Утилизация компонентов газов ТЭС - Контрольно-измерительные приборы и автоматика

Глава 2
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ УГЛЕКИСЛОТНЫХ УСТАНОВОК, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ОТХОДЯЩИЕ ГАЗЫ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

1. КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИКА

Установки по получению углекислоты из отходящих газов теплоэнергетических производств малой производительности от 0,5 до 3 т/сут должны быть автоматизированы и могут обслуживаться рабочими основных профессий. В аварийной ситуации автоматика отключает установку. Последующее ее включение в работу не превышает 60 мин при условии длительного простоя.
Оснащение установки приборами КИП и автоматики рассмотрим на примере установки (рис. 2.1) производительностью 2 т/сут, использующей в качестве исходного сырья отходящие дымовые газы котлов, сжигающих природные или искусственные газы. Пример расчета такой установки (см. рис. 1.1) приводится в гл. 1. Термометры или термопары устанавливаются в следующих точках схемы: на трубопроводах подачи газа в охладитель 2 и отбора газа из охладителя, на трубопроводах подачи и сброса воды из охладителя газа, на трубопроводах подачи содового раствора на эжектор и подаче газа в абсорбер 5; на трубопроводе подачи моноэтаноламина (МЭА): в абсорбер 6 и из абсорбера, в теплообменник и из теплообменников 10 и 11, в десорбер и из десорбера 12; на трубопроводах подачи пароводяной смеси из десорбера, на выходе из холодильника парогазовой смеси, на входном и выходном трубопроводах подачи воды в парогазовый холодильник, на трубопроводе подачи углекислоты на компрессор.
Предусматриваются манометры на трубопроводах: подачи газа в охладитель 2, подачи содового раствора на эжектор 4, подачи газа за содовым скруббером, на напоре каждого из насосов, выхода парогазовой смеси из десорбера, подаче углекислоты к компрессору. Монтируются расходомеры на трубопроводах подачи газа и раствора МЭА на абсорбер, подачи углекислого газа на компрессор. Прибор замера концентрации углекислоты устанавливается на трубопроводе подачи газа в абсорбер.

Рис. 2.1. Схема КИП и автоматики установки: 1 — трубопровод подачи газа от котла; 2 — охладитель газа; 3 — насос содового раствора; 4 —  эжектор; 5 —  содовый скруббер; 6 — абсорбер; 7 — трубопровод выброса отработанного газа в атмосферу; 8 — насос подачи насыщенного раствора МЭА; 9 — насос подачи истощенного раствора МЭА в абсорбер; 10 — теплообменник МЭА — вола; 11 — теплообменник МЭА—МЭА; 12 — десорбер; 13 — охладитель парогазовой смеси; 14 — фильтр очистки СО₂, 15 — фильтр для осушки СО₂; 16 — бак приготовления раствора перманганата калия; 17 — трубопровод подачи СО₂ к компрессорной станции; 18 — каплеотделитель; 19 — насос циркуляции раствора перманганата калия; 20 — конденсатоотделитель; 21 — конденсатный насос: 22 насос подачи исходного раствор МЭА в схему; 23 — бак рабочего раствора МЭА; 24 — насос концентрированного раствора МЭА; 25 — бак концентрированного раствора МЭА; 26 — насос рециркуляции содового раствора; 27 — бак содового раствора; 01 — задвижка на линии подачи газа от котла; 02 — температура газа от котла; 03 — задвижка на линии подачи воды на охладитель газа; 04 — расходомер содового раствора; 05 — давление на линии содового раствора: 06 —  температура содового раствора; 07 — температура газа за охладителем; 08 —  давление газа перед эжектором; 09 — концентрация СО₂ перед абсорбером; 010 —  давление газа перед абсорбером; 011 — температура газа перед абсорбером; 012 — расход газа перед абсорбером; 013 — уровень МЭА в абсорбере; 014 —  расход МЭА; 015, 016 — температура МЭА: перед (015) и за (016) абсорбером; 017 — задвижка на напоре насоса концентрированного раствора МЭА; 018, 019 —  температура истощенного (018) и насыщенного (019) раствора МЭА за теплообменником 11; 020 — температура истощенного раствора МЭА из кипятильника; 021 — уровень МЭА в десорбере; 022 — задвижка на подаче охлаждающей воды к теплообменнику 10; 023 — задвижка на подаче пара к кипятильнику; 024 — давление парогазовой смеси; 025 — температура парогазовой смеси; 026 — задвижка на подаче охлаждающей воды в холодильник парогазовой смеси; 027— температура конденсата; 028 — давление и 029 — уровень в конденсатоотделителе; 030 — задвижка на сбросной линии из каплеотделителя; 031 — уровень в каплеотделителе; 032-036 — параметры для СО₂
В автоматическом режиме должны работать следующие узлы установки:
—                                                                 при изменении температуры газов за охладителем 2 автоматически регулируется подача воды в аппарат;
—                                                                 при снижении давления на напоре насоса подачи содового раствора на эжектор 4 менее 0,35 МПа отключается насос 3, закрывается шибер на трубопроводе подачи газа к охладителю газа 2, подается световой и звуковой сигнал на щит установки. Если в течение 20—30 мин насос не работает, то отключаются все насосы, прекращается подача воды и пара на установку, отключается компрессор подачи углекислоты в емкости;
—                                                                 уровень раствора МЭА в абсорбере должен поддерживаться в автоматическом режиме с колебаниями от среднего на плюс —  минус 30 мм. Регулятор-задвижка с электроприводом на напоре насоса 9, подающим раствор МЭА в абсорбер;
при снижении уровня раствора в десорбере на 50 мм от среднего эксплуатационного должен сработать звуковой и световой сигналы, по которому со щита вручную или в автоматическом режиме включается насос 22 подачи раствора МЭА в систему с последующим отключением насоса 22 по времени работы или повышению уровня в абсорбере до максимально допустимого;
при снижении температуры истощенного раствора на сливе на десорбера до 114 °C или повышении более 120 С подается импульс на закрытие или открытие электрифицированной задвижки на трубопроводе подачи пара в кипятильник десорбера. Давление в десорбере 0,19-0,21 МПа;
при повышении температуры раствора МЭА на выходе из теплообменника 10 МЭА — вода более 42 или снижении до 28 °C подается импульс на электрифицированную задвижку трубопровода подачи воды на теплообменник;
при повышении температуры конденсата после холодильника парогазовой смеси более 45 °C или снижении менее чем до 30 С подается импульс на задвижку с электроприводом, установленную на трубопроводе подачи охлаждающей воды на холодильник;
конденсат из конденсатоотделителя 20 откачивается насосом 2! в автоматическом режиме в зависимости от уровня конденсата в емкости;
на трубопроводе подачи углекислоты к компрессору устанавливается регулятор давления «до себя» на 0,07 МПа с контролем давления в конденсатоотделителе 20.
На щит машиниста необходимо вывести световой и звуковой сигналы, которые должны сработать при следующих нарушениях в технологическом режиме углекислотной установки:

— температура или давление, контролируемые в схеме выше или ниже допустимой в эксплуатации;
— в случае остановки одного из насосов: позиции 3, 8, 9, 19, вакуум в трубопроводе перед эжектором 4 снизился до 1,0 кПа и менее;

1. уровень МЭА в содовом скруббере, абсорбере и десорбере ниже допустимого;
2. уровень в конденсатоотделителе 20, абсорбере 6, содовом скруббере выше допустимого;
3. прекратилась подача пара в десорбер;
4. давление в трубопроводе подачи углекислоты к компрессору понизилось до 0,02 МПа;
5. уровень в каплеотделителе 18 превышает допустимый.

Если после срабатывания звукового или светового сигнала причина неполадки в работе не устраняется, то через 20—30 мин установка должна полностью отключиться, при этом останавливаются все насосы, подача пара и воды на установку, закрывается шибер (задвижка) на линии отходящих газов к охладителю 2.