公用工程及外管管理.ppt

2020 3 25 公用工程及外管管理知识 周清 2020 3 25 公用工程 一 一次水二 循环水三 除盐水四 热力系统五 供用电六 氮气七 仪表空气八 燃料气 2020 3 25 一 一次水 水在化工生产中的作用 水可作为原料 如合成氨生产中先用水产生蒸汽 再用蒸汽参与变换过程 也可用作配制溶液等 但水在化工生产中更多的用途还是用作换热介质以满足工艺要求 由于工艺生产对供水品质的要求不同和考虑到对水资源的充分利用 在生产过程中形成了各品类的水及对水的各种处理 如串级使用的二次水 三次水 还有循环水及化学处理水等 1 概述 2020 3 25 我厂的一次水源为地下水取自羊庄盆地 根据山东省枣庄市羊庄盆地水文地质初步勘探报告及山东省地质局第三水文地质队1981年12月提供的报告可知 该盆地地下水资源较为充足 枣庄市水力资源委员会1987年1月提供的资料表明 该盆地地下水可开采量为每日15万立方米 鲁化一期工程用水大约每日4万立方米 现日采水量1 5万立方米 二期工程用水量大约为每日3万立方米 现日采水量2 5万立方米 加之83年以后滕枣煤田渐向滕北 滕南转移且莱村魏庄煤矿相继减产或停产 本区水源可开采余地还很大 国泰采水量为2万立方米 d 该区地下水羊庄水源地最高水位为0 5m 04年枯水季节最低水位18米 石湾水源地水最高水位为13米 最低水位34米 水质属奥陶系灰岩地下水 矿化度为0 3g L 是比较优良的工农业水源 一 一次水 1 概述 2020 3 25 以上分析结果表明 我厂的一次水水质属HCO3 Ca型 有明显的结垢倾向 一 一次水 1 概述 2020 3 25 2 老系统一次水 本系统的水源为羊庄水源地地下水 羊庄水源地距厂区约4km 共有6眼深井 深井泵装机总容量为2080m3 h 该水源地设计供水量为1400m3 h 6台深井泵的编号分别是3 4 9 10 11 12 要求水源地动水位不低于14m 2020 3 25 2 1老系统供水结构 由于一期工程更多指 老系统 虽然并不确切但已约定俗成 它实际上包含了 老系统 及二扩系统的空分 习惯起见 下文老系统泛指一期工程 新系统指二期工程 老系统的供水结构简化表示为 水源地深井泵 一次泵房清水泵 一次水管网 各用户总体而言老系统供水管网为树状网结构 羊庄水源地所来的两条DN500的供水管线 称南管与北管 在桥口村与水泥厂之间有排气放水装置 并在106循环水池内设有超压泄水安全装置 该装置采用DN300的钢管与一次泵入口母管相连 装置主体为一 1000水封槽 出水孔径 400 水封高度 4m 最大超压出水量为500m3 h 设计超压泄水压力为0 04MPa 实际运行中水源外管压力可维持在0 035MPa以下 超压时超压装置则自动泄水以防外管爆破 2020 3 25 2 1老系统供水结构 对一次泵而言 水源地至一次泵间的管线称外管 经一次泵加压后至用户的管线称总管 依操作法要求 一次泵外管压力应控制 0 02MPa 表 总管压力应控制 0 3MPa 表 从水源地来的一次水经一次泵加压后送往一次水管网 主要供合成冷排 尿素框架及其它厂内外零星用户 生产车间用过的水 绝大部分作二次水 三次水复用 少部分用于设备冷却和生活用水排掉 复用水大部分送除盐水岗位用作除盐水水源 少部分回到106循环水作为循环水补水 106循环水岗位也是一次水的加压泵站 其中共有三台一次水加压泵称清水泵 三台清水泵的设备规格是 水泵型号 12sh 9A 流量720m3 h 扬程49m配用电机 Jso2116 4 功率155kW 额定电流285A 2020 3 25 2 2老系统用水平衡 在正常运行方式下 即水源地开三台大泵或两大一小泵 夏季清水泵开两台 冬季运行一台的情况下 总的供水量为650 1000m3 h 用水平衡如下 其中用水大户为合成 冷排用量 390m3 h 尿素 惰洗器洗涤器 二表冷用量150 200m3 h等 下面是各分厂的一次水用户 造气一次水用于炉条机小齿轮冷却水 鼓风机冷却水 油泵冷却水 合计用量50m3 h 电除尘冲洗及冷却水 间断使用 及102循环水池补水等用量20m3 h 净化 主要用于氮气水冷器 正常不用 机泵冷却水用量40m3 h等 合成主要用于冷排下段及循环机 压缩机油冷等 尿素 泵房的氨泵 甲铵泵 二氧化碳压缩机油冷却水 大颗粒冷却水等用量50m3 h 新热电主要用于汽机油冷 空冷 风机 和锅炉房冷却用水等 用量50m3 h 空分主要用于空冷塔冷却水及208循环水池补水 用量40 80m3 h 正常时用新系统水 钾盐公司 有两条DN100一次水管线进入分厂 引水点均在净化 其中一条管线进入车间后变为DN125管线 主管线上有计量位号FIQ204 一次水主要供螺旋输送机及三车间化盐之用 40m3 h 2020 3 25 3 新系统一次水 本系统水源取自羊庄镇后石湾村 后石湾也处于羊庄盆地 前已述及 该盆地水源比较丰富 本地共打深井5眼 设5台深井泵 4台加压泵 5台深井泵将提取的水打入水源地一容积为300m3的吸水池 吸水池有较完善的排水及溢流装置 4台加压泵抽取吸水池的水加压后汇入两条DN400的输水管线 两管相距1 2米 平行走向 此两条输水管线来水再汇入鲁化生活区东山高位水池 该水池容积 1200m3 正常时约有1 5小时的用水缓冲量 设计最大供水能力1700m3 h 2020 3 25 3 1新系统供水结构及流程 该供水工程为鲁化二扩工程的组成部分 它由水源地和输水管二部分组成 平均小时供水量约1200m3 h 事故供水量即单管供水量按70 供水量考虑 高位水池与新系统的位差 57m 进入新系统的一次水压应不小于0 5MPa 输水管线管材为 级砂型离心铸铁管 工作压力0 75MPa 试验压力2 5MPa 在跨越铁道及河堤处采用焊接钢管 为防止水锤事故发生 水源地往高位水池送水的两条管线各有一水锤消除器 其为自闭式水锤消除器 口径150mm 开启压力为0 2MPa 自闭压力0 4MPa 所配锤重50kg 自闭时间137s 更详细的供水流程见图纸 总体上讲 新系统一次水用户管网是一种环状网 也是一种比较合理的供水结构 2020 3 25 3 2新系统用水平衡 用水大户为合成 冷排用量 150m3 h 尿素 二表冷用量 150m3 h等 净化 贫液水冷器E401用量150 200m3 h 净化 贫液水冷器E4001用量180 300m3 h 另外 在高位水池至二扩厂区的供水管线上还有不少用户 它们是 山上生活区 管径为DN150 阀门井在南区33 楼附近 接在两条输水管线上 与生活区供水管网连通 正常时间供给生活区用水 流量 150m3 h 塑业公司 甲胺及木糖等 阀门在塑业公司院内地井处 送甲胺的阀门为DN100 送塑业公司的为DN80 管线接在塑业供水管线上 流量为塑业 10m3 h 甲胺 60m3 h 大地公司生活用水 20m3 h 2020 3 25 空分 阀门塑业公司院内地井处 接有去罐区供水管线 罐区地井接有去木糖醇供水管线 总体用量20m3 h 入工段阀门在大空分办公楼南DN100管线 该管线为新老系统联通管 正常情况下关闭 NHD 煤化工中心等 阀门在NHD院内DN100管线 接有去经营楼 天润写字楼 南门岗亭生活用水 总体用量50m3 h 氨库西主管线接有去国泰DN80管线 用量100m3 h 净化 东管廊接有去西门快餐厅DN20管线 用量5m3 h 去新型材料公司公司DN50管线 用量20m3 h 并接有去拓博公司DN25管线 用量20m3 h 因此 新系统总用水量为1000 12003 h 由此可见 该供水系统处于满负荷运行状态 3 3新系统用水平衡 2020 3 25 3 4新系统供水情况 净化 用于贫液水冷器 压缩机水冷器 各机泵冷却用水 合成 用于氨库 氨吸收的氨水冷却器 合成冷排 废锅炉水取样冷却器 压缩机及其附属设备 净化 贫液水冷器 各机泵冷却密封水 合成 生活用水 消防水 尿素 用于二表冷 为大户 CO2压缩机油冷 水环式压缩机 融熔泵 氨泵 一甲泵 空压机冷却用水等 循环水池补水 正常用三次水补入 特殊情况下采用一次水 一次水补水管径为DN150 2020 3 25 3 5新系统正常运行方式 一次水各用户使用一次后汇入二次水管网 二次水管网的用户再利用形成三次水 二次水的最大用户是冰机 的氨冷器 回水汇入三次水管网 这部分水 550m3 h 分别用于401 703循环水池补水 热电站3 汽机冷却水 除盐水的水源 剩余部分并入老系统一次水管网 联通阀位于原料钳工房北 一次水 二次水 三次水 16 变电所处 的状态是 一次水联通阀关 二次水联通阀关 三次水联通阀开 原料钳工房处地井DN200联通阀也处全开位置 冰机 处去循环水池补水阀开 冰机三次水地沟排水阀稍开 除盐水站 处热电站来水阀全开 18 阀关 19 阀适当调节 配合冰机 排地沟调整三次水管网压力 2020 3 25 4 附属供水系统 鲁化生活区主水源有两路 分别来自羊庄和后石湾 引水干管共2条 其中一条引自一次泵出口总管 管径为DN200 沿线不设用户 直入球场东泵房内 经管道泵加压后打入东山蓄水池 东山蓄水池下行管线DN150进入生活区供水管网 沿线供给招待所 技校及生活区 另一条管线从高位水池下行的两条水管的联通管线上接出 管径为DN150 此水管并入生活区供水管网 正常生活区由此管线供水 联通阀位于33 楼附近 农场的水源取自球场东加压泵出口管线 管径为DN100 技校用水同属生活区供水管网 引水管共三条 两条DN100 一条DN50 4 1生活区供水系统 2020 3 25 我厂外供水管网比较复杂 老系统一次水管网及二扩一次水管网都有引出位置 老系统一次总管在调度楼下连有一条向厂前区供水的管线 另有一条DN200管线供木石一村 木石澡堂及厂东门澡堂 在此管线接出一路经管道泵加压后供新厂办 在102循环水北接有去木石二村的DN100的管线 供水量20m3 h 气化北墙处接有去木石二村的DN100管线和去木石镇的DN30支管 此管线已不用 老系统去空分一次水管线上接有去金工和张秦庄的水管 用量在10 20m3 h 新系统供水管网在高位水池向新系统供水的管线上连有向甲胺 DN100 塑业公司及编织袋厂 工程中心 DN100 木糖 DN80 和NHD等的供水支管 另外 木石邮电局 牧工商 信用社及一条街个体户用水均由生活区供水管网接出 4 附属供水系统 4 2外供水系统 2020 3 25 二 循环水 在工业冷却水系统中 采用经过水质稳定处理的循环水 不仅可以有效地防止结垢与腐蚀 而且可以大量节约宝贵的一次水 循环冷却水系统又分封闭式和敞开式两种 在封闭式循环冷却水系统中 冷却水用过后不是马上排掉 而是收回再用 循环使用 在循环过程中 冷却水并不暴露于空气中 所以水量损失很小 水中含矿物质及离子含量一般不发生变化 而水的再冷却是在另一台换热器中用其他的冷却介质来冷却的 这种系统一般用于发电机等有特殊作用的单台换热设备 类似我厂尿素 车间的温水循环系统 在敞开式闭路循环冷却水系统中 冷却水不排放 循环使用 水的再冷却是通过冷却塔来进行的 因此冷却水在循环中要与空气接触 在通过冷却塔时会不断部分蒸发损失掉 因而水中各种矿物质和离子含量也不断浓缩增加 为了维持各种矿物质及离子含量稳定在一定值 必须对系统补充一定量的冷却水 通常称补充水 并排出一定量的浓缩水 通常称排污水 1 概述 2020 3 25 与循环水对比 那种冷却水只通过换热设备一次就排放的直流式冷却水系统尽管投资少 操作简单 但冷却水的操作费用大 而且不符合当前节约用水的要求 因此无论是从节水还是从经济 环保及生态平衡的要求出发 都应设法降低工厂的直接冷却水量 减少排污水 限制使用直流水 尽可能推广采用敞开式闭路循环水系统 并努力提高循环水的浓缩倍数 我厂循环水系统属于敞开式闭路循环水系统 我厂循环水系统的一般结构如下 1 概述 2020 3 25 我厂的冷却塔是抽风逆流式冷却塔 在老系统的循环水系统中 由于较低的浓缩倍数 没有象二扩循环水那样的旁滤及腐蚀监测装置 冷却塔内的传热作用有两种 一是蒸发传热 二是接触传热 蒸发传热是当水在其表面温度下的饱和蒸汽压大于空气中水蒸汽分压时 水滴表面的水分子克服水分子间的吸引力而汽化逸于空气中 并带走汽化潜热 使液态水温度下降 蒸发热带走的热量约占冷却塔中传热量的75 80 接触传热是当湿球温度低于水温时 热量从水传向空气 使水温降低 带走的热量是显热 约占冷却塔中传热量的20 25 一个好的循环水系统应该在使用中达到长期使用而不结垢 不产生腐蚀和无菌藻滋生 为此必须通过水质处理的办法对循环水加以管理和控制 循环水系统的操作控制指标有如下一些 循环水的PH值 碱度 浊度 浓缩倍数 污垢分析 其他离子测定 我厂循环水系统通常采用的防腐与阻垢措施 一般是大修期间循环水停车前投加杀菌灭藻剂和缓蚀阻垢剂 我厂循环水系统包括 102循环水 电除尘循环水 106循环水 205循环水 208循环水 401循环水 703循环水 南区循环水 北区循环水 1 概述 2020 3 25 2 全厂循环水平衡 2020 3 25 3 西院循环水平衡 2020 3 25 三 除盐水 天然水在其自循环中获得的各种杂质而形成水质 其中所包含的成份主要包括以下几种物质 溶解盐类 主要由Ca2 Mg2 Na K Fe3 等阳离子和HCO3 SO42 Cl NO3 SiO32 等阴离子组成的可溶性矿物盐类 它们构成天然水化学成份的主体 溶解气体如 CO2 O2 H2S等 有机物如脂肪类 腐植酸等 悬浮物如泥沙等 微生物如藻类 天然水中的Ca2 Mg2 离子有一定浓度 当水被加热后 其溶解度降低就会有Ca2 Mg2 以其盐的形式析出 附着于管道和设备形成水垢 严重影响设备的传质 传热效果 而其中的Cl 等阴离子会对不锈钢设备造成应力腐蚀 进入蒸汽后会使净化的催化剂中毒 因此必须将水进行处理才能适应生产 水处理有多种方法 我厂采用的是离子交换法 设有除盐水岗位 该岗位对水进行集中处理供全厂使用 1 概述 2020 3 25 2 生产的工艺原理和流程 生产原理是利用离子交换法 除去水中的阳离子和阴离子 形成除盐水 失效后的树脂经再生剂再生 恢复其交换能力重复使用 反应方程式如下 2RCOOH Ca HCO3 2 RCOO 2Ca 2H2CO32RCOOH Mg HCO3 2 RCOO 2Mg 2H2CO3RH NaCl RNa HCl2RH MgSO4 R2Mg H2SO42RH CaCl2 R2Ca 2HCl2RH Ca HCO3 2 R2Ca 2H2CO3R NHOH HCl R NHCl H2O2R NHOH H2SO4 R NH 2SO4 2H2O 2 1工艺原理 2020 3 25 2 生产的工艺原理和流程 除盐水站I生产流程采用 弱酸阳离子交换器 前置床 强酸阳离子交换器 阳床 弱碱阴离子交换器 阴床 二氧化碳脱气塔浅除盐 强碱阴离子交换器 硅床 除盐水流程 前置床采用D113弱酸性阳离子交换树脂 阳床采用001 7强酸性阳离子交换树脂作交换剂 阳床失效后用盐酸作再生剂 附带失效的前置床一起再生 阴床采用弱碱性阴离子交换树脂作交换剂 以NaOH作再生剂 硅床采用D301作交换剂 以NaOH作再生剂 源水为三次水 其生产流程简述如下 汇集于三次水池的三次水经三次泵加压至0 3MPa送前置床 除去水中部分重碳酸盐硬度 出水经接力泵加压至0 4 0 6MPa送往阳床 阳床为3开2备 水中阳离子 K Na Ca2 Mg2 等 与强酸性阳离子交换树脂反应 生成酸性水 随后进入阴床 水中的强酸阴离子 Cl SO42 等 与阴离子交换树脂反应而被除去 再经过二氧化碳脱碳器 脱除水中CO2后 进入除盐水箱 由浅除盐水泵加压经过硅床后供各用户 除盐水生产的方框简图 三次水 三次泵 前置床 接力泵 阳床 阴床 脱碳塔 浅除盐水箱 浅除盐水泵 硅床及各用户 2 2除盐站 生产流程 2020 3 25 2 生产的工艺原理和流程 除盐水站 生产流程采用WAC SAC DBG WBA SBA串联系统 注 WAC 弱酸树脂 SAC 强酸树脂 DBG 脱碳器 WBA 弱碱树脂 SBA 强碱树脂 双室复床单元制一级除盐水 设置双室满室阳床和双室满室阴床各2台 2个系列 每个系列额定出力200m3 h 制水周期约24h 周期制水量约4800m3 双室满室阳床直径为 2500mm 下室装填AmberliteIRC76RF弱酸型树脂 上室装填Amberj1200Na强酸型均粒树脂 双室满室阴床直径为 2500mm 下室装填AmberliteIRA96RF型弱碱阴树脂 上室装填Amberjet4200Cl型强碱均粒树脂 来自管网的三次水压力为0 24 0 02Mpa从底部进入双室满室阳床下室 HCO3 离子首先被弱酸性阳树脂吸附 然后通过上室强酸阳床 水中大部分的Ca2 Mg2 Na K 等阳离子被除去 阳床产水自顶部进入脱碳器 经过喷淋装置 流过表面积较大的填料层 并在填料层与自脱碳器下部进入的空气逆流接触 水中的游离CO2被迅速析出自脱碳器顶部排出 经脱碳后的水进入中间水箱 经中间水泵增压后进入满室阴床 阳床出水自阳床底部进入阴床下室 水中的大部分强酸性离子如CI SO4 2阴离子被弱碱性阴树脂吸附 弱酸根离子如硅酸根离子则被强碱阴树脂除去 然后 阴床自顶部出水进入除盐水箱 通过除盐水泵送至用户 外送除盐水电导可达到5us cm以下 SiO2达到50ug L以下 2 3除盐站 生产流程 2020 3 25 2 生产的工艺原理和流程 除盐水站 的除盐水分为两路 一路供老系统 一路去新系统 除盐水站 的除盐水经过除盐水泵加压后 在16变处并入新系统除盐水管网 老系统用户主要为净化 尿素 木糖醇 气化为唯一使用浅除盐的用户 西院除盐水主要用户有 尿素水解及冷凝液槽加水 循环机填料密封水 氨吸收吸收塔用水 这些除盐水均各自消耗 另外还作为脱盐水加热器间接冷却用水 回水可去新净化除氧器 气化除氧器 701锅炉泵和702热电除盐水箱 经净化 除氧器除氧后的除氧水经锅炉泵加压至2 1MPa分别供净化 硫回收废锅 低变废锅 中变废锅和合成废锅用水 副产蒸汽 热电站除盐水主要供6 7 锅炉用水生产过热蒸汽 在净化 东巡检处有一路去净化 脱盐水加热器 回水一路去自身除氧器 另一路与甲醇精馏冷凝液并到一起回到净化 东巡检 与净化 回水一起经管道泵加压送到6 7 锅炉除氧器 软水箱 也可去气化除氧器 还有去甲醇精馏及煤变油除盐水用水 2 4除盐水供水流程 2020 3 25 3 除盐水 蒸汽冷凝液平衡 2020 3 25 4 锅炉水平衡 2020 3 25 四 热力系统 热力供应是化工生产中的一个重要组成部分 化工生产过程时刻伴随着热量的需求和外供 因此热力网络布局设计的合理与否对稳定化工生产极其重要 化肥企业更是如此 吸热 放热 热交换等能量的转换贯穿于化肥生产的全过程 因此 每一位化工人员都必须很好地掌握本厂的热力供应情况 以便更好地为企业的生产和发展作出贡献 纵观我厂的热力供应 主要由三部分构成 一是产汽部分即锅炉 废热锅炉 部分 二是能量转化部分 即汽轮发电机和减温减压站 三是热力管网部分即蒸汽及蒸汽管道的输送部分等 锅炉所产的蒸汽部分经过汽轮机的转换或减温减压站 通过热力管网的输送来满足各用户的需要 1 概述 2020 3 25 四 热力系统 锅炉是利用燃料燃烧放出的热量或工业生产中的余热生产热水或蒸汽的热力设备 顾名思义 它是由 锅 和 炉 两部分组成 锅 就是盛水和汽的部分 我们通称汽水系统 它的作用是吸收燃料放出的热量 并传给水产生水蒸汽 炉 是指燃料和烟气流通的通道 我们通称为风煤烟系统 它的作用是使燃料与空气混合 燃烧并释放出热量 锅炉按用途 压力等级等不同有多种形式的分类 我厂锅炉有吹风气余热锅炉 链条锅炉及流化床锅炉三种型号 具体情况如下 2 锅炉部分 2020 3 25 四 热力系统 2 锅炉部分 2020 3 25 四 热力系统 锅炉的工作原理主要包括两个同时进行的过程 一是燃料在炉膛内燃烧 放出热量 燃烧生成的高温烟气把热量传递给锅炉冷却后由烟囱排出 二是锅炉受热面吸收的热量传递给受热介质炉水 使水受热产生自然循环 生成水蒸汽 2 1 1煤的燃烧过程 大体可分为以下四个阶段 预热干燥 105 挥发份析出并开始着火燃烧 300 固定碳的着火燃烧 固定碳的燃尽及灰渣形成 其燃烧产物为灰渣和烟气 其中烟气的主要成份是由CO2 CO SO2 NOx H2O等组成 2 1锅炉原理 2020 3 25 四 热力系统 2 1 2水汽化成为过热蒸汽的过程 它主要包括以下几个阶段 预热阶段水被加热 温度不断上升 达到饱和温度 这一阶段水吸收的热我们称之为液体热 气化阶段饱和水继续加热开始形成水蒸汽 但温度不再升高 这阶段水吸收的热我们称之为气化热 过热阶段饱和蒸汽再被加热 温度上升到规定的温度 饱和蒸汽变成过热蒸汽所吸收的热称为过热热 送进锅炉的水 被加热生成过热蒸汽就要经过上述三阶段 它吸收的热量等于三阶段吸收热量的总和 2 1锅炉原理 2020 3 25 四 热力系统 2 1 3锅炉的水循环炉水的循环流动有两种方式 一种是强制循环 一种是自然循环 工业锅炉大多 包括我厂 都是采用自然循环的方式 自然循环方式是由上 下锅筒及其对流管束 上升管和下降管组成的循环回路 当位于炉膛内上升管将吸收的热量传递给管中的水时 水受热并部分气化成汽泡 形成汽水混合物 密度较前减小 而位于炉膛外的下降管内的水不受热 密度较大 这样水循环回路中的二根管子的水一轻一重产生压差 于是水和汽水混合物便在锅炉中连续不断流动 形成了自然循环 上升管吸收热越多 循环回路的高度越高 形成水循环的动力也就越大 汽水循环的速度也就越快 2 1锅炉原理 2020 3 25 四 热力系统 锅炉即有锅又有炉 即是由汽水系统和风煤烟系统组成的统一体 汽水系统通常由给水设备 省煤器 汽包 对流管束 水冷壁 联箱及过热器等组成 风煤烟系统通常由鼓风机 引风机 二次风机 烟风管道 给煤装置 空气预热器 燃烧装置 除尘器及烟囱等组成 此外 为保证锅炉安全经济稳定运行还设有各种安全附件和测量仪表 如 水位表 安全阀 压力表以及液位自调 超压报警等控制仪表 2 2锅炉的结构 2020 3 25 四 热力系统 2 2锅炉的结构 2020 3 25 四 热力系统 2 3锅炉的流程 2020 3 25 四 热力系统 2 4汽水流程 2020 3 25 四 热力系统 3 1概述汽轮机是具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机 它工作时有两次能量转换 即先将蒸汽的热能转换成动能 使蒸汽的流速提高 然后再将动能转换成转子转动的机械能 为了充分利用高品位能量 我厂共设有4台汽轮发电机 即3 抽背式汽轮发电机 4 双抽汽凝汽式气轮发电机 1 2 汽轮机已报废拆除 3 汽轮机部分 2020 3 25 四 热力系统 3 1概述背压式汽轮机是排出压力大于0 1MPa的蒸汽并且排出后的蒸汽直接供给热网用户的汽轮机 其特点为 热能利用率较高 投资费用低 缺点是不能单独按用户需要来调整电负荷 因为供电和供热互相牵制 当热负荷增加时 发电量也随之增加 当热负荷减小时 发电量也随之减小 3 抽背压式汽轮机就是将做过部分功的蒸汽从中间某一级抽出供给用户的汽轮机 一级后抽出 它的主要特点是能够提供两种不同压力的蒸汽 它可纯按背压方式运行 也可背压及抽汽两种都运行 但不能仅抽汽运行 4 双抽凝汽式汽轮机可以纯凝方式发电 也可提供两种品质的抽汽 额定绝对压力为1 00 0 05 0 25 0 05 其抽气压力可以在一定范围内加以调整 为在汽轮机检修时保证中 低压蒸汽供应 我厂还分别设有流量为35吨的7座减温减压站 正是这二台汽轮机和7台减温减压站不同组合的运行 保证了我厂0 3MPa 1 3MPa和2 5MPa蒸汽的合理配给 3 汽轮机部分 2020 3 25 四 热力系统 3 2工作原理在汽轮机中 蒸汽由进汽口进入喷嘴 在喷嘴内首先膨胀 压力下降 速度增加 热能转化为动能 然后又以一定的速度进入动叶片 蒸汽流入动叶片后 由于流动方向的改变产生了冲动力 使动叶片反向运动 实现了动能到机械能的转换 冲动式汽轮机在动叶片中蒸汽不再膨胀 所以其压力保持不变 而反动式汽轮机不仅在喷嘴中发生热能与机械能的转换 在叶片中也同样发生 蒸汽由第一级动叶片流出后依次经过第二 第三级重复以上过程继续作功 动叶片安装在汽轮机主轴上 动叶片运动带动汽轮机主轴转动 而汽轮机的轴经过联轴器 齿轮减速装置等和发电机的轴联在一起 而发电机轴的另一端带着一台直流发电机和励磁机 汽轮机旋转时 带动励磁机一起旋转 励磁机内部发出的交流电经过端部的整流器变成直流电 现4 汽轮发电机采用硅励磁 通过滑环碳刷把直流电送至发电机的转子线圈中 转子带上直流电后 变成电磁铁 这时转子周围就有了磁场 当汽轮机带动发电机转子旋转时 磁场也就跟着旋转 定子槽内的导线就会作切割磁力线运动 产生感应电流就完成了发电机由机械能转变为电能的过程 3 汽轮机部分 2020 3 25 四 热力系统 3 3汽轮机的结构汽轮机由三部分构成 本体 调节系统 辅助及热力设备 本体部分主要有 机座 汽缸 喷嘴 隔板 动叶片 轴封 转子 主轴承和推动轴承 联轴器 盘车装置和盘车器等 调节系统主要有 自动调节系统 保护装置和供油系统组成 辅助及热力设备主要是指循环水系统 新蒸汽及疏水系统 汽轮机本体疏水系统 汽封系统等组成 其中保护装置有超速保护 轴向位移 串轴保护 即低油压保护系统 它们在汽轮机转速 轴向位移及供油压力等超出工艺指标后 能够使汽轮机安全停车 这些装置是汽轮机调节系统的重要部分 3 汽轮机部分 2020 3 25 四 热力系统 3 4汽轮机的运行汽轮机的启动 使静止的汽轮机逐渐过渡到运行状态的过程称汽轮机的启动 汽轮机的启动过程就是对机组的加热过程 在加热过程中 蒸汽的压力 温度和流量发生变化 汽轮机各零件 部件的温度和受力情况以及转速等也发生变化 尤其是后者的变化 它们的热膨胀 热应力和热变形等都很容易超出这些零件和部件原设计的允许范围 致使有些零件和部件发生永久性变形和损坏 因此汽轮机的启动非常重要 汽轮机的启动分以下步骤 暖管 辅机启动 冲动转子 升速暖机 做实验 并列和带负荷等 3 汽轮机部分 2020 3 25 四 热力系统 3 4汽轮机的运行暖管目的是防止蒸汽冷凝形成水击 再则是防止材料内部加热过快 形成较大热应力 导致管道的永久变形 破裂 威协机组的安全 它包括低压暖管和升压暖管两个阶段 辅机启动当管道中的汽压升到能够冲动汽轮机时投入 包括启动油系统 盘车 循环水系统 均压箱等 冲动转子是为防止转子弯曲及动静部分发生磨擦 一般有三种方式 调速汽门冲动 自动主汽门冲动 总汽门的旁路冲动 升速暖机冲转后 维持在500rpm的状态下 检查一切正常后 开始进行升速暖机 暖机的目的就是使汽轮机均匀受热 保证通汽部分热膨胀 热应力 热变形都能够在较轻范围内 机组达到额定转速前 一般分别在1200rpm 中速暖机 和2500rpm 高速暖机 停留一定时间暖机 高速暖机之后 再继续提升转速 调节系统将开始动作 此时用同步器保持机组全周进汽 升速到3000rpm 定速后的试验 手动危急保安器按钮试验 自动主汽门 调速汽门严密性试验 旋转隔板严密性试验 注油试验 危急保安器超速试验 真空严密性试验 并列和带负荷并列是指电气运行人员将汽轮机发电机组并入电网的过程 并列后机组即可带负荷 在加负荷初期速度慢一些 一般为5 10 min 后期可在10 15 min 3 汽轮机部分 2020 3 25 四 热力系统 4 1概述蒸汽在化工生产中非常重要 它不仅作为一种原料直接参与生产 同时是一种加热介质应用于化工生产的全过程 除此之外还具有发电 除垢 供暖 生活等功能 因此掌握蒸汽特性 学会科学使用 平衡蒸汽 从而满足生产 生活需要极为必要 4 蒸汽部分 2020 3 25 四 热力系统 4 2蒸汽的平衡锅炉是我厂生产蒸汽的主要设备 它又分为工业锅炉和废热锅炉两种 我厂共有工业锅炉9台 其最大供汽负荷为580t h 全厂工艺废热回收设备共32台 其中合成氨分厂16台 造气加套及废热锅炉各7台 净化I1台 合成 1台 甲醇分厂16台 净化 2台 合成 1台 净化 2台 合成 3台及硫回收3台 净化 4台 合成 1台 民营企业有1台废热锅炉 即烷基酚一台 在正常生产期间自产自用 4 蒸汽部分 2020 3 25 3 8MPa蒸汽的平衡 2020 3 25 2 5MPa蒸汽的平衡 2020 3 25 1 3MPa蒸汽的平衡 2020 3 25 0 3MPa蒸汽的平衡 2020 3 25 0 3MPa蒸汽的平衡 2020 3 25 五 供用电 电力供应的意义 电是现代化工业生产的主要动力 也是化工生产的命脉 电力在国民经济中起着十分重要的作用 它关系着社会的发展 关系着人民的生活 学习 工作等 电力的供应和使用直接影响着各个领域 同样 我厂的供用电情况直接影响着生产和效益 因此对我厂的供电情况要进行研究 学习 以便更好地发挥其作用 电力系统的概念 由发电厂的发电机 升压及降压变电设备 电力网及电能用户 用电设备 组成的系统统称 对电力系统的要求 保证供电的可靠性保证电能质量提高电力系统运行的经济性做好环保问题供电企业应当保证供给用户的供电质量符合国家标准 电力系统中的周波和各点的电压保持在一定的允许变动范围内 电力系统供电频率为50赫兹 允许偏差为 一般不超过 0 25赫兹 电力系统正常情况下 用户受电端电压允许偏差为 35千伏及以上的电压供电的电压正 负偏差的绝对值之和不超过额定值的10 10千伏及以下三相供电的为额定值的 7 220伏单相供电的为额定值的 7 10 运行的经济性 提高供电系统的经济性 减少网络损失和设备损耗 提高电能利用率 1 概述 2020 3 25 五 供用电 工厂供电负荷的等级划分一类负荷 停电会造成人身伤亡 火灾 爆炸等恶性事故或政治上影响很大的用电负荷 一类负荷一般要求有两个独立的电源供电 一个电源发生故障时 另一个电源不应同时受到损坏 二类负荷 停电将大量减产或损坏生产设备 在经济上造成较大损失的用电负荷 二类负荷一般要求可两条线路供电 也可一条线路供电 三类负荷 不属于一 二类的其它用电负荷都属于三类负荷 三类负荷一般无特殊要求 供电企业供电的额定电压低压供电 单相为220伏 三相为380伏 高压供电 为10 35 63 110 220千伏 我厂供电电压为110千伏 35千伏 6千伏 380伏 220伏 五 我厂的总用电负荷 分配及汽机发电情况目前我厂供电电负荷大约在67000kW 不包括汽轮机并网发电 其中鲁化变大约26000kW 主要供我厂老系统 钾盐公司 生活区用电及部分外供电 化肥变大约45000kW 主要供新系统的及后石湾水源地 NHD等用电 根据我厂生产用蒸汽压力等级不同 并充分利用热能降低能耗 我厂有二台汽轮发电机 总容量为33000kW 其中3 汽机为抽背式 容量为3000kW 4 汽机为抽凝式 容量为30000kW 1 概述 2020 3 25 五 供用电 110kV 6kV系统我厂共设有两个110kV变电所 即鲁化变和化肥变 其容量分别为 鲁化变为2 31 5MVA 变压器为三卷式 6kV系统送至我厂301总变电所 供我厂使用 35kV供其它地区使用 化肥变为4 31 5MVA 两个变电所的电源分别来自夏庄变电所的04和08开关及 夏鲁线化肥T接线为鲁化变和化肥变中间联络线 鲁东南沙河T接线由杜庙05开关引入鲁化变作为备用 墨家变113开关引入化肥变供3 4 变压器 夏鲁线化肥T接线100开关引入3 4 变压器作为备用 我厂还下设6个6kV开关站 包括电修配电室 302开关站 303 304开关站 206 306开关站 308开关站 电修配电室 312开关站 2 我厂的供电系统 2020 3 25 五 供用电 3 6KV 380V供电系统 不包括双结构 2020 3 25 3 6KV 380V供电系统 2020 3 25 3 6KV 380V供电系统 2020 3 25 3 6KV 380V供电系统 2020 3 25 3 6KV 380V供电系统 2020 3 25 4 低压变电所 不包括双结构 2020 3 25 4 低压变电所 不包括双结构 2020 3 25 五 供用电 为了解决事故状态下 各主要供电单位的照明问题 我们利用301和305两个变电所的各自优势 建立了全厂事故照明系统 主要有 8变8 盘至16变新增事故照明盘 16变B19柜 回路到2变0 盘 通过低压线路将301和305的各自事故照明系统相连接 互为备用 生活区供电情况运行方式 正常 山上生活区由622供电 非正常运行方式 622开关因故不能供电 山上生活区由303变6115供电 另外生活区北区配电室由301总变F10供电 变压器 630kVA变压器主要供生活区空调电源 但与400kVA变压器设有低压母联 400kVA变压器主要供泵房 学校 幼儿园 女单身宿舍 560kVA变压器主要供15 21 楼 25 41 楼 医院 俱乐部 服务大楼 木工房 食堂 冷库 11万 个体户 5 事故照明 生活区及外供供用电 2020 3 25 五 供用电 6 各主要控制室微机供电情况 2020 3 25 五 供用电 7 触电的急救处理 脱离 切断电源是救人的首要因素 如果触电人伤势并不严重 神志尚清醒 未失去知觉时 要使之安静休息 不要走动并注意观察其病情变化 如果触电人伤势较为严重 失去知觉停止呼吸时 要立即实行人工呼吸 口对口人工呼吸法或人工胸外心脏挤压法 迅速送往医院或请医生前来抢救 注意这期间也不能停止人工呼吸 2020 3 25 五 供用电 7 1最大需量及消峰填谷问题7 1 1我厂电费的开支主要包括三部分 即基本电价 电度电价和电费附加 基本电价有两种计算方法 7 1 1 1305总变按变压器容量计算 总电价 基本电价 11元 kWh 31 5MW 2 69 3万元 电度电价 实际用电量 电价 7 1 1 2301总变及206用电按最大需量计算 总电价 基本电价 16 5元 kWh 最大需量 电度电价 实际用电量 电价 7 1 1 3206最大需量 3000 6000kW 16 5元 kWh 4 95 9 9万元 7 2峰平谷的时间划分及电价差别 7 2 1峰 8 00 11 00 18 00 23 00 计8小时 电网电价为平时的1 5倍 7 2 2平 7 00 8 00 11 00 18 00 计8小时 7 2 3谷 23 00 7 00 计8小时 电网电价为平时的50 所以要想降低电费开支 除节约用电外 还可通过降低最大需量 合理安排运行方式 消峰填谷来节约电费 8 电费开支 2020 3 25 六 氮气 氮气的物化性质 纯氮气是一种无色 无味的气体 比空气稍轻 在一标准大气压下 195 时 变成无色的液体 N2分子是由两个氮原子共用三对电子而组成的分子 有三个共价键 其键能很大 226 8千卡 摩尔 因而其结构很稳定 通常情况下 N2的化学性质很不活泼 很难跟其它物质发生化学反应 只有在高温 高压 催化剂的条件下才能和H2反应生成NH3 和氧气反应生成NO和NO2用于制取硝酸 氮气在空气中的含量为79 因而氮气在自然界中的储量非常丰富 但要获得纯的氮气 须经过深冷分离或变压吸附获得 氮气的用途 在工业生产中 是合成氨生产的原料气及制作爆炸药品的原料 根据其性质的不活泼性可用作保护气 例如钢铁冶练 照明灯泡气体充填 粮食 水果的保鲜等 我厂氮气除主要用作合成氨生产原料气外 还用于触媒的保护 合成氨触媒 净化变换触媒的升温介质 特别是尿素 合成氨生产及其它项目停开车时的工艺管线及设备的置换等 为我厂的安全生产提供了强有力的保障 1 概述 2020 3 25 六 氮气 我厂的氮气来源 主要是两套空分装置 设计能力分别为老空分8500m3 h 新空分28000m3 h 它来自分馏塔上塔 出塔压力20kPa左右 一路经A B 氮气透平压缩机加压至2 5MPa供后系统 另一路出塔氮气 新空分 直供净化 作为脱碳气提氮气 此外新 老空分分馏塔下塔还分别副产400m3 h 700m3 h的压力氮气 出塔压力0 5MPa 直接供后系统 其纯度均为99 99 根据生产上的需要我厂氮气管网共分成四个压力等级 常压氮气管网 20kPa气提氮气管网 0 5MPa加压氮气管网 2 5MPa中压氮气管网 2 氮气的来源 2020 3 25 六 氮气 这里主要介绍一下2 5MPa氮气流程 新老空分出空分分馏塔上塔纯度为99 99 的氮气送入A B 氮气透平压缩机加压至2 5MPa向外供出 一部分供2 5MPa氮气管网 另一部分供氧气液化装置使用 B 氮透供2 5MPa氮气管网 在原料钳工房顶管廊上分两路分别去气化系统和铁路西新系统 去气化分厂的部分氮气经事故氮压机加压至12MPa作为高压氮使用 部分通过调节阀降压至0 6MPa进入缓冲罐 经缓冲罐缓冲送气化各系统 主要用户有 高 中 低压闪蒸槽 煤气外管 C气化炉 煤浆储槽 火炬等作为停开车时的置换气 去铁西新系统的主管线直接到净化 的氮气混合器 与脱碳来气 氢气 混合 经调节加氮气的量 得到H2 N2为3 1的适合合成氨生产的原料气经甲烷化精制后供合成 所加氮气量作为合成氢比调节的主要手段 还用于净化塔系统 硫回收 氨吸收及氨库停开车时的置换用气 高纯硫化氢从净化 管廊西头氮气总管上引出一路氮气减压后作为其系统的置换及密封气源 向北至甲醇系统供净化 塔系统及变换系统充压 置换使用及合成 精馏 煤炼油 国泰等氮气用户 在净化 之前去二甲基亚砜氮气 经减压后作为自身停开车置换用气 向南管线又有分支到合成 供合成系统 合成压缩机 循环机 再向南供尿素中压系统 作为各自停开车时的置换气源 另2 5MPa氮气在空分出工段处设有分支直供甲醇罐区 作为系统置换及储槽密封用气 在尿素 包装处引出一路供合成 及尿素 主要用做氢氮比自调 系统置换 触媒升温使用 A 氮透正常供氧气液化装置循环氮气 正常用量约8500m3 h 此部分氮气可循环使用 由B 氮透供液化装置新鲜氮气 正常用量1500m3 h 两台氮透之间设有连通阀 可互为备用 是日常平衡氮气供量的主要手段之一 3 氮气的流程 2020 3 25 六 氮气 这里主要介绍2 5MPa氮气的运行 新系统停车 空分系统正常开车 2 5MPa氮气管网正常运行 主要用户净化氮气混合器不在使用 主要供停车时全系统置换 充压 开车时全系统置换 充压 气化事故氮压机开车 触媒升温 还原 尿素中压充氮等 系统开停车时 氮气用量较大 为节约停开车时间 可安排氧气液化装置短时停车 两台氮透供2 5MPa氮气管网 空分系统停车 2 5MPa氮气管网不运行 在开车初期 可利用空分氮气球罐储存的2 5MPa氮气先供气化事故氮压机开车 净化塔系统的氮气用于变换置换升温 节约开车时间 甲醇罐区密封氮气及触媒保护急需用气时 可利用储槽存放的液氮 开启500m3 h液氮气化器 向2 5MPa氮气管网提供压力约0 5MPa的氮气 供后系统使用 同时与老系统相连的各个用户应采取可靠的物理隔绝措施 防止倒回 老系统开停车时 净化 合成 尿素 均采用2 5MPaN2置换的方式 届时可安排液化装置停车 2台氮透供系统用氮气 4 氮气的运行 2020 3 25 七 仪表空气 仪表空气作为全厂生产的神经中枢 是仪表调节阀的动力来源 是全厂安全 正常生产的有力保证 它要求一定的压力和干燥度 压力作为动力的来源 干燥是保证各仪表气源管 调节执行机构不被水汽腐蚀 堵塞 是安全的需要和保证 因此我厂设有三个集中供气点 园区空干站和气化空干站 共有8台无油润滑空压机 两边各4台 另有空分两套系统的副产干燥压力空气并入管网 仪表空气总量约为1890m3 h 压力等级分为二级 气化界区 尿素 包装 净化 变脱启动球阀 化工隔尔膜及控制室吹卡件为0 6 0 05MPa 生产系统其它界区0 4 0 05MPa 正常生产时我厂0 4MPa仪表空气的主要由空分仪空返网供应 园区空干站做为备用 气化空干站四台空压机正常时三开一备 除供自身及尿 包装等0 6MPa仪空管网外 富余部分返0 4MPa仪空管网 约300m3 h 为保证仪空管网的安全运行 我厂利用2 5MPa氮气球罐所存储的氮气经减压并入0 4MPa仪空管网 做为仪空紧急备用方式使用 另2004年新上的两台螺杆空压机 单台打气量2700m3 h 加压空气除正常并入空分分馏塔 增加制氧空气量外 与0 4MPa仪空管网相连 做为仪空的一种备用方式使用 1 概述 2020 3 25 七 仪表空气 2 1空干站供气原理及流程大气中的空气被过滤后经无油润滑空压机加压至0 5MPa 经无热再生干燥器除去其中的水分和杂质 出干燥器的气体分为两路 一路约15 的气体经固定节流器对另一台干燥器进行再生 然后放空 一路约85 的气体经缓冲罐缓冲 储存送出 供应全厂使用 GW系列无热再生空气干燥器的空气干燥方法是根据变压吸附原理 利用吸附剂表面气体的分压力具有与该种物质在周围气体中的分压力达到平衡的特性 使吸附剂在加压下吸附 而在常压或负压下再生 压力空气在与表面水蒸汽分压很低的吸附剂接触时 空气中的水分被吸附转移 空气得到干燥 同样干燥空气水蒸汽分压相应较低 在通过水蒸汽分压较高的吸附剂表面时 水分便由吸附剂转向空气 被放空空气带出 吸附剂表面水蒸汽分压降低 吸附剂得到再生 干燥器每10分钟为一个工作周期 一个循环内约5分钟工作 5分钟再生 2 生产供气原理 2020 3 25 七 仪表空气 2 2空分供气原理及流程老空分的干燥空气来自分馏塔下塔压力约0 5MPa 经调空 3出分馏塔 供量约500m3 h 新空分的干燥空气由分子筛出口直接分两路引出 一路连通老空分返网供老系统 另一路经西路供新系统 形成全厂仪空环网运行结构 空分除保证自己使用外 其余并入管网 这个量是一个变化的量 与仪表空气管网压力 空透及下塔压力及阀门开关程度密切相关 当返网阀不限量时 如果空透排出及下塔压力高而仪空系统压力低时 相对而言 均应在指标范围内 返供量就大些 反之 如果仪空系统压力较高 返网就少些 2 3仪空备用方式为保证事故状态下仪空管网的正常运行 我厂利用2 5MPa氮气球罐 容积200m3 所存储的氮气经减压并入0 4MPa仪空管网 以备仪空系统在突发事故状态下 及时向仪空管网补压 为事故处理及系统调整赢得时间 通常做为一种紧急备用方式使用 2 生产供气原理 2020 3 25 八 燃料气 合成 的吹除气及氨库的储罐气 其主要成分为NH3 CH4 H2等 经过氨吸收回收气体中所夹带的氨 制成浓度为15 的氨水供钾盐公司 除盐水使用 剩余气体主要成份为CH4 H2及少量N