Производство и потребление пара

 

 

Система парообразования, входящая в состав энерготехнологической схемы производства аммиака, предназначена для получения пара с давлением от 10,00 до 10,68 МПа (от 102 до 109 кгс/см²) по прибору поз.P4 и температурой от 470 °С до 490 °С по прибору поз.Т1 путем утилизации тепла технологических газов. Недостаток тепла технологических потоков для получения требуемого количества пара восполняется за счет сжигания топливного газа во вспомогательном котле поз.108. Потребность в паре более низких параметров обеспечивается использованием отработанного пара турбоприводов компрессоров и насосов и редуцированием пара в редукционно-охладительных устройствах (РОУ).

Сырьем для производства пара служит питательная недеаэрированная вода, поступающая в агрегат из блока приготовления питательной воды с давлением не менее 0,5 МПа (5 кгс/см²) и температурой не более 50 °С.

Вода проходит параллельно через три подогревателя:

- поз.124, использующий тепло газового конденсата после отпарной колонны;

- поз.125, использующий тепло парового конденсата после бака вторичного вскипания поз.326;

- поз.503, использующий тепло азотоводородной смеси в блоке метанирования.

Вода в подогревателях нагревается до температуры не более 100 °С. В начальный период пуска цеха до получения основных теплоносителей подогрев осуществляется в аппаратах поз.124, 125 паром 3,5.

Подогретая питательная вода поступает на термическую деаэрацию, где при давлении не более 39,0 кПа (0,400 кгс/см²) и температуре от 102 °С до 106 °С происходит удаление растворенного в воде кислорода. Деаэрированная питательная вода насосом поз.128 подается в систему парообразования агрегата. На всас насоса для более полного удаления кислорода подается раствор гидразин-гидрата.

Остаточный кислород связывается гидразин-гидратом по реакции:

 

О₂ + N₂H₄ х H₂O → N₂ + 3Н₂O

 

Основной насос питательной воды поз.128A имеет привод от паровой противодавленческой турбины. Резервный насос поз.128B электроприводной. Оба насоса имеют локальные системы маслоснабжения, обеспечивающие смазку подшипников насосов и приводов, а также работу системы регулирования частоты вращения (для поз.128A). Предусмотрены блокировки на остановку насосов поз.128A, B при уменьшении давления смазочного масла и уменьшении уровня воды в термических деаэраторах. Предусмотрен автозапуск любого из насосов, если он находится в резерве, при остановке работающего или при минимальном уровне в паросборнике поз.109. Частота вращения ротора турбонасоса поз.128A регулируется дистанционно и по месту.

С промежуточного отбора насосов поз.128 A, B отбирается вода с давлением от 4,41 до
5,90 МПа (от 45 до 60 кгс/см²) для подачи в РОУ и ОУ с целью охлаждения пара. Расход воды на нагнетании каждого насоса измеряется приборами FIC1A, B; при минимальном расходе автоматически открывается электрозадвижка на линии возврата части воды с нагнетания насоса в деаэраторы – т.н. минимальный байпас. Открытие минимального байпаса выводит насос из нерасчетного режима работы, при восстановлении расхода задвижка минимального байпаса автоматически закрывается.

Имеется подвод деаэрированной воды от насосов пускового котла в линию нагнетания насосов поз.128A, B, который используется для заполнения системы парообразования перед пуском.

С нагнетания насоса поз.128А питательная вода с давлением не более 13,7 МПа (140 кгс/см²) поступает в коллектор, из которого распределяется по трем подогревателям:

- в БТА трубчатой печи поз.107, использующий тепло дымовых газов;

- в поз.502, использующий тепло азотоводородной смеси после метанатора;

- в поз.603, использующий тепло циркуляционного газа после колонны синтеза аммиака.

Распределение питательной воды по подогревателям осуществляется регулирующими клапанами поз.HCV503 (перед поз. 502) и поз.HCV607 (перед поз.603) в зависимости от температуры воды после них; подача воды в подогреватель БТА трубчатой печи не регулируется.

После подогревателей питательная вода объединяется в один поток и с температурой не более 310 °С по прибору поз.T35 поступает в паросборник поз.109. Расход воды в паросборник контролируется по прибору поз.Q15 и управляется автоматическим регулятором уровня поз.LIC32. Расходомер и клапан регулятора уровня установлены на общем потоке воды до подогревателей.

В линию входа питательной воды в паросборник насосом-дозатором вводится раствор тринатрийфосфата для предотвращения отложения накипи в котлах путем перевода остаточных солей жесткости в труднорастворимую шламовидную форму. Шлам удаляется с водой при продувке котлов-утилизаторов, вспомогательного котла и паросборника.

Из паросборника вода по опускным трубам поступает в:

- котлы-утилизаторы I-ой ступени поз.111А, В и II-ой ступени поз.112 блока конверсии метана;

- котел-утилизатор поз.115 блока конверсии окиси углерода;

- вспомогательный котел поз.108.

За счет использования тепла технологического газа (поз.111А, В; 112; 115) и сжигания топливного газа (поз.108) в котлах образуется пароводяная эмульсия, которая путем естественной циркуляции по подъемным трубам возвращается в паросборник.

Ввиду особой конструкции котлов-утилизаторов поз.111A, B предусмотрен контроль за циркуляцией через них воды. Измеряется плотность воды в каждой опускной трубе по приборам поз.D1-D4 и перепад давления между опускными и подъемными трубами котлов по приборам DP15_1-4).

Пароводяная эмульсия в циклонах паросборника разделяется и насыщенный пар с давлением от 10,00 до 10,68 МПа (от 102 до 109 кгс/см²) по прибору поз.Р7 и температурой не более 317 °С по прибору поз.Т15 выводится из паросборника. На линии выхода пара установлена электрозадвижка поз.HC17 с дистанционным управлением, используемая при пуске и остановке системы парообразования.

Давление пара поддерживается автоматически регулятором поз.PIC4, изменяющим нагрузку вспомогательного котла поз.108 путем управления клапаном поз.PCV8 на подаче топливного газа к горелкам. При пуске и остановке агрегата давление пара поддерживают регуляторы поз.PIC4_1 или PIC731_1 путем переброса из коллектора пара 100 в коллектор пара 40 посредством клапанов поз.PCV13A, B.

Расход пара из паросборника контролируется по прибору поз.Q16, а его температура – по прибору поз.T15.

Уровень воды в паросборнике контролируется по приборам поз.L31, L32 и L33, а также предусмотрена возможность контроля по местным указателям уровня. При минимальном уровне в паросборнике (38,3 %) срабатывает блокировка на автозапуск резервного насоса питательной воды поз.128. Сверхминимальный (16,7 %) уровень вызывает автоматическое срабатывание блокировок группы «АА».

Продувка котлов-утилизаторов поз.111А, В, 112, 115 и вспомогательного котла поз.108 от шлама производится периодически и регламентируется инструкцией по рабочему месту. Продувка паросборника поз.109 производится непрерывно с помощью дистанционно управляемого клапана поз.HCV5 из солевого отсека паросборника. Все продувки заведены в барабан для продувки котлов поз.147. Выделившийся в нем пар вторичного вскипания выдается в цеховой коллектор пара 3,5, а вода регулятором уровня поз.LIC4 в барабане – в напорный коллектор обратной оборотной воды, в бак поз.326 или в кипятильник поз.152, а в случае необходимости – в безнапорный коллектор.

Производительность вспомогательного котла поз.108 регулируется изменением расхода топливного газа на горелки. Расход поддерживается автоматически регулятором поз.QIC10 и изменяется в зависимости от давления пара в паросборнике регулятором поз.PIC4. При уменьшении давления до 35 кПа (0,35 кгс/см²) по приборам поз.РS8_1, РS8_2, РS8_3, а также от блокировок группы «АА» происходит автоматическое закрытие клапана поз.PCV8, снабженного соленоидным вентилем.

Насыщенный пар из паросборника поступает в двухступенчатый пароперегреватель БТА трубчатой печи. Здесь пар нагревается дымовыми газами до температуры от 470 °С до 490 °С. Температура перегрева поддерживается автоматически регулятором поз.TIC1, изменяющим подачу топливной смеси в горелки пароперегревателя.

Перегретый пар поступает в турбину компрессора синтез-газа поз.401. Турбина имеет промежуточный отбор пара после второй ступени. Основная часть пара, сработанного на двух первых ступенях, через промежуточный отбор выдается в коллектор пара 40, остальное количество поступает в конденсационную часть турбины.

До пуска или после остановки компрессора синтез-газа пар высокого давления перепускается из коллектора пара 100 в коллектор пара 40 через РОУ. РОУ 100/40 имеет четыре параллельных нитки с клапанами поз.PCV13А, PCV13В, HCV22 и HCV23. Клапанами поз.PCV13А, В поддерживается давление в коллекторе пара 100 с помощью регулятора поз.PIC4_1 или в коллекторе пара 40 с помощью регулятора поз.PIC731_1. Оба регулятора могут поддерживать давление пара в соответствующих коллекторах автоматически. Клапан с дистанционным управлением поз.HCV23 снабжен соленоидным вентилем и предназначен для быстрого снабжения коллектора пара 40 при остановке компрессора синтез-газа – в момент остановки он автоматически открывается полностью. Стабилизация давлений в коллекторах пара 100 и 40 после открытия клапана поз.HCV23 производится клапанами поз.PCV13 А, В. Дистанционно управляемый клапан поз.HCV22 предназначен для байпасирования турбины компрессора синтез-газа при его работе в тех случаях, когда потребность в паре 40 превышает возможность промежуточного отбора пара без нарушения режима работы конденсационной части турбины, а также для поддержания минимально допустимой температуры после РОУ 100/40.

При работе РОУ 100/40 температура пара после дросселирования поддерживается в пределах от 320 °С до 380 °С автоматическим регулятором поз.TIC9 путем впрыска в него питательной воды (поз.TCV9А) в токе перегретого пара (поз.TCV9В).

С целью защиты вспомогательного котла поз.108 от работы в неустойчивом режиме (при минимальном давлении топливного газа перед горелками) предусмотрена возможность подачи пара 100 на эжектор 100/27 с подсосам пара 12 через клапан поз.HCV24, или по байпасу эжектора через клапан поз.HCV25, в заводской коллектор пара 27. Давление в коллекторе пара 27 контролируется по прибору поз.Р711. Температура в коллекторе поддерживается регулятором поз.TIC710, управляющим клапаном поз.TCV710 путем впрыска в него питательной воды.

В коллектор пара 40 подается пар от пускового котла. Этот пар необходим для пуска агрегата до вывода его на полную нагрузку, обеспечивающую баланс производства и потребления пара. При нормальной работе цеха основная часть пара от пускового котла выдается в заводской коллектор пара 12.

Давление в цеховом коллекторе пара 40 поддерживается автоматически от 3,53 до 3,97 МПа

(от 36,0 до 40,5 кгс/см²) регулятором «Аскания», изменяющим подачу пара в конденсационную часть турбины синтез-газа. До пуска или после остановки компрессора давление в коллекторе поддерживается автоматическими регуляторами поз.PIC731_1, 2, 3. Регулятор поз.PIC731 держит давление сбросом в атмосферу через глушитель шума выхлопа пара поз.706 при избытке пара 40. Регулятор поз.PIC731_1 держит давление пара 40 в цеховом коллекторе при его недостатке путем переброса через РОУ 100/40.

Пар 40 используется:

- на технологический процесс конверсии метана для подачи в линии газовой смеси и воздуха;

- для привода конденсационной турбины компрессора воздуха поз.402;

- для привода конденсационной турбины компрессора природного газа поз.403;

- для привода турбин противодавления насоса питательной воды поз.128А и насосов раствора МДЭА поз.314А, 315А;

- для привода турбин противодавления дымососов поз.121А, В и маслонасосов питательного насоса и дымососов;

- на эжекторы систем конденсации отработанного пара турбин компрессоров воздуха и природного газа;

- в подогреватель для пуска поз.142 системы циркуляции азота;

- на дросселирование в РОУ 40/7.

Пар 7 получается в качестве отработанного пара турбоприводов насосов поз.128А, 314А, 315А и за счет редуцирования через РОУ 40/7. Давление пара в коллекторе поддерживает автоматический регулятор поз.PIC770. При избытке пара давление поддерживает автоматический регулятор поз.PIC735 сбросом пара в атмосферу через два параллельно работающих клапана поз.PCV735 и PCV735_1 и глушитель шума выхлопа поз.707.

Пар 7 используется:

- для выдачи в заводскую сеть;

- в ОУ 7/7;

- на дросселирование в РОУ 7/3,5;

- на эжектор вакуумного деаэратора блока приготовления питательной воды;

- для окисления катализаторов сероочистки и конверсии окиси углерода I-ой и II-ой ступеней.

- на подогреватель АВС установки МОНСАНТО.

Температура перегретого пара 7 поддерживается в пределах от 220 °С до 255 °С регуляторами поз.TIC760, 770 путем впрыска питательной воды в обе линии РОУ 40/7.

Температура пара 7 после ОУ 223°С/170°С поддерживается от 170 °С до 180 °С впрыском в обе линии питательной воды с помощью автоматических регуляторов поз.TIC762, 772. Насыщенный пар 7 как теплоагент используется в:

- кипятильнике поз.152 установки разгонки газового конденсата;

- паровом кипятильнике раствора МДЭА поз.307;

- генераторе-ректификаторе поз.901В АХУ.

Пар 3,5 с температурой не более 290 °С получается в качестве отработанного пара турбин дымососов поз.121 А, В, маслотурбинок питательного насоса и дымососов, из внутренних уплотнений турбины поз.401 и за счет работы установки ГВТО. Давление пара в коллекторе поддерживается не более 343 кПа (3,5 кгс/см²) автоматическими регуляторами поз.PIC761, 771 путем переброса из коллектора пара 7 через РОУ 7/3,5. При избытке пара давление может поддерживаться сбросом на свечу с помощью автоматического регулятора поз.PIC734.

Пар 3,5 с температурой не более 290 °С используется:

- для выдачи в коллектор насыщенного пара 3,5;

- в деаэраторах блока приготовления питательной воды;

- на эжектор системы конденсации отработанного пара турбины компрессора синтез-газа поз.401;

- для подачи в уплотнения турбины компрессора природного газа поз.403;

- для обогрева факельных линий.

Насыщенный пар 3,5 поступает в коллектор из РОУ 7/3,5 после дросселирования пара 7 и охлаждения перегретого пара 3,5, а также из барабана для продувки котлов поз.147. В пусковой период до получения собственного пара в коллектор насыщенного пара подается пар из сети предприятия с помощью регулятора давления в коллекторе поз.PIC733.

Температура насыщенного пара 3,5 поддерживается от 148 °С до 160 °С автоматическими регуляторами поз.TIC761, 771, управляющими впрыском питательной воды в охлаждающие части обеих линий РОУ 7/3,5.

Пар 3,5 температурой от 148 до 160 °С используется в качестве теплоносителя:

- в генераторе-ректификаторе поз.901А,

- в подогревателе теплофикационной воды поз.729;

- в подогревателях недеаэрированной питательной воды поз.124, 125 в период пуска;

- на обогрев трубопроводов и аппаратов.

Для проведения процесса термической деаэрации питательной воды используется пар с давлением не более 98 кПа (1,0 кгс/см²), который из расширительного бака вторичного вскипания поз.326 и поз.713 направляется в термические деаэраторы.

Паровой конденсат в агрегате получается:

- в системах конденсации отработанного пара и пара утечек из уплотнений турбин компрессоров поз.401, 402, 403;

- в паровом кипятильнике поз.307;

- в генераторах-ректификаторах АХУ;

- в паровом кипятильнике поз.152 установки разгонки газового конденсата;

- в подогревателе теплофикационной воды поз.729 и в системе парового обогрева аппаратов и трубопроводов.

Турбинный конденсат, объединившись в общий коллектор от систем конденсации компрессоров поз.401, 402, 403 поступает сначала в теплообменник II секции турбокомпрессора поз.402, затем поступает в теплообменник поз.716-1,2, где нагревается паром 1. Нагретый турбинный конденсат объединяется с паровым конденсатом и затем направляется в отделение обессоливания, где его тепло используется для подогрева исходной речной воды. Охлажденный в отделении обессоливания турбинный конденсат возвращается на агрегат в блок приготовления питательной воды. Давление турбинного конденсата в коллекторе автоматически поддерживает регулятор поз.PIC703. Часть турбинного конденсата отбирается из коллектора для подпитки рубашек аппаратов поз.110, 111А, В.

Паровой конденсат после кипятильника поз.307 и генераторов-ректификаторов АХУ через отделители конденсата поступает в расширительный бак вторичного вскипания поз.326. Из бака конденсат через подогреватель питательной воды поз.125 возвращается в блок приготовления питательной воды.

Паровой конденсат из кипятильника поз.152 через влагоотделитель поз.155 выдается в термические деаэраторы блока приготовления питательной воды.

Сконденсировавшийся пар из системы обогрева аппаратов и трубопроводов через конденсатоотводчики собирается в коллекторы по блокам и поступает в расширительную емкость поз.713. Пар и конденсат из емкости выводятся в теплообменник поз.716. За счет теплообмена с турбинным конденсатом паровая фаза конденсируется и охлажденный паровой конденсат сливается в сборник парового конденсата поз.704. Конденсат из сборника насососм поз.720 возвращается в блок приготовления питательной воды. Уровень конденсата в сборнике автоматически поддерживает регулятор поз.LIC730. В сборник поз.704 возвращается также конденсат после подогревателя теплофикационной воды поз.729 и перелив турбинного конденсата из рубашек аппаратов поз.110, 111А, В.

Предусмотрена возможность сброса каждого из потоков конденсата перед сборной емкостью блока приготовления питательной воды в канализацию в период пуска и при ухудшении качества конденсата. Качество турбинного конденсата определяется замером его электропроводности с помощью автоматического анализатора поз.A702, остальных потоков – ручным анализом.

При необходимости в подаче дополнительного количества тепла для подогрева речной воды в отделении обессоливания имеется возможность подачи в коллектор турбинного конденсата потоков конденсата от насоса поз.720 и с установки разгонки.