NAPOJNA VODA U KOMBIKOGENERACIJSKOM PROCESU U EL- TO ZAGREB
FEEDWATER IN CCCPP - IN EL-TO ZAGREB
mr. sc. MIROSLAV ŠANDER dipl. ing Zagreb MARIO MALTAR dipl. ing.
Inženjering za naftu i plin d.o.o., Zagreb Savezne Republike Njemačke 10 SAŽETAK
U članku se želi prikazati problematika vezana uz napojnu vodu kod kombikogeneracijskih postrojemnja sa posebnim osvrtom na kombikogeneracijski novi blok L u EL-TO ZAGREB. Sustav napojne vode služi za transport napojne vode od otplinjača (dearatora) kroz niskotlačne (NT) napojne pumpe do kotla na ispušne plinove (KIP), odnosno do ulaza NT ekonomajzera (u niskotlačni krug kotla) te isto tako kroz visokotlačne (VT) napojne pumpe do ulaza u VT
ekonomajzer (u visokotlačni krug kotla). Sustav napojne vode također služi za transport napojne vode od pumpi napojne vode do VT parnog mimovoda i NT parnog mimovoda te do ostalih sustava kotla na ispušne plinove (KIP=HRSG). Napojna voda je kod kombikogeneracijskih postrojemnja vezana prije svega uz kotao na ispušne plinove (KIP) pa dobar projekt i dobra izvedba sustava napojne vode omogućuje ispravan rad kotla na ispušne plinove (KIP). Sustav napojne vode je smješten u samom kotlovskom postrojenju, što znači da su sve glavne
komponente sustava napojne vode smještene neposredno uz sam kotao na ispušne plinove. Sustav napojne vode u EL-TO ZAGREB poslužuje oba kotla na ispušne plinove, KIP 1 i KIP 2. Prikazan je cjelokupni sustav napojne vode koji se sastoji od otplinjača sa napojnim spremnikom, usisnih i tlačnih cijevi, elektromotora i NT i VT napojnih pump, automatskih recirculacijskih ventila, ostalih ventila, instrumentacije i mjerenja. Prikazana je problematika odabira pumpi, upuštanja i pogona sustava napojne vode referirajući se na EL-TO ZAGREB, ali imajući u vidu ono što je općenito i što se kao problem može pojaviti na svakom budućem sustavu napojne vode.
ABSTRACT
The article aims to present the issues related to feed water in combi-cogeneration plants with special reference to the combicogeneration new block L in EL-TO ZAGREB. The feedwater system transports feedwater from the deaerator through the low pressure (LP) feedwater pumps to the Heat Recovery Steam Generator (HRSG) LP economizer inlet, and also through the high pressure (HP) feedwater pumps to the inlet of the HP economizer of HRSG. The feedwater system is also used to transport feedwater from the feedwater pumps to the HP steam bypass and LP steam bypass and to other systems of Heat Recovery Steam Generaor (HRSG).Feed water in CCCPP is primarily connected to the HRSG, so a good basic design and good project execution of the feed water system enables the correct operation of the HRSG. The feedwater system is located inside the HRSG plant itself, meaning that all the main components of the feedwater system are located directly near the Heat recovery steam generators. The feedwater system serves both Heat recovery steam generators, HRSG 1 and HRSG 2 in EL-TO. The entire feedwater system is presented, which consists of a deaerator with feedwater tank, suction and pressure pipes, electric motors with HP and LP
feedwater pumps, automatic recirculation valves, other valves, instrumentation and measurement.
The problem of selection of pumps, start-up and operation of the feed water system is presented, referring to EL-TO ZAGREB, but having in mind that what is presented can be generalized and what was presented, can appear as a problem on any future feed water system.
Ključne riječi: KIP – kotao na ispušni plin, kombikogeneracijski proces, napojni spremnik, napojna pumpa, regulacija i upravljanje
Key words: HRSG - Heat Recovery Steam generator, CCCPP, feedwater tank, feedwater pump, regulation and control
Kategorizacija rada: stručni rad
1. UVOD
Elektrana - Toplana Zagreb, gradi novo kombikogeneracijsko postrojenje u zapadnom dijelu grada Zagreba. Njena prvenstvena funkcija je proizvodnja toplinske energije, dok je proizvodnja električne energije rezultat spojnog procesa kogeneracije. Toplinska energija se iz EL-TO isporučuje korisnicima na dva načina: najvećim dijelom kroz vrelovodni sustav grada Zagreba za podmirivanje ogrjevnog i sanitarnog (potrošna topla voda) konzuma, a manjim dijelom kroz parni sustav za podmirivanje potrošnje tehnološke pare i parnog grijanja. Novi blok L je ZAMJENA BLOKA “A“ NOVIM KOMBI KOGENERACIJSKIM BLOKOM, neto električne snage od cca. 150 MW. Novi Blok L je postrojenje s ukupnim stupnjem djelovanja većim od 86 % u kogeneracijskom ciklusu rada. Pri nazivnom opterećenju plinske turbine daju oko 75%, a parna turbina oko 25% ukupne snage kombi kogeneracijske elektrane. Ovaj kombikogeneracijski blok se sastoji od dvije plinske turbine s
pripadajućim generatorima nazivne snage od 2x55 MWe (pri ISO uvjetima), iz kojih se plin iz turbine uvodi u kotlove na ispušne plinove (KIP) koji proizvode potrebne količine pare za pogon parne turbine. Ugrađuju se 2 vertikalna kotla na ispušne plinove, dvotlačne izvedbe, bez dodatnog loženja s dimnjacima visine 60 m. Para proizvedena u kotlovima vodi se prema parnoj turbini s generatorom nazivne snage 36,8 MWe, koja u svim režimima radi protutlačno, ima jedno regulirano oduzimanje (maks. 70 t/h, 245°C i 11 bar), dok su jedno neregulirano oduzimanje i ispuh parne turbine spojeni s dva ogrjevna kondenzatora za proizvodnju topline do 110 MWt (3). Za
kondenzaciju vodene pare na izlazu iz parne turbine u zagrijačima mrežne vode i kondenzatoru pare mimovoda služit će mrežna voda iz centraliziranog toplinskog sustava koja se pri tome zagrijava. Tijekom ljetnih režima rada kad nema velike potrebe za grijanjem, višak proizvedene toplinske energije moći će se hladiti ljetnim hladnjacima kroz koje će strujati mrežna voda iz centraliziranog toplinskog sustava. Hladnjaci su po izvedbi suhi rashladni tornjevi smješteni na krovu strojarnice. Proizvedena električna energija plasirat će se u prijenosnu elektroenergetsku mrežu, a dobivena toplina koristit će se u centralnom toplinskom sustavu (CTS) Grada Zagreba. Ukupna ulazna snaga goriva će biti oko 300 MJ/s a pogonsko gorivo Bloka L je zemni plin. Novi blok L prilikom rada između minimalnog tereta kojim se mogu zadovoljiti uvjeti zaštite okoliša i najvećeg trajnog opterećenja garantira zadovoljenje graničnih emisija u zrak CO <50 mg/Nm3, NOx <30 mg/Nm3 i čestica <5 mg/Nm3. Načelna shema (iz proračuna prema Thermoflow) glavnog ugovaratelja talijanske tvrtke FATA se vidi na slici 1.
Sustav napojne vode služi za transport napojne vode od otplinjača (dearatora) pomoću niskotlačnih (NT) napojnih pumpi do kotla na ispušne plinove (KIP), odnosno do ulaza NT
ekonomajzera (u niskotlačni krug kotla) te isto tako pomoću visokotlačnih (VT) napojnih pumpi do ulaza u VT ekonomajzer (u visokotlačni krug kotla). Sustav napojne vode također služi za transport napojne vode od pumpi do VT parnog mimovoda i NT parnog mimovoda (voda za raspršivanje u hladnjaku pregrijača) te do ostalih sustava kotla na ispušne plinove (KIP=HRSG) kao i do određenih sustava cijelokupnog pogona. Otplinjač zaprima kondenzat iz predgrijača kondenzata. Otplinjač je spojen na spremnik napojne vode, KKS oznake: L0LAA10BB010, koji omogućava usis za tri NT
napojne pumpe kotla kapaciteta 3x50% (na razini cjelokupnog pogona) i tri VT napojne pumpe kotla kapaciteta 3x50% (na razini cjelokupnog pogona). Otplinjač grije kondenzat, ukljanja kisik otopljen u vodi (kondenzatu) i osigurava napojnu vodu za spremnik napojne vode. Spremnik napojne vode osigurava usis napojnim pumpama kotla. Otplinjač zaprima kondenzat iz predgrijača kondenzata, iz odvoda zagrijača plina (koji se grije vodom iz niskotlačnih
ekonomajzera) te iz odvodnje ekspanzijske posude. Otplinjač se koristi kako bi se reducirale razine otopljenog kisika (O2) i ugljične kiseline nastale otapanjem ugljičnog dioksida (CO2) u napojnoj vodi kotla na ispušne plinove sa ciljem sprečavanja nastanka korozije u kotlu. Sadržaj kisika i ugljične kiseline moguće je reducirati na otprilike < 0.02 mg/l kisika (O2) i 0 mg/l ugljične kiseline (CO2) u ovisnosti o samoj izvedbi otplinjača.
Slika 1. Shema bloka L (iz proračuna Thermoflow) glavnog ugovaratelja talijanske tvrtke FATA
Sustav ispuštanja i odmuljivanja kotla uklanja otopljene tvari iz kotlovske vode i pare i pomaže u održavanju kemije vode u kotlu. Sustav je projektiran za uklanjanje kamenca i čestica koje se nakupljaju u parnim bubnjevima kotlova na ispušne plinove dok se istovremeno priprema para za pregrijanje iz iz bubnjeva. Zajedno s napojnom vodom, u parni kotao ulaze krute čestice čiji se dio u kotlovskoj vodi (TDS = Total Dissolved Solids) otapa, povećavajući njegovu vodljivost. U kotlu se stvara pjena, a čvrsta tvar se lijepi na površine kotla, uzrokujući pregrijavanje i oštećenje kotla.
Odvodni sabirnici za održavanje su predviđeni za sakupljanje odvoda iz najnižih točaka iz različitih dijelova kotlova na ispušne plinove. Taj odvod se potom usmjerava prema posudi za ispuštanje.
Ispuštanja prihvaća atmosferska ekspanzijska posuda. Uz nju je vezana posuda za kontinuirana ispuštanja.
Sustav za doziranje kemikalija pomoću kojega se tretira kotlovska voda se koristi za kontrolu
alkaliteta, spriječavanje nakupljanja kamenca, kontrolu ispravne pH vrijednosti i kontrolu vodljivosti.
Voda kotla mora biti alkalna, a ne kisela, tako da ne razara cijevovode. Napojna voda može biti previsoke vodljivosti kada u njoj ima previše otopljenih krutina. Sustav za doziranje kemikalija sastoji se od sustava za dodavanje sredstva za alkalizaciju, sustava za dodavanje sredstva za izdvajanje kisika i sustava za dodavanje fosfata. Sustav za doziranje kemikalija obavlja sljedeće zadatke:
priprema, skladišti i napaja razrijeđene otopine za vezanje kisika iz dnevnog spremnika u napojni sustav kotla, priprema, skladišti i napaja sredstvo za alkalizaciju iz dnevnog spremnika u napojni sustav kotla. Priprema, skladišti i napaja razrijeđene otopine fosfata iz dnevnog spremnika u visokotlačni (VT) i niskotlačni (NT) bubanj kotla za ispušne plinove (HRSG=KIP)
2. GLAVNE KOMPONENTE SUSTAVA NAPOJNE VODE U EL-TO ZAGREB
Sustav napojne vode je smješten u samom kotlovskom postrojenju, što znači da su sve glavne komponente sustava napojne vode smještene neposredno uz kotlove na ispušne plinove. Sustav napojne vode poslužuje oba kotla na ispušne plinove, KIP 1 i KIP 2.
Glavne komponente napojnog sustava su (označavanje prema KKS):
- Otplinjač (oznaka L0HAD01BS010)
- Napojni spremnik (oznaka L0HAD01BB010) - Usisne cijevi (od napojnog spremnika do pumpi) - 3X50% NT napojne pumpe
- Elektromotori za NT napojne pumpe - 3X50% VT napojne pumpe
- Elektromotori za VT napojne pumpe
- Tlačni cjevovodi (od pumpi do kotla na ispušne plinove) - Automatski recirculacijski ventili
- Ventili
- Instrumentacija i mjerenje
U otplinajču i napojnom spremniku se događa proces toplinske pripreme napojne vode - zagrijavanja smjese povratnog kondenzata i dodatne demineralizirane vode na temperaturu zasićenja uz odgovarajući tlak, a u svrhu otplinjavanja svih plinova otopljenih u vodi, odnosno kondenzatu, a u prvom redu uzročnika korozije kisika (O2) i ugljikovih (IV)-oksida (CO2). Pored zagrijavanja na temperaturu zasićenja uz odgovarajući tlak i pored fizikalnog otplinjavanja, pod navedenim pojmom podrazumijeva se i kondicioniranje napojne vode odgovarajućim
kemikalijama; uglavnom alkalnim sredstvima i sredstvima za kemijsko vezanje tragova
neotplinjenog kisika. Naime, predviđen je alkalični način pogona parnih kotlova. Kotlovi u bloku L proizvode visokotlačnu (VT) paru i niskotlačnu (NT) paru. Radni procesi u bloku L vraćaju u kružni proces korištenu paru u obliku kondenzata koji je zapravo kondenzat iz parne turbine a dolazi iz grijača mrežne vode DH-01 i DH-02. Količina napojne vode se mora nadopunjavati u sustav zbog slijedećih gubitaka:
- povremena potrošnja NT pare u postrojenjima izvan bloka L (kondenzat se ne vraća) - odsoljavanje kotlovskih bubnjeva
- odzračivanje opreme, rad sigurnosnih ventila, - preljevi kod maksimalnih razina, otparci i - propuštanja armature
Nadopuna sustava vodom vrši se iz postojećeg postrojenja za proizvodnju demineralizirane vode.
Demi voda se otplinjava i zagrijava na temp 105 °C u napojnom spremniku s otplinjačem.
Slika 2. Shema sustava napojne vode kombikogeneracijskog postrojenja EL –TO ZAGREB
3. POSTUPAK IZRA Č UNA SUSTAVA NAPOJNE VODE
Sustav napojne vode osigurava odgovarajuću količinu napojne vode za kotao pri svim opterećenjima. Parametri napojne vode su temperatura, tlak i kvaliteta vode koja postaje kotlovska voda. Sustav napojne vode opskrbljuje i vodu za raspršivanje u hladnjaku pregrijača.
Kotao bi trebao imati tako veliku rezervu napojne vode koliko je potrebno za sigurnu obustavu kotla. Pri dimenzioniranju rezerve napojne vode (količina u spremniku napojne vode) potrebno je uzeti u obzir toplinu koju apsorbira parni kotao. Točna pravila za odabir rezervi napojne vode su uključena u standarde koji se primjenjuju na proračun kotla.
Pumpe napojne vode obično su prekomjerno dimenzionirane u odnosu na maseni protok pare kako bi imali dovoljno rezervnog kapaciteta za ispuštanje vode (odmuljivanje). Spremnik napojne vode nalazi se iznad pumpi napojne vode u kotlovnici. Razlika u visinama između pumpi napojne vode i spremnika napojne vode definirana je parametrom nazvanim NPSH (NET POSITIVE SUCTION HEAD = neto pozitivna usisna visina). NPSH se odnosi na kavitaciju pumpi napojne vode i definira minimalnu visinsku razliku između pumpi napojne vode i spremnika napojne vode.
Slika 3. Uz izračun dobavne visine napojne pumpe
Dobavna visina napojne pumpe izražena preko [N/m2] se računa prema sljedećoj jednadžbi (6):
Gdje je pp maksimalni radni tlak u parnom bubnju, i ∆pflow je gubitak tlaka napojne vode cjevovoda i ekonomajzera, i ρgHgeod je potreban tlak za svladavanje razlike visine između donje razine
spremnika napojne vode i razine u kotlu (prikazano na slici 3).
Potrošači pare (npr. parna turbina, industrijska para) zahtijevaju relativno stalnu temperaturu pare (± 5 ° C); stoga je potrebna regulacija temperature pare u kotlu. Sustav regulacije temperature pare pomaže u održavanju visoke učinkovitosti parne turbine, a također održava temperaturu turbinskog materijala na razumnoj razini pri promjeni opterećenja kotla. Neregulirani konvektivni pregrijač uzrokovao bi porast temperature pare kako se izlazna količina pare povećava. Glavna funkcija napojne grupe za raspršivanje je smanjiti temperaturu pare ubrizgavanjem napojne vode u protok pregrijane pare kada je to potrebno. Dodatna svrha je spriječiti pregrijavanja cijevi od prekomjernog porasta temperature (previše pregrijavanja), što može dovesti do oštećenja cijevi pregrijača. Sve glavne vrijednosti izračunavaju se u kroz toplinsku bilancu postrojenja i iskazuju se u toplinskoj shemi. Dijagram toplinske ravnoteže ili toplinska shema za L blok EL-TO-a je u osnovi shematski prikaz cjelokupnog termodinamičkog procesa od KIP do visokotlačne (VT) turbine, srednje tlačne (ST) turbine i vrelovodnog zagrijača (kondenzatora) pa do pumpi napojne vode i sustava napojne vode.
4. KARAKTERISTIKE PUMPI NAPOJNE VODE
Nakon što je izvršen izračun sustava napojne vode odasbrani su najvažniji elementi sustava a to su napojne pumpe. Glavne veličine napojnih pumpi su prikazane u tablicama koje slijede. Prvo dajemo podatke za VT visokotlačnu napojnu pumpu (7):
VISOKOTLAČNA NAPOJNA PUMPA
PROTOK 67.2 m3/h (18.2 kg/s)
Tlak u kotlu 102.9 barg Pad tlaka u cijevima i ekonomajzeru 5.2 bar Statički tlak (bubanj+usis) 1.9 bar Min potreban izlazni tlak 121 barg
Usis 2.5 barg
Temp na ulazu pumpe 76.9 OC
Slika 4. Prikaz VT napojne pumpe
Niskotlačna NT napojna pumpa ima sljedeće karakteristike (8):
NISKOTLAČNA NAPOJNA PUMPA
PROTOK 25.3 m3/h (6.8 kg/s) Tlak u kotlu 25.0 barg
Min potreban izlazni tlak za MAWP 25 barg Min potreban izlazni tlak za 1.1 x MAWP 27.5 barg
Usis 1.9 barg
Min potreban izlazni tlak za MAOP 23.1 bar
Min potreban izlazni tlak za 1.1 x MAOP 25.4 bar Temp na ulazu pumpe 95.3 OC
slika 5. Prikaz NT napojne pumpe
Pumpe su po tipu centrifugalne – bačvasti tip. Isporučuju se s zajedničkom pločom postolja s ispusnim kanalima (za pumpu, motor i dodatne komponente) zajedno s temeljnim vijcima,
izravnavajućim podloškama i pričvrsnim vijcima, te se za njih priprema posebna temeljna ploča. VT napojne pumpe imaju Varijablnu Frekvencijsku regulaciju prigona (VSD). VSD - motorni regulator koji pokreće elektromotor mijenjajući frekvenciju i napon električnog motora. Iako regulator kontrolira frekvenciju i napon napajanja motora, to nazivamo regulacijom brzine vrtnje, jer je rezultat podešavanje brzine vrtnje motora. Varijablna Frekvencijska regulacija prigona je uređaj koji se koristi u pogonskom sustavu pumpe, a koji se sastoji od 3 glavna podsustava: motor na
izmjeničnu struju, sklop glavnog regulatora pogona i sučelje pogona / operatera.
5. PRIKAZ TOKOVA NAPOJNE VODE
Na shemi VT PUMPI NAPOJNE VODE (slika 6) vide se tri VT napojne pumpe L0LAC12 AP010, L0LAC14 AP010, L0LAC16 AP010 u paralelnom spoju. Na usisnoj strani svaka od tri napojne pumpe ima sigurnosni ventil L0LAC12 AA201, L0LAC14 AA201, L0LAC16 AA201. Na usisnoj strani svaka od tri napojne pumpe također ima usisna sita L0LAC12 AT010, L0LAC14 AT010, L0LAC16 AT010.
Diferencijalni mjerači protoka L0LAC12 CP001, L0LAC14 CP001, L0LAC16 CP001 mjere pada tlaka u svakom od usisnih sita čime se točno dijagnosticira zaprljanost sita te se može izračunati NPSH. Na izlazu svake od tri napojne pumpe postavljeni su automatski recirkulacijski ventili za minimalni protok (1). Automatski recirculacijski ventili (ARC) osiguravaju automatsku zaštitu minimalnog protoka za svaku od napojnih pumpi neovisno od DCS-a (Distribuiranog sustava upravljanja). Na izlazu s svake
od tri napojne pumpe postavljeni su također elektromotorni zaporni ventili L0LAC12 AA101, L0LAC14 AA101, L0LAC16 AA101 sa svojim mimovodnim ventlima koji su također pokretani elektromotornim putem (9).
slika 6. SHEMA VT PUMPI NAPOJNE VODE - vide se tri VT napojne pumpe L0LAC12 AP010, L0LAC14 AP010, L0LAC16 AP010 u paralelnom spoju
Shema za NT pumpe napojne vode je slična ali kod njih nema automatskog recirculacijskog ventila (ARC). VT napojne pumpe šalju VT napojnu vodu prema VT zagrijačima u Kotlu na ispušne plinove.
slika 7. SHEMA ULAZA VT NAPOJNE VODE U VT ZAGRIJAČE i to u KIP-VT ekonomajzer 3
LXHAC03AC010, zatim VT ekonomajzer 2 LXHAC02AC010 te VT ekonomajzer 1 LXHAC01AC010 unutar kotla
Na shemi ULAZA VT NAPOJNE VODE U VT ZAGRIJAČE KIP-a (slika 7) vide se VT ekonomajzer 3 LXHAC03AC010, zatim VT ekonomajzer 2 LXHAC02AC010 te zadnji na koji nastrujava ispušni plin VT ekonomajzer 1 LXHAC01AC010. Napojna voda dolazi kroz cjevovod LXLAB01BR010 te struji prvo prema VT ekonomajzeru 1 LXHAC01AC010 jer je on zadnji na stazi ispušnog plina i tu se voda zagrijava te nakon toga kreće prema VT ekonomajzeru 2 LXHAC02AC010 pa nakon što je tu još više zagrijana ide u VT ekonomajzer 3 LXHAC03AC010. Na ulazu u visokotlačne pregrijače se nalazi sigurnosni ventil LXLAB01AA201.
NT napojne pumpe šalju NT napojnu vodu prema NT zagrijaču u Kotlu na ispušne plinove Zagrijač (ekonomajzer) NT napojne vode prikazan je na SHEMI ULAZA NT NAPOJNE VODE U NT ZAGRIJAČE KIP-a (slika 8.).
slika 8. NT ekonomajzer 1 LXHAC50AC010 unutar kotla vidi se na SHEMI ULAZA NT NAPOJNE VODE U NT ZAGRIJAČE KIP-a
Voda ulazi u NT ekonomajzer LXHAC50AC010 da bi nakon toga išla prema NT bubnju
LXHAD50BB010. Nakon prolaska kroz zagrijač slijede regulacijski ventili za regulaciju razine u NT bubnju. Sustav regulacije razine u NT bubnju kotla na ispušne plinove održava razinu napojne vode u bubnju unutar zadanih granica, bez obzira na promjene opterećenja. Kada je protok pare mali, regulacija u bubnju se regulira jednokomponentnom regulacijom koristeći mjerenje razine u NT bubnju. Ako je protok pare veći od namještene vrijednosti, razina u bubnju se regulira
trokomponetnom regulacijom.
6. UPRAVLJANJE I REGULACIJA SUSTAVA NAPOJNE VODE
EL-TO kombikogeneracijski blok (CCCPP) blok opremljen je s tri VT napojne pumpe kapaciteta 50%, tri NT napojne pumpe kapaciteta 50%, otplinjačem, spremnikom napojne vode, cijevima, ventilima i instrumentacijom. Otplinjač sa spremnikom napojne vode opslužuju oba kotla na ispušne plinove, KIP1 i KIP2. Spremnik napojne vode bit će dimenzioniran tako da osigura vrijeme zadržavanja od 10 minuta između normalnog nivoa napojne vode i niskog nivoa napojne vode. Sustavi kondenzata i napojne vode dopunski su sustavi kotlu na ispušne plinove te, zajedno sa parnim sustavom i parnom turbinom, čine kružni proces parnoturbinskog ciklusa. Sustav kontrole kemijskog sastava kondenzata/napojne vode te sustav analize i uzorkovanja pare/vode održava ispravan rad procesa parnoturbinskog ciklusa. Tri VT napojne pumpe kapaciteta 3x50%, pogonjene su
elektromotorima, postavljene horizontalno, u razdijelnom kućištu, višestupanjske su, centrifugalnog tipa, usisavaju vodu iz spremnika napojne vode te ju transportiraju u VT bubanj preko VT
ekonomajzera. Tri NT napojne pumpe kapaciteta 3x50%, pogonjene su elektromotorom,
horizontalno postavljene, u razdijelnom kućištu, višestupanjske su, centrifugalnog tipa, te usisavaju vodu iz spremnika napojne vode te se prazne u NT bubanj preko NT ekonomajzera. Za VT napojne
pumpe se koristi VSD - motorni regulator koji pokreće elektromotor mijenjajući frekvenciju i napon električnog motora. Regulator kontrolira frekvenciju i napon napajanja motora, to nazivamo regulacijom brzine vrtnje, jer je rezultat podešavanje brzine vrtnje motora. Tri VT napojne pumpe pogonjene su elektromotorima koji imaju varijablnu frekvencijsku regulaciju prigona (VSD), dok NT napojne pumpe nemaju.
Slika 9. Grafički prikaz spremnika otplinjača i napojnih pumpi na VIDEO-ZIDU ili ekranu računala Prije svakog puštanja u pogon, glavni pogonski inženjer nadzirat će, voditi i koordinirati radnje pri ispitivanju funkcionalnosti. Provest će se simulacije i stvarna ispitivanja funkcionalnosti. Simulacija - Ispitivanje koje se provodi na uređaju, strujnom krugu ili komponenti opreme na umjetne načine u svrhu provjere funkcionalnosti. Stvarno: ispitivanje provedeno na uređaju, strujnom krugu ili
komponenti opreme u stvarnim uvjetima sa svrhom provjere funkcionalnosti. Ispitivanja mogu biti provedena kombinacijom simulacija i testiranja u stvarnim uvjetima. U nekim slučajevima stanje može biti simulirano dok se dopušta izvršenje stvarne funkcije. U nekim slučajevima, stvarno stanje se može potaknuti uz spriječavanje izvršenja stvarne funkcije. U ostalim slučajevima imamo potpuno stvarna testiranja ili potpuno simulirana. Ispitivanje koje se provodi određuje koju metodu koristimo.
DCS za kombi procese sadrži komponente nužne za upravljanje kotlom na ispušne plinove (KIP- om), tj. kondenzatom, sustavom napojne vode te sustavom pare. Sustav se sastoji od elektronike, ormara, upravljačkog ožičenja i ožičenja napajanja strujom, upravljačkih procesora, napajanja energijom i međuvezama nužnim za upravljanje pri upuštanju, pogonu i obustavi postrojenja.
Operator Kotlova na ispušne plinove (KIP) je u interakciji s upravljačkim sustavom - DCS preko VIDEO-ZIDA ili zaslona računala i komunicira putem grafičkih zaslona. Grafički prikaz sustava napojne vode na ekranu upravljačke sobe termoelektrane prikazan je na slici 9. Upravljački sustav zatvorene petlje dopustit će upravljačke radnje iz upravljačkog sustava otvorene petlje, kao što su automatsko prebacivanje MANUAL / AUTO (RUČNO / AUTO) i kontrolirane akcije OPEN / CLOSE (OTVORENO / ZATVORENO) upravljačkog ventila i izdavat će odgovarajuće povratne signale upravljačkim sustavima otvorene petlje. Pojačanje upravljačke petlje automatski će se prilagoditi preko upravljačkih krugova ili kompenzacijskih krugova kod promijene broja efektivnih krajnjih upravljačkih elemenata.
7. ZAKLJU Č NO O NAPOJNOJ VODI
Sustav koji je indirektno vezan uz napojnu vodu i na kotao na ispušne plinove je sustav za doziranje kemikalija. Sustav za doziranje kemikalija pomoću kojega se tretira kotlovska voda se koristi za kontrolu alkaliteta, spriječavanje nakupljanja kamenca, kontrolu ispravne pH vrijednosti i kontrolu vodljivosti. Voda kotla mora biti alkalna, a ne kisela, tako da ne razara cijevovode. Napojna voda može biti previsoke vodljivosti kada u njoj ima previše otopljenih krutina. Sredstvo za vezivanje kisika se ubacuje u napojni spremnik, a sredstvo za alkalizaciju na usisnu stranu napojnih pumpi.
Sustav za doziranje kemikalija sastoji se od sustava za dodavanje sredstva za alkalizaciju, sustava za dodavanje sredstva za izdvajanje kisika i sustava za dodavanje fosfata.
Sustav za doziranje kemikalija obavlja sljedeće zadatke:
• Priprema, skladišti i napaja razrijeđene otopine za vezanje kisika iz dnevnog spremnika u napojni sustav kotla.
• Priprema, skladišti i napaja sredstvo za alkalizaciju iz dnevnog spremnika u napojni sustav kotla.
• Priprema, skladišti i napaja razrijeđene otopine fosfata iz dnevnog spremnika u visokotlačni (VT) i niskotlačni (NT) bubanj kotla za ispušne plinove (HRSG=KIP)
Kotao na ispušne plinove sa svojim sustavom napojne vode u pogonu kombikogeneracijskog procesa ima značajnu ulogu i zahtjeva stalnu pozornost posade koja vodi postrojenje te ekipe koja se bavi održavanjem postrojenja. Za posadu to znači da treba pravovremeno reagirati na alarme i dijagnostiku koja se javlja na zaslonu upravljačke prostorije, a ekipa za održavanje mora pri održavanju provjeriti sve elemente na pumpama i ostalim dijelovima sustava napojne vode.
LITERATURA
KOTLOVI NA ISPUŠNE PLINOVE S POMOĆNOM OPREMOM (HRSG WITH AUXILIARY EQUIPMENT) izvedbeni projekt, INŽENJERING ZA NAFTU I PLIN d.o.o., Zagreb 2019.
D. J. Flynn “The Nalco Water Handbook”McGraw-Hill books, New York, USA, 2009.
Grupa autora “Centrifugal Pump Handbook“, Sulzer Pumps Ltd, Winterthur, Switzerland, 2010 P013B0LACS201 “FEEDWATER PRESSURE DROP CALCULATION” FATA, Torino, 2021.
P013Y9CJAI011 “HP FEEDWATER PUMPS DATA SHEET” FATA, Torino, 2020.
P013Y9CJAI001 “LP FEEDWATER PUMPS DATA SHEET” FATA, Torino, 2020.
P013 Y9 V** S001 “POWER PLANT HEAT AND MASS BALANCE” FATA, Torino, 2021 P013BXVV*P010 “FEEDWATER PUMPS TECHNICAL BOOK” FATA, Torino, 2021
SUSTAV NAPOJNE VODE 3400-S-200-S24, glavni projekt, INŽENJERING ZA NAFTU I PLIN d.o.o., Zagreb 2020.
Ime i prezime autora, mr. sc. MIROSLAV ŠANDER dipl. ing. Stroj.
kontakt podaci:
[email protected] tel. 01 6329 641
Rođen 08.10.1952 u Zagrebu gdje završava gimnaziju i fakultet. U Zagrebu na FSB-u magistrira iz područja primjene metode konačnih elemenata na proračun turbulentnog graničnog sloja profila.
Radi u tvornici parnih turbina Jugoturbina Karlovac na proračunima parnih turbina, zatim u Elektroprojetu Zagreb i INP Zagreb. Područje rada i interesa su turbostrojevi pri čemu sticajem okolnosti radi kao projektant na postrojenjima s vodnim i toplinskim turbinama. Kroz radni vijek sudjelovao na projektiranju kombikogeneracijskih postrojenja u Zagrebu te na hidroelektranama u južnoj Hrvatskoj kao i na nekim od hidroelektrana uz rijeku Dravu.
Ime i prezime koautora, Mario Maltar dipl. ing. Stroj.
kontakt podaci:
[email protected] tel. 01 6329 623
Rođen 17.09.1978 u Varaždinu. Diplomirao je u Zagrebu na FSB-u. Radi u kao projektant u Elektroprojetu Zagreb, KBE – Bioenergije Varaždin i INP Zagreb. Područje projektiranja su
kombikogeneracijska postrojenja poput L bloka u TE-TO ZAGREB te novi kogeneracijski kombi blok (KKE) - Blok C proizvodnih kapaciteta 235 MWel/50 MWt, namijenjen spojnoj proizvodnji električne i toplinske energije u Sisku. Sudjeluje u aktualnoj realizaciji projekata prateći stanje na gradilištu kao i na direktnoj izradi nacrta, proračuna i tekstova u glavnim i izvedbenim projektima. U slobodno vrijeme pasionirani planinar.
