Слив мазута под избыточным давлением

Осуществляется паром или сжатым воздухом. Для создания давления на люк клапана цистерны герметично устанавливают съемную крышку, на которой имеются патрубки для подвода пара или воздуха, для манометра и предохранительных клапа­нов. На крышке имеется патрубок для подведения пара к подо­гревателю для ускорения слива и зачистки цистерн.

При сливе мазута с вязкостью 0,4 см²/с из цистерны вмести­мостью 50 м³ через сливной патрубок диаметром d =200 мм при приведенной длине сливного прибора l / d =3 и избыточном дав­лении 0,1 МПа время слива сокращается на 52 % по сравнению со сливом при отсутствии давления [7]. Чем выше вязкость, тем больше разница во времени слива. Однако с ростом вязкости увеличивается остаток у торцов цистерн. Большое сокращение времени достигается применением способа с паровым подогре­вом сливного патрубка. Остатки, однако, в цистерне остаются такими же. Наибольший эффект способа достигается с приме­нением цистерн с паровой рубашкой. В этом случае остатки от­сутствуют и зачистка цистерн не нужна. Широкому применению этого способа способствует наличие на всех выпускаемых цистернах герметичного люка и сливного устройства. Кроме того, цистерны оборудуются двумя предохранительными клапанами: один—на избыточное давление 0,15 МПа, другой — на разре­жение 0,02 МПа.

По сливным желобам мазут самотеком поступает в прием­ные резервуары — подземные железобетонные емкости. Перед каждым приемным резервуаром устанавливается подъемный фильтр-сетка и сооружается огнепреградительный гидрозатвор. Приемные резервуары оборудуются паровыми подогрева­телями, поддерживающими температуру мазута в них не ниже 70 ^oС. На приемных резервуарах устанавливают погружные нефтяные насосы для перекачки мазута в основные резервуары мазутохранилища (не менее двух насосов на одну емкость).

Для ТЭС вместимость приемных резервуаров должна быть не меньше 20 % вместимости всех одновременно сливаемых цистерн. Для котельных с паровыми, водогрейными и пароводо-грейными котлами с давлением пара не более 4 МПа и темпе­ратурой воды не более 200 °С вместимость приемных резер­вуаров для мазута, доставляемого по железной дороге, должна обеспечивать прием топлива в течение 30 мин при аварийной ос­тановке перекачивающих насосов. Расчет вместимости резер­вуара производится исходя из нормативного времени слива в летний период.

В типовых проектах мазутохозяйства мощных ГРЭС преду­смотрено сооружение двух цилиндрических железобетонных ре­зервуаров сборной конструкции диаметром 13 м и вмести­мостью по 600 м³. Каждый резервуар оборудован восемью сек­ционными паровыми подогревателями с поверхностью нагрева по б м². Конденсат от подогревателей, так же как и от паровых спутников лотков, отводится в барботер. Общая вместимость приемных резервуаров, приемных и раздающих лотков ГРЭС мощностью 2400 МВт составляет 1900 м³, а время наполнения их при остановке перекачивающих насосов составляет около 2 ч. Мазутное хозяйство промышленных ТЭЦ оборудуется одним железобетонным резервуаром сборной конструкции вмести­мостью 200 м³ (диаметром 9,5 м, высотой 3 м). Применяют также прямоугольные железобетонные резервуары. Промышлен­ные котельные, сжигающие мазут как основное топливо, обору­дуются одним приемным баком вместимостью 25 м³ при рас­ходе мазута 0,9 кг/с и 50 м³, 75 м³ при расходах 0,9—1,7 кг/с и свыше 1,7 кг/с соответственно. При сжигании мазута в про­мышленных котельных в качестве резервного топлива устанав­ливают один бак вместимостью 25 м³. В отопительных котель­ных устанавливают один бак вместимостью 25 м³, если мощность котельной менее 30 МВт, при большей мощности — вместимостью 50 м³.

 

 

 МАЗУТНОЕ ХОЗЯЙСТВО

 

Мазутные хозяйства подразделяются на основные и растопочные. Основное мазутное хозяйство предназначено для работы ТЭС или котельной только на мазуте, мазуте и газе или мазуте в качестве резервного топлива. Растопочные мазутные хозяйства применяются для котлов, работающих на твердых топливах (пылеугольных), для растопки котлов и подсвечивания факела в топке; они применяются только на ТЭС.

Схемы мазутного хозяйства, зависящие от давления топлива перед форсунками котлов, подразделяются на двухступенчатые — с насосами и мазутонасосной первого и второго подъема и одноступенчатые — с одной ступенью насосов. В двухступенчатых схемах прокачка мазута через котельную осуществляется насосами второго подъема. В задачу насосов первого подъема входит прокачка топлива из основных резервуаров через подогреватели и фильтры тонкой очистки на всас насосов второго подъема, а также подача топлива через рециркуляционную линию в основные резервуары. В одноступенчатых схемах прокачка топлива из основных резервуаров через фильтры тонкой очистки и подогреватели через котельную с рециркуляцией обратно в основные емкости осуществляется одной ступенью насосов.

Применяется также схема мазутопроводов с двухступенчатой мазутной насосной с выделенным контуром рециркуляции с насосами рециркуляции и прокачиванием мазута из основных резервуаров через подогреватели после рециркуляционных насосов обратно в основные емкости. Одноступенчатые схемы применяются в промышленных котельных и на ТЭС мощностью менее 250 МВт.

В состав мазутного хозяйства входят: приемно-сливные устройства; мазутохранилища (приемные и основные емкости); мазутонасосная (с насосами, подогревателями, фильтрами); паромазутопроводы; установки для приема, хранения и ввода жидких присадок; система пожаротушения.

 

Мазутохранилища

 

Для хранения необходимого количества мазута на электростанциях предусматриваются мазутохранилища с металлическими или железобетонными резервуарами вместимостью: для растопочных мазутохозяйств—1000, 2000 и 3000 м3 (по типовому проекту растопочного мазутохозяйства Теплоэлектропро-екта для мощных электростанций); для основных мазутохозяйств— 5000 (при подаче мазута по трубопроводам), 10 000, 20 000, 30 000, 50 000 и 100 000 м³. В промышленных котельных для основного или резервного топлива предусматривают железобетонные или стальные (с разрешения Госстроя СССР) ре­зервуары вместимостью 25, 50, 100, 200, 400 и 1000 м³.

Таблица 9.1 - ВМЕСТИМОСТЬ МАЗУТОХРАНИЛИЩ ТЭС [37]

 

Мазутоэсоэя йство	Вместимость хранилищ
Основное — для ТЭС на мазуте при доставке по железной дороге	На 15-суточный расход
Основное — для ТЭС на мазуте при подаче по трубопроводам	На 3-суточный расход
Для резервного топлива ТЭС, рабо­тающей на газе	На 10-суточный расход при полной мощности ТЭС
Для аварийного топлива ТЭС, рабо­тающей на газе	На 5-суточный расход при полной мощ­ности ТЭС
Основное — для пиковых водогрейных котлов	На 10-суточный расход, подсчитанный исходя из средней температуры за самый холодный месяц
Растопочное при общей производи­тельности парогенераторов менее 4000 т/ч	Три резервуара по 1000 м^3

 

 

Резервуары могут быть наземными или подземными. Обычно резервуары основных мазутохозяйств выполняют на­земными с обсыпкой или обвалованием грунтом. Резервуары располагают в виде отдельных групп; каждая группа резервуа­ров имеет общую обсыпку или обвалование грунтом. Резер­вуары растопочных мазутохозяйств обычно также выполняют наземными. Для наземных металлических резервуаров, уста­навливаемых в районах со средней годовой температурой на­ружного воздуха до 9 °С, должна предусматриваться тепловая изоляция из несгораемых материалов.

Вместимость мазутохранилищ для электростанций, у кото­рых мазут является основным, резервным или аварийным топ­ливом, принимается согласно данным табл. 9.1 [37]. Вмести­мость мазутохранилищ для промышленных котельных с давле­нием пара до 4 МПа и температурой воды до 200 °С принима­ется согласно данным табл. 1

 

Таблица 1  - ВМЕСТИМОСТЬ МАЗУТОХРАННЛНЩ ПРОМЫШЛЕННЫХ КОТЕЛЬНЫХ

 

Назначение я способ доставки топлива	Вместимость хранилищ
1. Основное н резервное, доставляемое по железной дороге	На 10-суточный расход
2. То же, доставляемое автомобиль­ным транспортом	На 5-суточный расход
3. Аварийное для котельных, работаю­щих на газе, доставляемое по желез­ной дороге или автомобильным транспортом	На 3-суточный расход
4. Основное, резервное и аварийное, доставляемое по трубопроводам	На 2-суточный расход
5. Растопочное для котельных мощ­ностью 116 МВт и менее	Два резервуара по 100 т
6. Растопочное для котельных мощ­ностью более 116 МВт	Два резервуара по 200 т

 

 

Для хранения основного, резервного и растопочного топ­лива предусматриваются не менее двух резервуаров. Для хра­нения аварийного топлива допускается установка одного ре­зервуара. Резервуары оборудуются устройствами для приема, подогрева и выдачи мазута, а также приборами для измере­ния уровня и отбора пробы. Каждая группа резервуаров имеет следующие общие линии: напорную от погружных на­сосов приемных емкостей, всасывающую линию основных на­сосов и линию рециркуляции от циркуляционных насосов или основных насосов. Рециркуляция способствует лучшему пере­мешиванию в резервуарах, а также подогреву его в емкостях. Отстой воды в емкостях не предусматривается.

Змеевиковые подогреватели в основных резервуарах уста­навливаются в непосредственной близости от заборных па­трубков основных и циркуляционных насосов. Перемешива­нию мазута в резервуарах мазутохранилища способствует также подача его от погружных насосов приемных емкостей в нижнюю часть резервуаров через сопла мазутоприемников. Для осмотров резервуаров на их перекрытиях устанавливают смотровые люки, там же устанавливается дыхательный кла­пан, предохранительный клапан и огнепреградитель.

 

Мазутонасосные

 

Для подготовки топлива к сжиганию (очистки его, подо­грева, создания необходимого давления) служат мазутонасос­ные, которые располагаются в отдельно стоящих одноэтажных зданиях. В зависимости от рабочего давления топлива перед форсунками горелок парогенераторов, а также способа рецир­куляции топлива мазутонасосные могут быть одноступенча­тыми (с одной ступенью насосов) и двухступенчатыми (с на­сосами первого и второго подъема) с насосами рециркуляции или без них.

В мазутонасосную ТЭС входят: насосное отделение, поме­щение щита управления, распределительный электрический щит, камеры трансформаторов, вентиляционные установки и бытовые помещения. В мазутонасосной на отметке 0,00 м рас­полагают насосы второго подъема и фильтры тонкой очистки, на заглубленной отметке 2,10 м — насосы первого подъема, циркуляционные насосы, насосы конденсатные, дренажные и загрязненных мазутом дренажей. Вне помещения мазутонасос­ной располагают: подогреватели мазута (основные и циркуля­ционные), фильтры очистки резервуаров, резервуары для сбора конденсата, расширитель, мазутоловушку, приямок дренажей и бак загрязненных мазутом дренажей. На ТЭС устанавлива­ются не менее трех насосов каждой ступени (в том числе один резервный), в мазутохозяйствах промышленных котельных — не менее двух (в том числе один резервный).

В насосной основного мазутохозяйства должно предусма­триваться резервное оборудование: по одному основному на­сосу первой и второй ступеней, один резервный подогреватель, один фильтр непрерывной очистки после основных подогрева­телей, по одному насосу и подогревателю циркуляционного по­догрева. Производительность насосов подачи топлива должна быть не менее 110% максимального расхода топлива при ра­боте всех котлов по циркуляционной схеме и не менее 100% — по тупиковой схеме.

Паромазутопроводы и конденсатопроводы размещаются на эстакадах или в каналах. Все мазутопроводы на открытом воздухе имеют паровые спутники с общей изоляцией. На мазутопроводах устанавливается только стальная арматура с не­ржавеющими уплотняющими поверхностями. Для разогрева В подогревателях, приемных емкостях и основных резер­вуарах, на ТЭС применяют пар с давлением 0,8—1,3 МПа и температурой 200—250 °С, в промышленных котельных — с давлением 0,6—1,0 МПа и температурой 160—250 °С, в ото­пительных котельных — с давлением 0,3—0,6 МПа и температурой 130—160 °С. На ТЭС конденсат пара под­вергается контролю, очищается и используется в цикле станции.

 

Таблица 2

 

СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ МАЗУТОНАСОСНОЙ МАЗУТНОГО ХОЗЯЙСТВА С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ   РЕЗЕРВУАРАМИ ВМЕСТИМОСТЬЮ 20 000 м^З ИЛИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМИ ВМЕСТИМОСТЬЮ 30 000 м^З

 

	Марка оборудования	Техническая	Коли-
Оборудование		характеристика	чество
Насос второго подъема с электродвигателем ВАО 500М-2	НК 200/370-5	180 м^3/ч, 3,90 МПа	5
Насос рециркуляции с электродвигателем ВАО 102-4	10НД-6Х I	420 м^3/ч, 0,52 МПа	2
Насос первого подъема с электродвигателем ВАО 3155-4У2-5	10НД-6Х 1	250 м^3/ч, 0,62 МПа	4
Конденсатный насос с электродвигателем ВАО 81-4	КС 125-55	90 м^3/ч, 0,5 МПа	2
Насос замазученных стоков с электродвигателем ВАО 62-2	2,5 Ф-6	50 м^3/ч, 0,52 МПа	2
Насос дренажный погружной с электродвигателем ВАО 62-4	12НА-9Х4	50 м^3/ч, 0,5 МПа	2
Подогреватель мазута основной	ПМ-10-120	120 м^3/ч	8
Подогреватель мазута рециркуляции	ПМ-10-120	120 м^3 /ч	5
Подогреватель мазута предвключенный	ПМ-10-120	240 м^3/ч	2
Фильтр тонкой очистки	ФМ-10-240	240 м^3/ч	10
Фильтр грубой очистки Бак сбора конденсата Расширитель Расширитель Вентилятор с электродвигате-	ФМ-10-400   ЦЧ-70	- Объем 300 м^3 Объем 0,65 м^3 Объем 7,5 м^3 18 250 м^3/ч	6 2    1    1    4
лем ВАО 52-6
Бак сбора замазученных стоков	Подземный желе­зобетонный	Объем 250 м^3	1
Бак сбора замазученных дренажей	Подземный железобетонный	Объем 65 м^3	1

При сжигании мазутов М40 и М100 температура его в ко­тельных отделениях ТЭС поддерживается на уровне- 120—135°С, что соответствует 2,5° ВУ, в промышленных котельных с использованием центробежных механических или паромеханических форсунок—на уровне 105—120°С, что соответствует 3,5° ВУ.

В мазутных хозяйствах ТЭС применяют нефтяные насосы: погружные (подача 600 м³/ч, давление 0,65 МПа), низкона­порные центробежные (500 м³/ч, 0,4—3,0 МПа), высоконапор­ные центробежные (120—200 м³/ч, 3,7—7,0 МПа).

Подогрев мазута, поступающего в котельное отделение, при давлении топлива до 1 МПа производят в подогревателях с поверхностью нагрева 200—400 м² и пропускной способно­стью 60—240 т/ч, при давлении топлива до 4 МПа — в подогре­вателях с поверхностью нагрева 30 и 100 м² и пропускной спо­собностью 15 и 30 т/ч. Примерный состав оборудования мазутонасосной ТЭС приведен в табл. 9.3.

В промышленных котельных в качестве циркуляционных насосов и насосов первого подъема используют шестеренчатые насосы типа Ш с подачей 9—18 м³/ч и давлением 0,6 МПа, в качестве насосов второго подъема используют насосы Ш с 0,9—5,8 м³/ч и 2,5 МПа и ЗВ (трехвинтовые) с 1—7 м³/ч, 2,5 и 4,0 МПа. Для подогрева топлива обычно используют подо­греватели ПМ-25-6.с поверхностью нагрева 11,6 м² и пропуск­ной способностью 6 м³/ч с рабочим давлением до 2,5 МПа.

 

 СХЕМЫ МАЗУТНОГО ХОЗЯЙСТВА

Циркуляционная схема

 

Применяется при использовании высоковязких мазутов, когда котельная работает постоянно на мазуте и кратковре­менно на газе (рис. 9.2). Мазут к насосам поступает из основ­ных емкостей. В схеме обязательна линия рециркуляции ма­зута из котельной в основную емкость и на всас насосов. Ли­ния рециркуляции (мазутопровод) меньше диаметром, чем прямой мазутопровод из мазутонасосной в котельную. На ре­циркуляцию подается около 15 % мазута от общего количества, поступающего в котельную.

Для учета расхода топлива необходима установка мазутомеров как на прямой линии, так и на обратной (циркуляцион­ной). Прямая и обратная линии изолируются вместе с паро­вой, поступающей на подогреватели мазутного хозяйства. Дав­ление в мазутопроводе котельной регулируется сливным клапаном 15 по давлению мазута в мазутопроводе. Недостат­ком циркуляционной схемы является неизбежность слива при регулировании всего обработанного и подогретого топлива в емкости, что может при определенных условиях вызвать перегрев топлива на всасе топливного насоса.

 

 

 

Рис. 9.2. Циркуляционная схема подачи жидкого топлива.

 

1 — цистерна; 2 — эстакада; 3 и 9 — мазутомеры; 4 — насос перекачивающий; 5 — фильтр грубой очистки; 6 — желоб сливной; 7— приемная емкость; 8— фильтр тон­кой очистки; 10 и 13 — подогреватели паровые; 11 — насос; 12 — фильтр грубой очи­стки; 14 — емкость основная; 15 — сливной клапан.

 

 

Тупиковая схема

 

Применяется при сжигании относительно маловязких мазу­тов, когда котельная работает на стабильных нагрузках, пре­вышающих средние (рис. 9.3). Топливо на насосы 3 поступает из расходной емкости 5. При установке расходной емкости в котельной она должна быть закрытой, объемом не более 5 м³. Не разрешается установка расходной емкости над котлами и экономайзерами. В схеме должна быть предусмотрена цирку­ляция мазута от напорного мазутопровода насосов к расход­ной емкости.

При работе котлов вентили на мазутопроводах за горел­ками котлов закрыты. При остановке котлов эти вентили от­крываются и включается в работу линия рециркуляции на расходную емкость. Мазут в расходную емкость, поступает из основных емкостей мазутохранилища.

 

 

Рис. 9.3. Тупиковая схема подачи жидкого топлива.

 

1 — фильтр тонкой очистки; 2 и 6 — подогреватели каровые; 3 — насос; 4 и 9 — фильтры грубой очистки; 5 — емкость расходная; 7 и 11 — мазутомеры; 8 — участок циркуля­ционный; 10 — подача топлива из основной емкости.

 

Расход топлива опреде­ляется мазутомером 11, В качестве мазутомеров могут при­меняться как счетчики ротационного типа, так и специальные сужающие устройства. Учет расхода топлива при тупиковой схеме более прост, чем при циркуляционной: учет ведется по одному мазутомеру перед котлами.