Схема газорегуляторного пункта

Котельная №1005 ГУПЭП «Маркоммунэнерго» получает газ из магистрального газопровода «Уренгой-Помары-Ужгород». Первоначально газ поступает в газораспределительную станцию (ГРС), где очищается от механических примесей, одорируется и редуцируется до давления 0,6…1,2 МПа. Затем по распределительным газопроводам газ направляется в газорегуляторный пункт (ГРП), в котором давление газа снижается и поддерживается постоянным в пределах от 0,005 до 0,3 МПа, что обеспечивает нормальную работу горелок котлов.

Схема ГРП показана на рис. 7. Газ поступает на фильтр 1, предназначенный для дополнительной очистки от механических примесей, и через предохранительный запорный клапан 9 подается в регулятор давления 8. В случае повышения давления газа после регулятора давления выше допустимого значения срабатывает предохранительный сбросной клапан 6 и газ сбрасывается в атмосферу. Если давление газа продолжает увеличиваться, то срабатывает предохранительный запорный клапан 9 и доступ газа в котельную прекращается. При выходе из строя узла редуцирования используется байпасная линия с ручным регулированием давления газа, поступающего к котлам. В этом случае клапан 3 открывается полностью, а клапаном 4 производится регулирование давления газа по манометру 5, который показывает выходное давление газа после ГРП. На входе ГРП с помощью термометра 2 измеряется температура газа. С помощью показывающих и самопишущих манометров 7 регистрируется давление газа на выходе из ГРП. Количество прошедшего из ГРП газа учитывается счетчиком 10.

Схема подачи газа в котел

Схема подачи газа в котел представлена на рис.8. С целью исключения попадания газа в топочную камеру неработающего котла,
схемой предусмотрено отключение подачи газа задвижками с электроприводом 1 как на вводе газопровода из ГРП, так и перед горелкой.

Рис. 7. Схема газорегуляторного пункта:

1-фильтр; 2-стеклянный жидкостной термометр; 3,4-запорная арматура; 5,7-манометры (показывающие и самопишущие); 6-предохранительный сбросной клапан; 8-регулятор давления; 9-предохранительный запорный клапан; 10-счетчик (расходомер) газа;
11-продувочный трубопровод; 12-сбросной трубопровод

Контроль давления газа перед горелкой, поворотной заслонкой 4 и после задвижки на вводе производится по манометрам 3.

В котле установлена одна вихревая горелка типа ГМ-7, позволяющая раздельно и совместно сжигать газ и мазут. Воздухонаправляющее устройство горелки содержит воздушный короб, осевой завихритель с профильными лопатками и конусный стабилизатор. Небольшая часть воздуха проходит через дырчатый лист (диффузор) по оси горелки для охлаждения форсунки. В форсуночный узел помимо основной форсунки обычно входит также сменная форсунка, установленная под углом к оси горелки. Сменная форсунка включается на короткое время, необходимое для чистки или замены. Аэродинамическое сопротивление горелки составляет 2 кПа.

Номинальный расход газа – 820 м³/ч (при Q^с_н=35.4 МДж/м³), мазута – 730 кг/ч (при Q^p_н = 40.38 МДж/кг). Номинальная тепловая мощность горелки – 8,15 Мвт (7 Гкал/ч). Давление газа перед горелкой составляет 25 кПа, мазута - 2,0 МПа. Давление пара на распыливание мазута - (0,3…0,5) МПа. Для зажигания горелки используется запальное устройство 7, состоящее из электроспирали с трубкой подачи газа.

Подача газа в горелку регулируется автоматическими регуляторами. Соответствие паропроизводительности котла его паровой нагрузке обеспечивает автоматический регулятор нагрузки 11, структурная схема которого изображена на рис. 9.

Рис. 8. Схема подачи газа в котел:

1-задвижка с электроприводом; 2-быстродействующий запорно-предохранительный клапан; 3-манометр; 4-регулирующая газовая заслонка; 5-газовая горелка; 6-продувочный газопровод («свеча»); 7-запальное устройство; 8-кран проходной; 9-измерительная диафрагма; 10-дифманометр; 11-регулятор нагрузки

Паровая нагрузка котла косвенно оценивается по давлению пара в барабане. Действительно, из уравнения теплового баланса

dp_б

А ––– = Q_т - G_н (h_н – h_п.в.),

dt

где А – коэффициент, характеризующий тепловую аккумулирующую способность пароводяной смеси, металла испарительной части и барабана; dp_б/dt – скорость изменения давления пара в барабане; Q_т - теплота, затраченная на нагрев пароводяной смеси в топочной камере; h_н – энтальпия насыщенного пара на выходе из барабана; G_н (h_н – h_п.в.) – теплота, ушедшая с насыщенным паром.

Регулятор сравнивает измеренное в барабане давление с заданным и в зависимости от знака и величины рассогласования воздействует на регулирующий орган подачи газа – поворотную газовую заслонку (поз. 4 на рис. 8). Если давление пара в барабане повышается, то регулятор уменьшает расход газа и наоборот.

Рис. 9. Структурная схема регулятора нагрузки котла:

Р_б – давление в барабане; РН – автоматический регулятор; З-задатчик; В_г – расход газа

Другой автоматический регулятор поддерживает оптимальное соотношение между расходами подаваемых в горелку газа и воздуха (называемое оптимальным избытком воздуха). Тем самым достигается максимальная экономичность сжигания топлива. Структурная схема регулятора «топливо-воздух» показана на рис. 10.

Рис. 10. Структурная схема регулятора «топливо-воздух»:

Р_г - давление газа; Р_в – давление воздуха; РВ – автоматический регулятор; З-задатчик;

В_в – расход воздуха

В регулятор поступают сигналы по давлению газа и воздуха перед горелкой, косвенно характеризующих их расходы. В зависимости от соотношения этих сигналов регулятор воздействует на направляющий аппарат дутьевого вентилятора и расход воздуха, подаваемого в горелку, изменяется (увеличивается или уменьшается). Для рассматриваемого котла оптимальный коэффициент избытка воздуха за топкой при работе на газе составляет 1,05 (на мазуте – 1,1).

Подача воздуха может регулироваться также по соотношению «пар-воздух» (рис. 11). Эта схема удобна для котла, работающего с частой сменой топлива (газ или мазут), т.к. исключается необходимость изменения настроек регулятора каждый раз при переходе с одного топлива на другое.

Рис. 11. Структурная схема «пар-воздух»:

G_п – расход пара на выходе из котла; G_в – расход воздуха на горелку; РВ – автоматический регулятор; З – задатчик; В_в – расход воздуха

Наряду с сигнализацией отклонений параметров от номинальных значений, автоматизация котельной установки предусматривает автоматическую систему тепловой защиты котлов и вспомогательного оборудования от повреждений. Тепловая защита срабатывает при возникновении аварийной ситуации, когда возможности автоматического или ручного управления процессами исчерпаны, а параметры выходят за допустимые пределы. Различают главные и локальные тепловые защиты.

Срабатывание главных тепловых защит приводит к останову оборудования. Локальные защиты предотвращают развитие аварии без останова котлов и других агрегатов.

К локальным тепловым защитам относятся предохранительные клапаны, защищающие верхний барабан и трубную систему котла от превышения давления.

Главные тепловые защиты котла прекращает подачу газа к горелке в следующих аварийных случаях:

- обрыв факела из-за экранной трубы в топке,

- аварийное отключение дутьевого вентилятора или дымососа,

- снижение давления газа перед горелкой ниже или выше предельного уровня,

- прекращение подачи питательной воды в котел.

В этих случаях быстродействующий запорно-предохранительный клапан 2 (см. рис. 8) мгновенно закрывается и подача газа к горелке прекращается.