Тема: Реконструкция внутрикотловых сепарационных устройств котла-утилизатора марки КУ-60-2 ООО «Мечел-Энерго» г. Челябинск

Реконструкция внутрикотловых сепарационных устройств котлов утилизаторов КУ-60-2 является актуальной задачей, так как она направлена на повышение эффективности работы котельной. Котел утилизатор использует тепло уходящих газов вращающихся печей обжига извести и доломита, что позволяет значительно снизить затраты на энергию и уменьшить выбросы вредных веществ в окружающую среду.
Использование котлов-утилизаторов для энергетического использования теплоты отходящих газов позволяет значительно повысить эффективность использования доступной теплоты, уменьшить температуру выброса технологического сырья в виде пыли и обеспечить возможность его улавливания, что ведет к снижению выбросов в окружающую среду.
Первые котлы-утилизаторы были введены в СССР в 1939 году в виде котлов- охладителей газов (КОГ) с дымогарными трубами, выпускаемых Таганрогским котельным заводом до 1959 года [1, 2], а затем на Белгородском котельном заводе с 1966 года [3].
В 1947 году [4] был установлен первый котел-охладитель газов с принудительной циркуляцией воды за мартеновской печью, что улучшило использование теплоты, повысило производительность печей и сократило время плавки.
Качество использования отходящих газов в котлах-утилизаторах зависит от нескольких факторов, таких как температура отходящих газов, тепловая мощность и режим поступления газов в теплоиспользующую установку.
Количество отходящих газов зависит от объема сжигаемого топлива и количества шихтовых газов, образующихся при термической обработке технологических материалов, таких как при плавке руд цветных металлов и кислородной продувке сталеплавильных конвертеров.
Эффективность использования котлов-утилизаторов напрямую зависит от режима подачи газов в них, что является важным фактором. В некоторых случаях, цикличность работы технологических установок приводит к трудностям в использовании газов, особенно в конверторном производстве стали, и может стать серьезным препятствием для эффективного применения газового потока.
Котлы-утилизаторы, производимые на котельных заводах, подразделяются на группы по нескольким параметрам. Первый параметр - это температура продуктов сгорания на входе в котел, по которой котлы-утилизаторы разделяются на низкотемпературные (с температурой менее 900°C) и высокотемпературные (с температурой более 1000°C) [4].
Котлы-утилизаторы также подразделяются по параметрам пара, способу движения воды и пара и продуктов сгорания, способу движения воды в испарительном контуре, а также по конструкторскому оформлению. Котлы- утилизаторы могут иметь П-образную форму, башенную или горизонтально-туннельную конструкцию, а поверхности нагрева могут быть как конвективными, так и радиационно-конвективными в зависимости от типа котла и температуры продуктов сгорания.
Котлы-утилизаторы производятся с различными параметрами пара, включая низкие (P =1,5 МПа, t ~ 300°С), повышенные (4,5 МПа и 450°С) и высокие (10- 14 МПа и 550°С). Они также могут отличаться способом организации взаимного движения воды, пара и продуктов сгорания, включая газотрубные и водотрубные варианты.
Движение воды в испарительном контуре водотрубных котлов может быть естественным или многократно принудительным. Конструктивные решения и поверхности нагрева также могут отличаться в зависимости от формы котлов- утилизаторов, которые могут быть П-образными, башенными или горизонтально-туннельными типами с змеевиковыми конвективными поверхностями нагрева в низкотемпературных котлах и радиационно-конвективными в
высокотемпературных.
Однако внутрикотловые сепарационные устройства являются ключевым элементом котла утилизатора, так как они обеспечивают отделение твердых частиц от газов. Недостаточная эффективность сепарационных устройств может привести к плохой работе котла утилизатора, что приведет к ухудшению экономических показателей и возможным экологическим проблемам.
Котельная котлов утилизаторов КУ-60-2, предназначенная для использования тепла уходящих газов вращающихся печей обжига извести и доломита, является одним из важнейших элементов производственного комплекса предприятия. Однако со временем внутрикотловые сепарационные устройства котлов утилизаторов КУ-60-2 выходят из строя и нуждаются в реконструкции.
Цель данной работы - провести реконструкцию внутрикотловых сепарационных устройств котлов утилизаторов КУ-60-2 с целью улучшения их работоспособности и повышения эффективности производства.
Задачи работы включают в себя:
1. Изучение текущего состояния внутрикотловых сепарационных устройств котлов утилизаторов КУ-60-2 и выявление причин их неисправности.
2. Разработка проекта реконструкции внутрикотловых сепарационных устройств котлов утилизаторов КУ-60-2 с учетом требований качества и эффективности производства.
3. Оценка экономической эффективности проекта реконструкции внутрикотловых сепарационных устройств котлов утилизаторов КУ-60-2 и расчет срока окупаемости.
4. Планирование реализации проекта и контроль за его выполнением
Реконструкция внутрикотловых сепарационных устройств котлов утилизаторов КУ-60-2 позволит улучшить качество производства и повысить эффективность использования тепла уходящих газов, что в свою очередь приведет к увеличению прибыли предприятия и укреплению его конкурентных позиций на рынке.


Купить

В ходе работы была проведена оценка состояния котельной котлов утилизаторов КУ-60-2 и выявлено необходимость проведения реконструкции внутрикотловых сепарационных устройств (барабана) для повышения эффективности работы оборудования и уменьшения экологического воздействия.
Так же были сделаны выводы, что для эффективной сепарации пара в барабане-сепараторе парового котла необходимо использовать несколько ступеней сепарации. Одной из таких ступеней может быть циклонный сепаратор, а другой - решетчатый потолок.
Расчет размеров циклона и решетчатого потолка для парового котла требует знания нескольких параметров, таких как объем пара, расход воды, диаметр барабана-сепаратора и других.
Существуют общие формулы для расчета размеров циклона и решетчатого потолка, которые могут быть использованы для примерного определения размеров при реконструкции парового котла. Однако, для получения более точных результатов необходимо проводить расчеты с использованием специализированных программ и более точных данных.
Итогом реконструкции последовало увеличение числа циклонов, замена соединения подвода насыщенного пара к циклонам барабана, замена решетчатого потолка, уменьшение высоты подачи питательной воды, в целях уменьшения лишних колебаний воды в барабане.
В разделе «Безопасность жизнедеятельности» был определен ключевой аспект обеспечения безопасности производственных процессов и оборудования - это регулярный анализ опасных и вредных производственных факторов и разработка соответствующих мероприятий по защите персонала и оборудования. Расчет рисков и применение методов защиты помогут уменьшить вероятность возникновения аварий и снизить их последствия. Важным моментом является также обучение и тренировка персонала, а также соблюдение правил безопасности на рабочем месте. В целом, все эти меры направлены на обеспечение безопасной работы оборудования и уменьшение рисков для здоровья и жизни персонала.
Было разработано дерево целей проекта, составлен ленточный график Ганта, выполнен расчет капитальных и текущих затрат на реконструкцию и оценена ее экономическая эффективность.
На основе проведенных расчетов был сделан вывод о том, что проект реконструкции является экономически целесообразным, так как его срок окупаемости составляет менее пяти лет.
Также было отмечено, что проведение реконструкции позволит улучшить экологическую ситуацию в регионе, а повышение эффективности работы котельной приведет к снижению расходов на энергоносители и повышению производительности предприятий, использующих тепловую энергию.
В целом, проведенная работа является актуальной и важной для обеспечения устойчивого развития предприятий и экономики региона.

Купить