PL B1. Sposób dozowania środków chemicznych do układu wodno-parowego energetycznego kotła oraz układ wodno-parowy energetycznego kotła

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. F22D 11/00 ( ) C02F 5/00 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Sposób dozowania środków chemicznych do układu wodno-parowego energetycznego kotła oraz układ wodno-parowy energetycznego kotła (73) Uprawniony z patentu: Południowy Koncern Energetyczny S.A., Katowice,PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 07/05 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 09/08 (72) Twórca(y) wynalazku: Oswald Golasz,Ruda Śląska,PL Bernard Piwoń,Ruda Śląska,PL Piotr Kucjas,Ruda Śląska,PL Włodzimierz Piętka,Mikołów,PL Henryk Krupa,Ruda Śląska,PL Bolesław Żymła,Ruda Śląska,PL Wacław Januszkiewicz,Ruda Śląska,PL (74) Pełnomocnik: Kulińska Jadwiga, Południowy Koncern Energetyczny S.A. PL B1 (57) Sposób dozowania środków chemicznych do układu wodno-parowego energetycznego kotła, polegający na wprowadzaniu środków chemicznych do wody zasilającej kocioł charakteryzuje się tym, że środek odtleniający, korzystnie karbohydrazyd, dozuje się poprzez układ dozujący (1) do wody w układzie podciśnienia do rurociągu ssawnego pomp kondensatu za kondensatorami. Układ wodno-parowy energetycznego kotła, składający się z zabudowanych w ciągu technologicznym układu kondensacji pary, układu regeneracji niskoprężnej, odgazowywaczy, zbiorników wody zasilającej, układu regeneracji wysokoprężnej, układu klap zwrotnych, kotła oraz turbiny charakteryzuje się tym, że ma co najmniej jeden układ dozujący (1) w postaci zabudowanych w układzie liniowym zaworu odcinającego (16), manometru (17), zaworu dozującego (18), manometru (19) oraz zaworu odcinającego (20). Jeden koniec układu dozującego (1) jest połączony z rurociągiem ssawnym pomp kondensatu a drugi koniec połączony jest z pompą dozującą (21).

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób dozowania środków chemicznych do układu wodnoparowego energetycznego kotła oraz układ wodno-parowy energetycznego kotła do realizacji tego sposobu. Znany jest sposób korekcji wody kotłowej przy użyciu fosforanu trójsodowego, który ma na celu zabezpieczenie kotła przed ewentualnym tworzeniem się kamienia kotłowego, mogącego powstać podczas niezauważonej nieszczelności kondensatora turbiny. Fosforan trójsodowy w postaci 3 5% roztworu dawkuje się za pomocą pompek tłokowych wprost do walczaka kotła, w ilości zapewniającej wymagane stężenie w wodzie kotłowej. Na korekcję wody zasilającej mogą złożyć się związanie resztek obecnego tlenu z dodanymi środkami chemicznymi w postaci siarczynu sodu przy kotłach o ciśnieniu roboczym poniżej 3,92 MPa i wodzianu hydrazyny przy kotłach wyższych ciśnień oraz podniesienie jej ph głównie przez dodatek alkaliów lotnych w postaci amoniaku lub niektórych amin lotnych z parą, przykładowo cykloheksylaminy i morfoliny. Do kotłów o ciśnieniu roboczym powyżej 14,71 MPa stosuje się natomiast korekcję wody zasilającej przez dodawanie hydrazyny. Sposób ten polega na tym, że hydrazyna w postaci roztworu o stężeniu 0,25 1% jest dawkowana za pomocą pompek tłokowych do rurociągów wody zasilającej za odgazowywaczem termicznym. Znany układ wodno-parowy energetycznego kotła składa się z zabudowanych w ciągu technologicznym układu kondensacji pary, układu do regeneracji niskoprężnej kondensatu, odgazowywacza, zbiornika wody zasilającej, układu do regeneracji wysokoprężnej wody zasilającej, układu klap zwrotnych, kotła, oraz turbiny. Kondensator połączony jest rurociągiem poprzez zabudowane w układzie równoległym pompy kondensatu z układem do regeneracji niskoprężnej kondensatu. Na układ regeneracji niskoprężnej kondensatu składają się trzy, połączone ze sobą w sposób przepływowy, podgrzewacze pierwszego, drugiego i trzeciego stopnia oraz umieszczona za wyjściem z podgrzewacza pierwszego stopnia, chłodnica oparów w obiegu regeneracyjnym. Układ regeneracji niskoprężnej kondensatu, jest połączony rurociągiem z odgazowywaczami zabudowanymi na zbiornikach zasilających. Zbiorniki zasilające, poprzez zabudowane w układzie równoległym pompy zasilające, połączone są rurociągiem z układem do regeneracji wysokoprężnej wody zasilającej, na który składają się połączone ze sobą przepływowo podgrzewacz pierwszego i drugiego stopnia. Układ do regeneracji wysokoprężnej wody zasilającej połączony jest rurociągiem z kotłem. Kocioł połączony jest z turbiną i dalej z kondensatorami. Za pompami kondensatu rurociąg tłoczny pomp kondensatu połączony jest z pompą dozującą oraz zbiornikiem roztworu do korekcji chemicznej. Układ działa następująco. Parę po przejściu przez turbinę turbogeneratora chłodzi się i skrapla w kondensatorach. Za pompami kondensatu, kondensat poddaje się obróbce chemicznej mającej na celu odtlenienie go. W tym celu, do kondensatu dozuje się środek chemiczny w postaci wodzianu hydrazyny. Dozowanie odbywa się w ten sposób, że wodzian hydrazyny, w ilości zapewniającej wymagane stężenie w układzie wodno-parowym, dozuje się ze zbiornika za pomocą pompy dozującej wprost do rurociągu tłocznego pomp kondensatu, w którym panuje nadciśnienie rzędu 1,5 1,7 MPa. Następnie kondensat poddaje się regeneracji niskoprężnej w układzie podgrzewaczy. Z układu regeneracji niskoprężnej kondensat kieruje się do odgazowania w odgazowywaczach a dalej, do zbiorników zasilających. W zbiornikach zasilających, już jako wodę zasilającą poddaje się dalszej obróbce fizyko-chemicznej. Następnie wodę zasilającą kieruje się za pomocą pomp zasilających na układ regeneracji wysokoprężnej. Po przejściu przez układ podgrzewaczy, wodę zasilającą kieruje się poprzez układ klap zwrotnych do kotła, l tu w kotle już jako wodę kotłową podgrzewa się sekwencyjnie w układzie trzech zabudowanych w kotle podgrzewaczy. Dalej wodę kotłową kieruje się do walczaka kotła. Uzyskana w kotle para wodna przechodzi przez zabudowany w kotle układ przegrzewaczy pary pierwszego, drugiego i trzeciego stopnia. Przegrzaną parę z przegrzewacza trzeciego stopnia kieruje się na turbinę. Po przejściu przez turbinę, parę kieruje się do kondensatorów, gdzie skrapla się i zawraca do obiegu. Z polskiego opisu patentowego nr znane jest urządzenie do dosilania wodą kotła walczakowego. Urządzenie to ma rurociąg główny wody zasilającej wyposażony w zasuwę odcinającą wodę zasilającą do kotła oraz klapę zwrotną pompy wielostopniowej odśrodkowej zasilającej o mocy 3,5 MW połączony z podgrzewaczem, który jest połączony z walczakiem kotła rurociągami łączącymi.

3 PL B1 3 Ponadto walczak jest połączony rurami opadowymi, rurociągami odprowadzającymi, dolnymi komorami ekranowymi, rurociągami odwodnień z dolnych komór ekranowych, wyposażonymi w zawory odcinające oraz rurami komunikacyjnymi, górnymi komorami ekranowymi, rurami ekranowymi, dolnymi komorami ekranowymi, rurociągami odwodnień z dolnych komór ekranowych wyposażonymi w zawory odcinające z rurociągiem zbiorczym odwodnień z dolnych komór ekranowych wyposażonym w zasuwę odcinającą. Urządzenie do dosilania wodą kotła walczakowego posiada rurociąg wyposażony w zasuwę odcinającą i klapę zwrotną. Jeden koniec rurociągu dosilającego wspawany jest w zbiorczy rurociąg odwodnień z komór ekranowych, a drugi jego koniec jest wspawany w rurociąg wody wtryskowej do pary świeżej. Po wyłączeniu kotła do remontu zamyka się zasuwę odcinającą głównego rurociągu wody zasilającej odcinając dopływ wody, a otwiera się zasuwę rurociągu dosilającego uruchamiając wielostopniową pompę odśrodkową zasilającą. Ponadto otwiera się zasuwy odcinające, a zasuwę odcinającą rurociągu odwodnień zamyka się odcinając przepływ rurociągiem zbiorczym odwodnień do rozprężacza kotłowego. Dosilanie kotła odbywa się z pominięciem podgrzewacza wody poprzez rurociąg, zbiorczy rurociąg odwodnień, rurociąg odwodnień, dolne komory ekranowe, rurociągi doprowadzające, rury opadowe oraz przez rury ekranowe, górne komory ekranowe, rury komunikacyjne, w wyniku czego do walczaka dopływa gorąca woda z górnych części rur opadowych, rur komunikacyjnych, górnych komór ekranowych i górnych części rur ekranowych. Dopływająca w ten sposób woda do walczaka nie powoduje znacznego schłodzenia jego dolnej części, gdyż jej temperatura jest zbliżona do temperatury ścianek walczaka. Zatem różnica temperatur między górną a dolną częścią walczaka jest w tych warunkach mała i jej wartość jest prawie niezależna od szybkości chłodzenia kotła. Znane urządzenie do dosilania wodą kotłową przyspiesza chłodzenie kotła po awaryjnym wyłączeniu. Znane rozwiązania układów dozowania oraz sposoby dozowania, zwłaszcza środków chemicznych do układu wodno-parowego energetycznego kotła pozwalają na dozowanie roztworu do wody w układzie nadciśnienia. Zagadnieniem technicznym wymagający rozwiązania jest natomiast opracowanie układu oraz sposobu dozowania, zwłaszcza środków chemicznych do układu wodno-parowego elektrowni pozwalającego na precyzyjne, kontrolowane dozowanie środków chemicznych do wody w układzie podciśnienia. Sposób dozowania środków chemicznych do układu wodno-parowego energetycznego kotła polegający na wprowadzaniu środków chemicznych do wody zasilającej kocioł, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że środek odtleniający, korzystnie karbohydrazyd dozuje się poprzez układ dozujący do wody w układzie podciśnienia, do rurociągu ssawnego pomp kondensatu za kondensatorami. Układ wodno-parowy energetycznego kotła według wynalazku składający się z zabudowanych w ciągu technologicznym układu kondensacji pary, układu do regeneracji niskoprężnej, odgazowywaczy cieczy, zbiorników wody zasilającej, układu do regeneracji wysokoprężnej, układu klap zwrotnych, kotła oraz turbiny, charakteryzuje się tym, że ma co najmniej jeden układ dozujący w postaci zabudowanych w układzie liniowym zaworu odcinającego, manometru, zaworu dozującego, manometru i zaworu odcinającego przy czym jeden koniec układu dozującego jest połączony z rurociągiem ssawnym pomp kondensatu a drugi koniec połączony jest z pompą dozującą. Sposób dozowania środków chemicznych do układu wodno-parowego energetycznego kotła oraz układ wodno-parowy energetycznego kotła według wynalazku umożliwia podawanie środka chemicznego na rurociąg ssawny pomp kondensatu, co daje uproszczenie układu dozującego i obniżenie kosztów jego eksploatacji. Stosowanie sposobu dozowania pozwala precyzyjniej niż dotąd dawkować odtleniacze do obiegu wodno-parowego kotła przy zastosowaniu pomp o bardzo małej mocy oraz zaworów dozujących zwrotnych. Układ według wynalazku zapewnia kontrolę poprzez pomiar różnicy ciśnień w miejscu dozowania. Zastosowanie środka odtleniającego w postaci karbohydrazydu daje osłonę antykorozyjną miejsca dozowania oraz całego obiegu układu wodno-parowego energetycznego kotła. Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu wodno-parowego energetycznego kotła a fig. 2 - układ dozujący środki chemiczne do rurociągu ssawnego pomp kondensatu. Sposób dozowania środków chemicznych do układu wodno-parowego energetycznego kotła w powiązaniu z działaniem układu wodno-parowego energetycznego kotła jest bliżej wyjaśniony w przykładzie wykonania.

4 4 PL B1 Parę po przejściu przez turbinę 6 turbogeneratora chłodzi się i skrapla w kondensatorach 15. Za kondensatorami 15, kondensat poddaje się obróbce chemicznej mającej na celu odtlenienie go. W tym celu, do kondensatu dozuje się środek chemiczny w postaci karbohydrazydu. Dozowanie odbywa się w ten sposób, że wodny roztwór karbohydrazydu, w ilości zapewniającej wymagane stężenie w układzie wodno-parowym, dozuje się ze zbiornika roztworu 22 za pomocą membranowej pompy dozującej 21 o wydajności max 2,20 l/h i ciśnieniu max 1,73 MPa poprzez układ dozujący 1 na rurociąg ssawny pomp kondensatu 7 za kondensatorami 15. Zadaną porcję roztworu, wtłacza się pod ciśnieniem około 0,3 MPa za pomocą pompy dozującej 21 ze zbiornika roztworu 22 do układu dozującego 1 i przy otwartym zaworze odcinającym 16 kieruje się na zawór dozujący 18, który wskutek wzrostu ciśnienia otwiera się i przepuszcza dawkę roztworu poprzez otwarty zawór dozujący 18 do rurociągu ssawnego pomp kondensatu, w którym panuje podciśnienie rzędu 0,02 MPa. Po spadku ciśnienia do zadanej wartości, zawór dozujący 18 zamyka się, odcinając dopływ roztworu do rurociągu ssawnego pomp kondensatu 7. Kontrolę różnicy ciśnień prowadzi się odczytując wartości z manometrów 17 i 19 przed i za zaworem dozującym 18. Następnie kondensat poddaje się regeneracji niskoprężnej w układzie podgrzewaczy pierwszego, drugiego i trzeciego stopnia 8, 9 i 10. Z układu do regeneracji niskoprężnej kondensat kieruje się do odgazowania w odgazowywaczach 2, a dalej do zbiorników wody zasilającej 3. W zbiornikach wody zasilającej 3, wodę zasilającą poddaje się dalszej obróbce fizyko-chemicznej. Następnie wodę zasilającą kieruje się za pomocą pomp zasilających 12 do układu regeneracji wysokoprężnej. Po przejściu przez układ podgrzewaczy pierwszego i drugiego stopnia 13 i 14, wodę zasilającą kieruje się poprzez układ klap zwrotnych 4 do kotła 5. W kotle 5 wodę kotłową podgrzewa się sekwencyjnie w układzie trzech zabudowanych w kotle 5 podgrzewaczy pierwszego, drugiego i trzeciego stopnia 8, 9 i 10, tak że temperatura wody za podgrzewaczem trzeciego stopnia 10 wynosi 290 C. Dalej wodę kotłową kieruje się do walczaka kotła 5. Bezpośrednio do walczaka kotła 5 dawkuje się roztwór fosforanu trójsodowego. Uzyskana w kotle 5 para wodna przechodzi przez zabudowany w kotle 5 układ przegrzewaczy pary pierwszego, drugiego i trzeciego stopnia 8, 9 i 10. Przegrzaną parę z przegrzewacza trzeciego 10 stopnia kieruje się na turbinę 6. Po przejściu przez turbinę, parę kieruje się do kondensatorów 15, gdzie skrapla się i zawraca do obiegu. Do kondensatu kieruje się wodę uzupełniającą, do której dodano mieszaniny etanoloaminy i metaksypropyloaminy dla osiągnięcia założonego ph w obiegu układu wodno-parowego kotła 5. Układ wodno-parowy energetycznego kotła składa się z zabudowanych w ciągu technologicznym układu kondensacji pary, układu dozującego 1, układu do regeneracji niskoprężnej kondensatu, odgazowywaczy 2, zbiorników wody zasilającej 3, układu do regeneracji wysokoprężnej wody zasilającej, układu klap zwrotnych 4, kotła 5, oraz turbiny 6. Układ kondensacji pary połączony jest rurociągiem poprzez zabudowane w układzie równoległym pompy kondensatu 7 z układem do regeneracji niskoprężnej kondensatu. Na układ do regeneracji niskoprężnej kondensatu składają się trzy połączone ze sobą w sposób przepływowy podgrzewacze pierwszego, drugiego i trzeciego stopnia 8, 9 i 10 oraz, umieszczona za wyjściem z podgrzewacza pierwszego stopnia 8, chłodnica oparów 11 w obiegu regeneracyjnym. Układ regeneracji niskoprężnej kondensatu, jest połączony rurociągiem z odgazowywaczami 2 zabudowanymi na zbiornikach wody zasilającej 3. Zbiorniki wody zasilającej 3, poprzez zabudowane w układzie równoległym pompy 12 zasilające połączone są rurociągiem z układem do regeneracji wysokoprężnej wody zasilającej, na który składają się połączone ze sobą przepływowo podgrzewacz pierwszego stopnia 13 i podgrzewacz drugiego stopnia 14. Układ do regeneracji wysokoprężnej wody zasilającej połączony jest rurociągiem z kotłem 5. Kocioł 5 połączony jest z turbiną 6 i dalej z kondensatorami 15. Za kondensatorami 15, rurociąg ssawny pomp kondensatu 7 połączony jest poprzez przewody polietylenowe z układem dozującym 1. Na układ dozujący 1 składają się zabudowane w układzie liniowym: zawór odcinający 16, manometr 17, zawór dozujący 18, manometr 19 oraz zawór odcinający 20. Za układem dozującym 1, zabudowana jest pompa dozująca 21 oraz zbiornik roztworu 22.

5 PL B1 5 Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób dozowania środków chemicznych do układu wodno-parowego energetycznego kotła, polegający na wprowadzaniu środków chemicznych do wody zasilającej kocioł, znamienny tym, że środek odtleniający, korzystnie karbohydrazyd dozuje się poprzez układ dozujący (1) do wody w układzie podciśnienia, do rurociągu ssawnego pomp kondensatu (7) za kondensatorami (15). 2. Układ wodno-parowy energetycznego kotła składający się z zabudowanych w ciągu technologicznym układu kondensacji pary, układu do regeneracji niskoprężnej, odgazowywaczy, zbiorników wody zasilającej, układu do regeneracji wysokoprężnej, układu klap zwrotnych, kotła, oraz turbiny, znamienny tym, że posiada co najmniej jeden układ dozujący (1), na który składają się zabudowane w układzie liniowym zawór odcinający (16), manometr (17), zawór dozujący (18), manometr (19), i zawór odcinający (20), przy czym jeden koniec układu dozującego (1) jest połączony z rurociągiem ssawnym pomp kondensatu (7) a drugi koniec połączony jest z pompą dozującą (21). Rysunki

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.