Теплотехнические испытания оборудования котельной №6 ПСЦ ОАО «ММК»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение                                            высшего профессионального образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»                                                                                                                   (ФГБОУ ВПО «МГТУ»)

 

Институт энергетики и автоматизированных систем

Кафедра теплотехнических и энергетических систем

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Испытания объектов теплоэнергетики»

на тему Теплотехнические испытания оборудования котельной №6 ПСЦ ОАО «ММК»

 

 

 

 

 

                                                                                             Выполнила: студентка гр. ЭТ-09

                                                                                                                           Мерсалехова А.А.

                                                                                                 Проверил: ст. преп. Осколков С.В.

 

 

 

 

 

Магнитогорск, 2013

Содержание

 

 

 

 

Введение

В дипломном проекте предлагается совершенствование энергохозяйства пиковой водогрейной котельной №6 ПСЦ ОАО «ММК».

Одной из экологических проблем на комбинате является выброс в атмосферу сжигаемого на свече избытка коксового газа, не используемого на технологические нужды завода. Коксовый газ - продукт побочного производства, имеет высокую калорийность при низкой стоимости.

На ОАО ММК существует избыток коксового газа в связи с установкой новых печей на ЛПЦ-4, которые потребляют коксового газа на 30% меньше.

Использование коксового газа позволяет также снизить расход ТЭР на нужды предприятия.

Преимущества использования коксового газа:

- значительная экономия  топлива и снижение выбросов  в окружающую среду;

- исключение факелов коксового  газа;

- снижение себестоимости  продукции.

Таким образом, предлагается использовать избыточный коксовый газ для отопительных целей в смеси с природным в жаротрубном котле фирмы LOOS котельной №6 ПСЦ ОАО «ММК».

 

1. Испытания трубопроводов

Целью испытаний является проверка испытанием на прочность и герметичность законченных строительством наружных газопроводов для исключения утечек газа.

Трубопровод коксового газа с давлением газа Р = 0,008 МПа.

1.1 Перед испытанием на прочность и герметичность законченных строительством наружных газопроводов следует производить продувку с целью очистки их внутренней полости. Способ продувки должен определяться проектом производства работ. Очистка полости внутренних газопроводов производится перед их монтажом.

1.2 Испытания на прочность и герметичность газопроводов должна проводить строительно-монтажная организация в присутствии представителя газового хозяйства. Допускается проведение испытаний на прочность без участия представителя газового хозяйства по согласованию с ним.

Результаты испытаний следует оформлять записью в строительном паспорте.

1.3 Для испытания на прочность и герметичность газопровод следует разделить на отдельные участки, ограниченные заглушками или линейной арматурой (если длины участков не установлены проектом).

Линейная арматура может быть использована в качестве ограничительного элемента, если перепад давлений при испытании не превышает величины, допустимой для данного типа арматуры.

Монтажные стыки стальных газопроводов, сваренные после испытаний, должны быть проверены радиографическим методом контроля.

1.4 Для проведения испытаний газопроводов на прочность и герметичность следует применять манометры класса точности не ниже 1,5.

Пружинные манометры, применяемые при испытании, должны иметь корпус диаметром не менее 160 мм и шкалу с верхним пределом измерений не менее 4/3 и не более 5/3 от величины измеряемого давления.

Для замера барометрического давления следует применять барометры-анероиды. Допускается данные о барометрическом давлении получать от местных метеостанций.

1.5 Испытания на прочность и герметичность наружных газопроводов, газовых вводов следует производить после установки отключающей арматуры, оборудования и контрольно-измерительных приборов.

Если арматура, оборудование и приборы не рассчитаны на испытательное давление, то вместо них на период испытаний следует устанавливать катушки, заглушки, пробки.

1.6 Испытания внутренних газопроводов на прочность следует производить при отключенном оборудовании, если это оборудование не рассчитано на испытательное давление.

1.7 Нормы испытаний наружных и внутренних газопроводов следует принимать в соответствии с таблицей 1.

Результаты испытания на прочность следует считать положительными, если в период испытания давление в газопроводе не меняется (нет видимого падения давления по манометру).

Результаты испытания на герметичность следует считать положительными, если в период испытания фактическое падение давления в газопроводе не превышает допустимого падения давления и при осмотре доступных к проверке мест не обнаружены утечки.

Дефекты, обнаруженные в процессе испытаний газопроводов на прочность и герметичность, следует устранять только после снижения давления в газопроводе до атмосферного. При этом дефекты, обнаруженные в процессе испытаний газопроводов на прочность, должны быть устранены до начала его испытаний на герметичность.

Таблица 1

Нормы испытаний
	на прочность		на герметичность			Приме-чания
Сооружения	Испыта -тельное давление, МПа	Продолжи -тельность испытания, ч	Испыта-тельное давление, МПа	Продолжи-тельность испытания, ч	Допускаемое падение давления
Газопроводы среднего давления   св. 0,005 до 0,3 МПа.	1,5	1	1,2	0,5	Видимое падение давления по манометру не допускается	-

 

После устранения дефектов, обнаруженных в результате испытания газопровода на герметичность, следует повторно произвести это испытание.

1.8 До начала испытания на герметичность наружные надземные газопроводы, а также внутренние газопроводы, включая газопроводы ГРП и ГРУ после их заполнения воздухом, следует выдерживать под испытательным давлением в течение времени, необходимого для выравнивания температуры воздуха внутри газопроводов с температурой окружающего воздуха.

 

 

1.9 Испытание газопроводов на прочность следует производить до запорного устройства, установленного на ответвлении от общего (цехового) газопровода к данному агрегату. Приборы автоматики следует испытывать только на герметичность рабочим давлением совместно с газопроводом.

 

 

2. Испытание газовых горелок

В процессе испытаний определяют химический состав газообразного топлива, его плотность, низшую теплоту сгорания.

Испытания проводят на стационарном режиме при плавном увеличении и уменьшении мощности. Момент наступления стационарного режима соответствует для металлических водоохлаждаемых камер горения изменению температуры уходящих газов не более чем на 5°С за 30 мин.

При испытаниях горелки определяются расходные и регулировочные характеристики (для  горелок с автоматическим регулированием характеристики определяют как с включенной, так и с выключенной автоматикой).

При проведении испытаний присоединительное давление поддерживают постоянным.

Давление (разрежение) в камере горения необходимо измерять на стенке на удалении от выходного сечения горелки (горелочного туннеля) вне потока, выходящего из нее, в том месте, где поток полностью раскрывается, достигая стенок. При измерении этой величины непосредственно у выходного сечения горелки возможны значительные ошибки из-за эжектирующего воздействия выходящего потока. Предельные режимы определяются как режимы, при которых имеет место нарушение устойчивой работы горелки (погасание пламени, изменение локализации пламени, перегрев деталей, отказ элементов горелки).

В процессе испытания достигаются только наименьший верхний и наибольший нижний предельные режимы при повышении или понижении мощности.

Схемы  установки средств измерений при испытании котлоагрегатов на газообразном топливе

При разработке схемы установки средств измерения для испытания котельных агрегатов на газе следует предусмотреть измерения, необходимые для снятия регулировочной характеристики горелки. Регулировочная характеристика горелки показывает соотношение между давлением газа и давлением воздуха, при котором поддерживается оптимальный коэффициент избытка воздуха на выходе из горелки. Следовательно, регулировочная характеристика горелки позволяет персоналу для каждого давления газа устанавливать давление воздуха, при котором процесс горения будет наиболее эффективным.

 

Рис. 1 – Схема измерений при испытании горелок

Схема расстановки средств измерения, необходимых для снятия регулировочной характеристики горелки, показана на рис. 1, а в табл. 1 приведены перечень и краткая характеристика средств измерения, применяемых при испытании. Многочисленные исследования и испытания различных горелок с принудительной подачей воздуха показали, что расход и давление воздуха связаны между собой однозначно только при постоянном коэффициенте избытка воздуха. В связи с этим до снятия регулировочной характеристики необходимо определить, хотя бы  ориентировочно, оптимальный  коэффициент  избытка

воздуха.

Ориентировочное определение оптимального коэффициента избытка воздуха производится путем анализа продуктов горения на выходе из топочной камеры котельного агрегата на содержание в них R02 и 02.

При  выбранном  оптимальном коэффициенте  избытка  воздуха  снимают зависимость расхода воздуха от его давления перед горелкой в следующем порядке: 

1)  устанавливают номинальное давление газа перед всеми горелками;

2)  устанавливают  перед всеми горелками давление воздуха, соответствующее оптимальному коэффициенту избытка воздуха, выполняя для этого режима контрольный анализ продуктов горения на содержание  R02  и  02; 

3)  снижают давление газа  перед всеми горелками примерно на 10—15 %  по сравнению с установленным, уменьшая затем подачу воздуха с таким расчетом, чтобы коэффициент избытка воздуха остался неизменным  (это контролируется анализом продуктов горения, в которых содержание R02 и 02 должно оставаться на прежнем уровне); постепенно снижая давление газа и затем давление воздуха перед всеми горелками, снимают зависимость           VB = f (PB) при 8— 10  режимах,  при   которых удается поддерживать постоянным коэффициент избытка воздуха;

4)   результаты испытания  сводят в таблицу, по данным которой составляют ориентировочную    регулировочную характеристику горелки;

5) ориентировочную регулировочную характеристику горелки уточняют путем контрольного полного анализа продуктов горения с определением содержания СО, СН4 и Н2 при окончательном выборе αопт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Табл.1 - Средства измерения, необходимые для проведения испытаний горелок:

Позиция на рис. 1	Измеряемая величина	Место установки	Число точек замера	Средство измерения и его характеристика
8	Давление газа перед горелкой	Газопровод к горелке (после рабочей задвижки)	1	Манометр U – образный. Заполнение выбирается в соответствии с измеряемым давлением.  Приведенная погрешность манометра не должна превышать  0,6%.
6	Расход газа на горелку	Газопровод к горелке	1	Нормальная острая диафрагма, соединенная с дифференциальным манометром
7	Давление газа перед диафрагмой	Газопровод к горелке (перед измерительной диафрагмой)	1	Манометр U – образный. Заполнение выбирается в соответствии с измеряемым давлением.  Приведенная погрешность манометра не должна превышать  0,6%.
5	Температура газа перед горелкой	Газопровод к агрегату или к горелке (как можно ближе к диафрагме)	1	Ртутный стеклянный термометр с ценой деления 1 °С.  Приведенная погрешность измерительного прибора не должна превышать 1%.
2	Атмосферное давление	Помещение цеха	1	Барометр любого типа, точность определения давления ± 260 Па

 

 

 

 

Продолжение табл. 1

4	Состав сжигаемого газа	Газопровод перед горелкой (отбор пробы может производиться через кран на запальник)	1	Аспиратор и хроматограф, на котором производится полный лабораторный анализ газа
9	Давление воздуха перед горелкой	Воздухопровод к горелке (после шибера, регулирующего подачу воздуха к горелке)	1	Манометр U – образный или тягонапоромер любого типа с ценой деления 5 Па.  Приведенная погрешность не должна превышать       0,6%.
11	Температура воздуха	Воздухопровод к агрегату или к горелке	1	Ртутный стеклянный термометр с ценой деления 1 °С  с приведенной погрешностью не более 1%.
10	Расход воздуха на горелку	Воздухопровод к агрегату или к горелке	1	Диафрагма или пневмометрическая трубка, соединенная с микроманометром
1	Содержание СО2 и О2 в продуктах горения	В газоходе на выходе из топки	1 – 2 в зависимости от ширины  газохода	Газоанализатор ГХП -3 с ценой деления бюретки 0,2 %
3	Разрежение в топке	Верхняя часть топочной камеры	1	Тягонапоромер любого типа с ценой деления 5 Па