3. Загрязненные, замасленные конденсаты

Очистка обычно горячих (до 100 °С) загрязненных нефтепродуктами станционных или внешних конденсатов проводится по следующей основной схеме: отстаивание — улавливание плавающих и тонущих загрязнений в сборных баках, нефтеловушках, баках-отстой­никах; флотация во флотаторах (ЦНИИ МПС) с применением А1(ОН)₃ только в случаях высокой дисперсности нефтепродуктов (конденсаты после паровых прессов, молотов, машин и др.); фильтрация через осветлительные, мелкозернистые фильтры, загруженные термически, хи­мически и механически стойкими материалами (диаметр зерен 0,3— 1,5 мм) - антрацитом, термоантрацитом, пековым коксом, магнетитом, прокатной окалиной, сульфоуглем, хуже кварцем.

Если конденсат, профильтрованный через осветлительные фильтры и содержащий 3—5 мг/л нефтепродуктов, нуждается в умягчений или - обессоливании, то его направляют на известково-коагуляционную предочистку, где он доочищается совместно с исходной водой. Если про­фильтрованный конденсат с содержанием нефтепродуктов 3—5 мг/л не

нуждается в умягчении или обессоливании, то его для дополнительного обезмасливания направляют на сорбционные фильтры, загруженные активированным углем, где он очищается от нефтепродуктов до содер­жания менее 1,0 мг/л.

При отсутствии предочистки конденсат после сорбционных фильтров для умягчения или обессоливания должен направляться на Na-катионитные или обессоливающие Н—ОН - ионитные фильтры или на ФСД.

При обезмасливании на зернистых осветлительных фильтрах кон­денсат попутно освобождается и от взвешенных примесей — сальнико­вой набивки, окислов железа и других продуктов коррозии. Очищенные конденсаты после осветлительных фильтров, если их нельзя направить для дальнейшей очистки и питания котлов, можно подавать для пита­ния испарителей или в оборотные системы. Неочищенные замасленные конденсаты можно сбрасывать в систему ГЗУ и на установки для очи­стки обмывочных вод РВП после отделения ванадиевого шлама.

Загрязненные нефтепродуктами конденсаты от внешних потребите­лей пара должны проходить очистку от нефтепродуктов у потребите­лей, а на ТЭС только умягчаться, обессоливаться или направляться на предочистку.

Для улавливания «залповых» загрязнений конденсата и выравнива­ния производительности перед очистными сооружениями должны уста­навливаться приемные баки, рассчитанные на пребывание в них кон­денсата в течение 2—3 ч. Из приемных баков частично обезмасленный конденсат должен самотеком (во избежание измельчения капель) посту­пать в нефтеловушку, где происходит вторичное всплывание легких нефтепродуктов и оседание тяжелых (мазут). Схема радиальной нефтеловушки - маслоотстойника изображена на рис. 1.7, а радиального флотато­ра—на рис. 1.8. Как всплывшие, так не осевшие загрязнения передвигают­ся к центру бака-ловушки скребка­ми, отводятся и сжигаются. Частич­но обезмасленный конденсат (10— 15 мг/л) поступает в приемный

резервуар, а из него насосом подается на осветлительиые фильтры и, если нужно, под напором того же насоса в сорбционные и ионитные фильтры. Возможно применение нефтеловушек и флотаторов прямоугольной формы (рис. 1.9).

Рис. 1.7 Отстойник-ловушка для конденсата коксохимиче­ского производства конструк­ции Гипрококс

1 — вход грязного конденсата; 2 — гребки для масла; 3—коль­цевой затвор для всплывшего мас­ла; 4 — сборный желоб для отстоенного конденсата; 5 —сборный желоб для масла (у<1): 5—плен­ка масла; 7 — скребки для смолы (У>1); 8 —приямок для смолы; 9 — паровая рубашка; 10 — подвод па­ра; /Г—откачка смолы; 12—перио­дический слив масла; 13 — отвод отстоенного конденсата; 14—тепло­вая изоляция

Рис. 1.8 Радиальный флотатор:

1 — подвод конденсата, насыщенного воздухом; 2 — отвод очищенного конденсата; 3—отвод масляной пены с водой; 4—отвод шлама; 5 — распределительное уст­ройство; 6 — приводная станция — редуктор для гребков; 7—гребки; 8 — прием­ная труба для масляной пены; 9 — подвод пара для разжижения и отделения масла от воды в приемной трубе

На конденсатоочистке постоянно должен быть запас фильтрующих ма­териалов для загрузки хотя бы одно­го осветлительного и одного сорбци­онного фильтров. Конденсат должен, возможно, меньше соприкасаться с воздухом (кроме флотаторов). В ре­зервуары и отстойники конденсат должен подводиться снизу под по­верхность во избежание или уменьшения продолжительности контакта его с воздухом. С этой же целью не следует полностью удалять масляную пленку-слой с конденсата в отстойниках-ловушках (допустимая толщина слоя до 100 мм).

Во все резервуары и отстойники должен быть подведен пар для создания защитной паровой подушки. При температуре конденсата более 85 °С паровая подушка создается за счет самоиспарения.

Промывка как осветлительных, так и сорбционных фильтров от за­держанных масел и взвеси должна проводиться сначала путем кипяче­ния материала в фильтре в растворе щелочи (0,1—0,2% NaOH) в течение 1—2 ч с последующими промывками горячей водой, продувкой па­ром снизу и завершающей промывкой материала горячей умягченной водой снизу, а затем сверху до полного осветления выходящей из филь­тра воды-конденсата. Регенерация ионитных фильтров для умягчения, обессоливания конденсата проводится так же, как фильтров 2-й сту­пени.

При прогрессирующем обрастании зернистой загрузки фильтров для обезжелезивания конденсата (не обезмасливания) окислами желе­за фильтрующий материал вытесняют водой в фильтр для гидропере­грузки или

бак, где его обрабатывают серной или лучше соляной кис­лотой для растворения окислов железа. После обработки кислотой ма­териал промывают водой и снова загружают в фильтр. При передаче загрязненного материала из фильтра в бак пульпу пропускают через ультразвуковой аппарат для улучшения отделения окислов железа от зерен фильтрующего материала. Бак или фильтр гид­роперегрузки должны быть защищены от коррозии.

Рис. 1.9 Прямоугольный флотатор ЦНИИ МПС-5, ЦНИИ МПС-10:

1 — приемный бак - усреднитель; 2 — приемный клапан; 3 — сборный желоб - карман для всплывшего масла; 4 — насос; В — бак для коагулянта (эмульсия Al(OH)s); 6 — подвод коагулянта в обрабатываемый конденсат; 7 — флотатор; 8 — труба - цик­лон; 9 — трубы для подвода воды, насыщенной воздухом; 10 — регулирующие дроссельные шайбы; II — приемный карман для очищенного конденсата; 12 — скребковый транспортер для масляной пены; 13 — приемный карман для масляной пены; 14 — насос; 15 — эжектор для подсоса воздуха; 16 — напорный бачок для растворения воздуха и выделения его избытка; 17 — насос очищенного конденса­та; 13 — подвод сжатого воздуха; 18а — подвод замасленного конденсата; 19 — слив масла; 20 — выпуск осадка; 21 — ведро;

22 — подача очищенного конденсата на механические фильтры; 24 — слой масла (пены)

В случае необходимости вскрытия ионитного фильтра и перегрузки фильтрующего материала следует вытеснять горячий конденсат из фильтра снизу вверх в канализацию или баки-сборники неочищенного конденсата, постепенно понижая температуру подаваемой воды на 1,5—2°С в минуту во избежание растрескивания, измельчения зерен материала — ионита. Это в первую очередь необходимо для синтетиче­ских ионитов КУ-2, АВ-17 и др.

Температуру воды снижают до 25— 30 °С, после чего ее спускают из фильтра и вскрывают лазы.

Для улучшения отделения масел и смол целесообразно в конден­сат (перед подачей его в отстойники-флотаторы) вводить суспензию А1(ОН)₃, а также флокулянты (полиакриламид ПАА, ВА и др.).

Пленка из Al(OH)_s или целлюлозы, создаваемая на поверхности фильтрующего материала осветлительных фильтров, задерживает взвесь эмульгированных смол или масел лучше, чем обычная зернистая за­грузка.

Все оборудование конденсатоочисток дожно быть защищено от кор­розии термостойкими покрытиями; дренажные системы фильтров долж­ны быть трубчато - щелевыми из нержавеющей стали. Конденсатоочистительные установки должны быть при температуре конденсата более 45 °С теплоизолированы и оснащены всеми необходимыми контрольно- измерительными приборами: термометрами, манометрами, расходомера­ми, уровнемерами, солемерами, холодильниками с подво­дящими трассами и змеевиками из трубок нержавеющей стали.

Канализация должна быть закрытая с вестовой трубой вне здания и подачей холодной технической воды для конденсации пара и охлаж­дения сбрасываемых горячих растворов, промывочной воды или кон­денсата.

Замасленный пар от поршневых, паровых машин, прессов, молотов и его

конденсат очищают сначала у потребителя. Пар отделяется от влаги и масел в механических пароочистителях (цепных, отбойных или встроенных в

трубопроводы «карманах» -ловушках) и затем в паропромывателях, куда для улучшения отделения масел вводится суспензия гидрата окиси алюминия. Конденсат такого обезмасленного пара про­ходит дальнейшую очистку в приемных резервуарах, в отстойниках - ло­вушках (флотаторах), а затем на осветлительных зернистых фильтрах, наконец, в случае необходимости в сорбционных фильтрах, загру­женных активированным углем или пековым коксом. Замену замаслен­ного активированного угля или пекового кокса рекомендуется проводить послойно: верхний, наиболее замасленный слой удалять и сжигать, ниж­ний, мало загрязненный выгружать и на его место в фильтре загру­жать свежий уголь, а поверх него вновь загружать выгруженный из фильтра нижний, частично замасленный слой угля с целью донасыщения его маслом.

При полном обеспечении котлов ТЭС чистыми или очищенными станционными конденсатами, очистка которых более надежна и проста, а также дистиллятом испарителей или обессоленной водой очищенные производственные конденсаты следует направлять менее требователь­ным потребителям, пар которых не перегревается и не расходуете» в турбинах с конденсаторами или в теплообменниках с трубками из медных сплавов, что позволяет упростить очистку конденсата.

Системы пароснабжения. Схемы сбора и возврата промышленного конденсата

Абонентские установки для возврата конденсата состоят из конденсатоотводчиков, сборников конденсата, конденсатных насосов и трубопроводов.

Допустимая норма растворенного кислорода в перекачиваемом конденсате, при которой не происходит коррозии стальных конденсатопроводов, составляет 0,1 мг/л. Особенно активно происходит цикл коррозии при наличии в конденсате, кроме кислорода, еще и углекислоты.

Помимо разрушения трубопроводов, коррозия увеличивает их гидравлическое сопротивление вследствие роста шероховатости стенок и уменьшения поперечного сечения трубопроводов. Продукты коррозии, образующиеся на внутренней поверхности конденсатопроводов, смываются и уносятся конденсатом, что приводит в результате к затруднениям в эксплуатации котельного оборудования. В конденсатных системах наблюдается, как язвенная коррозия, так и равномерная. Особенно опасна язвенная коррозия вследствие образования сквозных свищей, выводящих трубопровод из строя в короткое время.

Язвенная коррозия возникает в условиях отсутствия движения конденсата по трубопроводу. Для ее предупреждения необходимо непрерывно откачивать конденсат. Кислородная коррозия конденсатопроводов устраняется применением закрытых конденсатосборных установок, в которых конденсат находится под избыточным (выше атмосферного) давлением паровой подушки и не имеет контакта с атмосферным воздухом. При эксплуатации открытых систем температуру возвращаемого конденсата необходимо поддерживать на уровне 95-100 С. Чем выше температура конденсата, тем ниже в нем растворенного кислорода и тем долговечнее система. Для протекции конденсата от аэрации с поверхности открытых конденсатных баков применяют сталестружечный затвор с поплавком.

Отвод конденсата из пароприемников и трубопроводов

Нагревание той или иной среды паром возможно двумя путями: или непосредственным контактом (смешением) пара с нагреваемой средой, или пропусканием пара через поверхностные нагреватели. В первом случае пар отдает часть содержащегося в нем тепла, и происходит его полная конденсация, причем, конденсат остается вместе с нагреваемым веществом. Во втором случае тепло пара передается нагреваемой среде через разделяющую стенку, а пар, соприкасаясь с более холодной стенкой и остывая, конденсируется.

Если имеет место некоторое накопление конденсата в нагревательных элементах, то конденсат отдает часть своего тепла через стенку нагревательного элемента нагреваемому веществу, и температура конденсата становится ниже температуры насыщенного пара, значит имеет место, так называемое, переохлаждение конденсата. Заполнение конденсатом части нагревательных элементов теплоиспользующей установки уменьшает активную поверхность нагрева и ведет к снижению производительности установки. В большинстве случаев выгодно не допускать переохлаждение конденсата, а отводить его при температуре насыщения.

Отвод из теплоиспользующих установок и нагревательных приборов без пропуска вместе с ним пара достигается при помощи специальных устройств, называемых конденсатоотводчиками.

Нарушение нормальной работы конденсатоотводчиков может привести к большим потерям тепла или чрезмерному скоплению конденсата в нагревательной камере, в результате чего может произойти нарушение работы аппарата и в некоторых случаях гидравлические удары.

Насыщенный водяной пар при выходе из паровых котлов содержит в себе некоторое количество воды. При нормальной работе котла влажность такого пара составляет 1 - 4% и значительно возрастает, если вода в котле имеет загрязнения. Для уменьшения конденсации пара при его транспортировке от котельной до потребителя пар в котле слегка перегревается. При подаче пара от ТЭЦ пар перегретый.

При повышенной конденсации пара в трубопроводе патрубки для отвода конденсата устанавливаются более часто. Паропроводы, во избежание большой конденсации, изолируются, то есть покрываются материалом, плохо проводящим тепло. Постоянные дренажи снабжаются конденсатоотводчиками, конденсат из них собирается для использования. Временные (пусковые) дренажи служат при пуске паропровода и устраиваются в тех местах, где конденсат может скопиться только после остановки паропровода. Такими местами являются нижние точки паропровода, места подъема, а так же участки перед задвижками и вентилями в случае прогрева паропровода участками.

Временный дренаж осуществляется самостоятельными трубопроводами, а конденсатоотводчик на нем не ставят. Временные дренажи отключают, как только давление при прогреве паропровода поднимается до рабочего.

Конденсатоотводчики

Конденсатоотводчики применяются для автоматического бесшумного удаления конденсата с одновременным запиранием пара. Значение конденсатоотводчиков весьма велико. Потери пара только при неудачной конструкции конденсатоотводчиков и неправильной эксплуатации составляют 25% количества потребляемого пара.

Существуют различные способы отвода конденсата и разнообразные конструкции конденсатоотводчиков. По принципу действия конденсатоотводчики делятся на три вида:

• с гидравлическим затвором (сифоны);

• с гидравлическим сопротивлением (подпорные шайбы);

• с механическим затвором (поплавковые).

Наиболее простым является отвод конденсата посредством гидравлического затвора.

Недостатками гидравлических затворов являются: пропуск несконденсировавшегося пара, выброс конденсата при повышении давления пара в теплообменном аппарате и большая высота. Для устранения этого недостатка применяют батарею затворов, соединенных друг с другом последовательно.

Отводчики конденсата с механическим затвором разделяются по принципу действия на следующие группы:

• поплавковые, основанные на разности удельных весов конденсата и пара, могут быть с открытым или закрытым поплавком;

• термостатические, основанные на расширении тел от нагревания;

• мембранные.

Термостатические конденсатоотводчики применяют для отвода охлажденного конденсата.

Конденсатоотводчики с механическим затвором часто называют конденсационными горшками. Конденсатоотводчики с закрытым поплавком применяются при давлении свыше 10 МПа и выпускаются с производительностью до 18м³/ч.

Мембранный конденсатоотводчик состоит из двух полостей разделенных м. собой металлической мембраной и соединенных каналом.

Схемы установки конденсатоотводчиков

Рациональные схемы конденсатоотводчиков позволяют выбрать стандартное оборудование, упрощают изготовление и монтаж, снижают потери пара.

При выборе схемы необходимо иметь в виду то, что парозапорные вентили на обводах и при отводчиках, и обратные клапаны при них с течением времени изнашиваются и становятся источником потери пара, поэтому применение их должно быть ограничено только необходимыми случаями.

Трубопровод, отводящий конденсат, уловленный дренажным патрубком, прокладывается с уклоном в сторону отводчика. После отводчика дренажный трубопровод может прокладываться с подъемом, не превышающим 50 - 75% высоты водяного столба, соответствующего давлению в паропроводе.

Конденсатоотводчики, устанавливаемые в местах дренажа и осушки коллекторов-распределителей пара, должны обеспечивать автоматичность работы, как в отношении отвода конденсата, так и выпуска воздуха, непрерывность работы и безотказность действия. Кроме того, они должны быть доступны для контроля и очистки от загрязнений без снятия с трубопровода.

Особенностью установки отводчиков при небольших отопительных агрегатах и местных нагревательных приборах является принцип. возможность упрощения их схем, так как при необходимости его ремонта можно выключить эти аппараты, закрыв вентили со стороны входа пара.