166478 (Производство азотной кислоты), страница 3

Пароводяная эмульсия из пароиспарительного пакета направляется в два параллельно расположенных сепаратора пленочного типа, где производится осушка пара. Сухой насыщенный пар направляется в пароперегреватель котла-утилизатора, где он перегревается до температуры не более 4500С и выдается в общий коллектор перегретого пара с давлением не более 3,9МПа (39 кгс/см2). Общий коллектор перегретого пара имеет арматуру, разделяющую его на отдельные участки.

Из коллектора пар подается на редукционно-охладительную установку (РОУ-1) и редукционные установки (РУ-1, РУ-2, РУ-5, РУ-6, РУ-7). РОУ предназначена для увлажнения, охлаждения и регулировки давления полученного пара, а РУ - для снижения давления пара до определенных параметров перед выдачей его потребителям. Для охлаждения пара в смесительную камеру РОУ-1 подается вода от питательных насосов с температурой 102÷1040С.

На выходе пара из каждого котла-утилизатора (КУ) и на РОУ-1 установлены предохранительные клапаны.

Отделившаяся в сепараторах вода, называемая сепаратом, с температурой 200 ÷ 2500С поступает в копилку. В копилке автоматически поддерживается уровень сепарата, а излишки направляются в сепаратор непрерывной продувки, где при снижении давления происходит вскипание сепарата и частичное его превращение в пар. Пар вторичного вскипания давлением не более 0,7 МПа (7 кгс/см2) из сепаратора непрерывной продувки подается в деаэрационную колонну (ДК). Неиспарившаяся вода направляется в подогреватель химочищенной воды (ПВ), где отдает свое тепло химочищенной воде подаваемой на деаэрацию. Затем сепарат направляется в баки-барботеры, где смешивается с охлаждающей водой и сбрасывается в промливневую канализацию.

Во время работы котла-утилизатора поддерживается соотношение "небаланса" пар: вода в пределах 12 ÷ 25%, это значит, что 12 ÷ 25% воды поступающей в котел, должно непрерывно сбрасываться через копилки в виде сепарата.

Деаэрированная вода из деаэраторных баков I и II по отдельному трубопроводу с температурой 102 ÷ 1040С поступает в межтрубное пространство подогревателя химочищенной воды. Охлажденная до температуры 60 ÷ 900С, за счет химочищенной воды поступающей в трубное пространство подогревателя, деаэрированная вода с давлением 0,03 ÷ 0,08 МПа (0,3 ÷ 0,8 кгс/см2) поступает на всас подпиточных насосов, откуда с давлением 0,35 ÷ 0,55 МПа (3,5 ÷ 5,5 кгс/см2) подается в теплофикационный коллектор на подпитку системы теплофикации.

Подогретая в подогревателе (поз.99) химочищенная вода с температурой от 60 до 800С поступает на деаэрацию.

Для подпитки системы теплофикации в количестве до 25 м3/час, деаэрированная вода с I и II коллекторов питательной воды давлением до 7,4

МПа (74 кгс/см2) и температурой 102 ÷ 1040С поступает в теплообменник, где охлаждается химочищенной водой до температуры 60 ÷ 900С. Подогретая химочищенная вода после теплообменника (ПВ) направляется на деаэрацию.

Таблица 3 – Нормы технологического режима

1.5 Выбор оборудования

1.5.1 Выбор конструкции основного аппарата

По способу передачи тепла различают следующие типы теплообменных аппаратов:

- поверхностные, в которых оба теплоносителя разделены стенкой, причем тепло передается через поверхность этой стенки;

- регенеративные, в которых процесс передачи тепла от горячего теплоносителя к холодному разделяется по времени на два периода и происходит при переменном нагревании и охлаждении насадки теплообменника;

- смесительные, в которых теплообмен происходит при непосредственном соприкосновении теплоносителей.

Устройства теплообменных аппаратов.

Кожухотрубчатые теплообменники состоят из пучка труб, концы которых закреплены в специальных трубных решетках путем развальцовки, сварки, пайки, а иногда на сальниках. Пучок труб расположен внутри общего кожуха, причем один из теплоносителей движется по трубам, а другой – в пространстве между кожухом и трубами (межтрубное пространство).

Достоинства кожухотрубчатых теплообменников: компактность, небольшой расход металла, легкость отчиски труб изнутри (за исключением теплообменников с U-образными трубами).

Недостатки таких теплообменников: трудность пропускания теплоносителей с большими скоростями, трудность очистки межтрубного пространства и малая доступность его для осмотра и ремонта, трудность изготовления из материалов, не допускающих развальцовки и сварки (чугун, ферросилид и др.).

Теплообменники «труба в трубе». Такие теплообменники включают несколько расположенных друг над другом элементов, причем каждый элемент состоит из двух труб: наружной трубы большого диаметра и концентрически расположенной внутри нее трубы. Внутренние трубы элементов соединены друг с другом последовательно; так же связаны между собой и наружные трубы. Для возможности очистки внутренние трубы соединяют при помощи съемных калачей.

Преимущества этих теплообменников: высокий коэффициент теплопередачи вследствие большой скорости обоих теплоносителей, простота изготовления.

Недостатки: громоздкость, высокая стоимость ввиду большого расхода металла на наружные трубы, не участвующие в теплообмене; трудность очистки межтрубного пространства.

Оросительные теплообменники. Оросительные теплообменники состоят из змеевиков, орошаемые снаружи жидким теплоносителем (обычно водой), и применяются главным образом в качестве холодильников. Змеевики выполнены из прямых горизонтальных труб, расположенных друг над другом и последовательно соединенных между собой сваркой или на фланцах при помощи калачей. Орошающая вода подается на верхнюю трубу, стекает с нее на нижележащую трубу и, пройдя последовательно по поверхности всех труб, стекает в поддон, расположенный под холодильником.

Достоинства: пониженный расход охлаждающей воды; простота устройства и дешевизна; легкость осмотра и наружной очистки труб.

Недостатки: громоздкость; сильное испарение воды; чувствительность к колебаниям подачи воды; при недостатке воды нижние трубы не смачиваются и почти не участвуют в теплообмене.

Погружные теплообменники состоят из змеевиков, помещенных в сосуд с жидким теплоносителем. Другой теплоноситель движется внутри змеевиков. При большом количестве этого теплоносителя для сообщения ему необходимой скорости применяют змеевики из нескольких параллельных секций.

Преимущества: простота изготовления; доступность поверхности теплообмена для осмотра и ремонта; малая чувствительность к изменениям режима вследствие наличия большого объема жидкости в сосуде.

Недостатки: громоздкость; неупорядоченное движение (незначительная скорость) жидкости в сосуде, в результате чего теплоотдача снаружи змеевиков происходит путем свободной конвекции с невысоким коэффициентом теплоотдачи; трудность внутренней очистки труб.

Вывод: в связи с вышеперечисленными достоинствами и недостатками рассмотренных видов теплообменников выбирается погружной теплообменник типа котел утилизатор.

Котел-утилизатор прямоточный сепараторного типа УС-2,6/39 предназначен для утилизации тепла нитрозных газов с выработкой энергии энергетического пара давлением 3,92 МПа и температурой 440±10 ˚С. Включает два испарительных пакета, два пароперегревателя, размещенных в корпусах контактных аппаратов (температура нитрозных газов после них понижается от 850 до 300˚С), и один экономайзер, где питательная вода подогревается от 150 до 250 ˚С, а температура нитрозных газов снижается до 200-230 ˚С.

Высота – 5750 мм

Диаметр – 2770 мм

Поверхность теплообмена – 368 м2

1.5.2 Характеристика оборудования

Контактный аппарат (КА) предназначен для окисления аммиака до оксида азота. Состоит из 2-х частей: верхняя часть с картонным фильтром, который служит для тонкой очистки АВС, нижняя часть с катализаторными сетками – для окисления аммиака. Картонный фильтр состоит из 5-ти фильтровальных пакетов, заключенных в цилиндрический корпус, и изготовлен из фильтровального картона ФМП-1. нижняя часть – катализаторная сета из платинородиевопалладиевого сплава и слой неплатинового железохромового катализатора.

Диаметр – 3020 мм

Высота – 4200 мм

Диаметр сеток – 2900 мм

Вес сеток – 6184-7260 г

Активная поверхность катализаторной сетки – 11м2

Содержание: платины – 92,5%

Родия – 3,5 %

Палладия – 4,0 %

Диаметр проволоки – 0,09 мм

Число сплетений – 1024 на см2

Аппарат для очистки воздуха (ОВ) предназначен для очистки воздуха от механических загрязнений.

Поверхность фильтрации рукавных фильтров – 220 м2

Диаметр тарельчатого промывателя – 3000мм

Диаметр фильтра – 4000 мм

Высота – 11800 мм

Подогреватель АВС (ПА) предназначен для подогревания аммиачно-воздушной смеси нитрозными газами.

Диаметр – 1100 мм

Высота – 4645 мм

Диаметр трубок – 38 х 2,5 мм

Поверхность теплопередачи – 190 м2

Газовый холодильник-промыватель (ХП) предназначен для охлаждения и промывки нитрозного газа от аммонийных солей.

Д = 2800 мм;

Н = 5440 мм;

Fзмеевиков = 110 м2;

øтр. = 38х2,5 мм

Количество ситчатых тарелок – 3

Деаэрационная колонна (ДК) предназначена для деаэрации смеси ХОВ и парового конденсата, поступающей на питание котлов-утилизаторов.

Д = 1100 мм;

Н = 2530 мм.

1.6 Автоматизация технологического процесса и аналитический контроль производства

1.6.1 Автоматизация технологического процесса

Под автоматизацией понимают применение методов и средств автоматики для управления производственным процессом.

Конечной целью автоматизации является создание полностью автоматизированного производства, где роль человека сведется к составлению режимов и программ технологических процессов, к контролю за работой приборов, ЭВМ и их наладке.

К параметрам, подлежащим регулированию, относят давление и температуру в аппаратах, расход сред, используемых в технологическом процессе, уровень веществ в аппаратах, состав и качественные показатели сырья и готовой продукции.

Устройства контроля служат для получения и отображения текущих значений параметров процесса.

Устройства регулирования (регуляторы) предназначены для поддержания текущего значения параметра равным заданному.

Устройства программного управления служат для включения и выключения различных механизмов, машин и аппаратов по заранее заданной временной программе.

Устройства сигнализации предназначены для оповещения оперативного технологического персонала о наступлении тех или иных событий в объекте управления подачей звуковых и (или) световых сигналов.

Устройства защиты (блокировки) предназначены для предотвращения аварий, пожаров, взрывов, выхода из строя оборудования.

На линиях аммиака установлены узлы учета по измерению расхода (ДМПК-100), давления (ДМПК-4) и температуры (КСМ-3).

Объемная концентрация аммиака в аммиачно-воздушной смеси регулируется (ПРЗ-24) автоматически пневмоклапаном в пределах 10 ÷ 11,5%.

Расход (ДМПК-100) деаэрированной воды, питающей котел-утилизатор, регулируется пневмоклапаном дистанционно вручную.

На выходе пара из каждого котла-утилизатора (КУ) и на РОУ-1 установлены предохранительные клапаны.

Регулирование давления на нагнетании подпиточных насосов осуществляется регулирующим (ПРЗ-21) пневмоклапаном, установленным на байпасном узле между коллекторами всаса и нагнетания.