содержание водорода в топливе
– теоретическое количество холодного воздуха требуемое для полного сжигания 1кг топлива:
где – теоретическое количество водяных паров образующихся при полном сгорании 1кг топлива:
- плотность водяных паров при нормальных условиях (приложение 2 3);
- плотность воздуха сухого при нормальных условиях.
Плотность золы: gз=23 тм3
Орошающая жидкость – техническая вода
Удельный вес орошающей жидкости gж=1кгл=1 тм3
Температура воды поступающей на орошение tв=12оС.
Выбор конструкции трубы «Вентури»: трубу «Вентури» выбираем круглого сечения установив её вертикально. В качестве каплеуловителя примем соответствующий циклон диаметром 3100 мм.
Определение диаметра входного сечения трубы «Вентури» проводится в следующей последовательности:
Удельный вес сухого газа на входе в трубу «Вентури» при рабочих условиях определяется по формуле:
где gос – удельный вес сухого воздуха при нормальных условиях кгнм3;
Рг – давление (разрежение) газов перед золоуловителем кПа;
t1 – температура газов на входе в золоуловитель оС.
Влажность газа на входе в трубу «Вентури»:
Количество газа при входе в трубу «Вентури»:
Скорость газа во входном сечении трубы «Вентури» принимаем равной w1=20 мс.
Диаметр входного сечения трубы «Вентури»:
Расчёт горловины трубы «Вентури»:
Предполагаем что объём газа при прохождении через конфузор трубы «Вентури» изменяется незначительно т.е.
Скорость в горловине трубы «Вентури» принимаем равной
Диаметр горловины трубы «Вентури» определяется по формуле:
Расчёт выходного сечения трубы «Вентури»:
Предполагаем что объём газа при прохождении через диффузор трубы «Вентури» не изменяется поэтому Q3=Q1=144100 м3ч.
Для того чтобы не делать дополнительных диффузоров на входе в циклон принимаем скорость газа на выходе из трубы «Вентури» равной скорости газа во входном патрубке трубы «Вентури». Так как w1=20 мс (была принята раньше) то w3=w1=20 мс.
Диаметр выходного сечения трубы «Вентури»:
Определение угла сужения конфузора и длины горловины трубы «Вентури»:
Угол сужения конфузора исходя из условия минимального гидравлического сопротивления выбираем равным a1=30о.
Длину горловины трубы «Вентури» при таком угле выбираем:
Длина конфузора трубы Вентури:
Определение угла раскрытия диффузора и длины диффузора трубы «Вентури»:
Угол раскрытия диффузора трубы «Вентури» выбираем равным a2=9о.
Длина диффузора трубы «Вентури»:
Аэродинамический расчёт сопротивления золоуловителя:
Расчётная скорость дымовых газов в горловине трубы «Вентури»
Произведение определяющих параметров:
qтв*wг=016*7008=1121 кг*мм3*с (значение qтв=014-016 кг на 1 нм3 газа и скорости газа в горловине трубы 50-75 мс принимается исходя из обеспечения необходимой эффективности и надёжности золоулавливания).
Коэффициент сопротивления форсуночного орошения (определяем по графику рис. 14 1) xф=0175.
Аэродинамическое сопротивление трубы «Вентури»:
где - коэффициент сопротивления неорошаемой трубы «Вентури» (для облицованных труб равен 02);
- экспериментальный коэффициент суммарно учитывающий влияние орошения на сопротивление трубы «Вентури»; определяется по графику (рис. 14 1) в зависимости от произведения расхода воды на орошение трубы «Вентури» и скорости газа в горловине;
wг – скорость газов в горловине отнесённая к условиям на входе в трубу «Вентури» мс;
rг – плотность дымовых газов на входе в золоуловитель кгм3.
Аэродинамическое сопротивление каплеуловителя (сопротивление каплеуловителя по графику 15 1 xк=275):
где - сопротивление каплеуловителя; определяется по графику (рис.15 1);
- скорость газов во входном патрубке каплеуловителя отнесённая к условиям на входе в трубу «Вентури» мс.
Общее аэродинамическое сопротивление золоуловителя складывается из сопротивления трубы «Вентури» и сопротивления каплеуловителя:
DH=7892+4714=12606 Па.
Тепловой расчёт для оценки температуры дымовых газов после очистки:
Плотность дымовых газов при нормальных условиях:
Расчётная температура пульпы: tпр=40оС (таблица 5 1).
Минимально допустимая температура дымовых газов после очистки t2=63оС (таблица 5 1).
По графику (рис. 12 1) определяем диаметр капель dо=165 мкм.
Разность скоростей газа и капель достигаемая в трубе Вентури (wг-wк)max определяется по графику (рис. 12 1) и равна:
(wг-wк)max=233 мс (условно допущено что максимальная разность скоростей газа и капель достигается в пределах горловины).
Скорость капель в горловине составит
Средняя скорость капель в трубе Вентури:
где - скорость капель в горловине трубы «Вентури» мс;
- скорость капель во входном патрубке каплеуловителя мс; принимается равной скорости газа в нём т.е. 20-22 мс.
По графику (рис. 16 1) определяем коэффициент Kэ зависящий от режимных параметров (скорости дымовых газов в горловине трубы «Вентури») Kэ=136 кгм2*с.
Степень охлаждения газов в золоуловителе определяется по формуле:
где Lтв – длина участка трубы Вентури с наиболее интенсивным теплообменом (суммарная длина горловины и диффузора) м;
- средняя скорость капель орошающей воды в трубе «Вентури» мс; определяется по формуле (14).
Определяем температурный коэффициент по формуле:
где t1 и t2 – соответственно температура дымовых газов перед золоулавливающей установкой и после неё оС;
tм – температура мокрого термометра оС.
Расчётная температура дымовых газов после золоуловителя определяется по формуле:
Разница между принятым и полученным значениями температуры не превышает 2оС.
Расчёт эффективности очистки дымовых газов от золы производится в следующем порядке:
Производим расчёт неполноты охлаждения золы в трубе Вентури:
а) средние значения скоростного члена для каждой фракции золы приведены в таблице 3 1 либо определяются по формуле:
б) число единиц переноса:
где qтв – удельный расход воды на орошение трубы Вентури кгнм3;
rв – плотность воды подаваемой на орошение кгм3;
dо – средний диаметр капель в трубе Вентури м;
Э принимается равным 10;
L – полная длина трубы «Вентури» м.
Средний диаметр капель определяется по графику (рис. 12 1) в зависимости от скорости газов в горловине трубы «Вентури» и известной её производительности по газу. Результаты расчётов сведены в таблицу 5.
Таблица 5 – Расчёт неполноты улавливания золы по фракциям
Число единиц переноса Nч i
Неполнота улавливания
Общая неполнота улавливания золы в трубе Вентури определяется:
где - относительное содержание
- неполнота улавливания определяется по формуле:
Результаты расчётов сведены в таблицу 5.
Общая неполнота улавливания золы составит:
Дисперсный состав сухой золы на входе в каплеуловитель вычисляем по формуле:
Результаты расчётов сведены в таблицу 6.
Таблица 6 – Определение степени неполноты улавливания «проскока» золы в каплеуловителе
продолжение таблицы 6
Общая неполнота улавливания золы в каплеуловителе определяется по формуле:
где - степень улавливания «проскока» золы результаты приведены а таблице 6.
Общая неполнота улавливания «проскока» золы в каплеуловителе составит:
Общая эффективность золоулавливания определяется по формуле:
Эффективность рассчитываемой установки не ниже требуемой.
Расход воды на орошение труб Вентури установки:
Расход воды на орошение каплеуловителей установки:
Расход воды на сопла гидрозатворов установки (по 2 тч):
Суммарный расход воды на золоулавливании:
3 Теоретические основы мокрого пылеулавливания
3.1 Общая характеристика мокрых способов пылеулавливания
В мокрых пылеуловителях очистка газа осуществляется при соприкосновении газа с жидкостью чаще всего с водой. При этом взвешенные в газе частицы пыли смачиваются жидкостью утяжеляются и выпадают из газового потока либо под действием сил веса и инерции в том числе центробежных сил либо захватываются жидкостью и выводятся из аппарата в виде шлама. При очистке газа в мокрых пылеуловителях он и охлаждается.
Процессу улавливания частиц пыли в мокрых пылеуловителях способствует конденсация паров жидкости содержащихся в газе при его охлаждении.
По принципу действия 4 мокрые пылеуловители можно разделить на следующие группы:
Статические газопылеуловители к которым относятся оросительные устройства полые и насадочные скрубберы.
Барботажные и пенные аппараты.
Пылеуловители ударно- инерционного типа.
Мокрые центробежные пылеуловители.
Скоростные пылеуловители
Динамические газопромыватели.
Мокрые пылеуловители применяют в тех случаях когда уловленная из газа пыль может быть использована в мокром виде и когда необходимо охладить газ независимо от его очистки. Ввиду того что в промывной жидкости вводимой в мокрые аппараты газоочистки могут растворяться содержащиеся в газе отдельные газовые компоненты (SO2 СО2 NO2 и др.) способные образовывать кислоты при применении мокрых способов очистки газа необходимо применять меры против коррозии аппаратов и газоходов а также осуществлять нейтрализацию шламовых вод.
Трудности при эксплуатации мокрых пылеуловителей возникают и в связи с выносом брызг промывной жидкости из аппаратов а так же в связи с образованием отложений на внутренней поверхности аппаратов в процессе взаимодействия пыли с жидкостью в газоходах за аппаратами газоочистки на роторе вентиляторов и пылесосов что приводит к зарастанию газоходов и к разбалансировке тяго- дутьевых машин. Для борьбы с выносом брызг следует соблюдать оптимальный режим работы аппаратов ( скорость газа установку специальных брызго- и каплеуловителей). Для борьбы с отложениями аппараты промывают и механическим путем снимают с их поверхности налипшие материалы а также применяют синтетические покрытия в частности тефлон.
Частицы пыли по способности смачиваться делят на две группы: гидрофильные (хорошо смачиваемые) и гидрофобные (плохо смачиваемые). У мелких частиц пыли на поверхности образуется пленка газа которая препятствует их смачиванию. Для улучшения смачиваемости мелкой пыли в промывную жидкость следует вводить поверхностно активные добавки разрушающие пленку газа на поверхности частиц пыли.
При очистке горячих газов с высоким влагосодержанием и подаче в аппарат холодной жидкости конденсируются водяные пары. Интенсивная конденсация водяных паров происходит также при вдувании пара в холодный поток запыленного газа. При этом увеличиваются размер и масса частиц пыли как вследствие конденсации на их поверхности водяных паров так и в результате перемешивания с водяными парами и каплями жидкости.
3.2Насадочные скрубберы
Насадочные газопромыватели (скрубберы) представляют собой колонны заполненные телами различной формы.
Широкое распространение насадочные колонны нашли в химической технологии где применяется большое число насадок различных видов.
Насадочные колонны целесообразно применять только при улавливании хорошо смачиваемой пыли особенно в тех случаях когда процессы улавливания пыли сопровождаются охлаждением газов или абсорбцией. При улавливании плохо смачиваемой пыли (но не склонной к образованию твердых отложений) могут использоваться аппараты с регулярной и разряженной насадкой
В пылеулавливании нашли широкое применение противоточные насадочные скрубберы хотя используются конструкции и с поперечным орошением газов жидкостью. Сравнительная характеристика скрубберов различных конструкций с шаровой насадкой приведена в таблице на листе 2.
Согласно 5 проводились исследования по использованию прямоточных насадочных скрубберов работающих с большими (до 10 мс) скоростями газов. Высокие скорости позволяют интенсифицировать процессы протекающие в насадочном аппарате и уменьшить его габариты. Применение таких скоростей в противоточных колоннах невозможно из-за захлебывания.
Основными параметрами насадки являются: удельная поверхность свободный объем и эквивалентный диаметр. Удельная поверхность а представляет собой геометрическую поверхность насадных тел в 1 м3 и выражается в м2м3. Свободный объем S0 характеризует объем пустот в 1 м3 насадки и выражается в м3м3; свободный объем численно совпадает со свободным сечением и поэтому может быть выражен в м2м2.
Эквивалентный диаметр насадки dэ (в м) может быть определен по формуле:
3.3Конструктивные особенности аппарата с орошаемой взвешенной насадкой
Аппараты такого типа имеют опорно-распределительную решётку необходимую для распределения газового потока по сечению колонны и поддержания слоя насадки. Над решёткой помещается слой насадки высота которого в неподвижном состоянии должна составлять от 110 до 13 расстояния между верхней и нижней решётками что обеспечивает свободное движение шаров. При этом статическая высота насадки должна быть меньше диаметра аппарата. Для предотвращения уноса элементов насадки над верхней секцией устанавливается удерживающая сетка с большим свободным сечением (90%). В аппарате может быть один или несколько слоёв насадки. Аппараты обычно работают в провальном режиме без переливных труб. Однако имеются сведения об испытании аппаратов такого типа работающих с переливом.
Работа аппаратов происходит по следующей схеме. В момент пуска насадка находится на опорно-распределительной решётке в неподвижном состоянии. Поступающая в аппарат жидкость свободно стекает вниз омывая элементы насадки. Взвешивание насадки происходит при определённой скорости газа. При этом создаются условия для непрерывного хаотического движения элементов насадки что приводит к значительной турбулизации потоков газа и жидкости увеличению поверхности контакта фаз и скорости её обновления. Такая гидродинамическая обстановка способствует интенсификации процессов массообмена и пылеулавливания.
В качестве насадок применяются в основном полые и сплошные шары диаметром 6-76 мм из полиэтилена вспененного полиэтилена полистирола пенополистирола полипропилена тефлона фторопласта синтетических смол спецпластмассы ацетилцеллюлозы плексиглаза стекла резины латунной фольги нержавеющей стали и т.д. Предложены также полые шары снабжённые сквозными отверстиями любой формы тонкостенные полимерные кольца с гладкой или перфорированной поверхностью кубики и пустотелые цилиндры снабжённые лопастями расположенными под углом к образующей цилиндра.
Одним из важных условий эффективной работы аппарата является правильный выбор плотности шаров величина которой для обеспечения свободного перемещения насадки в газожидкостной смеси при движении газа и жидкости противотоком через колонну не должна быть больше плотности жидкости.
В качестве опорно-распределительных решёток могут быть применены тарелки провального типа различных конструкций: колосниковые решётчатые (щелевые) дырчатые с круглыми и щелевидными отверстиями и сетки из стальных прутьев а также ситчатые тарелки с переливом. Свободное сечение испытанных опорно-распределительных решёток составляют 1990% ширина щели 230 мм диаметр отверстий 2824 мм.
3.4Гидродинамика аппаратов с орошаемой взвешенной шаровой насадкой
3.4.1 Особенности гидродинамики провальных тарелок с большим свободным сечением.
На провальных тарелках с большим свободным сечением имеют место все гидродинамические режимы характерные для провальных тарелок с относительно малым свободным сечением кроме барботажного. Последнее объясняется тем что подвисание жидкости в решётках аппаратов с подвижным слоем шаровой насадки происходит при довольно больших скоростях газового потока по сравнению с тарелками малого свободного сечения. При этом кинетическая энергия газового потока достаточна для приведения слоя жидкости на решётке в состояние высокотурбулизированной пены.
3.4.2 Режимы работы аппарата.
Выделяют три режима взвешивания слоя: «начальное псевдоожижение» «промежуточное псевдоожижение» и «полное псевдоожижение». В некоторых работах описан один общий режим – взвешенное состояние слоя насадки. Большинство исследователей указывают на наличие двух режимов взвешивания сходных с режимами начального и развитого взвешивания наблюдаемыми в наших исследованиях.
Для выяснения этого вопроса были записаны самопишущим прибором кривые взвешивания трёхфазного слоя при различных плотностях орошения для различных типов насадки и опорно-распределительных решёток. Хорошей иллюстрацией поведения взвешенного слоя орошаемой насадки также являются зависимости гидравлического сопротивления слоя количества жидкости удерживаемой насадкой динамической высоты и газосодержания слоя от скорости газа в аппарате при различных плотностях орошения. Используя принцип аддитивности гидравлическое сопротивление аппарата с насадкой и без неё при тождественных режимах. Также определялось количество жидкости удерживаемое насадкой. Газосодержание слоя (м3м3) рассчитывали по формуле:
где ho – высота «светлой» жидкости удерживаемой в аппарате м;
Hстат и Hдин – статическая и динамическая высота слоя насадки м;
eо – порозность неподвижного слоя сухой шаровой насадки м3м3.
В зависимости от скоростей потоков жидкости и газа в рассматриваемых аппаратах возникают различные гидродинамические режимы характеризующиеся неодинаковым изменением сопротивления количества жидкости в слое насадки высоты газосодержания и структуры слоя.
В первом режиме который можно определить как режим стационарного состояния насадки шары находятся в тесном соприкосновении друг с другом а объём слоя остаётся неизменным при некотором изменении скорости потока; жидкость стекает по насадке в виде плёнки по центру а газ проходит преимущественно у стенок аппарата. Этот режим существует в узких пределах скоростей потоков причём верхним пределом является скорость начала взвешивания насадки. Для насадок из шаров большого диаметра и плотности (dш³16 мм и rш³800 кгм3) обычно началу взвешивания предшествует захлёбывание стационарной насадки. В этот момент наблюдается накопление газожидкостной эмульсии в слое насадки и над ним что приводит к резкому увеличению гидравлического сопротивления слоя и аппарата. При достижении определённой высоты накопленной жидкости над насадкой происходит сброс этой жидкости. В дальнейшем опять начинается накопление жидкости что приводит к началу взвешивания насадки. В аппаратах с шарами малого диаметра и плотности захлёбывание стационарной насадки и начало взвешивания происходят в один и тот же момент.
Режим следующий за началом взвешивания насадки может быть определён как режим начального взвешивания насадки. Этот режим характеризуется взвешенным состоянием некоторой части слоя насадки неинтенсивным и направленным движением взвешенных шаров. Постоянство или малый рост гидравлического сопротивления слоя с увеличением линейной скорости газа в этом режиме объясняется пропорциональным увеличением количества взвешенных шаров в слое насадки что приводит к увеличению свободного сечения для прохода газа. При этом лишь часть жидкости находится во взвешенной части слоя а основная масса её стекает по пристеночным неподвижным шарам почти не контактируя с газом. Динамическая высота слоя растёт также относительно мало.
По мере увеличения скорости газа пристеночный слой шаров разрушается все шары переходят во взвешенное состояние; газовый и жидкостной потоки равномерно распределяются по всему сечению колонны что приводит к хорошему перемешиванию жидкости и пузырьков газа в объёме занятым слоем без поршнеобразования и больших колебаний верхней границы слоя. Точка соответствующая переходу всех шаров во взвешенное состояние названа точкой начала развитого взвешивания а следующий за ней режим – режимом развитого взвешивания. В пределах этого режима происходит некоторое увеличение гидравлического сопротивления аппарата связанное с ростом количества удерживаемой им жидкости. Увеличивается также динамическая высота и газосодержание слоя. Высокие значения газосодержания (до 09) свидетельствуют о том что в этом режиме достигается хорошее перемешивание фаз.
При превышении некоторой скорости которую называют предельно допустимой скоростью наблюдается прижимание отдельных шаров к верхней решётке или удерживающей сетки количество которых увеличивается при дальнейшем росте скорости газового потока. При этом постепенно увеличивается гидравлическое сопротивление аппарата.
В дальнейшем происходит резкое прижатие части насадки к верхней решётке с образованием висячего плотного слоя. В этот момент сопротивление аппарата резко возрастает а скорость газового потока падает. Захлёбывание колонн определяется частичным или полным прижиманием насадки к верхней решётке. Режим захлёбывания можно устранить лишь значительным понижением скорости газового потока.
Рабочими режимами работы аппарата являются режимы начального и развитого взвешивания последний из которых является оптимальным для осуществления процессов массо- теплообмена и пылеулавливания.

СОДЕРЖ~1.DOC

1 Краткая характеристика установок очистки газов
Расчет золоуловителей с трубами Вентури
1 Краткое описание парового котла КЕ-25-14
2 Расчет мокрого золоуловителя
3 Теоретические основы мокрого пылеулавливания
3.1 Общая характеристика мокрых способов пылеулавливания
3.2 Насадочные скруберра
3.3 Конструктивные особенности аппаратов с орошаемой и взвешенной насадкой
3.4 Гидродинамика аппаратов с орашаемой взвешенной шаровой насадкой
Безопасность и экологичность проекта
1 Техника безопасности при обслуживании и эксплуатации золоулавливающих установок
3 Электробезопасность
4 Пожарная безопасность
5 Расчет искусственного освещения
6 Влияние вредных выбросов котельной на окружающую среду
7 Расчет выбросов вредных веществ в атмосферу с уходящими газами
Автоматизация проекта
1 Контролируемые параметры
2 Автоматическое регулирование
3 Описание функциональной схемы автоматизации
4 Система автоматического регулирования
5 Системы сигнализации
Экономичность проекта
1 Экономический эффект по снижению выбросов
Список используемой литературы

ТИТУЛЬ~1.DOC

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. СЕРИКБАЕВА
Кафедра «Промышленная энергетика»
Зав. кафедрой к. ф-м. н.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к дипломному проекту
«Модернизация систем золоулавливания на котле КЕ-25-14 котельной № 3 пос.Аблакетка»
Консультант по экономической Руководитель проекта
Консультант по безопасности и Студент специальности 220440
экологичности проекта группа 02-ТЭз-4
Консультант по автоматизации
преподаватель каф. «ПЭ»
Консультант по стандартизации
г. Усть-Каменогорск 2006

АВТОМА~1.DWG

Продувочное устройство
Коллектор сжатого воздуха
Установка рукавного фильтра F = 1580 м2
не приваривать к воздуховоду- опора скользящая 2 Предельные отклонения размеров: ±IT142 3 Шероховатость поверхностей реза- 4 Сварные швы по ГОСТ 14771-76 Проволока 1
Св 08 Г2С ГОСТ 2246-70
В-В (повёрнуто) М 1:1
Автоматизация системы ЗУУ
Модернизация систем золоулавливания на котле КЕ-25-14 котельной № 3 пос.Аблакетка
Метран-55-ДИ-515-t4-0
Датчик избыточного давления
Метран-43-ДГ-3536-t4-015-0
Датчик гидростатического давления
ТСМ(50М)-02-60-В-2-1-1-У1.1-ГП
медный взрывозащищённый Метран-253
Термопреобразователь сопротивления
Диафрагма камерная ДКС 0
Метран-22-ДВ-2210-01-t8-0
Преобразователь измерительный
ТСМ(100М)-02-60-С-2-1-1-У1.1-ГП
медный взрывозащищённый Метран-254
Расходомер для открытых каналов
Газоанализатор оптико-аккустический
РАН-22-ДВ-2220-01-t8-2
Преобразователь измерительный МЕТ-
ТСМ(100М)-02-60-В-2-1-1-У1.1-ГП
Анализатор типа АКК-М-02
Пускатель бесконтактный реверсивный
Метран-22-ДД-2430-02-t10-0540 кПа
Преобразователь суммирующий

РАЗРЕЗ~1.DWG

Разрез котла КЕ-25-14С
Задвижва клиновая фланцевая
с выдвижным шпинделем с
электроприводом 200-25
по типу 30с 999нж П13099 ГОСТ5762 - 68
Устроиство запорное II-20-25
Блок передний топочный
Блок задний топочный
Устроиство возврата уноса
Блок котла на опорной раме
Разрез котла КЕ-25-14
Модернизация систем золоулавливания на котла КЕ-25-14 котельной № 3 пос.Аблакетка

РИСУНКИ.DWG

Рисунок 1 - Золоуловитель типа МВ с вертикально предвключенной
- центробежная механическая форсунка.
Рисунок 2 - Труба "Вентури
- промывочное устройство
- фильтрующий элемент
- металлический корпус
Рисунок 4 - Гравийный фильтр
Рисунок 5 - Напорный бак
- штуцер подвода воды"

СКРУББЕР.DWG

Модернизация систем золоулавливания на котле КЕ-25-14 котельной № 3 пос.Аблакетка
Модель скруббера с шаровой насадкой
- металлический корпус
- промывочное устройство
- фильтрующий элемент

ЧЕРТЁЖ.DWG

Модернизация систем золоулавливания на котле КЕ-25-14 котельной № 3 пос.Аблакетка
Наименование оборудования
Канал гидрозолоудаления
Труба "Вентури" круглого сечения
Скруббер типа МП-ВТИ
Котлоагрегат БКЗ 320-140Ф
вода на орошение скрубберов
Конфузор трубы "Вентури