2015-05-05
13482
Выпарная установка (ВУ) предназначена для очистки воды от активных и неактивных примесей методом дистилляции и для удаления газов из полученного дистиллята.
ВУ имеет очень высокий коэффициент очистки, порядка от 104 до 105 по отношению к исходной воде. Они нашли широкое применение в системах спецводоочистки.
3.1. КОМПОНОВКА ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ
В зависимости от компонентов и особенностей эксплуатации ВУ их можно разделить на три категории:
ВУ с доупаривателем в системе очистки трапных вод СВО-3 (рис.3.1),
ВУ без доупаривателя СВО-7 в системе очистки вод спецпрачечных и душевых,
ВУ в системе регенерации борной кислоты (рис.3.2).
 | |||
|
Основными компонентами ВУ, указанной на рис.3.1, являются:
- выпарной аппарат;
- доупариватель;
- конденсатор – дегазатор;
- дефлегматор сдувок;
- насосы дегазированной воды;
- монжюс кубового остатка;
- бак пеногасителя.
Основными компонентами ВУ, системы СВО-7 являются те же, что и в СВО-3, за исключением доупаривателя.
|
|
|
Рис. 3.2. Выпарная установка без доупаривателя системы СВО – 7.
Рис. 3.3. Выпарная установка системы регенерации борной кислоты.
Компоненты ВУ в системе регенерации борной кислоты (рис.3.3) следующие:
- выпарной аппарат;
- конденсатор-дегазатор;
- дефлегматор сдувок;
- насосы дегазированной воды.
3.2. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И УЗЛЫ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ
Система греющего пара предназначена для подачи греющего пара на выпарной аппарат и доупариватель греющего пара с целью образования вторичного пара и на конденсатор-дегазатор для обеспечения дегазации.
Система конденсата греющего пара служит для отвода конденсата греющего пара после выпарного аппарата, доупаривателя и конденсатора-дегазатора.
Система технической воды подается на конденсатор-дегазатор и дефлегматор сдувок для охлаждения вторичного пара, а также для охлаждения подшипников насосов дегазированной воды.
Система реагентов предназначена для подачи растворов NaОН и HNO3 в выпарной аппарат, NaOH в доупариватель, HNO3 в конденсатор-дегазатор с целью проведения щелочной и кислотных промывок. Для обеспечения заданного водно-химического режима работы выпарного аппарата на вход в него предусмотрена дозировка реагентов.
Система сжатого воздуха служит для сдувки газов из конденсатора-дегазатора, а в выпарных установках систем СВО-3, СВО-7, также для транспортировки кубового остатка из монжюса в емкости хранения жидких радиоактивных отходов и вытеснения раствора пеногасителя в выпарной аппарат.
|
|
|
Система промывочной воды предназначена для промывки и заполнения чистым дистиллятом выпарного аппарата доупаритвателя, а также заполнения гидрозатвора выпарного аппарата.
Система газовых сдувок служит для удаления из оборудовани я газов, а при необходимости и очистки их.
Узел пеногашения имеется лишь в выпарных установках систем СВО-3 и СВО-7 и служит для подачи в выпарной аппарат раствора пеногасителя при образовании в нем пены.
3.3. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ВЫПАРНОГО АППАРАТА
Выпарной аппарат предназначен для очистки от растворимых активных и неактивных примесей воды в системах СВО-3, СВО-7 и концентрирования раствора борной кислоты в системе СВО-6 методом дистилляции.
Нормальная работа выпарного аппарата обеспечивается:
- непрерывным отводом вторичного пара из выпарного аппарата на конденсатор-дегазатор;
- непрерывным подводом к выпарному аппарату греющего пара;
- непрерывным отводом от выпарного аппарата конденсата греющего пара;
- непрерывным подводом к выпарному аппарату флегмы;
- непрерывным перетоком части упаренного раствора из выпарного аппарата в доупариватель, если последний имеется в данной ВУ.
Выпарной аппарат (рис.3.4) – это аппарат естественной циркуляции с вынесенной греющей камерой, состоящей из следующих основных узлов: сепаратора, греющей камеры и циркуляционного трубопровода.
 |
Рис. 3.4 Элементы выпарного аппарата
1 – вход исходного раствора; 2 – выход вторичного пара; 3 – вход греющего пара; 4 – выход конденсата пара; 5 – опорожнение; 6 – выход упаренного раствора; 7 – сдувка неконденсирующихся газов; 8 – вход флегмы; 9 – вход промывочной воды, азотной кислоты, едкого натра; 10 – вход пеногасителя; 11 – вход вторичного пара после сепаратора доупаривателя; 12 – заполнение гидрозатвора; 13 – опорожнение гидрозатвора; 14 – для сигнализатора пены; 15 – для уравнительного сосуда КИП; 16 – смотровое окно; 17 – люк.
Соединение узлов аппарата между собой выполнено на фланцевых разъемах. Греющая камера (рис.3.5) представляет собой одноходовой вертикальный кожухотрубный теплообменник, в котором в межтрубное пространство подаётся греющий пар, а по трубам циркулирует упариваемый раствор.
 |
Трубы присоединены к трубным решеткам на сварке для обеспечения герметичности и исключения попадания упариваемого раствора в межтрубное пространство. Для снятия напряжений, возникающих во время работы и пуска, в греющих трубах, корпусе и в местах приварки труб с трубными решетками, на греющей камере предусмотрен линзовый компенсатор. На корпусе камеры находится расширитель с полулинзами, а внутри камеры отбойник, способствующий более равномерному распределению греющего пара по сечению трубного пучка и исключающий эрозионный износ трубчатки входящим греющим паром.
Удаление неконденсирующихся газов из межтрубного пространства в верхней части камеры производится через штуцер сдувки.
Для опорожнения выпарного аппарата по исходной воде имеется соответствующий трубопровод, проходящий через днище корпуса теплообменника.
Для удобства транспортирования на греющей камере предусмотрены строповочные устройства (крюк, цапфы, ушки).
Верхняя часть греющий камеры соединена с сепаратором через верхнюю камеру:
- трубопровод диаметром 25 мм, служащим для удаления воздуха (при заполнении выпарного аппарата) и неконденсирующихся газов (при работе);
- трубопровод диаметром 377 мм с фланцевым разъемом для перепуска пароводяной смеси. Во фланцевое соединение монтируется дроссельная шайба для увеличения давления (а, следовательно, и температуры кипения) в теплообменнике, а также для предотвращения пенообразования.
Нижняя часть греющей камеры соединена с сепаратором через нижнюю растворную камеру и циркуляционный трубопровод. Циркуляционный трубопровод имеет Г-образный вид и служит для приема исходной воды, создания циркуляции по контуру сепаратор – греющая камера и для передачи упаренного раствора либо в доупариватель, либо в монжюс и т.п., в зависимости от технологической системы, в которой установлен выпарной аппарат.
|
|
|
Кроме того, циркуляционный трубопровод имеет фланцевый разъем, в котором устанавливается дроссельная шайба, предназначенная для уменьшения кратности циркуляции упариваемой жидкости и, соответственно, улучшения упаривания.
Сепаратор (рис.3.6) представляет собой сварной цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами, снабженный тремя люками и технологическими штуцерами, а также штуцерами КИП, Технологические штуцера предусматривают выход вторичного пара, вход флегмы, вход промывочной воды, сход пеногасителя, вход промывочной воды на заполнение гидрозатвора и выход при опорожнении гидрозатвора.
Для очистки вторичного пара от капельного уноса в сепараторе имеются два паросепарационных устройства.
Первое сепарационное устройство представляет собой жалюзийный отбойник (рис.3.7), предназначенный для отделения влаги от пара, и переливную тарелку, скрепленную шестью ребрами жесткости. Тарелка выполнена в виде перфорированного горизонтального листа с отверстиями, просверленными в шахматном порядке. К тарелке приварена труба, заведенная под уровень выпариваемой воды в сепараторе и служащая для слива воды с тарелки. Для промывки пара перпендикулярно тарелке приварены перфорированные (т.е. имеющие отверстия) ребра, создающие уровень воды на тарелке примерно 500 мм (рис.3.8). Кроме того, в этих ребрах крепятся клапаны (крышки).Клапан прямоугольной формы (рис.3.9, 3.10) установлен на перфорированном листе с зазором за счет отогнутых в сторону дырчатого листа углов клапана и закреплен а на двух стержнях, пропущенных через отверстия перфорированного листа. Стержень фиксирует положение клапана на тарелке и не дает ему смешаться в горизонтальной плоскости. Стержни имеют рабочую часть, изогнутую по радиусу, и ограничители хода, выполненные в виде крюка, загнутого к оси стержня под 900. Клапан имеет плавающий характер работы и может поворачиваться под действием струи пара на угол до 450 по отношению к тарелке, что позволяет увеличить площадь живого сечения перфорированного листа до 87.2% от площади сечения сепаратора.
|
|
|
 |
Рис. 3.9 Фрагмент барботажной переливной тарелки.
 |
Второе сепарационное устройство состоит из жалюзийного отбойника, аналогично по конструкции отбойнику на рис.3.7, и из промывочного устройства. Промывочное устройство – это слой высотой 1500 мм колец Рашига. лежащий на перфорированной тарелке. Кольца Рашига представляют собой кольца диаметром 15 мм, длиной 15 мм и толщиной стенки 0.8 мм, изготовленные из нержавеющей стали. Сверху слой колец Рашига закрыт перфорированной крышкой. Промывочное устройство в процессе эксплуатации выпарного аппарат на 750 мм заполнено водой, подаваемой насосами дегазированной воды по линии флегмы. Данный уровень поддерживается за счет гидрозатвора выпарного аппарат, а суть его работы основан на принципе сообщающихся сосудов, в качестве которых в данном случае выступают слой колец Рашига и переливная труба гидрозатвора.
Очистка вторичного пара от капелек концентрата заключается в объемной сепарации и последовательном прохождении им сепарационных устройств. Принцип объемной сепарации заключается в слиянии мелких капелек концентрата при подъеме пара вверх в более крупных и стекании их вниз. То же самое происходит в жалюзийном отбойнике вследствие многократного изменения направления потока пара.
Паропромывочная тарелка работает следующим образом. Пар поступает на тарелку снизу и проходит через отверстия перфорированного листа. Жидкость (флегма) поступает на тарелку сверху через выходной патрубок гидрозатвора и движется по перфорированному листу к сливному карману. В результате пар барботирует в виде мелких пузырьков через слой флегмы и оставляет в ней большую часть примесей.
При малых нагрузках на пару скорость вторичного пара в отверстиях такова, что его энергии недостаточно для преодоления веса клапанов, и они остаются на поверхности перфорированного листа. В этом случае пар проходит через незакрытые клапанами отверстия. Под клапанами образуется паровая подушка с давлением, равным примерно сопротивлению парожидкостного слоя на тарелке, и жидкость поэтому не может протекать через отверстия, закрытые клапанами
По мере увеличения нагрузки по пару энергия паровых струй, выходящих из незакрытых клапанами отверстий, возрастает и при некотором ее значении клапаны начинают открываться и тем больше, чем выше нагрузка по пар. При этом живое сечение тарелки увеличивается.
Наличие установочного зазора между перфорированным листом и клапанами обеспечивает плавное их открытие. Пар начинает выходить из отверстий, находящихся под клапанами, и, отражаясь от поверхности клапанов, открытых под углом к плоскости перфорированного листа, изменяет направление. Выходящий из-под клапанов поток пара увлекает за собой жидкость в направлении сливного кармана, тем самым создавая направленное течение жидкости и исключая образование застойных зон. При снижении нагрузки по пару клапаны под действием собственной массы опускаются на плоскость перфорированного листа.
Окончательно вторичный пар в сепараторе очищается на насадке из колец Рашига, причем проходя через нижнюю, заполненную водой, половину насадки, пар перемешивается с дистиллятом (эмульгирует) и хорошо отмывается от мельчайших капель концентрата. При прохождении верхней половины насадки за счет многократного изменения направления движения пара капельки влаги прилипают к поверхности колец Рашига и в виде пленки жидкости стекают вниз.
Для наблюдения за работой сепарационных устройств конструкций предусмотрены смотровые окна.
Принцип работы выпарного аппарата следующий: исходный раствор поступает в циркуляционный трубопровод, далее в нижнюю растворную камеру и затем в греющие трубки. В греющих трубах раствор нагревается и вскипает. Парожидкостная смесь поступает в сепаратор, где происходит ее разделение. Отделившийся раствор идет по циркуляционной трубе вновь в греющую камеру, где смешивается с исходным.
Вторичный пар проходит последовательно через все паросепарационные устройства, где очищается от капель раствора, и направляется в конденсатор-дегазатор.
При наличии в ВУ доупаривателя часть упариваемого раствора с повышенным солесодержание из циркуляционной трубы постоянно перетекает в доупариватель. Данное перетекание обеспечивается за счет более низкого расположения доупаривателя по отношению к выпарному аппарату – на один метр. Такое пространственное расположение оборудование предотвращает смешивает более плотного концентрированного раствора доупаривателя с менее концентрированным раствор из выпарного аппарата.
При отсутствии в схеме доупаривателя после достижения конечной концентрации в выпарном аппарате упаренный раствор самотека через штуцер циркуляционного трубопровода сливается:
- для СВО-7 – в монжюс кубового остатка, откуда сжатым воздухом транспортируется в емкости временного хранения жидких радиоактивных отходов;
- для СВО-6 – в бак «грязного» борного концентрата.
Краткие технические характеристики выпарного аппарата приводятся в табл. 3.1.
Таблица 3.1 Краткие технические характеристики выпарного аппарата
| Характеристика | Номинальное значение |
| Производительность по дистилляту, м3/ч | 6,0 |
| Геометрический объем, м3 - сепаратора - греющей камеры | 12,0 3,6 |
| Рабочий объем, м3 | 5,6 |
| Поверхность теплообмена, м3 | |
| Рабочее давление: - в сепараторе, МПа (кгс/см2) - в греющей камере,, МПа (кгс/см2) | 0,02 (0,2) 0,35 (3,5) |
| Рабочая температура, 0С: - в сепараторе - в греющей камере: а) в трубах б) в межтрубном пространстве | 106,5 106,5 |
| Температура исходного раствора, 0С | |
| Расчетное давление,, МПа (кгс/см2) | 0,8 (8) |
| Основной конструкционный материал – сталь 08Х18Н10Т ГОСТ 5632-72 | |
| Уровень шума, дБ |
3.4. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ДОУПАРИВАТЕЛЯ
Доупариватель предназначен для доупаривания кубового остатка, поступающего из выпарного аппарата.
Нормальная работа доупаривателя обеспечивается:
- непрерывным подводом солевого концентрата из выпарного аппарат;
- непрерывным отводом вторичного пара из доупаривателя в сепаратор выпарного аппарата;
- непрерывным подводом к доупаривателю греющего пара;
- непрерывным отводом от доупаривателя конденсата греющего пара.
Доупариватель (рис.3.11) конструктивно повторяет выпарной аппарат и состоит из трех основных частей: сепаратора, греющей камеры и циркуляционного трубопровода.
Греющая камера доупаривателя (рис.3.5) по конструкции аналогична греющей камере выпарного аппарата, за исключением того, что в доупаривателе значительно меньшее количество теплообменных труб, а следовательно и поверхность нагрева – 25 м2.
Греющая камера и сепаратор соединены между собой:
в верхней части греющей камеры:
- трубопроводом диаметром 219 мм для выхода рабочей жидкости, во фланцевом соединении данного трубопровода установлена дроссельная шайба;
- трубопроводом диаметром 25 мм для удаления воздуха и газов;
в нижней части греющей камеры:
- циркуляционным трубопроводом.
Для уменьшения кратности циркуляции во фланцевый разъем этой трубы установлена дроссельная шайба.
Подача солевого концентрата из выпарного аппарат осуществляется в нижнюю часть греющей камеры доупаривателя, отсюда же происходит опорожнение доупаривателя.
Сепаратор доупаривателя (рис.3.12) конструктивно принципиально отличается от аналогичного узла выпарного аппарата. Главной особенностью рассматриваемого нами оборудования является наличие в сепараторе доупаривателя дроссельной шайбы, что позволяет держать над греющей поверхность теплообменника столб жидкости и тем самым вынести зону кипения за пределы греющей камеры доупаривателя. Это обстоятельство обуславливает получение здесь более высоких концентраций кубового остатка, чем в выпарном аппарате, за счет предотвращения образовании на поверхности греющей камеры доупаривателя отложений. Вторичный пар в сепараторе проходит предварительную очитку по крупных капелек раствора на тарельчатом и жалюзийном отбойниках и поступает под самое первое сепарационное устройство сепаратора выпарного аппарат, где происходит его смешение с имеющимся там паром.
Рис. 3.11 Элементы доупаривателя
1 – вход исходного раствора; 2 – выход вторичного пара; 3 – вход греющего пара; 4 – выход конденсата пара; 5 – опорожнение и выход упаренного раствора; 6 – сдувка; 7 – вход промывочной воды, едкого натра; 8 – патрубок для уравнительного сосуда КИП; 9 – смотровые окна; 10 - люк
В сепараторе доупаривателя поддерживается избыточное давление 0,2 кгс/см2. Это позволяет поддерживать в доупаривателе, расположенным низе выпарного аппарат оптимальный уровень раствора.
Конечная концентрация кубового остатка определяется составом вод спецпрачечной или трапных вод. Для уменьшения объема кубового остатка, подлежащего захоронению, необходимо повышать его концентрацию, однако при значительном количестве борной кислоты или катионов натрия в трапной воде, а также высокого солесодержания в водах спецпрачечной и душевых возможно выпадение кристаллизующих осадков. особенно при транспортировке кубового остатки по холодны трубам.
Краткие технические характеристики доупаривателя приводятся в табл.3.2.
Таблица 3.2 Краткие технические характеристики доупаривателя
| Характеристика | Номинальное значение |
| Производительность, м3/ч | 0,7 |
| Геометрический объем, м3 - сепаратора - греющей камеры | 2,8 0,6 |
| Поверхность теплообмена, м3 | |
| Рабочее давление: - в сепараторе, МПа (кгс/см2) - в греющей камере,, МПа (кгс/см2) | 0,03 (0,3) 0,45 (4,5) |
| Рабочая температура, 0С: - в сепараторе - в греющей камере: а) в трубах б) в межтрубном пространстве | 106,5 106,5 |
| Основной конструкционный материал – сталь 08Х18Н10Т ГОСТ 5632-72 |
3.5. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ КОНДЕНСАТОРА-ДЕГАЗАТОРА
Конденсатор-дегазатор предназначен для конденсации поступающего из выпарного аппарат вторичного пара и удаления из воды растворенных газов, включая СО2 и радиоактивные благородные газы (РБГ).
Нормальная работа конденсатора-дегазатора обеспечивается:
- непрерывной подачей из выпарного аппарата вторичного пара;
- непрерывным подводом и отводом охлаждающей воды;
- непрерывным отводом газов в дефлегматор сдувок;
- непрерывным отводом дегазированного конденсата из конденсатора-дегазатора.
Конденсатор дегазатор (рис.3.13) состоит из трех основных частей; конденсатора, дагазационной колонны и испарителя (кондесатосборника).
Конденсатор представляет собой горизонтальный двухходовой по охлаждающей воде кожухотрубный теплообменник. Температурные расширения компенсируются линзовым компенсатором. в котором имеются дренаж и воздушник со стороны рабочей среды. в качестве охлаждающей воды в трубном пространстве конденсатора циркулирует техническая вода. Трубная система состоит из двух трубных решеток: левой и правой, которые закрыты съемными эллиптическими днищами. Фланцевые соединения трубных решеток с днищами обеспечиваю доступ к решеткам для ревизии, ремонта и чистки трубной системы.
Вторичный пар перед конденсатором-дегазатором делится на два потока? примерно на 80% и 20%. Большая часть вторичного пара подается через основной патрубок конденсатора, где в межтрубном пространстве проходит конденсация поступившего из выпарного аппарат пара (рис.3.14). Конденсат пара стекает вниз, образуя на дырчатом листе слой воды, переливается через буртик, стекает по дегазационной колонне, заполненной кольцами Рашига, для создания пленки и собирается в испарителе, из которого удаляется для дальнейшей очистки через входной патрубок. Оставшиеся 20% вторичного пара поступают через патрубок входа пара в пространство между стенкой и кожухом и барботируются через слой воды на дырчатом листе, обеспечивая первую ступень дегазации.
Вторая ступень дегазации обеспечивается за счет кипения воды в испарителе (рис.3.15). Источником тепла является пар. который подается в змеевик. Образующийся при кипении пар поднимается по дегазационной колонне, омывая пленку воды, нагревая ее до температуры насыщения.
 |
Рис. 3.15. Конструкция испарителя конденсатора-дегазатора.
Благодаря большой поверхности насадки из колец Рашига, создаются хорошие условия для удаления из воды растворенных газов. выделившиеся газы совместно с паром через прикрытую козырьком трубу направляются в конденсатор. Из конденсатора газы удаляются через сдувку в дефлегматор сдувок.
Краткие технические характеристики конденсатора-дегазатора приводятся в табл.3.3.
Таблица 3.3 Краткие технические характеристики конденсатора-дегазатора.
| Характеристика | Номинальное значение |
| Максимальная производительность, м3/ч | 7,2 |
| Поверхность конденсатора, м2 | 50,3 |
| Поверхность нагрева, м2 | 0,43 |
| Рабочее давление, кгс/см2: - охлаждающей воды; - в межтрубном пространстве конденсатора; - - греющего пара в испарителе. | 0,2 3,0 |
| Рабочая температура, 0С: - на входе охлаждающей воды; - на выходе охлаждающей воды; - в межтрубном пространстве конденсатора, испарителя; - - греющего пара в испарителе. |
3.6. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ДЕФЛЕГМАТОРА СДУВОК
Дефлегматор сдувок предназначен для разделения парогазовой смеси, поступающей в конденсатора-дегазатора, конденсации пара и охлаждения газов.
Нормальная работа дефлегматора сдувок обеспечивается:
· непрерывным отводом охлажденных газов в систему газовых сдувок;
· непрерывным подводом и отводом охлаждающей воды;
· непрерывным или периодическим отводом конденсата.
Дефлегматор сдувок (рис.3.16) представляет собой вертикальный двухходовой по охлаждающей воде кожухотрубный теплообменник. В качестве охлаждающей воды используется техническая сода, подаваемая в трубное пространство. Парогазовая смесь входит через патрубок в межтрубное пространство дефлегматор сдувок, охлаждается, пар конденсируется и конденсат сливается в трап, а газы поступают в систему газовых сдувок.
Краткие технические характеристики дефлегматора сдувок приводятся в табл. 3.4.
Таблица 3.4 Краткие технические характеристики дефлегматора сдувок
| Характеристика | Номинальное значение |
| Производительность по парогазовой смеси, кгс/сек | 0,028 |
| Расход охлаждающей воды, м3/ч | |
| Поверхность теплообменника, м2 | |
| Количество труб в теплообменнике, штук | |
| Рабочее давление, кгс/см2: - в корпусе; - - в трубах. | 0,2 |
| Рабочая температура, 0С: - в корпусе: на входе на выходе - в трубках: на входе на выходе |
3.7. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ МОНЖЮСА КУБОВОГО ОСТАТКА
Монжюс кубового остатка предназначен для слива в него упаренного в выпарном аппарате или доупаривателе раствора и последующей выдачи его сжатым воздухом в емкость кубового остатка.
Конструктивно монжюс (рис.3.17) представляет из себя сосуд сварного исполнения, горизонтального расположения, ограничивающийся боковыми эллиптическими днищами, в верхней части обечайки имеется лаз. В верхней части монжюса расположены три штуцера: входа кубового остатка, удаления газов в систему газовых сдувок, подвода сжатого воздуха. С целью обеспечения выдачи рабочей среды из монжюса трубопровод выхода кубового остатка заведен под самое днище.
Рис. 3.17. Конструкция монжюса кубового остатка.
1 - вход кубового остатка;
2 - выход кубового остатка;
3 - подвод сжатого воздуха;
4 - сдувка.
Краткие технические характеристики монжюса приводятся в табл.3.5.
Таблица 3.5 Краткие технические характеристики монжюса
| Характеристика | Номинальное значение |
| Геометрический объем, м3 | |
| Рабочее давление, кгс/см2 |
3.8. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ НАСОСОВ ДЕГАЗИРОВАННОЙ ВОДЫ
Насосы дегазированной воды предназначены для откачки дистиллята из конденсатора-дегазатора.
Нормальна работа насоса дегазированной воды обеспечивается:
- непрерывным подводом конденсата на всас;
- наличием потребителя на напоре;
- непрерывным подводам и отводом затворенной жидкости к торцевому уплотнению насоса;
- непрерывным подводом и отводом охлаждающей воды к подшипниковому узлу насоса;
- наличием масла в узле смазки подшипников.
В качестве насосов дегазированной воды используются насосы марки ХО 8/60-Е-2Г, где;
ХО – химический, горизонтальный, для перекачивания жидкостей с твердыми включениями размером не более 0,2 мм и объемная концентрация которых не более 0,1% с температурой перекачиваемой жидкости от 0 0С до 220 0С («0» означает, что конструктивно корпус насоса выполнен таким образом, что имеет возможность обогрева или охлаждения путем подвода и отвода соответствующей жидкости);
8 - номинальная производительность насоса (подача), м3/ч;
60 – номинальный напор насоса, м.вод.ст.;
Е – условное обозначение материала деталей проточной части насоса, в данном случае – сталь 10Х18Н12МЗТЛ;
2Г – двойное торцевое уплотнение.
На рис.3.18 показаны технологические штуцера насоса. Данные штуцера позволяют осуществлять:
- всасывание и нагнетание дегазированной воды;
- подвод и отвод уплотняющей воды к торцевому уплотнению (данный насос имеет самоуплотнение, т.е. забор уплотняющей воды к торцевому уплотнению осуществляется с напорного трубопровода данного насоса, а после уплотнения вода подается во всасывающий трубопровод насоса дегазированной воды);
- подвод и отвод охлаждающей воды к подшипниковому узлу насоса;
- слив масла у узла смазки подшипников;
- отвод утечек из узла насоса.
Рис.3.19 иллюстрирует основные компоненты насоса дегазированной воды. Агрегат состоит из собственно насоса и электродвигателя, смонтированных на общей фундаментной плите. Привод насоса осуществляется через соединительную упругую муфту.
Насос – центробежный, горизонтальный, консольный, двухступенчатый. Основными деталями и узлами насоса являются: крышка всасывающая, направляющие аппараты, спиральный корпус, колеса рабочие и узел уплотнения. Крышка, секции и спиральный корпус соединены с опорной стойкой стяжными шпильками.
Ротор насоса частично разгружен от осевых усилий путем соединения зоны всасывания с зоной нагнетания отверстием по оси вала. Опорами вала служат подшипники качения, расположенные в опорной стойке. Смазка подшипников для насосов Х с индексом «0» жидкая, которая заливается через штуцер контроля уровня масла.
Уплотнение вала насоса осуществляется двойным торцевым уплотнением. Для охлаждения и смазки двойного торцевого уплотнения в него подается протоком чистая нейтральная жидкость из баков собственных нужд. Для сбора утечек из уплотнения вала и отвода их в дренаж в корпусе подшипников установлено корыто.
В связи с температурой дегазированного конденсата выше 900С в камеру, имеющуюся на корпусе подшипников, подается протоком охлаждающая вода.
Краткие технические характеристики насоса дегазированной воды приводятся в табл. 3.6.
Таблица 3.6 Краткие технические характеристики насоса дегазированной воды
| Характеристики | Номинальное значение |
| Номинальная производительность, м3/ч | 8,0 |
| Номинальный напор, кгс/см2 | 6,0 |
| Рабочая часть характеристики насоса по напору, кгс/см2 | от 5,4 до 6,6 |
| Частота вращения, об/мин | |
| Мощность электродвигателя, кВт | |
| Уровень звука, дБ | не более 70 |
3.9. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ БАКА ПЕНОГАСИТЕЛЯ
Бак пеногасителя предназначен для приготовления раствора пеногасителя, хранения и, при необходимости, подачи данного раствора в сепаратор выпарного аппарата. Узел пеногашения смонтирован лишь в выпарных установках систем СВО-3 и СВО-7.
Нормальная работа бака пеногасителя в режиме эксплуатации выпарной установки обеспечивается:
- наличием раствора пеногасителя в баке;
- наличием постоянного подвода сжатого воздуха к баку.
Бак пеногасителя представляет собой вертикальный сосуд, состоящий из корпуса и крышки, скрепленных зажимами. На крышке установлен привод вала и мотор-редуктором, уплотнение торцевого типа и мешалка.
Перед приготовлением раствора с бака снимается крышка, засыпается сухой пеногаситель, после чего крышку крепят к корпусу. Заливается в бак вода и все перемешивается мешалкой. Для приведения в рабочее состояние бак пеногасителя ставят под постоянное давление сжатого воздуха. При необходимости подачи раствора в сепаратор выпарного аппарата открывается электрофицированная арматура на выходе с бака и пеногаситель под действием сжатого воздуха поступает на верхнюю тарелку сепаратора.
Краткие технические характеристики бака пеногасителя приводятся в табл. 3.7.
Таблица 3.7 Краткие технические характеристики бака пеногасителя
| Характеристика | Номинальное значение |
| Объем бака, л | |
| Рабочее давление, кгс/см2 | |
| Мощность привода мешалки, кВт | 0,55 |
| Частота вращения мешалки, об/мин |
3.10. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ
Контрольно-измерительные приборы (КИП) обеспечивают контроль эксплуатационных параметров. оперативный персонал блока СВО должен знать объем КИМ, номинальные параметры и места расположения приборов.
Рис.3.20 иллюстрирует КИП выпарного аппарата и системы греющего пара и конденсата греющего пара, где обозначены следующие контролирующие параметры:
- расход исходной воды на выпарной аппарат,
номинальный расход – 6 м3/ч;
- расход греющего пара на выпарной аппарат,
номинальный расход –8 м3/ч;
- давление греющего пара перед выпарным аппаратом,
номинальное давление – от 1.6 кгс/см2 до 1,8 кгс/см2;
- уровень конденсата греющего пара в разделительном бачке,
номинальный уровень – 70 см;
- уровень перерабатываемой воды в выпарном аппарате,
номинальной уровень – 100 см;
- температура перерабатываемой воды в греющей камере выпарного аппарата,
номинальная температура – 105 0С;
- перепад давления в сепараторе выпарного аппарата,
номинальный перепад – не более 1000 кгс/м2;
- сигнализация пены в сепараторе выпарного аппарата(для СВО-3 и СВО-7);
- давление вторичного пара после выпарного аппарата,
номинальное давление – 0,15 кгс/см2;
- температура вторичного пара после выпарного аппарата,
номинальная температура – 1050С.
Рис. 3.20 Схема размещения контрольно-измерительных приборов на выпарном аппарате совместно с системой греющего пара и конденсата греющего пара.
КИП доупаривателя и системы греющего пара представлены на рис.3.21, где обозначены следующие контролирующие параметры:
- расход греющего пара на доупариватель,
номинальный расход – 0,8 м3/ч;
- давление греющего пара перед доупаривателем,
номинальное давление – от 1,6 кгс/см2 до 1,8 кгс/см2;
- уровень перерабатываемой среды в доупаривателе,
номинальный уровень – 120 см;
- температура перерабатываемой среды в греющей камере доупаривателя,
номинальная температура – 1100С;
- давление вторичного пара после доупаривателя,
номинальное давление – 0,15 кгс/см2;
- температура вторичного пара после доупаривателя,
номинальная температура – 1050С.
 |
Рис. 3.21. Схема размещения контрольно-измерительных приборов на доупаривателе
совместно с системой греющего пара
Рис.3.22 иллюстрирует КИП конденсатора-дегазатора и систему технической воды.
Исходя из данного рисунка контролируются следующие параметры:
- давление дистиллята в конденсаторе-дегазаторе,
номинальное давление – 0,15 кгс/см2;
- уровень дистиллята в конденсаторе-дегазаторе,
номинальный уровень – 45 см;
- температура дистиллята после конденсатора-дегазатора,
номинальная температура – 1040С;
- расход технической воды на конденсатор-дегазатор,
номинальный расход – от 200 м3/ч до 300 м3/ч;
- давление технической воды в выходном трубопроводе после конденсатора-дегазатора,
номинальное давление – избыточное;
- расход греющего пара на испаритель конденсатора-дегазатора,
номинальный расход – от 0,05 м3/ч до 0.1 м3/ч;
- перепад давления на арматуре трубопровода сдувки с конденсатора-дегазатора,
номинальный перепад – 0.2 кгс/см2.
  |
Рис. 3.22 Схема размещения контрольно-измерительных приборов на конденсаторе-дегазаторе совместно с системой технической воды и греющего пара.
Рис.3.23 иллюстрирует КИП дефлегматора сдувок совместно с системой газовых сдувок, где указаны следующие контролируемые параметры:
- температура сдувки после дефлегматора сдувок,
номинальная температура – не более 350С;
- давление сдувки после дефлегматора сдувок,
номинальное давление – не более 0,96 кгс/см2.
Рис. 3.23 Схема размещения контрольно-измерительных приборов на дефлегматоре сдувок совместно с системой газовых сдувок.
На рис.3.24 проиллюстрированы КИП насосов дегазированной воды, где указаны следующие контролируемые параметры:
- давление на всаде каждого насоса дегазированной воды,
номинальное давление 0,6 кгс/см2;
- давление на напоре каждого насоса дегазированной воды,
номинальное давление – 6,0 кгс/см2;
- давление в напорном коллекторе насосов дегазированной воды,
номинальное давление – 6,0 кгс/см2;
- расход флегмы на выпарной аппарат,
номинальный расход – от 0,8 м3/ч до 1,0 м3/ч;
- расход дистиллята на фильтры доочистки,
номинальный расход – 6,0 м3/ч;
- электропроводность дистиллята на напоре насосов дегазированной воды,
номинальная электропроводность - не более 1,5 мкСм/см.
На рис.3.25 представлены КИП монжюса кубового остатка совместно с системой сжатого воздуха.
В связи с тем, что сливаемый с выпарного аппарата кубовый остаток имеет большую вязкость и в холодном состоянии может кристаллизоваться, традиционные приборы замера уровня в данном монжюсе не применяются. а используется сигнализатор СПР-04) верхнего уровня. причем, лампочка сигнализатора загорается при наличии рабочей среды на данном датчике (т.е. монжюс поло).
Кроме верхнего (80 см) уровня, согласно рис.3.25, также контролируются следующие параметры:
- давление в монжюсе,
номинальное давление при вытеснении кубового остатка – 6 кгс/см2;
- давление сжатого воздуха перед монжюсом,
номинальное давление – 6 кгс/см2.
   |
3.11. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ
В выпарной установке предусмотрено автоматическое регулирование параметров оборудования в соответствии с табл.3.8.
Таблица 3.8 Объем автоматического регулирования
| Параметр | Нормируемая величина | Место расположения регулирующей арматуры | Рисунок |
| 1. Уровень в выпарном аппарате, см | Трубопровод подачи исходного раствора на выпарной аппарат | 3.20 | |
| 2. Давление греющего пара перед выпарным аппаратом, кгс/см2 | 1,6 | Трубопровод подачи греющего пара на выпарной аппарат | 3.20 |
| 3. Уровень конденсата греющего пара в разделительном бачке, см | Трубопровод греющего пара после разделительного бачка | 3.20 |
| 4. Уровень в доупаривателе, см | Трубопровод перетока солевого концентрата из выпарного аппарата в доупариватель | 3.21 | |
| 5. Давление греющего пара перед доупаривателем, кгс/см2 | 1,6 | Трубопровод подачи греющего пара на доупариватель | 3.21 |
| 6. Давление в конденсаторе-дегазаторе, кгс/см2 | 0,2 | Трубопровод подачи технической воды на конденсатор-дегазатор | 3.22 |
| 7. Уровень дистиллята в конденсаторе-дегазаторе, см | Напорный трубопровод насосов дегазированной воды на фильтры | 3.24 | |
| 8. Концентрация борной кислоты в выпарном аппарате СВО-6, г/кг | Трубопровод слива борного концентра с выпарного аппарата в бак |
3.12. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАЩИТЫ, БЛОКИРОВКИ И СИГНАЛИЗАЦИЯ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ
Рассмотрим технологические защиты и блокировки выпарной установки на конкретном примере – выпарной установке СВО-3, которые все сведены в табл. 3.9.
Принципиальная схема выпарной установки СВО-3 с указанием электрифицированной арматуры приводится на рис.3.26.
Технологическая сигнализация выпарной установки СВО-3 приведена в табл. 3.10.
Таблица 3.10 Технологическая сигнализация выпарной установки СВО-3
| Параметры | Величина установки | Сопутствующая блокировка | Примечания |
| 1. Нижний уровень в выпарном аппарате, см | не более 50 | ITRB02 | |
| 2. Верхний уровень в выпарном аппарате, см | не менее 130 | ITRB02 | |
| 3. Высокое давление вторичного пара после выпарного аппарат, кгс/см2 | не менее 0,7 | ITRB02 | |
| 4. нижний уровень в доупаривателе, см | не более 50 | - | |
| 5. Верхний уровень в доупаривателе, см | не менее 140 | - | |
| 6. Низкое (высокое) давление в конденсаторе-дегазаторе, кгс/см2 | не более 0,075 и не менее 0,25 | - | |
| 7. нижний уровень в конденсаторе-дегазаторе, см | не более 30 | ITRB03 | |
| 8. Верхний уровень в конденсаторе-дегазаторе, см | не менее 80 | ITRB02 |
| 9. Высокая температура после дефлегматора сдувок, 0С | не менее 50 | - | |
| 10. верхний уровень в монжюсе кубового остатка, см | не менее 80 | - | Данная сигнализация только для установок СВО-3,СВО-7 |
