Противоаварийные устройства
- на трубопроводе насыщенного пара перед
задвижкой с условным диаметром 250 (первый
по ходу пара) установлена "свеча"
(трубопровод с условным диаметром 100 с
запорной арматурой, сообщающийся с атмосферой),
необходимая при пуске и остановке котла,
а также при проведении работ по регулировке
предохранительных клапанов. Перед указанной
задвижкой с условным диаметром 250 смонтирован
вентиль с условным диаметром 50 с электроприводом
и трубопровод насыщенного пара с условным
диаметром 50, направленный в пароперегреватель
2-ой ступени, минуя первую ступень, который
позволяет поддерживать температуру пара
на выходе из котла, как во время пуска,
так и во время останова, в пределах регламентных
величин.
Далее, пар 4-мя трубами диаметром
133х5 подается в пароперегреватель 1-й ступени.
Пройдя по трубам поверхности нагрева
пароперегревателя, он 4-мя трубами диаметром
133х5 поступает в выходной коллектор, а
затем по трубопроводу диаметром 273х10
подается во входной коллектор пароперегревателя
2-й ступени. Из входного коллектора пар
6-ю трубами диаметром 133х5 направляется
в пароперегреватель 2-й ступени, откуда
6-ю трубами диаметром 133х11 поступает в
выходной коллектор пароперегревателя
2-й ступени. Из выходного коллектора пароперегревателя
2-й ступени пар направляется в коллектор
впрыска, где собственным конденсатом
производится регулирование температуры
перегретого пара (т.е. коллектор впрыска
является пароохладителем смешивающего
типа), а затем в коллектор перегретого
пара, откуда пар направляется в ТЭЦ для
выработки электроэнергии.
1.6
Сушильное отделение
Назначение
отделения — осушка атмосферного
воздуха от паров воды серной кислотой
в сушильной башне.
В сушильной башне происходят
следующие процессы:
- осушка воздуха;
- разогрев воздуха и
кислоты;
- снижение концентрации
циркулирующей серной кислоты.
Атмосферный воздух от содержащейся
в нем влаги подвергается тщательной осушке
в сушильной башне серной кислотой с массовой
долей от 92,5 % до 96,0 % H2SO4.
При поглощении паров воды серной
кислотой выделяется большое количество
тепла, вследствие чего кислота нагревается
и частично испаряется. При нарушении
технологического режима процесса осушки,
пары кислоты, смешиваясь с более холодным
воздухом, поступающим на осушку, конденсируются
с образованием тумана. Присутствие тумана
серной кислоты в технологическом газе
недопустимо по причинам:
а) интенсивной коррозии
теплообменной аппаратуры контактного
узла за счет конденсации кислоты
при охлаждении газа в данном
оборудовании;
б) загрязнения атмосферы и
потери продукции с выхлопными газами
в связи с тем, что туман серной кислоты
практически не улавливается в абсорбционных
башнях.
Процесс поглощения
влаги воздуха кислотой является абсорбционным,
в котором участвуют две фазы: жидкая и
газовая, и происходит переход вещества
из газовой фазы в жидкую. Для объяснения
процесса абсорбции предложена пленочная
теория, согласно которой по обе стороны
поверхности раздела фаз образуются неподвижные
пленки газа и жидкости. Молекулы абсорбируемого
компонента диффундируют из общей массы
газа через газовую пленку к поверхности
раздела фаз, затем от этой поверхности
проходят через жидкостную пленку в основную
массу жидкости.
Атмосферный воздух в количестве
от 140 до 160 тыс. м3/ч при нормальных
условиях после воздухозаборника поступает
под насадку сушильной башни и проходит
вверх в противоток орошающей кислоте.
Сушильная башня имеет следующую схему
орошения: сборник - насос - кожухотрубчатые
холодильники - напорный бак - распределительное
устройство сушильной башни - сборник.
В процессе осушки происходит
разогрев воздуха и кислоты, снижение
концентрации серной кислоты. Температура
кислоты на входе в башню для обеспечения
лучшей осушки и минимального выноса тумана
должна составлять от 40 оС до 50 оС, а на выходе
повышаться приблизительно на 5 оС. Для охлаждения
кислоты в цикле установлены 2 кожухотрубчатых
теплообменника с площадью поверхности
230 м2 и 214 м2 соответственно.
Температура кислоты на орошение автоматически
регулируется регулирующим клапаном путем
изменения потока кислоты, подаваемой
по трубопроводу, байпасирующему холодильники
цикла сушильной башни. Для охлаждения
применяется вода оборотного цикла.
В сборник сушильной башни поступает
избыток моногидрата из объединенного
цикла орошения первой и второй моногидратных
башен с массовой долей (концентрацией)
от 98,3 % до 98,9 % Н2SО4 в количестве
до 90 м3/ч. Для гибкой
регулировки температуры в сборнике объединенного
цикла орошения первой и второй моногидратных
башен туда постоянно возвращается от
40 до 50 м3/ч сушильной
кислоты. Уровень кислоты в сборнике сушильной
башни контролируется двумя уровнемерами
и сигнализатором верхнего уровня. Избыток
кислоты по уровню в сборнике из цикла
сушильной башни в количестве до 50 м3/ч передается
на склад готовой продукции с помощью
регулирующего клапана. В зависимости
от влагосодержания воздуха для поддержания
концентрации кислоты от 92,5 % до 96,0 % с помощью
регулирующего клапана в цикл сушильной
башни подается вода в количестве от 2
до 6 м3/ч. Концентрация
кислоты контролируется кондуктометром
радиочастотным бесконтактным проточного
типа "Краб".
1.7
Контактно - компрессорное отделение
Назначение отделения:
- транспортирование газа через
систему нагнетателем;
- окисление диоксида серы в триоксид на ванадиевом катализаторе в пятислойном аппарате в две ступени контактирования.
Сущность двойного контактирования
состоит в том, что процесс окисления диоксида
серы на катализаторе проходит в два этапа.
На первом этапе степень конверсии должна
быть не менее 93 %. Затем из газа на первой
ступени абсорбции поглощается триоксид
серы, что обеспечивает наиболее благоприятные
условия для дальнейшего процесса окисления
SО2 в SО3, т.к. отсутствие
SО3 в газовой
смеси позволяет сместить реакцию в сторону
увеличения выхода триоксида серы на втором
этапе конверсии до 96,0 % и выше. Общая степень
конверсии должна быть не ниже 99,7 %. Низкое
содержание SО2 в отходящих
газах (до 0,04 %) позволяет выводить их в
атмосферу без предварительной очистки.
Воздух через сушильную башню
просасывается нагнетателем ,2 (один в
работе и один в резерве) типа ЭИ-2900-II-I
(модернизированный), и нагнетается в
котлопечной агрегат, затем в виде технологического
газа с температурой от 390 оС до 420 оС подается
на газораспределительную решетку 1-го
слоя контактного аппарата.
Охлажденный технологический газ с суммарной
объемной долей диоксида и триоксида серы
не более 11,0 % и температурой от 390 оС до 420 оС поступает на первый слой катализатора
в контактный аппарат.
На первом слое катализатора происходит
конверсия диоксида серы до (65-55) % с повышением
температуры газа до (600-620) оС. Снижение температуры газа до
(440-460) оС осуществляется в пароперегревателе
2-ой ступени.
На втором слое катализатора диоксид
серы окисляется до триоксида серы на
(80-85) % с повышением температуры с (440-460) оС до (520-540) оС.
Снижение температуры газовой смеси
до (430-450) оС осуществляется в теплообменнике.
На третьем слое катализатора диоксид
серы окисляется на (91-94) % с повышением
температуры до (460-485) оС. После третьего слоя газовая смесь
охлаждается до (330-370) оС в трубном пространстве теплообменника.
Далее газовая смесь охлаждается до (240-260) оС в экономайзере 2-ой ступени, в
котором происходит нагрев питательной
воды с (180-195) оС до (210-245) оС, после чего питательная вода поступает
в барабан-сепаратор котла-утилизатора.
Охлаждение газа с (240-260) оС до (170-190) оС осуществляется в трубном пространстве
теплообменника газом.
После трубного пространства теплообменника
газовая смесь с температурой (170-190) оС направляется в первый моногидратный
абсорбер на промежуточную абсорбцию.
После первого моногидратного абсорбера
газовая смесь направляется на вторую
ступень конверсии (IV и V слои катализатора),
предварительно нагреваясь до (415-440) оС в межтрубном пространстве теплообменников.
На IV слое катализатора происходит дальнейшая
конверсия диоксида серы в триоксид серы,
составляющая до 93 % поступившего на слой
SO2 с повышением температуры до
(440-470) оС. После охлаждения до (415-440) оС в трубном пространстве теплообменника
газовая смесь поступает на V слой катализатора,
где происходит дальнейшая конверсия
диоксида серы в триоксид серы до 96 %.
Общая степень конверсии SO2 в SO3 в контактном отделении составляет
не менее 0,997. После V слоя катализатора
газовая смесь охлаждается в пароперегревателе
1-ой ступени и экономайзере 1-ой ступени
до (135-160) оС и направляется на конечную абсорбцию
во второй моногидратный абсорбер.
Для регулирования температуры
газа часть его объема может направляться
по байпасным газоходам. Объем газа по
байпасам регулируется дросселями.
Для лучшего сохранения тепла,
выделяющегося при контактировании, вся
аппаратура контактного отделения и газоходы
теплоизолированы снаружи минераловатными
матами и футерованы изнутри огнеупорным
кирпичом.
В периоды пуска и остановки
системы в теплообменном оборудовании
контактно-компрессорного отделения может
конденсироваться кислота. Слив кислоты
производится по месту через дренажные
линии в специально установленную передвижную
емкость, емкость с кислотой перевозится
в САО технологической системы СК-600-3.
Кислота сливается в приямок и дренажным
насосом раскачивается в сборник 1-го моногидратного
абсорбера.
Для первоначального разогрева
или отдувки контактного аппарата имеется
узел разогрева, включающий в себя топку
пускового подогревателя, два газовых
теплообменника, дутьевой вентилятор.
Топочные газы образуются в
топке пускового подогревателя путем
сжигания природного газа в потоке воздуха,
подаваемого вентилятором, производительностью
84000 м3/ч, проходят
последовательно по трубному пространству
теплообменников и выбрасываются в атмосферу.
При номинальном расходе газа 2353 м3/час температура
топочных газов после топки не должна
превышать 650 оС. Температуру
в топке следует повышать равномерно не
более 50 оС/час. Осушенный
в сушильной башне воздух в количестве
80000 м3/ч подается
нагнетателем последовательно в межтрубные
пространства теплообменников пускового
подогревателя, воздух нагревается за
счет тепла топочных газов и поступает
на 1-ый, 3-ий и 4-ый слои контактного
аппарата. Повышение температуры воздуха,
подаваемого на разогрев контактного
аппарата, производится до 400-450 оС со скоростью
разогрева от 15 оС до 30 оС в час (согласно
графика разогрева).
1.8
Абсорбционное отделение
Назначение отделения: поглощение
триоксида серы из газовой смеси, поступающей
после 1-ой и 2-ой ступеней контактирования.
Последней технологической
стадией производства серной кислоты
контактным методом является извлечение
триоксида серы из газовой смеси и превращение
его в серную кислоту.
Абсорбция триоксида серы серной
кислотой происходит по реакции:
nSО3 + Н2О = Н2SО4 + (n - 1)SО3 + Q
Газообразный триоксид серы
наиболее полно абсорбируется серной
кислотой с массовой долей Н2SО4 98,3 %, при меньшей
или большей концентрации Н2SО4 способность
ее поглощать триоксид серы ухудшается.
После абсорбции газовая смесь
вместе с непоглощенным триоксидом серы
удаляется в атмосферу. Для уменьшения
потерь SO3 с отходящими
газами, его поглощение в абсорбционном
отделении должно быть наиболее полным.
1.8.1
Устройство и работа 1-го и 2-го моногидратных
абсорберов (1МНГ, 2МНГ)
Первый и второй моногидратные
абсорберы имеют конструкцию аналогичную
сушильной башне. Цикл орошения 1МНГ осуществляется
по следующей схеме: объединенный
сборник — насос — холодильники кожухотрубчатые
— распределительное устройство абсорбера
— смесительный сборник — сборник.
Расход кислоты на орошение
башни на уровне 1000 м3/ч поддерживается
с помощью частотного регулятора путем
изменения числа оборотов электродвигателя
насоса. Концентрация кислоты в объединенном
сборнике 1МНГ и 2МНГ в пределах от 98,3
% до 98,9 % Н2SО4 поддерживается
в автоматическом режиме подачей в смесительный
сборник воды в количестве до 16 т/ч с помощью
регулирующего клапана. Регулирование
концентрации кислоты в сборнике 1 и 2 МНГ
возможно за счет изменения расхода кислоты
из сушильного цикла в моногидратный.
При нормальной концентрации Н2SО4 в цикле 1МНГ
и 2МНГ температура моногидрата на степень
абсорбции заметного влияния не оказывает,
но повышение температуры кислоты более
80 оС не желательно,
т.к. возрастают коррозионные свойства
моногидрата. Наиболее оптимальная температура
кислоты на входе в 1МНГ 65 оС, и, соответственно,
на выходе - не более 97 оС. Для охлаждения
кислоты, поступающей на орошение, установлены
два кожухотрубчатых теплообменника с
площадью поверхности 310 м2 каждый. Температура
кислоты на орошение башни в регламентных
пределах 60-75 оС поддерживается
с помощью регулирующего клапана путем
изменения потока кислоты, подаваемой
по трубопроводу, байпасирующему холодильники.
Поддержание температуры кислоты в сборнике
моногидратного цикла осуществляется
циркуляцией кислоты в ретурном контуре
по следующей схеме: кислота с температурой
до 85 оС погружным
насосом из сборника разделяется на два
потока, проходит параллельно установленные
группы КТХ и КТХ, охлаждается в них до
температуры от 45 °С до 65 оС и поступает
в смесильный сборник, где смешивается
с остальными потоками, направленными
в моногидратный цикл, затем самотеком
поступает в сборник. Автоматического
регулирования ретурного цикла охлаждения
кислоты в сборнике 1 и 2 МНГ не предусматривается.
Автоматизация поддержания
рабочих уровней кислоты в
сборниках осуществляется следующим
образом: по показанию уровнемера
в объединенном сборнике 1МНГ
и 2МНГ производится передача
излишков кислоты в цикл сушильной
башни от напорной линии ретурного
контура и насоса.
Чем ниже концентрация серной
кислоты и выше ее температура, тем больше
выделяется из нее паров воды, больше образуется
тумана и больше теряется SO3. После насадочного
слоя абсорберов газовая смесь проходит
встроенные брызготуманоуловители
патронного типа фирмы "Монсанто".
В 1МНГ установлено 35 патронов типа ES 212,
которые смонтированы снизу опорного
листа. Каждый из них оборудован дренажной
трубой для возврата собранного тумана
серной кислоты назад в башню. Стаканы
для сбора стоков должны быть заполнены
кислотой для предотвращения газового
байпасирования туманоуловителей. Содержание
брызг и тумана серной кислоты в газах
после туманоуловителей 1МНГ должно быть
не более 50 мг/м3 при нормальных
условиях.