Охрана водного бассейна

Современная котельная потребляет большое количество воды, часть которой затем сбрасывается в виде стоков различного состава:

- вода системы гидрозолоудаления на котельных, использующих твердое топливо;

- воды, загрязненные нефтепродуктами;

- воды от химводоочисток (регенерационные воды фильтров, промывочные воды и т.д.);

- воды после обмывок наружных поверхностей нагрева;

- промывочные и консервационные воды.

Воды системы гидрозолоудаления. При сжигании одного килограмма твердого топлива образуется от 5–6 до 50–60% золы. На гидравлическое удаление золы и шлака требуется примерно 10–15 кратное количество воды. Большая часть этой воды возвращается в систему ГЗУ, но конструкции ряда ГЗУ таковы, что не могут использовать «осветленную» воду, которая обычно является пересыщенным раствором углекислого или сернокислого кальция, а иногда извести и, естественно способна выделять в осадок растворенные в ней вещества. Поэтому при полностью замкнутой схеме ГЗУ необходимость сброса некоторого количества воды не устраняется.

Воды, загрязненные нефтепродуктами. Попадание нефтепродуктов в природные водные источники в значительной степени обусловлено низким уровнем эксплуатации. Очистка вод от нефтепродуктов требует сложных и дорогих устройств и, несмотря на это, эффективность очистки невысока. На лучших установках содержание нефтепродуктов снижается до 0,5–1,0 мг/л. Простейшим устройством для очистки воды от нефтепродуктов являются нефтеловушки (рис.21.1).

Рис. 21.1. Схема работы нефтеловушки.

1 – подвод замазученной воды; 2 – всплывшие нефтепродукты; 3 – зона отстоя; 4 – нефтесборные трубы; 5 – полупогруженные перегородки; 6 – выпуск осадка4 7 – очищенная воды.

Если качество воды после нефтеловушки не удовлетворяет предъявляемым требованиям, применяется схема с флотатором (рис. 21.2).

Рис. 21.2. Схема флотационной установки.

1 – подвод замазученной воды; 2 – нефтеловушка; 3 – насос; 4 – емкость для насыщения воды воздухом под давлением; 5 – дозатор флокулянта; 6 – бак флокулянта; 7 – флотатор; 8 – весла, отделяющие пену; 9 – механический фильтр; 10 – фильтр активированного угля; 11 – выход очищенной воды.

Замазученные воды возможно сжигать, но надо предварительно повысить концентрацию нефтепродуктов в воде.

Воды водоподготовительных установок. При обработке воды на ХВО образуются осадки, состоящие из углекислых солей магния и кальция, кремнекислоты, гидроокисей железа и алюминия и т.д. При регенерации ионитов образуются воды, содержащие различные соли и избыток регенерационного раствора поваренной соли, серной кислоты, едкого натра. Для их обезвреживания применяют их взаимную нейтрализацию. Сброс в естественные водоемы этих даже нейтрализованных вод разрешается только при больших расходах рек, когда солевой сброс не повлияет на состав воды в водоеме. В маловодных районах приходится прибегать к сложным и дорогостоящим мероприятиям:

- отказ от ионного метода обработки воды и переход на испарители;

- испарение стоков с эвакуацией сухих солей;

- применение сложной электрохимической переработки стоков.

Обмывочные и консервационные воды также следует подвергать обработке.

Перспективным является способ обезвреживания сточных вод путем испарения их в системах каскадных испарителей, использующих тепло уходящих газов.

ШЛАКОЗОЛОУДАЛЕНИЕ

В процессе сжигания топлива содержащаяся в нем зола выделяется в виде шлака, остающегося в топке, и в виде летучей золы, уносимой продуктами сгорания, частично оседающей в газоходах и улавливаемой в зо­лоуловителях, а частично удаляемой через дымовую трубу в атмосферу. Шлак, удаляемый из топки, – это крупные бесформенные куски (размером до 250–300 мм) губчатой массы. Унос, осаждающийся в газоходах и золоуловителях, представляет собой сыпучую подвижную смесь частиц золы и несгоревшего топлива. Наряду с по­дачей твердого топлива удаление золы и шлака явля­ются наиболее трудоемкими операциями. К шлакозолоудалению предъявляют следующие основные требова­ния: обеспечение нормальных санитарно-гигиенических условий и безопасности работы; минимальные эксплуа­тационные расходы на удаление и транспортировку золы и шлака; возможность дальнейшего использования шлака и золы. Процесс шлакоудаления состоит из удаления шлаков и золы из котельного агрегата, уборки и их транспортировки с территории.

Основными способами шлакоудаления являются: ручное, механизированное, пневматическое и гидравли­ческое. Ручноешлакозолоудаление применяют в неболь­ших производственно-отопительных котельных. При руч­ном удалении используют узкоколейные вагонетки с оп­рокидывающим кузовом. Эти вагонетки перемещаются по рельсам. Шлак и зола перевозятся на шлакоотвал сухими. При механизированном периодическом шлако-золоудалении применяют скреперные установки, скипо­вые подъемники, скребковые транспортеры, шлаковыгружатели. В помещениях, где установлены котельные ус­тановки, наибольшее распространение получили схемы шлакозолоудаления со скреперными установками (рис. ). Шлак и золу, предварительно залитые водой в бункере, сбрасывают в шлаковый канал, откуда скрепе­ром подают по наклонной эстакаде в сборный бункер, установленный вне здания. Для осмотра и ремонта скре­перной установки вдоль канала делают сквозной проход шириной 1000 мм и высотой 1900 мм, отделенный барь­ером.

Рис. 22.1. Схема скреперного шлакозолоудаления.

1 – топки котлов; 2 – шлаковый канал; 3 – скрепер; 4 – система канатов; 5 – лебедка; 6 – шибер; 7 – шлаковый бункер.

Пневмошлакозолоудаление. При этом способе шлак и зола удаляются по двум схемам: нагнетательной и всасывающей. В первой схеме шлак и зола транспорти­руются воздухом, который подается в трубопроводы высоконапорным вентилятором, и поэтому весь тракт на­ходится под давлением. В случае неплотностей в стыках трубопроводов и их износа возможны утечки воздуха. Этого недостатка можно избежать, если применить всасывающую схему, по которой шлак и зола транспортируются воздухом, всасываемым в систему с помощью различных вакуумных механизмов; при этом вся система находится под разрежением. Для создания вакуума используют высоконапорные вентиляторы, ва­куум-насосы, пароструйные эжекторы. Заметим, что па­роструйные эжекторы получили наибольшее распростра­нение ввиду простоты их конструкции и безотказности в работе.

Шлак из шлаковых бункеров котлоагрегата поступа­ет в дробилку, в которой он измельчается до размера 20 мм. Дробленый шлак, а также зола из газоходов кот­лоагрегата и из золоуловителей поступают во всасыва­ющие насадки, где подхватываются воздухом, переме­шиваются с ним и по трубопроводам транспортируются в циклон, где они отделяются от воздуха.

К преимуществам системы пневмошлакоудаленияотносятся: компактность, простота устройстваи обслужи­вания;хорошие санитарно-гигиенические условия; воз­можность использования шлака и золы для строительных целей.Недостатки этой системы: большой расход электроэнергии на транспортировку шлака и золы; повышен­ная стоимость установки из-за наличия большого количествааппаратов, трубопроводов, циклонов, вакуум-насосов и др.; значительный износ оборудования (дроби­лок, циклонов н др.). Пневматическое шлакозолоудаление применяют в помещениях теплогенераторов малой и средней мощности при необходимости сохранения шла­ка и золы в сухом виде для их дальнейшего использования.

Схемы гидрошлакозолоудаления разделяют на сле­дующие; низконапорные с применением багерных насо­сов или гидроаппаратов инженера Москалькова, смешан­ные (гидропневматнческне) с эрлифтнасосами и самотеч­ные. Гидрошлакозолоудаление применяют в котельных при удалении шлака и золы более 10 т/ч при достаточ­ном количестве воды и близости золоотвала. Часто ис­пользуют смешанную схему гидрошлакозолоудаления, т.е. в пределах помещении, где установлены котель­ные агрегаты, шлак и зола транспортируются по самотечным каналам до перекачивающей насосной станции, а от последней до золоотвала производится перекачка гидромассы по напорным трубопроводам с помощью различных аппаратов.

АВТОМАТИЗАЦИЯ

Автоматизация означает механизацию оперативного управления работой оборудования котельным агрегатом с помощью различных средств или устройств.

К таким устройствам кроме контрольно-измерительных приборов относятся следующие:

1. Устройства дистанционного управления, предна­значенные для воздействия на расстоянии на регулирую­щие и запорные органы котельных агрегатов, а также для пуска вспомогательного оборудования котельной – вентиляторов, дымососов, насосов, механических топок и т.п. Дистанционное управление осуществляется с помощью электродвигателей, электромагнитных приводов, гидравлических систем и др.

2. Устройства защиты, служащие для предохранения котельных агрегатов и вспомогательного оборудования от аварий.

3. Автоматическое управление — устройства, назна­чением которых является автоматическое управление периодическим и операциями, как, например, пуск обо­рудования топливоподачи, резервных насосов и т. п.

4. Автоматическая блокировка, к которой относятся устройства, ограждающие оборудование от неправильных операций, происшедших по ошибке персонала или вследствие аварии. В соответствии с этим блокировка разделяется на запретно-разрешающую и аварийную, запретно-разрешающие блокировки предназначены дли предотвращения неправильных включений или выклю­чений механизмов. Аварийные блокировки служат, для автоматического последовательного отключения меха­низмов илиучастков, расположенных по ходу технологического, процесса до аварийно-отключающегомеханизма. Например, при остановке дымососа производится автоматическое отключение вентиляторов и топливоподачи.

5. Автоматическое регулирование, осуществляемое с помощью авторегуляторов, назначением которых яв­ляется поддержание параметров на заданном значении или изменяющихся по определенной программе.

6. Сигнализация – технологическая и командная. Технологическая сигнализация разделяется на предупредительную, контрольную и аварийную. Предупредительная сигнализацияслужит для извещения персонала о возникших нарушениях нормального режима работы оборудования, связанных с изменением тех или иных параметров (давления и температуры перегретого пара, уровня воды в барабане и т.д.).

Контрольная сигнализация предназначена для извещения персонала в данный момент о работе или остановке оборудования, о положении запорных и регулирующих органов и др. Аварийная сигнализация извещает персонал о происшедшей аварийной остановке оборудования. Предупредительную и аварийную сигнализацию выполняют световой н звуковой (сирены), а контрольную сигнализацию —обычно световой. Команд­ная сигнализация осуществляется с помощью световых табло и применяется для передачи однотипных, наиболее часто повторяющихся сигналов (команд) от одного оперативного поста к другому. Таким образом, в авто­матизированном котельном агрегате оснащенность аппа­ратурой автоматического контроля и управления увели­чивается, что способствует повышению производитель­ности труда и значительному сокращению количества персонам, обслуживающего оборудование. Применение автоматических устройств защиты и блокировок технологически взаимосвязанных механизмов позволяет повысить надежность работы оборудования и сократить количество аварий. Кроме того, при автоматизации работы котельного агрегата увеличивается экономичность его работы вследствие более точного поддержания параметров пара и более экономичного процесса горения топлива.