Описание и анализ объекта автоматизации. Техническая характеристика объекта автоматизации. Станции СРК цеха ТЭС-2 ОАО

оказывая существенного влияния на снижение дурнопахнущих выбросов, увеличивает потери тепла суходящими газами и, кроме того, приводит к образованию липких отложений на поверхностях нагрева.

Параметры процесса.

Любой технологический процесс, протекающий в каком-либо объекте, можно охарактеризовать одним или несколькими параметрами. В качестве параметров процесса могут использоваться различные физические, химические и другие величины. Эти параметры (показатели) процесса в соответствующих конкретных условиях должны либо изменяться по некоторому закону, либо, наоборот, всегда оставаться постоянными независимо от изменения внешних условий и режимов работы. Параметры, характеризующие технологические процессы, протекающие в СРК №4, приведены в таблице №5.

Таблица №5. Характеристики технологического процесса.

		Наименование показателя			Единицы изм.			Величина
		1			2			3
		Номинальная нагрузка 100 %
		1.  Производительность СРК по сухим веществам  черного щелока			т.а.с.в./сутки			625
		2.  Производительность по пару			т/час			99,2
		3.  Содержание сухих веществ в черном щелоке после выпарной станции не менее			%			50
		4.       Содержание сухих веществ в черном щелоке перед форсунками			%			60-65
		5.  Количество работающих щелоковых форсунок			шт.			6
6.  Давление щелока перед форсунками			МПа			0,6±0,1
7.  Температура черного щелока  перед форсунками			ºС			112±2
8.       Вязкость черного щелока на входе в топку			М2/с			2*10-5
9.      Сульфидность зеленого щелока, не менее			%			27
10.      Давление перегретого пара			МПа			38,3±1
11.     Температура перегретого пара			ºС			440±5
	12.    Температура питательной воды			ºС			145±5
	13.     Давление воздуха перед соплами: -  первичного дутья -  вторичного дутья -  третичного дутья			кПа кПа кПа			6,5±0,5 13,0± 1,0 13,0± 1,0

Продолжение таблицы№5                                

Тепловой баланс процесса сжигания черного щелока.

Химические реакции, протекающие в процессе регенерации черного щелока, вносят изменения в состав горючей массы и продуктов ее сгорания. Это обстоятельство обуславливает некоторую специфику в определении теплоты сгорания щелока.

Низший предел теплоты полного сгорания всех горючих элементов Q_н^с, входящих в состав сухого щелока, за вычетом углерода, пошедшего на восстановительные реакции С_вс, определяем по формуле:

Q_н^с=33700С_св^с+141500(Н^с – О^с/8)+11100S_ор^с - 22600Н^с*В_щ [кДж/ч],             (1.1)

где С_св^с, Н^с, S_ор^с, О^с – содержание горючих элементов и кислорода в органической массе сухого щелока, [кг/кг].

Приведенная формула учитывает основную затрату тепла на восстановительные реакции, так как при этом теплота сгорания рассчитывается только по свободному углероду, сгорающему в кислороде воздуха. Однако суммарный эффект восстановительной реакции сульфата отрицательный, что необходимо учитывать при определении тепла, передаваемого продуктам сгорания. Кроме того, часть тепла в процессе регенерации щелока тратится на плавление минеральных солей. В связи с этим введем понятие эффективной теплоты сгорания сухого сульфатного щелока:

Q_эф^с=Q_н^с - Q_вс- Q_пл.                                                                                              (1.2)

Расход тепла на восстановление сульфата Q_вс:

(1,26 (Na₂S)_пл 12964/В_щ^р – 12964*В_щ^с (Na₂S)^с/ В_щ^р) В_щ,  [кДж/ч],                   (1.3)

где (Na₂S)_пл – содержание Na₂S в плаве, (Na₂S)^с - содержание Na₂S в сухой массе щелока.

Теплота нагрева и плавления минеральных солей:

Q_пл = а_пл (с_плt_пл + λ)*В_щ ,                                                                                       (1.4)

где а_пл – масса плава, получаемого с одного кг сухого щелока, кг; с_пл , t_пл – средние значения удельной теплоемкости и температуры плава; с_пл – 1,15 кДж/(кг*°С), t_пл  = 850 °С; λ – теплота плавления солей; λ= 335 кДж/кг.

Эффективная теплота сгорания влажного черного щелока, отнесенная к одному килограмму сухой массы,

Q_эф^вл = Q_эф^с - 2260u,                                                                                             (1.5)

где u = ω_щ____  - влагосодержание щелока, кг/кг;

100 - ω_щ

ω_щ – относительная влажность щелока, %.

Теоретический расход воздуха на 1 кг сухого щелока (полное сгорание при α_т =1)

V_в⁰ = 8,89( С_св^с +0,375 S_ор^с ) + 26,5Н^с – 3,33О^с  [ м³/кг].                                   (1.6)

Однако, при подаче в топку СРК теоретически необходимого объема воздуха не удается обеспечить полного сгорания щелока. Поэтому в топку подают воздух в объеме на 20-25% больше теоретически необходимого. Отношение фактического объема воздуха, поданного в топку и поступившего в тот или иной газоход, к теоретически необходимому называют коэффициентом избытка воздуха (α_т ). Поэтому фактический объем воздуха, поступающего в топку и необходимого для полного сжигания черного щелока, рассчитывается по формуле:  V_ф = α_т V₀ ,  где

V₀ – теоретический объем воздуха; α_т – коэффициент избытка воздуха.

Тепловой баланс включает в себя приход тепла от сжигания органической части черного щелока, а также полезно израсходованное тепло на генерацию пара и нагрев воды для продувки котла и тепловые потери.

Полезно израсходованное тепло на генерацию пара и нагрев воды для продувки котла:

Q₁ = D_н (i’’ – i_пв ) + D_пр (i’ – i _пв)/ В_щ,                                                                 (1.7)

где D_н- расход насыщенного пара, D_пр- расход котловой воды на продувку, i’’, i_пв, i’ – соответственно энтальпии насыщенного пара, питательной воды и воды на линии насыщения.

Потери тепла с уходящими газами. Потери тепла с уходящими газами определяютя по формуле:

Q₂ = Q_ух - Q_в ,                                                                                                       (1.8)

где Q_ух – теплота уходящих газов, Q_в – тепло, поступившее в топку с воздухом.

Q_ух = (V_д.г  + DaJ_хп)с_г t_ух r_г В_щ [кДж/ч],                                                             (1.9)

Q_в = a_ух V₀ t_в (t_в С_с..в. + 0,016 С_п.вd^вл ) В_щ [кДж/ч],                                           (1.10)

где V_с..г. и V_п.в – объем сухих газов и водяных паров при нормальных условиях