Мазутные хозяйства ТЭС можно разделить на две основные группы: растопочные мазутные хозяйства пылеугольных электростанций и основные мазутные хозяйства для электростанций, сжигающих мазут как основное топливо.

Растопочное мазутное хозяйство (рис. 5.13) должно обеспечить растопку котла и поддержание факела при низких нагрузках пылеугольных топок, а также в период проведения пусконаладочных работ.

Основное мазутное хозяйство (рис. 5.14) должно обеспечить все потребности электростанции в топливе, а также хранение необходимых запасов, предусмотренных технологическими нормами.

Мазутное хозяйство, как растопочное, так и основное, обычно состоит из трех основных элементов: приемно-сливного устройства, состоящего из разгрузочной железнодорожной эстакады, сливного лотка и промежуточной емкости; склада, на котором расположены резервуары для хранения мазута; мазутной насосной.

Мазут в железнодорожных цистернах подается па разгрузочную эстакаду, где самотеком сливается в меж-рельсовый лоток, а затем в промежуточную емкость, откуда перекачивается насосами первого подъема в резервуары склада, из которых насосами второго подъема подается по трубопроводам в котельную. При этой схеме мазутные резервуары не требуют заглубления и могут выполняться полуподземными или наземными, что существенно облегчает производство строительных работ, особенно при высоком уровне грунтовых вод.

Основные мазутные хозяйства разработаны с резервуарами емкостью до 20000-30000 м 3 . В частности, для КЭС мощностью 1200 МВт при 15-дневном запасе мазута требуется установка пяти резервуаров емкостью по 20000 м 3 . Для ТЭЦ мощностью 400 МВт при 3-дневном запасе требуются два резервуара емкостью по 5000 м 3 .

В тех случаях, когда наземные резервуары мазута устанавливаются на открытом складе без обсыпки землей, их отгораживают от остальной территории земляным валом высотой 1,2 м со сплошной одерновкой. Для отвода поверхностных вод со склада предусмотрены уклоны в сторону канализационных колодцев. Для хранения мазута могут применяться железобетонные ила металлические баки.

На территории мазутного склада мазутных электростанций сооружается одноэтажное здание мазутной насосной. В нем размещаются помещения насосов первого и второго подъемов, вентиляционная камера, щит управления, трансформаторные камеры, электрическое распределительное устройство и бытовые помещения.

На территории растопочного мазутного хозяйства размещаются склады мазута и масла и сооружаете одноэтажное объединенное здание мазутной насосной маслоаппаратной. В этом здании кроме указанных помещений размещаются также склад масла и насосная дизельного топлива. Так как растопочное мазутное хозяйство расположено на территории промплощадки, бытовые помещения в нем не предусматриваются, обслуживающий персонал пользуется бытовыми помещениями дробильного корпуса или других зданий.

Приемно-сливное устройство

Приемно-сливное устройство состоит из железнодорожной эстакады со сливным лотком, отводящих лотков, эстакады обслуживания цистерн и промежуточной емкости (рис. 5.15).

Железнодорожная разгрузочная эстакада для приема железнодорожных цистерн с мазутом сооружается в виде двух продольных стенок, между которыми устраивается сливной лоток. Стенки выполняются из бетонных блоков. В зависимости от высоты стенки эстакады и грузоподъемности цистерн по низу и верху стенок выполняются железобетонные пояса.

При подаче мазута в цистернах грузоподъемностью 50-60 т эстакада со сливным лотком может выполняться облегченной конструкции без устройства железобетонного днища. Разработана также более совершенная эстакада со сливным лотком из железобетонных двутавровых элементов длиной 5,6 м, массой по 12,5 т, представляющих собой стенки эстакады (рис. 5.16). Нижние тавры стенок соединяются петлевыми стыками, которые замоноличиваются и образуют днище. Стенки по верху в продольном направлении соединяются петлевыми стыками. Во избежание промерзания основания под днищем лотка выполняется шлаковая засыпка. Лоток для стока мазута имеет продольный уклон 0,01 к центру эстакады, откуда мазут сливается в промежуточную емкость. Отводящие лотки выполняются из конструкций, аналогичных конструкциям железнодорожной эстакады.

Приемная емкость основного мазутного хозяйства должна быть рассчитана не менее чем на 15 % емкости цистерн, устанавливаемых под разгрузку. Обычно приемная емкость представляет собой два подземных резервуара емкостью по 600-1000 м 3 . Для обслуживания цистерн сооружается специальная эстакада из сборных железобетонных элементов.

Резервуары для мазута

Резервуары для хранения мазута могут выполняться подземными, наземными или полуподземными объемом 700, 1000, 2000, 5000, 10 000, 20 000 и 30 000 м 3 . Железобетонные резервуары, как правило, выполняются с обвалованием грунтом, что позволяет по противопожарным нормам принимать минимальные расстояния между резервуарами. Металлические резервуары выпоняются наземными без обвалования.

Сопоставление склада с железобетонными и металлическими резервуарами приведено в табл. 5.4. Склад с металлическими резервуарами по сравнению с железобетонными несколько дешевле, но требует большей площади застройки. Для растопочного мазутного хозяйства размеры склада невелики, и поэтому применение металлических резервуаров существенно не сказывается на занимаемой площади. Учитывая малый объем резервуаров (до 2000 м 3) и простоту изготовления, их целесообразно всегда выполнять металлическими.

Железобетонный резервуар емкостью 10000 м 3 имеет диаметр 42 м и высоту 7 м (рис. 5.17, а). Резервуар выполняется из сборных! элементов стенок, стоек и покрытия. Днище - монолитное. Стеновые плиты имеют вертикальную предварительно напряженную арматуру. После бетонирования днища, монтажа всех сборных элементов и заделки стыков специальной навивочной машиной на стенки производится натяжение кольцевой арматуры. При этом обжимаются стенки, а также днище и покрытие. Особое внимание обращают на усиленное обжатие нижней и верхней зоны боковых стенок в местах примыкания их к днищу и покрытию. После навивки арматуры производится торкретирование стенок.

Стеновые панели имеют выпуски арматуры, после соединения которых производят бетонирование вертикальных швов. Сборное покрытие состоит из трапецеидальных плит, опирающихся на кольцевые балки, уложенные на сборные колонны. Колонны заделываются в фундаменты стаканного типа. Под монолитным днищем выполняются песчаная подушка, бетонная подготовка и гидроизоляция.

Наряду с цилиндрическими на некоторых электростанциях применены прямоугольные железобетонные резервуары. Устройство таких резервуаров объясняется стремлением упростить конструкции сборных элементов и исключить натяжение арматуры. Следует отметить, что в прямоугольных резервуарах из-за отсутствия натяжения не обеспечивается трещиностойкость стыков. Сами же элементы по условиям трещиностойкости необходимо выполнят увеличенной толщины.

Как следует из табл. 5.5, технико-экономические показатели цилиндрических резевуаров значительно лучше прямоугольных. Таким образом, по надежности конструкций и расходу материалов цилиндрические резервуары имеют все преимущества перед прямоугольными.

Масса и стоимость металлических резервуаров для хранения мазута емкостью 10000 и 20000 м 3 приведены ниже:

По удельным затратам на единицу емкости резервуары в 20 000 м 3 являются более выгодными. Кроме того, по условиям сокращения площади склада предпочтение следует отдавать также более крупным резервуарам. Приведенные в табл. 5.6 объемы материалов по цилиндрическим железобетонным резервуарам емкостью 10000, 20000 и 30000 м 3 показывают, что с увеличением емкости резервуаров удельные показатели расхода материалов уменьшаются.

Промежуточную емкость мазутных хозяйств, учитывая малый объем резервуара, допускается выполнять прямоугольной (рис. 5.17, б). Для такого резервуара целесообразно использовать элементы каналов технического водоснабжения и подкладные плиты подвала.

Корпус и днище металлического резервуара (рис. 5.17, в) изготовляются из стальных листов, сваренных на заводе. Днище и корпус транспортируются к месту монтажа свернутыми в рулон, покрытие резервуара состоит из щитов. Нижняя кромка корпуса приваривается к днищу, на верхнюю кромку корпуса укладываются и привариваются щиты покрытия, при этом для опирания щитов в центре устанавливается стойка из стальной трубы. Металлические резервуары устанавливаются на песчаную подушку, и под днищем выполняется гидроизоляционный слой с уклоном от центра к наружным стенкам.

В металлических резервуарах для мазута коррозия может проявиться в зоне переменного уровня мазута, поэтому предусматривается защита внутренней поверхности кровли и верхнего пояса стен высотой 1 м. При температуре мазута и нефтепродуктов от 10 до 90°С предусматривается пять слоев эпоксидной шпаклевки ЭП-0010, обработанной горячим воздухом; при температуре от 70 до 90°С допускается защита из шести слоев эмали BЛ-515, обработанной горячим воздухом.

Масляное хозяйство

Масляное хозяйство предназначено для обеспечения централизованного снабжения технологического оборудования электростанций турбинным и изоляционным маслами. На пылеугольных ТЭС маслохозяйство в большинстве случаев объединяется с растопочным мазутным Хозяйством. На мазутных ТЭС маслохозяйство выполняется самостоятельным и располагается в пределах ограды.

Масляное хозяйство состоит из открытого склада масла и аппаратной. Склад масла имеет обычно наземные металлические резервуары, установленные на фундаментах из отдельных железобетонных стоек. Открытый склад масла отгораживается от остальной территории земляным валом высотой 1,2 м со сплошной одерновкой. Для отвода поверхностных вод и спуска масла в случае аварии баков поверхность склада имеет уклон в сторону канализационных колодцев, из которых предусматривается выпуск вод или масла за пределы площадки ТЭС. Масляное хозяйство должно иметь четыре бака турбинного и четыре бака изоляционного масла. Емкость каждого бака - не менее емкости железнодорожной цистерны - 70 м 3 , кроме того, допустимая минимальная емкость зависит от емкости масляной системы турбоагрегата и трансформатора. Для аварийного слива турбинного масла на электростанции предусматривают специальный бак.

Схемы мазутного хозяйства.

Мазутное хозяйство.

Мазутные хозяйства подразделяются на:

1. основные. Основное мазутное хозяйство предназначено для работы ТЭС или котельной только на мазуте, мазуте и газе или мазуте в качестве резервного топлива.

2. растопочные. 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 мазутонасоснной 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.

Схемы топливоподготовки зависят от способа подачи мазута, мощности электростанций или котельной и свойств топлива.

В комплекс сооружений и устройств мазутного хозяйства котельной промышленного предприятия входят:

1. приемно-сливные устройства;

2. мазутохранилища (приемные и основные емкости);

3. мазутонасосная (с насосами, подогревателями, фильтрами);

4. паромазутопроводы;

5. установки для приема, хранения и ввода жидких присадок;

6. система пожаротушения.

Мазутное хозяйство предназначается для выполнения следующих основных операций:

1. прием ж/д. или автоцистерн с мазутом;

2. разогрев вагонов-цистерн;

3. слив мазута из цистерн;

4. хранение мазута в резервуарах;

5. подготовка и обработка мазута перед подачей его к насосам и форсункам;

6. подача мазута к форсункам;

7. учет потребляемого топлива.

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.

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 м 3 . 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 изосновных емкостей мазутохранилища. 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.

Комбинированная (тупиково-циркуляционная) схема

Может применяться во всех случаях, и особенно, когда ко­тельная работает на переменных нагрузках при частых пере­ходах с газа на мазут (рис. 9.4), при работе на маловязких топливах со стабильными нагрузками, превышающими сред­ние. При закрытии вентиля на линии рециркуляции от котлов к основной емкости котельная работает по тупиковой схеме. В остальных случаях в работу включается обратная, сливная, линия.

Расход топлива измеряется как на прямой линии к котель­ной, так и на обратной, сливной, линии. По разности этих рас­ходов определяется расход топлива, потребляемого котлами. Регулирование подачи жидкого топлива (давления) во всех схемах производится с помощью регулировочного клапана с импульсом по нагрузке котлов или давлению в котлах.

21 22 ..

НАЛАДКА МАЗУТНОГО ХОЗЯЙСТВА КОТЕЛЬНОЙ

Наладку мазутного хозяйства котельных ведет бригада из двух-трех человек при помощи штатных контрольно-измерительных приборов. Кроме того, в распоряжении бригады должны быть аккумуляторный фонарь, механическая рулетка, складной механический метр и плакаты «Не включать - работают люди». Работы проводят в четыре этапа: проверка законченного монтажа оборудования; пусковые работы; наладка при пробной эксплуатации; режимная наладка.

ПРОВЕРКА СМОНТИРОВАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

По прибытии на объект руководитель бригады получает разрешение от заказчика на проведение пусконаладочных работ и проверяет выполнение общих требований техники безопасности, проводит общий инструктаж наладчиков с оформлением в Журнале проведения инструктажа на объекте производства работ и инструктаж на рабочем месте с оформлением в Журнале инструктажа на рабочем месте. В дальнейшем эти мероприятия проводит перед каждым этапом работ*

Вначале проверяют исправность переносных лестниц, подготавливают проектно-техническую документацию, паспорта и инструкции на оборудование. Обследуют и осматривают оборудование мазутного хозяйства. Проверяют резервуары хранения топлива, убеждаются в том, что они оборудованы люками, вентиляционными патрубками, устройствами для измерения уровня топлива в соответствии с проектом. Контролируют правильность монтажа встроенных подогревателей и устройств для циркуляционного разогрева топлива, правильность выбора места ввода трубопроводов в резервуары, дренажей, отстоя.

Проверяют соответствие проектным данным фактических размеров и высотных отметок фундаментов, рам, анкерных болтов мазутонасосной, правильность установки оборудования и его обвязки трубопроводами. Контролируют качество выполненных работ по каналам мазуто-насосной, приямку отстоя. Проверяют наличие штуцеров (ершей) для прогрева и продувки мазутопроводов, определяют правильность установки контрольно-измерительных приборов. Убеждаются, что мазутонасосная оборудована системами освещения, отопления, вентиляции и средствами пожаротушения в соответствии с существующими нормами и проектом.

В сливных и приемных устройствах проверяют соответствие проектным данным габаритных размеров и высотных отметок эстакады и наличие смонтированных устройств для разогрева мазута в железнодорожных цистернах. Путем измерений определяют правильность расположения приемных люков нулевого резервуара (при наземном расположении резервуаров хранения топлива) или сливных лотков (при подземном расположении резервуаров хранения топлива).

Проверяя наружные и внутренние трубопроводы, убеждаются, что диаметры фактически проложенных трубопроводов соответствуют проектным, а опоры трубопроводов выполнены в соответствии с техническими условиями. Определяют правильность установки запорной и регулирующей арматуры, давление и условный проход, которые должны соответствовать давлению и диаметру трубопроводов, а места ее установки должны быть доступны для обслуживания. Проверяют наличие необходимых контрольно-измерительных приборов на мазуто-проводах в котельной.

Контролируют качество теплоизоляции оборудования н трубопроводов; наружные мазутопроводы вместе с попутными паропроводами должны быть покрыты теплоизоляцией, а все внутренние мазутопроводы, включая и проложенные в каналах, не должны иметь оголенных участков. Проверяют обваловку наземных резервуаров топлива.

Осматривая зачистной резервуар, резервуар присадок и нефтеловушку, убеждаются, что резервуары установлены и оборудованы в соответствии с проектом. При проверке нефтеловушки тщательно измеряют ее элементы в соответствии с рабочими чертежами.

До начала теплоизоляционных работ испытывают прочность и плотность трубопроводов, подогревателей топлива, резервуаров и обкатывают насос. По результатам испытаний оформляют соответствующие акты. В случае выявления недостающего оборудования, неоконченных или неправильно выполненных строительно-монтажных работ составляют ведомость дефектов, в которой определяют сроки их устранения.

После окончания теплоизоляционных работ и окраски оборудования и трубопроводов проверяют правильность нанесения на них обозначений с указанием назначения трубопроводов и направления движения среды. Представители наладочной организации принимают участие в составлении инструкции по эксплуатации мазутного хозяйства, знакомят эксплуатационный персонал со схемой хозяйства и проводят с ним инструктаж по безопасным методам пуска и эксплуатации оборудования.

Тепловые электростанции снабжаются газом от газораспределительных станций (ГРС) через газораспределительные пункты (ГРП) (рис. 5.1.) Последние вместе с системой газопроводов составляют газовое хозяйство ТЭС. На газомазутных конденсационных электростанциях мощностью до 1200 МВт и газомазутных ТЭЦ с расходом пара до 4000 т/ч может быть один ГРП, а на остальных электростанциях их количество должно быть не менее двух. Производительность ГРП на электростанциях, где газовое топливо является основным, рассчитывается на максимальный расход газа всеми рабочими котлами, а на электростанциях, сжигающих газ сезонно,-- по расходу газа для летнего режима ГРП размещают в отдельных зданиях или под навесами на территории электростанции. К каждому ГРП газ подводится по одному газопроводу (без резервного) от расположенной вне территории электростанции ГРС Давление газа перед ГРП 0,6--1,1 МПа, а после ГРП требуемое его значение определяется потерями давления до самого удаленного от ГРП котла и необходимым давлением газа перед горелками и составляет обычно 0,13-- 0,2 МПа.

Рис. 5.1.

I-- запорная задвижка, 2 -- расходомер, 3--фильтр, 4 -- регулятор давления, 5--предохранительный клапан, 6 -- байпасная линия, 7 -- регулятор расхода газа; 8-- импульсный отсечный быстродействующий клапан, 9 -- пробковый кран.

В ГРП имеются рабочие нитки газопровода, нитки малого расхода, включаемые при малом потреблении газа, и резервная нитка с ручным управлением арматурой. На рабочих нитках и нитках малого расхода устанавливают автоматические регуляторы давления и защитные регуляторы, действующие по принципу «после себя». Защитные регуляторы настраивают на повышенное давление по сравнению с рабочим и при работе в расчетном диапазоне полностью открыты

В пределах ГРП и до котлов прокладка газопроводов наземная. Подвод газа от каждого ГРП к магистрали котельного отделения и от нее к котлам не резервируется и может выполняться однониточным. Газовый распределительный коллектор котлов прокладывается вне здания котельного отделения.

При заполнении газом газопроводы должны продуваться им через сбросные свечи до вытеснения всего воздуха, а при освобождении от газа продуваться воздухом до вытеснения всего газа. Эти требования обусловлены тем, что при объемной концентрации природного газа в воздухе 0,05--0,15 (5--15%) образуется взрывоопасная смесь Из сбросных свечей газ выпускается в места, откуда он не может попасть в здания и где исключена возможность его воспламенения от какого-либо источника огня. На газопроводах устанавливается только стальная арматура.

Мазутное хозяйство

Мазут доставляется на ТЭС главным образом по железной дороге (в отдельных случаях -- водным путем и по трубопроводам).

Основные элементы мазутного хозяйства -- приемно-сливное устройство, мазутохранилище, мазутная насосная, установки для ввода жидких присадок, трубопроводы и арматура. На рис 5.2. показана принципиальная схема мазутного хозяйства тепловой электростанции.

Для разогрева и слива мазута из цистерн могут применяться как сливные эстакады с разогревом мазута «открытым» паром или горячим мазутом, так и закрытые сливные устройства -- тепляки Тип сливного устройства выбирается на основании технико-экономического расчета.

Разогретый мазут сливается из цистерн в межрельсовые лотки, выполненные с уклоном не менее 1%, и по ним направляется в приемную емкость, перед которой должны устанавливаться грубый фильтр-сетка и гидрозатвор. На дне лотков укладывают паровые трубы.

Приемно-сливное устройство рассчитывают на прием цистерн грузоподъемностью 50, 60 и 120 т. Длину фронта разгрузки основного мазутохозяйства проектируют, считая, что должен быть слит расчетный суточный расход мазута (20-часовой расход всеми энергетическими котлами станции при их номинальной производительности и 24-часовой расход всеми водогрейными котлами при покрытии тепловых нагрузок для средней температуры самого холодного месяца). Время разогрева и слива одной ставки не должно быть более 9 ч. Полагают также, что мазут доставляется цистернами расчетной грузоподъемностью 60 т, при весовой норме железнодорожного маршрута, с коэффициентом неравномерности подачи 1,2. Принятая длина фронта разгрузки должна быть не менее 1/3 длины маршрута. Для растопочного мазутного хозяйства электростанций с общей производительностью котлов до 8000 т/ч длина разгрузки принимается 100 м, а при большей производительности котлов -- 200 м.

Вместимость приемной емкости основного мазутохозяйства должна составлять не менее 20% вместимости устанавливаемых под разгрузку цистерн. Из приемной емкости мазут перекачивается насосами погружного типа в мазутохранилище. Сливаемый из установленных под разгрузку цистерн мазут должен быть перекачан не более чем за 5 ч. В основном мазутном хозяйстве перекачивающие насосы устанавливаются с резервом. В растопочном мазутохозяйстве приемная емкость должна быть не менее 120 м 3 , откачивающие насосы не резервируются.

От нефтеперерабатывающего завода мазут на мазутохозяйство ТЭС подается по одному трубопроводу. В отдельных случаях при обосновании допускается подача по двум трубопроводам с пропускной способностью каждого из них, равной 50% максимального часового расхода топлива при номинальной производительности котлов.

В зависимости от типа мазутного хозяйства вместимость мазутохранилища (без учета госрезерва) принимается следующей:

Рис. 5.2.

1 -- цистерна; 2 -- лоток приемно-сливного устройства; 3 -- фильтр-сетка; 4 --приемный резервуар: 5--перекачивающий насос погружного типа; 6--основной резервуар; 7--насос первого подъема; 8 -- основной подогреватель мазута; 9-- фильтр тонкой очистки мазута; 10 -- насос второго подъема; 11 -- регулирующий клапан подачи мазута к горелкам; 12-- насос рециркуляции; 13 -- фильтр очистки резервуара; 14 -- подогреватель мазута на рециркуляцию основного резервуара; 15--подогреватель мазута на рециркуляцию приемного резервуара и лотка.

Расход натурального топлива при номинальной нагрузке:

М 3 где - расход топлива за 10 суток для энергетических котлов при их 20-часовой работе; т/м 3 - плотность мазута.

Выбираем 2 резервуара вместимостью 25000 м 3 каждый.

На электростанциях сооружают как металлические наземные резервуары, так и железобетонные, обвалованные землей. В районах со среднегодовой температурой +9°С и ниже металлические резервуары мазутного хозяйства теплоизолируют.

Мазут в резервуарах мазутного хозяйства разогревают циркуляционным способом по отдельному специально выделенному контуру. Возможно применение местных паровых разогревающих устройств. В контуре циркуляционного разогрева мазута предусматривается по одному резервному насосу и подогревателю. Подача насоса циркуляционного разогрева должна обеспечивать подготовку мазута в резервуарах для бесперебойного снабжения котельной.

Температура мазута в приемных емкостях и резервуарах мазутохранилища выше 90 °С не допускается. Это ограничение связано с тем, что при более высокой температуре вода в мазуте вскипает (при 100°С) с образованием водомазутной пены, происходит интенсивное отстаивание воды, увеличиваются потери от испарения легких фракций. Для мазута марки 40 оптимальная рабочая температура хранения 50--60°С, для мазута марки 100--температура 60--70°С.

В основном и растопочном мазутохозяйствах схема подачи мазута в котельное отделение может быть одно- или двухступенчатой в зависимости от требуемого давления перед форсунками. Количество мазутных насосов в каждой ступени основного мазутного хозяйства должно быть не менее четырех (в том числе по одному резервному и одному ремонтному). Оборудование основного мазутного хозяйства должно обеспечивать. непрерывную подачу мазута в котельное отделение при работе всех рабочих котлов с номинальной производительностью.

В насосной основного мазутохозяйства предусматривается по одному резервному подогревателю и фильтру тонкой очистки. Схема мазутонасосной должна допускать возможность работы любого подогревателя и фильтра с любым насосом I и II ступеней.

Мазут из основного мазутохозяйства подается к котлам по двум магистралям, рассчитанным каждая на 75% номинальной производительности с учетом рециркуляции. Из растопочного мазутохозяйства мазут поступает в котельное отделение по одному трубопроводу, пропускная способность которого выбирается с учетом общего количества и мощности агрегатов (энергоблоков) на электростанции и режима ее работы в энергосистеме. При этом загрузка одновременно растапливаемых котлов не должна превышать 30% их номинальной производительности, а число таких котлов на ТЭЦ не должно превышать двух наиболее крупных котлов.

В магистральных мазутопроводах котельной и в отводах к каждому котлу должна быть обеспечена циркуляция мазута. Для этого предусматривается трубопровод рециркуляции мазута из котельной в мазутохозяйство. Подача основных мазутных насосов при выделенном контуре разогрева выбирается с учетом дополнительного расхода мазута на рециркуляцию в обратной магистрали при минимально допустимых скоростях.

Прокладка мазутопроводов, как правило, наземная. Мазутопроводы, проложенные на открытом воздухе и в холодных помещениях, должны иметь паровые или другие обогревательные спутники в общей с ними изоляции. На вводах магистральных мазутопроводов внутри котельного отделения, а также на отводах к каждому котлу должна устанавливаться запорная арматура с дистанционным электрическим и механическим приводами, расположенными в удобных для обслуживания местах.

Для аварийных отключений на всасывающих и нагнетательных мазутопроводах должна быть установлена запорная арматура на расстоянии 10--50 м от мазутонасосной.

	Назначение мазутного хозяйства.......................................................
	Физико-химическая характеристика мазутов...................................
	Основное оборудование мазутного хозяйства..................................
	3.1. Оборудование для приема мазута..............................................
	3.2. Мазутохранилище........................................................................
	3.3. Мазутонасосная............................................................................
	3.4. Эксплуатация трубопроводов.....................................................
	Техническая характеристика насосов подающих мазут на сжигание
	Заключение …………………………………………………………...
	Список использованной литературы ………………………………

1. Назначение мазутного хозяйства

На отопительных газифицированных котельных с установленной мощностью свыше 20 МВт в качестве резервного топлива используется мазут. В соответствии со СНиП 11-35-76 «Котельные установки» запасы мазута на котельных должны составлять не менее десятисуточного расхода при доставке по железной дороге и пятисуточного автомобильным транспортом. Работа котельных на мазуте осуществляется очень редко (в периоды ограничения потребления газового топлива), поэтому его обновление растягивается на длительное время. При длительном хранении мазут постепенно ухудшает свои качества и создает дополнительные технические сложности эксплуатационному персоналу.

Мазутное хозяйство БТЭЦ-2 предназначено для приёма, хранения и подачи мазута на сжигание в котлах. Так как мазут топливо достаточно дорогостоящее, крупные электростанции, в том числе и Березниковская ТЭЦ-2 работает на газе, а жидкое топливо - мазут используется как резервное. Режим работы мазутного хозяйства предусмотрен как аварийно-растопочный, при ограничении подачи газа, во время аварийной ситуации на газовом оборудовании растопка котлов производится топочным мазутом.

Мазутное хозяйство предназначается для следующих работ:

Приём железнодорожных цистерн с мазутом;

Разогрев вагонов-цистерн;

Слив мазута из цистерн;

Хранение мазута в резервуарах;

Подготовка и обработка мазута перед подачей его к насосам и форсункам;

Учёт потребляемого мазута;

Мазутное хозяйство может работать в двух режимах - в холодном или горячем резерве.

Холодный резерв - это, когда оборудование мазутонасосной остановлено и лишь, в зависимости от продолжительности простоя, периодически включается схема внутренней циркуляции для поддержания температуры в резервуарах мазута в пределах от 30 0 С до 80 0 С.

Горячий резерв - мазутопроводы заполнены мазутом и осуществляется постоянный проток мазута подогретого до Т = 75 0 до 80 0 С по главному напорному мазутопроводу, мазутному кольцу котельного отделения, трубопроводу рециркуляции (возврата) в зависимости от выбранной схемы.

Выбор схемы мазутоснабжения котельной находится в зависимости от ряда местных условий: рельефа территории, ёмкости резервуаров, способа подачи мазута из топливохранилища к форсункам котельной и других.

При разогреве мазута в открытом расходном баке во избежание вспенивания его температура не должна превышать 90С. Подогрев мазута, подаваемого в форсунки, производится в отдельно стоящих подогревателях. Подачу топлива из складских резервуаров к форсункам, как правило, рекомендуется осуществлять с непрерывной циркуляцией мазута. При этом часть мазута, не менее 50% от расхода на все рабочие котлы, возвращается в резервуары и служит для разогрева мазута в них.

2. Физико-химическая характеристика мазутов

МАЗУТ - густая темно-коричневая жидкость; остаток после выделения из нефти или продуктов ее вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций. Применяют как жидкое котельное топливо, для производства моторных топлив и смазочных масел, битумов, кокса .

С 1 января 1965 года введён ГОСТ 10585-63, который распространяется на нефтяное топливо, предназначаемое для транспортных и стационарных котельных установок и промышленных печей. Для котельных промышленных предприятий предназначается топочный мазут марок М 40, М100, М200.

Мазут топочный М200 поставляется по согласованию с потребителями, он подаётся с нефтеперерабатывающих заводов только по трубопроводам. Разогрев его открытым паром запрещён.

Мазут на БТЭЦ-2 может поступать двух марок - М40 и М100, которые доставляются в цистернах железнодорожным транспортом.

Степень текучести жидкого топлива характеризуется его вязкостью.

Она измеряется специальным прибором - вискозиметром. Для достижения хорошей текучести, необходимой при сливе, транспортировке по трубам, распылении в форсунках, мазут необходимо подогревать, снижая тем самым его вязкость. По этой же причине необходимо организовать подогрев мазута в резервуарах, так как при этом увеличивается скорость осаждения механических примесей и отстаивания мазутов от воды, а также создаются условия для перекачки.

Температура вспышки - это такая температура, при которой выделяемые при нагреве пары мазута образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Температура вспышки характеризует пожарную безопасность жидкого топлива. Температура воспламенения при определении в открытом тигле должна находиться в пределах 90-140 0 С.

Температура застывания мазута - это такая температура, при которой он застывает настолько, что при наклоне пробирки под углом 45 0 уровень его остаётся неизменным в течение 1 минуты. Так же как вязкость, температура застывания влияет на выбор способа слива мазута и системы обогрева мазутопроводов.

Вода и механические примеси представляют собой балласт, снижающий теплоту сгорания топлива, а также экономические показатели котельных агрегатов. Наличие воды в мазуте, подаваемом в топку, имеет и другое отрицательное значение. Чем больше паров воды в продуктах сгорания, тем больше выпадение кислоты на поверхностях нагрева в области низких температур и разъедание металла котлоагрегатов. Допустимо содержание влаги в товарном мазуте до 2%, а при сливе при разогреве открытым паром 5%. Механические примеси в мазуте марок М40 и М100 составляют 1-2,5%. Очень важно отсутствие волокнистых и абразивных механических примесей, вызывающих быстрое засорение, износ фильтров, форсунок и арматуры.

Зола, в состав которой входят соединения ванадия и натрия вызывает коррозию высокотемпературных поверхностей нагрева и их зашлакование. Отстаивание воды и её слив позволяют удалить из мазута вредные соединения натрия. При этом снижается зольность мазута.

Испаряемость мазута, при которой, прежде всего обращаются в пар наиболее ценные углеводороды предотвращают транспортировкой и хранением в закрытых цистернах и резервуарах.

Взрывоопасность мазута возникает когда нефтяные пары в определённой концентрации с воздухом образуют взрывоопасные смеси и при соприкосновении с пламенем, накалённым металлом, электрической искрой и другим может произойти взрыв этой смеси. Поэтому все операции в мазутном хозяйстве должны проводиться со строгим соблюдением правил противопожарных мероприятий и техники безопасности.

Из-за токсичности паров нефтяного топлива может происходить отравление людей нефтяными парами от вдыхания их при ремонте и очистке резервуаров, а также в не6достаточно вентилируемых помещениях мазутного хозяйства. По мере повышения температуры подогрева токсичность увеличивается.

3. Основное оборудование мазутного хозяйства

3.1. Оборудование для приёма мазута

Оборудование для приёма мазута состоит из двух путевой эстакады, длинной 90 метров, сливных лотков и канала объёмом 400 м 3, помещения, где установлены перекачивающие нефтяные насосы типа 12 НА22х6, системы трубопроводов с запорной арматурой. Мазут из цистерн сливается в межрельсовые приёмно-сливные лотки и самотёком подаётся в промежуточную ёмкость, которая предназначена для сглаживания неравномерности слива мазута, поднятия его температуры до определённых пределов (разность температур в промёмкости и температуры в резервуарах мазута не должна превышать 20 С) и перекачки его в мазутохранилище.

Для перекачивания мазута в помещении установлены перекачивающие нефтяные насосы типа 12НА22х6, перекачивающий мазутопровод диаметром 326 мм с установленной на нём запорной арматурой.

3.2. Мазутохранилище

Мазутохранилище служит для хранения, подготовки к сжиганию мазута (подогрев, перемешивание) и представляет собой два однотипных металлических резервуара объёмом 5000 м 3 , цилиндрической формы диаметром 22,8 м и высотой 11,92 м. Резервуар мазута включает в себя: два люка-лаза, расположенных с двух сторон по диагонали цилиндра, служащие для производства ремонтных работ, многомаршевую шахтную лестницу для подъема на крышу резервуара. На крыше находится два световых люка, замерный люк и два дыхательных клапана. Световые люки служат для осмотра внутренней поверхности резервуара, замерный - для физического замера уровня мазута.

К резервуару подведены следующие трубопроводы:

• перекачивающий мазутопровод из промёмкости диаметром 300мм
• всасывающий мазутопровод насосов рециркуляции диаметром 300 мм
• всасывающий мазутопровод основных насосов диаметром 350 мм
• всасывающий мазутопровод дренажных насосов диаметром 100 мм
• напорный мазутопровод основных насосов диаметром 100 мм
• напорный мазутопровод насосов рециркуляции диаметром 200 мм
• напорный мазутопровод диаметром 100 мм дренажных насосов.

Внутренне оборудование резервуара: днище выполнено с уклоном 2 0 к всасывающим трубопроводам; центральная стойка для удерживания крыши; коллектор напора трубопровода перекачиваемого мазута из промёмкости с соплами по всему коллектору расположенными через 2 метра. По высоте резервуара через каждые 2,5 метра, начиная с отметки 2,5 м, установлены термодатчики для определения температуры мазута в резервуаре в разных точках.

Оптимальная температура хранения мазута в резервуарах 60 0 С. Максимальный нагрев мазута в резервуаре должен быть на 15 0 С ниже вспышки мазута и не превышать 90 0 С.

При понижении температуры мазута в резервуаре до 40 0 С при «холодном» хранении необходимо включать разогрев.

При работе наружной (через котельное отделение) рециркуляции мазута, температура мазута должна поддерживаться в пределах 75-80 0 С.

При заполнении резервуара от отметки 9,5 метров должен работать только один перекачивающий насос, во избежание перелива ведётся наблюдение за поднятием уровня мазута через каждые 5 минут.

Очистка резервуаров от донных отложений и его внутренний осмотр производится один раз в 5 лет с момента ввода в эксплуатацию.

При появлении течей мазута из резервуара, а также арматуры со стороны резервуара, он должен быть опорожнён полностью, пропарен, устранены дефекты и проведено гидравлическое испытание.

3.3. Мазутонасосная

Мазутонасосная обеспечивает следующие операции:

• приём мазута и перекачку его в хранилище
• циркуляционный подогрев мазута в резервуарах
• подачу топлива к форсункам котлов

Для этого в здании мазутонасосной размером 12х60 метров установлено основное и вспомогательное оборудование, а также узлы управления ими. Подогрев мазута по всей системе мазутоснабжения производится паром, подаваемым из котельной. Работа мазутонасосной автоматизирована, для того чтобы она осуществлялась без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Оператор мазутонасосной должен присутствовать при поступлении мазута и при перекачке его из приёмной ёмкости в резервуар, в остальное время он проводит только периодическое наблюдение за работой.

Для подачи топлива на сжигание и создания давления перед форсунками котлов служат основные насосы № 1, 2, 3, типа 5Н5х4, для бесперебойной работы которых в мазутонасосной установлены фильтры грубой и тонкой очистки, отличающиеся количеством отверстий. Фильтры грубой очистки установлены на всасывающей линии насосов, подающих топливо в котельную или перекачивающих его из промежуточной ёмкости в топливохранилища. Фильтры тонкой очистки установлены после подогревателей, нагревающих мазут для подачи к котлам.

Для подогрева мазута в насосных и котельных применяются закрытые подогреватели. В мазутонасосной БТЭЦ-2 установлены подогреватели типа ПМ10-120 и ПМ40-30, представляющие собой металлический сосуд цилиндрической формы, состоящий из корпуса, двух сферических крышек и трубной системы. Пар, омывая трубную часть, нагревает идущий по трубам мазут до заданной температуры, конденсируется и сбрасывается в конденсатную линию. Подогреватели подлежат гидравлическому испытанию корпуса, трубной системы, установленной на них арматуры, внутреннему осмотру в установленные сроки.

1. Эксплуатация трубопроводов

Главным условием, обеспечивающим правильную эксплуатацию мазуто-, паро- и конденсатопроводов является постоянное наблюдение обслуживающего персонала за техническим состоянием трубопроводов, запорной арматуры, всех деталей, относящихся к ним, а также изоляции.

Трубопроводы должны быть герметичными, особенно тщательно необходимо следить за плотностью фланцевых и муфтовых соединений. Вследствие коррозии в трубах могут появиться свищи, а в сварных стыках образоваться мельчайшие трещины, которые при обычных осмотрах трудно обнаружить. При длительной остановке мазут во избежание его застывания должен быть слит из трубопроводов, а также фильтров. В соответствии с производственной инструкцией БТЭЦ-2 периодически производится продувка паром мазутопроводов, фильтров, подогревателей.

1. Техническая характеристика насосов,

подающих мазут на сжигание в котлах

Для подачи топлива и создания давления перед форсунками котлов, а также создания рециркуляции мазута через мазутное кольцо котельного отделения при аварийно-растопочном режиме мазутного хозяйства служат основные мазутные насосы № 1, 2, 3, типа 5Н5х4.

Характеристика насоса:

Производительность насоса - 70м 3 /час

Развиваемое давление -40 атм

Число оборотов - 2950 об./мин.

Ток переменный

Напряжение - 380 В.

Вращение левое.

Допустимая температура нагрева обмотки электродвигателя 140.

Устройство и работа основных мазутных насосов:

Насосы выполнены горизонтальными, четырёхступенчатыми с рабочими колёсами одностороннего входа. Диски каждой пары ступеньки установлены навстречу друг другу и радиальные усилия, возникшие вследствие неравномерности давления в нагнетательной камере, уравновешивают друг друга. Всасывающий и напорный патрубки насоса расположены в нижней части корпуса, благодаря чему при снятии верхней части корпуса возможен доступ к его внутренней части.

Герметичность разъема корпуса обеспечивается паронитовой прокладкой. Основные детали проточной части выполнены из чугуна. В верхней части корпуса на переточном патрубке имеется отверстие для установки манометра, служащего для определения давления между ступенями насоса. В верхнюю часть также ввёрнуты штуцера подвода охлаждающей воды на корпус насоса и муфтовый сальник. В нижней части корпуса имеются два отверстия для полного опорожнения насоса от остатков мазута при подготовке к ремонту. Рабочие колёса крепятся на валу насоса. Вал опирается со стороны муфты на опорно-упорный подшипник, с торцевой стороны на бронзовую втулку. Смазка подшипника производится жидким маслом, поступающим из корпуса на вал по плавающему кольцу. Смазка бронзовой втулки производится перекаченным мазутом. Замена смазки подшипника производиться через 850 часов работы насоса. Корпус подшипника охлаждается водой. Регулировка подачи воды на корпус подшипника, корпус насоса, сальник производится вентилями на напорном трубопроводе подвода охлаждающей воды. Для предотвращения нагрева и испарения, а также при малом расходе мазута на сжигание или при схеме рециркуляции на насосе установлен разгрузочный трубопровод с линии напора на всасывающую линию с запорным вентилем для сброса мазута во всасывающую линию.

Правила пуска в работу основных насосов :

• Прогреть насос паром соблюдая температуру прогрева до температуры мазута в резервуаре не более чем на 40 С.
• Залить масло в подшипник насоса до среднего уровня по маслоуказателю.
• Открыть вентиль на напорном и обратном трубопроводе охлаждающей воды.
• Открыть вентиля на охлаждение корпуса насоса, корпуса подшипника, сальника, муфтового подшипника электродвигателя, торцевого подшипника электродвигателя.
• Приоткрыть задвижку.
• Заполнить насос мазутом.
• Закрыть задвижку.
• Включить электродвигатель.
• При достижении рабочего давления на насосе медленно, избегая гидроударов и толчков, открыть задвижку и заполнить напорный мазутопровод мазутом.

Заключение

В энергетической стратегии развития России до 2020 г. предусматривается не только рост объемов добычи нефти, но и одновременное увеличение глубины ее переработки, что приведет к ухудшению качества мазута.

В процессе добычи, транспортировки, хранения и глубокой переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах в состав высоковязких тяжелых топочных мазутов попадают твердые минеральные примеси, вместе с которыми в мазут переходят соли щелочных металлов, продукты коррозии трубопроводов, резервуаров и оборудования. В процессе переработки нефти образуются высокореакционные соединения непредельных углеводородов, в том числе асфальтосмолистые вещества, которые могут переходить в первоначальном виде или трансформироваться в процессе термокаталитического крекинга в асфальтены, карбены и карбоиды.

Необходимо отметить, что существующая на котельной технология подготовки мазута к сжиганию способствует повышению скорости полимеризации асфальтеносмолистых включений. Полимеризация асфальтеносмолистых включений приводит к росту коксования и появлению отложений на поверхностях нагрева подогревателей мазута, котлов. В результате появления отложений ухудшается эффективность работы подогревателей, увеличиваются потери тепла с уходящими газами, вследствие ухудшения коэффициента теплопередачи и появления дополнительного расхода топлива.

Образующийся нефтяной осадок обладает низкой текучестью, что затрудняет его всасывание и перекачку топливными насосами. Вместе с топливом насосы захватывают воду, приготавливая водо-мазутную смесь с неконтролируемым содержанием воды. Неоднородность состава, переменная вязкость и плотность перекачиваемой среды приводят к появлению нерасчетных, предельно - допустимых нагрузок в топливных насосах, которые начинают работать в неустойчивом пульсирующем режиме. Это приводит к снижению напорных характеристик с большими перепадами давления в топливоподающем трубопроводе и, как следствие, к снижению устойчивой надежной работы всей топливоподающей системы мазутного хозяйства котельной.

Кроме того, неоднородность состава мазута (переменная вязкость и плотность перекачиваемой среды) является причиной нарушения не только гидродинамических, но и тепловых процессов, происходящих в теплообменных аппаратах мазутного хозяйства, к повышенной коксуемости мазута, к снижению качества его распыливания, ухудшению функционирования горелочных устройств, к снижению качества процесса горения топлива в топках котлов.

Это в конечном итоге приводит к снижению экономичности, надежности, ухудшению экологии, к уменьшению межремонтного цикла котельного агрегата в целом.

Список используемой литературы

1. Аргунов П. П., Гидроэлектростанции, М:, 1980.
2. Рыжкин В. Я., Тепловые электрические станции, М., 1976.
3. Инструкция № 35 по эксплуатации мазутного хозяйства БТЭЦ-2.