Описание технологического процесса конденсатора

 

1. мОписание технологического процесса

 

Конденсационная установка, рассматриваемая в данном курсовом проекте, состоит из конденсатора, воздухоудаляющего устройства, конденсационных насосов, регенеративной установки и деаэратора.

Конденсатор поверхностный  двухходовый с нисходящим потоком  пара, центральным отсосом воздуха и раздельным током воды, предназначен для работы на пресной воде. Корпус конденсата цельносварной, с вваренными в него концевыми и промежуточными трубными  досками. Водяные камеры одно целое с корпусом и закрываются крышками. Подвод и отвод охлаждающей воды осуществляется по каждой половине конденсатора отдельно, что дает возможность отключение половины конденсатора по водяной стороне и чистку ее трубок  на ходу при работе турбины со сниженной нагрузкой. Охлаждающие трубки развальцованы в трубных досках с обоих концов. В конденсаторе предусмотрено устройство деаэрации для приема добавки химобессоленной воды в количестве 30 т/ч под давлением 4-5 ата и температурой 40°С.

Расчетные данные конденсатора:

- Тип конденсатора       - К -9115

- Поверхность охлаждения        - 9115

- Количество конденсируемого  пара    - 380,87 т/ч

- Давление пара у фланца  конденсатора            - 0,035 ата

- Температура охлаждающей  воды     - 12°С

- Наибольшее допустимое  рабочее давление внутри            - 2,0 кгс/с

водяного пространства

Воздухоудаляющее устройство состоит из:

- двух главных пароструйных 3-ступенчатых эжекторов типа  ЭП-3-25/75 для отсоса воздуха из  конденсатора и обеспечения нормального  процесса теплообмена в конденсаторе. Один эжектор является резервным.

Основные характеристики эжектора:

- Минимальное давление  перед соплами      - 5 ата

- Расход пара на эжектор  при этом давлении        - 1000 кг/ч

- Количество отсасываемого  воздуха при давлении                       - 25 кг/ч 

всасывания 0,0265 ата

Источником питания эжектора является пар 8-13 ата. Охлаждающей водой служит основной конденсат. Оба эжектора по пару и конденсату включены параллельно. Регулирование давления перед соплами эжекторов производится дроссельными вентилями. Два центробежных конденсатных насоса типа 16 КСВ 11-4 производительностью 470 т/ч и напором Н=160 м. вод. ст. каждый предназначены для удаления из конденсатора конденсата и подачи его через регенеративную систему низкого давления в деаэратор 6 ата. Один насос является резервным.

Регенеративная установка  предназначена для подогрева  питательной воды при номинальном  режиме до 230°С паром, отбираемым из промежуточных ступеней турбины, и состоит из 4-х ПНД, 3-х ПВД, включенных по воде за питательным насосным агрегатом. В схему регенерации включены также холодильники паровоздушной смеси основных эжекторов, охладитель пара из уплотнений (не указаны на схеме), деаэратор 6 ата, являющийся одновременно смешивающим подогревателем питательной воды. В качестве ПНД-1 использован вертикальным подогревателем типа ПН-250-4 с поверхностью нагрева 250 . ПНД-1 питается паром из 8-го отбора турбины. Вторая, третья, четвертая ступени регенеративного подогрева осуществляются в 3-х последовательно включенных по воде подогревателях ПНД-2, ПНД-3, ПНД-4 типа ПН-250-5М.

Конденсат греющего пара подогревателей низкого давления каскадно сбрасывается в ПНД-1, откуда откачивается сливным насосом в линию основного конденсата между ПНД-1 и ПНД-2, или через сифон глубиной 7м в конденсатор турбины (в аварийном случае).

Поддержание необходимого уровня конденсата греющего пара в ПНД-1, 3 и 4 осуществляется авторегуляторами. Из ПНД-2 дренаж отводится в ПНД-1 через гидрозатвор глубиной 6,06 м.

ПНД-2 направляется отсос  из 4-й камеры переднего лабиринтного уплотнения ЦВД (на схеме не показано). Пятая ступень регенеративного подогрева питательной воды осуществляется в деаэраторе 6 ата. В схеме турбогенератора К 160-130 ХТГЗ установлено последовательно по воде три подогревателя высокого давления (ПВД) типа ПВ 425/230. Все ПВД одинаковы по конструкции и отличаются только условиями работы и количеством змеевиков в охладителе конденсата греющего пара. Питательная вода проходит в трубках спиральных змеевиков трубной системы подогревателя, а греющего пар омывает трубки снаружи. Подвод и отвод питательной воды подогревателей выполнен в нижней части, подвод греющего пара выполнен через штуцер верхнего днища корпуса. Греющим паром для ПВД-7,8 является пар из 1-го отбора турбины, для ПВД-6 из 3-го отбора. Температура воды на выходе из ПВД-6-181°С, ПВД-7-207°С, ПВД-8-230°С. Конденсат греющего пара из ПВД-7 и ПВД-8 сливается в ПВД-6,откуда поступает в Д-6 ата. Давление греющего пара в корпусах ПВД-7 и ПВД-8 составляет 31,24 кгс/с,ПВД-6-11,75 кгс/ с.

Деаэраторная установка  предназначена для:

-глубокого удаления из питательной воды коррозионно-агрессивных газов, как находящихся в растворенном состоянии, так и образующихся при термическом разложении бикарбонатов и карбонатов;

-создание рабочего резерва  питательной воды в баке-аккумуляторе для компенсации небаланса между расходом питательной воды в котел и основного конденсата турбины с учетом добавочной воды;

-подогрева питательной  воды в регенеративной системе  турбоустановки.

Деаэрационная колонка ДСП-500 пленочного типа. Разделение воды на пленки осуществляется  за счет насадки. Деаэрируемая вода подводится в верхнюю камеру колонки и в виде тонкой пленки стекает по поверхности насадки сверху вниз, а пар движется снизу, т.е. имеет место противоток. Бак-аккумулятор полезной емкостью 90 (не указан на схеме) представляет собой сосуд цилиндрической формы, предназначен для создания резерва питательной воды. Кроме того, в баке-аккумуляторе происходит удаление оставшихся в воде газов. Производительность деаэрационной установки составляет 500 т/ч, рабочее давление – 6 ата, рабочая температура - 164°С. От надежной и бесперебойной работы деаэратора зависит надежность работы питательных насосов и блока в целом. Для регулирования давления паров в деаэраторе на линии пара от 4-го отбора установлен клапан регулятора давления РД-Д 6 ата.

Технологическая схема конденсационной установки представлена на рисунке 1.

 

Рисунок 1 –Схема конденсационной установки

 

2. Разработка схемы автоматизации

 

Рассмотрим конденсатор  как объект автоматизации. Задачей регулирования является стабилизация уровня . К основным возмущениям можно отнести расход и температуру жидкости, температура греющего пара  и теплопотери q; к регулирующим воздействия - расход греющего пара ; к выходным координатам – уровень жидкости .

Анализ процессов, протекающих  в конденсаторе, показывает, что  он относится к многосвязным объектам. Действительно увеличение расхода  греющего пара приводит к более интенсивному испарению, что вызывает одновременно уменьшение уровня и повышение давления в аппарате. Аналогично изменение отбора пара влияет не только на давление в аппарате, но и на интенсивность испарения продукта, а следовательно и на уровень жидкости.

Для регулирования уровня жидкости в конденсаторе используется одноконтурная АСР (поз. LIRC-4), которая включает в себя прибор для измерения уровня бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (поз. LT 4–1); преобразователь сигнала, установленный на по месту (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический)   (поз. LY 4–2), регулятор, входящий в состав МПК;  аппаратуру, предназначенную для ручного дистанционного управления установленная на щите (поз. 4-3).пусковую аппаратуру для управления электродвигателем (открытие, закрытие задвижки) (поз. 4-4), и клапан регулирующий (поз. 4-5).

Давление в конденсаторе контролируется с помощью комплекта средств автоматизации (поз. PIR-6), который включает в себя прибор для измерения давления с дистанционной передачей показаний, установленный по месту  (поз. PT 6–1); преобразователь сигнала, установленный по месту  (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический)   (поз. PY 6–2).

Температура жидкости в конденсаторе контролируется с помощью комплекта  средств автоматизации (поз. TIR- 7), который включающей в себя первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения температуры, установленный по месту (поз. TE 7–1); преобразователь сигнала, установленный на щите (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический) (поз. TY 7–2).

Для контроля расхода конденсата используется комплект средств автоматизации (поз. FIR-2), который включает в себя первичный измерительный преобразователь  (чувствительный элемент)  для измерения расхода, установленный по месту  (поз. FE 2–1); прибор для измерения расхода с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (поз. FT 2–2); преобразователь сигнала, установленный по месту (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический)   (поз. FY 2–3).

Два центробежных конденсатных насоса типа 16 КСВ 11-4 производительностью 470 т/ч и напором Н=160 м. вод. ст. каждый предназначены для удаления из конденсатора конденсата и подачи его через регенеративную систему низкого давления в деаэратор 6 ата.

Для контроля давления конденсата, поступающего на всас центробежных насосов типа 16 КСВ 11-4, используется комплект средств автоматизации (поз. PISA-1), который включает в себя прибор для измерения давления с дистанционной передачей показаний, установленный по месту  (поз. PT 1–1); преобразователь сигнала, установленный по месту  (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический)   (поз. PY 1–2).

Для контроля температуры  конденсата в трубопроводе используется комплект средств автоматизации (поз. TIR- 3), который включает в себя первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения температуры, установленный по месту (поз. TE 3–1); преобразователь сигнала, установленный на щите (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический) (поз. TY 3–2).

Регенеративная установка  предназначена для подогрева  питательной воды до 230°С паром, отбираемым из промежуточных ступеней турбины, и состоит из 4-х ПНД, 3-х ПВД

В качестве ПНД-1 используется вертикальный подогреватель типа ПН-250-4, вторая, третья, четвертая ступени регенеративного подогрева осуществляется  в 3-х последовательно включенных по воде подогревателях ПНД-2, ПНД-3, ПНД-4 типа ПН-250-5М. Задачей регулирования является стабилизация уровня .

Для регулирования уровня жидкости в ПНД (1,2,3,4) используется одноконтурная АСР уровня  (поз. LIRC-23, 25, 27, 29), включающая в себя прибор для измерения уровня бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (поз. LT 23–1, 25-1, 27-1, 29-1); преобразователь сигнала, установленный на по месту (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический)   (поз. LY 23–2, 25-2, 27-2, 29-2), регулятор, входящий в состав МПК; аппаратуру, предназначенную для ручного дистанционного управления, установленную на щите (поз. 23-3, 25-3, 27-3, 29-3), пусковую аппаратуру для управления электродвигателем (открытие, закрытие задвижки) (поз. 23-4, 25-4, 27-4,29-4), и клапан регулирующий (поз. 23-5, 25-5, 27-5, 29-5).

Контроль температуры  в подогревателях ПНД (1,2,3,4) осуществляется  с помощью комплекта средств  автоматизации (поз. TIR- 31, 32, 33, 34), который включает в себя первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения температуры, установленный по месту (поз. TE 31–1, 32-1, 33-1, 34-1); преобразователь сигнала, установленный на щите (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический) (поз. TY 31–2, 32-2, 33-2, 34-2).

В подогревателях высокого давления (ПВД-6,7,8) типа ПВ 425/230 температура воды контролируется с помощью комплекта средств автоматизации (поз. TIR- 8, 9, 10), который включает в себя первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения температуры, установленный по месту (поз. TE 8–1, 9-1, 10-1); преобразователь сигнала, установленный на щите (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический) (поз. TY 8–2, 9-2, 10-2).

Уровень жидкости в подогревателях высокого давления регулируется одноконтурной  АСР уровня  (поз. LIRC-11, 13, 15), включающей в себя прибор для измерения уровня бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (поз. LT 11–1, 13-1, 15-1); преобразователь сигнала, установленный на по месту (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический)   (поз. LY 11–2, 13-2, 15-2), регулятор, входящий в состав МПК; аппаратуру, предназначенную для ручного дистанционного управления, установленную на щите (поз. 11-3, 13-3, 15-3), пусковую аппаратуру для управления электродвигателем (открытие, закрытие задвижки) (поз. 11-4, 13-4, 15-4), и клапан регулирующий (поз. 11-5, 13-5, 15-5).

Для регулирования давления паров в деаэраторе на линии пара от 4-го отбора установлен клапан регулятора давления РД-Д 6 ата.

Регулирование давления пара в деаэраторе осуществляется одноконтурной АСР уровня  (поз. PIRC-19), которая включает в себя: прибор для измерения давления бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (поз. РT 19–1); преобразователь сигнала, установленный по месту (входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический)   (поз. РY 19–2), регулятор, входящий в состав МПК; аппаратуру, предназначенную для ручного дистанционного управления, установленную на щите (поз. 19-3); пусковую аппаратуру для управления электродвигателем (открытие, закрытие задвижки) (поз. 19-4), и клапан регулятора давления РД-Д 6 ата (поз. 19-5).