Тема 1.3. Системы мазутоснабжения ТЭС и котельных

1 – цистерна с мазутом; 2 – сливное устройство; 3 – фильтр грубой очистки;

4 – приемный резервуар с подогревом; 5 – перекачивающий насос; 6 – основной резервуар; 7,8 и 19 – линии рециркуляции; 9 – насос первой ступени;

10 – обратной клапан; 11 – паровой подогреватель мазута; 12 – фильтр тонкой очистки; 13 – насос второй ступени; 14 – регулятор расхода мазута; 15 – клапан-отсекатель; 16 – расходомер; 17 – задвижка перед горелкой; 18 – форсунка.

Мазут на ТЭС и в котельную поступает в ж/д цистернах вместимостью 63 и 125т и подается на мазутосливную эстакаду, рассчитанную на несколько цистерн. Для ускорения слива мазута, он нагревается до 55⁰С для М40 и 70⁰С для М100, что соответствует 30⁰ ВУ. На железных дорогах используются два вида цистерн: с одинарной стенкой и с двойными стенками, т.е. с рубашкой. В простых цистернах мазут подогревается острым паром, т.е. паром, подаваемым в толщу мазута. Для этого необходимо открыть крышку на горловине цистерны и ввести в толщу мазута стальную трубу для подачи пара, следовательно, эстакады должны быть снабжены гибкими паропроводами. Для подогрева используют пар давлением 1,2 – 1,5 МПа и температурой 200 – 280⁰С.

Цистерны с паровой рубашкой обеспечивают более быстрый разогрев мазута. В рубашку, т.е. в пространство между двойными стенками, подается пар давлением 0,3 МПа. Стенки цистерны быстро разогреваются до температуры 80 – 90⁰С, пристенный слой мазута становится текучим и стекает вниз к сливному клапану цистерны. В результате слив мазута происходит в 2-3 раза быстрее, чем в обычных цистернах, уменьшается расход пара в 2-2,5 раза, не происходит обводнение мазута конденсатом, достигается полный слив мазута и поэтому не требуется очистка цистерны от остатков вязкого мазута. Недостатком цистерн с рубашкой является их повышенная масса на 5% и более высокая стоимость.

Длина мазутосливных эстакад принимается исходя из слива суточного расхода мазута. Обычно длина эстакад на ТЭС составляет 50-100м, что позволяет одновременно сливать мазут из 2 и 4 цистерн в один лоток. Число лотков от 2 до 4. По нормам РЖД продолжительность обработки мазута в холодное время года составляет 10 часов, в теплое – 4 часа. Длительность слива 4х-осных цистерн (63т) должна быть не более 2 часов, остальное время затрачивается на вспомогательные операции и разогрев мазута.

Мазут из цистерн сливается в межрельсовый лоток шириной 930мм. Лотки выполняются с уклоном к середине. На дне и боковых стенках лотка располагаются паровые подогреватели из труб диаметром 50мм. По сливным лоткам мазут самотеком поступает в приемные резервуары, оборудованные паровыми подогревателями, поддерживающими температуру мазута не менее 70⁰С. Резервуары размещаются под землей. Перед каждым приемным резервуаром устанавливаются фильтры грубой очистки из металлической сетки с размером ячеек 1,5х1,5мм. Вместимость приемных резервуаров должна быть не менее 20% ёмкости всех одновременно сливаемых цистерн. Приемные резервуары выполняются из железобетона. Из приемных резервуаров мазут погружными насосами перекачивается в основные резервуары. На каждую приемную ёмкость устанавливается по два погружных насоса, один из которых резервный.

Основные резервуары выполняются железобетонными или металлическими. На ТЭС основные резервуары имеют ёмкость 5000, 10000, 20000, 30000, 50000, 100000м³. Для растопочного мазута ёмкость баков должна быть 1000, 2000 и 3000м³. В котельных ёмкость баков может быть 25, 50, 100, 200, 400, 1000м³. Основные резервуары могут быть подземными, но чаще применяют надземные резервуары. Вокруг резервуаров выполняется земляной вал, чтобы исключить растекание мазута по территории при аварии.

Ёмкость мазутохранилищ ТЭС должна обеспечивать 15 суточный расход мазута, а для котельных – 10 суточный. На ТЭС должно быть не менее двух основных резервуаров. Резервуары оборудуются подогревателями мазута, размещенными в нижней части. Температура мазута в баках должна быть не менее 60⁰С и не более 90⁰С.

Из основных резервуаров мазут поступает в мазутонасосную, которая располагается в отдельно стоящем здании. На ТЭС применяется двухступенчатая схема перекачки мазута в котельную. В котельных может быть и одноступенчатая схема – это зависит от конструкции форсунок на котлах. Насосы первой ступени создают давление до 1МПа и обеспечивают прокачку мазута через подогреватели, а также рециркуляцию мазута и его перемешивание в основных резервуарах. Линии рециркуляции обеспечивают возвращение мазута в основные резервуары, т.е. часть мазута идет на подогрев, а остальная часть возвращается в резервуар. Насосы первой ступени подают мазут в подогреватели, обогреваемые паром. Они устанавливаются вне помещения мазутонасосной. После них устанавливается фильтр тонкой очистки из сетки с размером ячеек 0,3х0,5мм. Затем мазут подается на всас насосов второй ступени, которые перекачивают мазут в котельную под давлением от 3,5 до 4,5 МПа. На ТЭС устанавливают не менее трех насосов каждой ступени (один из трех должен быть резервным). В котельной должно быть не менее двух насосов, один резервный. Для перекачки мазута применяются шестеренчатые, винтовые и центробежные насосы.

Для подогрева мазута в резервуарах применяются змеевиковые подогреватели, обогреваемые изнутри паром. Для подогрева мазута в мазутонасосной применяются многотрубные и секционные трубчатые подогреватели (пар подается в межтрубное пространство). Насосами второй ступени мазут подается в котельную по прямому мазутопроводу. Для предотвращения застывания мазута в трубах, выполняется линия рециркуляции (обратный мазутопровод) - из котельной в основные резервуары и на всас насосов первой ступени. Количество мазута возвращаемого по обратной линии должно быть не менее 15% от общего расхода мазута в котельной.

Для подогрева мазута из котельной в мазутное хозяйства подается пар, пар конденсируется в подогревателях мазута и по конденсатопроводу конденсат возвращается в котельную. Таким образом, от котельной до мазутного хозяйства прокладывается, как минимум, 4 трубы. Все эти трубы прокладываются в виде пучка и имеют одну общую изоляцию. Следовательно, мазут при транспортировке в котельную дополнительно подогревается от паропровода и конденсатопровода. Паропровод в этом случае называется спутником.

Температура подогрева мазута для мощных форсунок с механическим распыливанием мазута марки М100 – 140⁰С, М200 – 160⁰С, что соответствует вязкости мазута 1,5…2,0⁰ВУ. Для паромеханических и маломощных пневматических форсунок подогрев мазута производится до 120…130⁰С. При высоких температурах (выше 150⁰С) начинается коксование мазута на стенах труб подогревателей. Слой кокса замедляет подогрев мазута, а его частицы, попадая в форсунки, выводят их из строя, забивая отверстия для выпуска мазута.

Внутри котельной мазутопровод разветвляется для подачи мазута на каждый котел. Перед форсунками котлов устанавливается запорная, регулирующая и предохранительная арматура. В качестве запорных устройств применяются вентили и задвижки с электроприводом для дистанционного управления с теплового щита. Для регулирования расхода мазута применяются автоматические регуляторы. Они изменяют подачу мазута к форсункам в зависимости от нагрузки на котел. Для предотвращения аварийной ситуации каждый котел оборудуется автоматикой безопасности. Она автоматически прекращает подачу топлива (газа, мазута) к горелкам (форсункам) при недопустимом отклонении от нормы контролируемых параметров на котле (давление мазута и воздуха, разряжение в топке, уровень воды в барабане, наличие факела и т.д.). Параметры контролируются датчиками, которые при недопустимом отклонении параметров посылают сигналы на исполнительный механизм. В качестве исполнительного механизма автоматики безопасности перед форсунками устанавливается клапан-отсекатель электромагнитный. По сигналу датчиков он автоматически прекращает подачу мазута.

Дата добавления: 2015-08-09