2 Характеристика парогенератора е-160-24 с описанием технологических защит

2.1 Назначение, конструкция и работа парогенератора е-160-2,4-250

Паровые котлы типа Е-160-2,4-250 (модель ТПЕ-186) с естественной циркуляцией предназначены для получения перегретого пара при сжигании природного газа, мазута [1].

Гарантийные номинальные значения основных параметров следующие:

- паропроизводительность по перегретому пару, т/ч – 160;

- температура перегретого пара, ⁰С – 250;

- давление перегретого пара на выходе из котла, МПа – 2,4;

- рабочее давление в барабане, МПа – 3,2;

- температура питательной воды, ⁰С – 104;

- гарантийный кпд котлов, % приблизительно – 90.

Паровой котел состоит из одного корпуса, выполненного по П-образной компоновке. Котел газоплотный, с уравновешенной тягой. Котел имеет один самостоятельный поток по водяному тракту и один самостоятельный поток по паровому тракту. Котел оборудован топочными устройствами для сжигания природного газа.

Топочная камера имеет призматическую форму с размерами в свету 9200 7440 мм.

Стены топочной камеры экранированы газоплотными панелями, выполненными из труб диаметром 60 4 мм (сталь 20) с шагом 80 мм. Между трубами вварены полосы сечением 6 20 мм (сталь 20).

В нижней части топки трубы фронтового и заднего экранов образуют “холодную” воронку. Угол наклона труб “холодной” воронки - 35⁰.

Панели с коллекторами образуют блоки. Нижние (входные) коллекторы имеют диаметр 219 16 мм, верхние (выходные)- диаметр 219 20 мм.

Фронтовой экран имеет ширину по осям труб 9040 мм и состоит из пяти блоков. Панель среднего блока включает в себя тридцать четыре трубы, в панелях четырех крайних блоков - по двадцать труб. Фронтовой экран имеет разводки труб под обдувочные аппараты, гляделки, а крайние блоки (первый и пятый) имеют разводки под лазы.

Задний экран также состоит из пяти блоков. Панели среднего блока тридцать четыре трубы, в панелях четырех крайних блоков - по двадцать труб. Блоки заднего экрана имеют разводки под два обдувочных аппарата, а в верхней части трубы имеют разводки для прохода испарительных ширм.

Трубы панели над участком с разводкой под испарительные ширмы и под этим участком скреплены гребенками. Из верхних коллекторов заднего экрана пар отводится в барабан одиннадцатью трубами диаметром 133 6 мм, которые проходят через обогреваемую часть котла (на границе топочной камеры и переходного газохода). В крайних панелях фронтового и заднего экранах (на стыке двух панелей) выполнены разводки под амбразуры горелок на отметки 12 м. Амбразура горелки выполнена разводкой шести труб (по три трубы двух соседних панелей). Трубы, образующие амбразуры, имеют шипы из прутков диаметром 12 мм, длиной 18 мм из стали 12ХIМФ.

Каждый боковой экран состоит из трех блоков. Панели двух крайних блоков состоят из тридцати двух труб, средняя панель- из тридцати труб. Боковой экран имеет разводки под гляделки, обдувочные аппараты, измерительные приборы, а также под лазы.

В местах разводок труб на блоках всех экранов установлены уплотнительные короба.

Барабан изготовлен из стали 20К, внутренний диаметр которого 1500 мм, толщина стенки 36 мм, длина цилиндрической части барабана 13000 мм.

Барабан установлен на двух роликовых опорах, обеспечивающих его свободное удлинение при нагреве.

Трубная система котла приваривается к имеющимся на барабане штуцерам.

Пароводяная смесь из экранов по пароотводящим трубам поступает в два предвключенных объема барабана, образованных вертикальными жалюзийно-дроссельными блоками и боковыми образующими барабана.

В жалюзийно-дроссильных блока происходит предварительная сепарация пара. Пар, отделившись от воды, поступает в активную часть парового объема барабана. Сюда же подается пар из выносных циклонов второй ступени испарения. Далее пар через потолочный жалюзийный сепаратор, где происходит более тонкая осушка его, и через дырчатый лист направляется в пароперепускные трубы. Дырчатый лист имеет отверстия диаметром 6 мм и предназначен для равномерного распределения пара по пароперепускным трубам. Вода из предвключенных объемов через гидрозатворы поступает в водяной объем барабана, куда по четырем трубам, включенным в общую питательную трубу, подается вода из водяного экономайзера. Общая питательная труба с отверстиями диаметром 10 мм расположена в нижней части барабана.

Для обработки котловой воды фосфатами в нижней части барабана имеется коллектор с отверстиями, через который фосфаты вводятся в барабан. К коллектору фосфаты поступают по трубе диаметром 25 2,2 мм.

Для предупреждения перепитки котла в барабане установлена труба аварийного слива, позволяющая сбрасывать излишнее количество воды, но не ниже среднего уровня.

Средний уровень воды в барабане на 100 мм ниже геометрической оси барабана. На водоуказательных приборах этот уровень принят за нулевой. Верхний и нижний рабочие уровни находятся соответственно выше и ниже среднего на 50 мм.

На выходе из топки перед поворотным газоходом расположены шестнадцать испарительных ширм с переменным поперечным шагом 500 и 510 мм. Каждая ширма состоит из двадцати одной трубы диаметром 42 3,5 мм, входного и выходного коллекторов диаметром 159 15 мм. Шаг между трубами в ширмах 60 мм.

Ширмы подразделяются на десять крайних (по пять с каждой стороны) и шесть средних. Входные коллекторы ширм вертикальны и объединены двумя горизонтальными коллекторами диаметром 219 16 мм. Эти коллекторы являются раздающими, к ним подводится питательная вода из выносных циклонов. Выходные коллекторы ширм объединены четырьмя коллекторами диаметром 325 14 мм. Два коллектора объединяют десять крайних ширм (по пять ширм на коллектор) и два-шесть средних (по три ширмы на коллектор). Верхние коллекторы связаны с нижними трубами рециркуляции. Материал труб и коллекторов - сталь 20. В нижней части ширмы имеют изгиб 30⁰ и проходят через разведенные трубы заднего экрана топочной камеры. Между трубами ширм вварен один ряд прутков диаметром 20 мм и длиной 50 мм для придания жесткости панели.

Ширмы подвешены к верхней несущей балке каркаса котла, внизу неподвижно закреплены и свободное их расширение происходит вверх. Участки прохода ширм через разводки заднего экрана и потолочного пароперегревателя утоплены специальными коробами.

Потолочный пароперегреватель расположен на отметки 26500 мм и состоит из шести панелей, выполненных из труб диаметром 60 4 мм, с шагом между ними S=80 мм.

Материал труб – сталь 20. Часть пароперегревателя, расположенная над топкой, выполнена газоплотной за счет варки между трубами полос размером 20 6 мм из стали 20. Все панели в этой части сварены между собой и имеют разводки для прохода шестнадцати испарительных ширм и десяти пароотводящих труб заднего экрана. В местах разводок на панелях смонтированы уплотнительные короба.

Часть панелей потолочного пароперегревателя, расположенная над конвективной шахтой, имеет разводки труб для прохода узлов установки дробеочистки. Места разводок уплотнены коробами.

Движение пара в пароперегревателе смешанное. Пар из барабана шестью трубами диаметром 133 6 мм поступает в два входных коллектора пароперегревателя диаметром 219 16 мм.

Панели пароперегревателя межтрубными полосами крепятся к специальным двутавровым балкам, которые подвешиваются к основным несущим балкам котла. В негазоплотных частях панелей на участках крепления между трубами блоков вварены полосы длиной 380 мм.

Конвективный пароперегреватель для котла ТПЕ-186 состоит из четырех блоков. Блоки собраны из двухходовых змеевиков. В левом блоке пятнадцать рядов змеевиков из труб диаметром 42 3,5 мм, сталь 20, в остальных блоках по четырнадцать рядов змеевиков с шагом между ними S=160 мм. Расположение змеевиков коридорное. Каждый блок имеет два коллектора диаметром 219 16 мм, сталь 20. Пакеты в блоке скреплены внизу дистанционными планками.

Движение пара в пароперегревателях противоточное. Во входные коллекторы пар поступает по шести трубам диаметром 133 6 мм из потолочного пароперегревателя. Из выходных коллекторов пар шестью трубами диаметром 133 6 мм подается в паросборную камеру диаметром 325 14 мм. На паросборном коллекторе установлены предохранительные клапаны и главная паровая задвижка.

Регулирование температуры перегретого пара производится впрыском в пароохладитель питательной воды.

Впрыскивающий пароохладитель представляет собой коллектор диаметром 325 15 мм, в котором размещены труба Вентури, цилиндрическая защитная рубашка и впрыскивающее устройство. Все детали пароохладителя выполнены из стали 20.

Питательная вода с температурой 104 ⁰С подается через впрыскивающее устройство в самом узком сечении трубы Вентури. Стенки пароохладителя предохраняются от воды защитной рубашкой.

Впрыскивающее устройство выполнено из трубы диаметром 60 4 мм. К концу этой трубы приварена форсунка с двадцатью пятью отверстиями диаметром 4 мм для распыла охлаждающей воды.

Двухступенчатый водяной экономайзер расположен в опускном газоходе котла в рассечку с трубами воздухоподогревателем и состоит из восьми блоков.

Первая по ходу воды ступень водяного экономайзера образована четырьмя блоками и по высоте делится на две части с разъемом между ними 1350 мм для удобства обслуживания и ремонта экономайзера.

Каждая часть состоит из двух блоков. Каждый блок верхней и нижней части первой ступени водяного экономайзера имеет два коллектора диаметром 219 16 мм и тридцать девять двухзаходных пакетов из змеевиков диаметром 28 4мм.

Вторая ступень водяного экономайзера также по высоте делится на две части с разъемом 1100 мм. В нижней и верхней частях по два блока. Каждый блок имеет два коллектора диаметром 219 16 мм и также тридцать девять двухзаходных пакетов змеевиков из труб диаметром 28,4 мм.

Коллекторы и змеевики всех блоков водяного экономайзера выполнены из стали 20. Расположение змеевиков шахматное, параллельное фронту котла.

Все коллекторы водяного экономайзера опираются на подвижные опоры, установленные на балках котла.

Таким образом вес водяного экономайзера передается на каркас котла и обеспечивается его тепловое расширение. В местах прохода коллекторов водяного экономайзера через обмуровку предусмотрены уплотнительные короба.

Крепление змеевиков в блоках осуществляется с помощью стоек, вторые в свою очередь крепятся к коллекторам.

Питательная вода подводится к котлу через узел питания, который включает в себя основную питательную линию с запорной и регулирующей арматурой условным диаметром Ду 200 и байпасную линию с запорным вентилем и регулирующим клапаном условным диаметром Ду 80.Байпасная линия предназначена для заполнения котла водой и для питания его при растопочных режимах и пониженных нагрузках. Между узлом питания и котлом установлены обратный клапан и задвижка

После узла питания питательная вода поступает в промежуточный коллектор диаметром 219 16 мм (сталь 20), откуда по четырем трубам диаметром 133 6 мм подается во входные коллекторы водяного экономайзера. Пройдя противотоком водяной экономайзер, вода по четырем трубам диаметром 133 6 мм направляется в барабан котла.

Из барабана котла пар по шести перепускным трубам диаметром 133 6 мм (сталь 20) направляется в потолочный пароперегреватель, после которого по шести трубам диаметром 133 6 мм поступает во входные коллекторы конвективного пароперегревателя.

Пройдя противотоком змеевики конвективного пароперегревателя, пар из выходных коллекторов по шести трубам диаметром 133 6 мм (сталь 20) направляется а паросборный коллектор диаметром 325 14 мм (сталь 20). На паросборном коллекторе установлены предохранительные клапаны главная паровая задвижка.

Трубчатый воздухоподогреватель (ТВП) расположен в конвективной шахте и представляет собой теплообменник для подогрева воздуха за счет тепла уходящих газов.

Воздухоподогреватель выполнен трехходовым по воздуху и одноходовым по газу. Перепуск воздуха осуществляется внешним коробами. Дымовые газы движутся внутри труб воздухоподогревателя, воздух проходит в межтрубном пространстве в горизонтальном направлении.

Первая ступень воздухоподогревателя (по ходу воздуха) является двухходовой и состоит из двух частей с разъемом между ними ~1000 мм. В каждую часть включены два куба и четыре секции. Кубы и секции первой ступени воздухоподогревателя выполнены из труб диаметром 40 1,6 мм (сталь углеродистая), расположенных в шахматном порядке с шагом 60 и 42 мм.

Вторая ступень воздухоподогревателя одноходовая, образована двумя кубами и четырьмя секциями, выполненными из труб диаметром 51 1,5 мм (сталь углеродистая). Трубы расположены в шахматном порядке с шагами 73 и 49 мм. Концы труб приварены к трубам доскам, нижними трубами досками кубы и секции опираются на каркас котла. Для создания газовой плотности и компенсации температурных коробах установлены компенсаторы. На входе в трубы торой ступени и трубы верхних секций и кубов первой ступени воздухоподогревателя установлены защитные насадки.