ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к предложению по переводу склада пека ОАО «СУАЛ ИркАЗ» г. Иркутск с парового на электрообогрев

Цель реконструкции

Основная цель перевода склада пека с парового на электрообогрев:

1. обеспечить необходимые параметры пека для производства (температура при заданном расходе);
2. обеспечить минимальные стоимостные затраты на обогрев при соблюдении требуемых параметров пека (снижение себестоимости пека).

Основные требования к реализуемому решению

Технические

1. реализуемая система электрообогрева должна быть простой, безопасной, надёжной, ремонтопригодной;
2. применяемое оборудование должно обеспечивать минимальные затраты на подготовку технологического оборудования к устройству СЭО, а также минимальные капитальные затраты на устройство (монтаж и наладку) самой системы;
3. применяемые элементы СЭО должны обеспечивать минимальные эксплуатационные затраты электроэнергии на обогрев и минимальные затраты на обслуживание самой системы;
4. для ответственного оборудования должно быть реализовано резервирование.

Экономические

1. реализуемые мероприятия должны обеспечивать ощутимый эффект от внедрения;
2. величина капитальных затрат реализации мероприятий должна обеспечивать приемлемый срок окупаемости;
3. соотношение между стоимостью оборудования, сроком службы и эффектом должно быть таким, чтобы в течение срока службы оборудования суммарный эффект от внедрения с запасом покрывал капитальные затраты, амортизационные отчисления на восстановление оборудования к концу его срока службы. Только при таком сочетании будет обеспечено снижение себестоимости пека.

Объекты обогрева

Для рассмотрения реализации перевода заданы следующие объекты:

1. Пекоприёмник - 3 шт по 680 м. куб.
2. Пекоплавитель - 5 шт по 230 м. куб.
3. Пекопроводы внутри склада (обвязка пекоприёмников, обвязка пекоплавителей, обвязка насосов).
4. Пекопроводы от склада до цеха (2 трубопровода).
5. Пекопроводы в цеху (обвязка внутри цеха).
6. Смесители – 3 шт.

Краткое описание технического решения

Пекоприёмники

Для обогрева пекоприёмников предлагается использовать погружные электронагреватели (мощность одного нагревателя от 12 до 24 кВт). Нагреватели устанавливаются на дно резервуара. Подводящие теплостойкие провода через герметичную трубу выводятся в клеммную коробку. В клеммной коробке подводящие провода соединяются с питающим кабелем.
Конструкция нагревателя позволяет поднимать его на период выполнения работ по чистке резервуара. Количеством устанавливаемых нагревателей достигается заданное резервирование.
Для контроля и управления предусматривается контроль температуры внутри ёмкости, а также контроль температуры нагревательных элементов.

Пекоплавители

Техническое решение аналогично решению по обогреву пекоприёмников.

Пекопроводы и запорная арматура

Обогрев пекопроводов предлагается выполнить высокотемпературными кабельными нагревательными элементами. Кабельные нагревательные элементы прокладываются вдоль трубопровода. После укладки нагревательных элементов трубопровод обматывается алюминиевой фольгой и теплоизолируется (теплоизоляция – маты минераловатные или скорлупы минераловатные). Запорная арматура обогревается совместно с трубопроводами. Такое решение позволяет резервировать НЭ (прокладывать совместно с рабочими дополнительные резервные нагревательные элементы).
Имеющийся ассортимент нагревательных элементов позволяет реализовывать оптимальное решение по обогреву различных по длине участков трубопроводов (длина отдельных элементов от 12 до 100 м).

Смесители

Обогрев смесителей предлагается выполнить пластинчатыми НЭ. Элементы монтируются на поверхности аппарата вместо паровой рубашки.

Какие подготовительные работы необходимо выполнить

Как видно из описания, реализация предлагаемого решения основывается на максимальном использовании существующего оборудования с минимальными необходимыми доработками.

Для реализации предложенного решения потребуется:

по пекоприёмникам

1. теплоизолировать изнутри или снаружи, включая кровлю (плита минераловатная толщиной не менее 100 мм);
2. установить металлический кессон (оболочка под пек);
3. установить приспособления для подъёма нагревателей на период чистки ёмкостей;
4. установка нагревателей не требует врезки в ёмкость штуцеров и выполняется установкой нагревателя на опоры.

по пекоплавителям

аналогично пекоприёмникам

по пекопроводам и арматуре

1. необходимо демонтировать паровую рубашку с трубопроводов и арматуры;
2. заменить фланцевые соединения на сварные соединения.

по смесителям

1. необходимо демонтировать паровую рубашку;
2. наварить на наружную поверхность детали для крепления пластинчатых элементов и тепловой изоляции.

по кабельным трассам

1. скорее всего, необходимо будет усилить существующие кабельные трассы к складу пека (добавить лотки или короба);
2. по подающему трубопроводу - необходимо будет проложить питающий кабель к нескольким точкам на трубопроводе (ориентировочно от 3 до 6) [НЭ будут подобраны таким образом, чтобы точки подключения не попали на кровлю и вертикальные участки трубопроводов];
3. по пекопроводам внутри склада и внутри цеха – для прокладки питающего кабеля, скорее всего, потребуется проложить от существующих трасс короба, из коробов к клеммным коробкам (расположенным на трубопроводе) кабель будет прокладываться трубой.

Краткое описание системы управления и контроля

Силовые щиты

Предлагается силовые шкафы с коммутирующей и защитной аппаратурой разместить в двух пунктах: 1-ый – непосредственно возле склада, 2-ой – в цеху. С 1-го пункта запитываются погружные нагреватели резервуаров, кабельные нагревательные элементы трубопроводов, часть кабельных нагревательных элементов подающих пекопроводов. Со 2-го пункта запитываются остальные элементы подающих пекопроводов, кабельные нагревательные элементы пекопроводов внутри цеха, нагревательные элементы, обеспечивающие обогрев смесителей.
Для обеспечения минимальных затрат на кабельные линии, количество пунктов питания может быть увеличено.

Панели сигнализации

Панели сигнализации, на которых размещаются терморегуляторы, сигнальная арматура и органы оперативного управления СЭО предлагается разместить в помещении операторной. Возможен вариант совмещённого шкафа управления и сигнализации (на передней панели шкафа размещаются терморегуляторы, сигнальная арматура и ключи оперативного управления, внутри шкафа размещается защитная и коммутирующая аппаратура).
Система управления автономная децентрализованная, реализованная на отдельных терморегуляторах. Для связи с компьютером оператора для контроля, архивации и отображения состояния системы, терморегуляторы комплектуются интерфейсом связи.

Расчёты по объектам обогрева

Пекоприёмники

1. Предполагается, что нагретый до +140 ⁰С пек поступает из ж/д цистерн в пекоприёмник. В пекоприёмниках пек хранится при такой же температуре.
2. Принимаем, что стенки, днище и кровля пекоприёмника теплоизолированы. Теплоизоляция: минплита толщиной 100 мм.
3. Площадь боковых поверхностей и днища составляет – 374 м².
4. Площадь поверхности кровли составляет – 220 м².
5. Расчётные тепловые потери через боковые стенки и днище составят ~39 кВт. Расчётные тепловые потери через кровлю составят ~ 23 кВт. Итого расчётные тепловые потери резервуара составят 62 кВт.
6. Расчётная установленная мощность с коэффициентом запаса 1,3 составит ~81 кВт.
7. Количество погружных элетронагревателей с учётом равномерности обогрева принимаем на уровне 8 шт (4 шт с одной стороны, 4 шт с другой стороны). Установленная мощность на резервуар – 96 кВт.

Пекоплавители

1. Предполагается, что пек с температурой +140 ⁰С поступает из пекоприёмника в пекоплавитель и в нём догревается до температуры +160 ⁰С. При такой же температуре пек хранится в пекоплавителе.
2. Предполагается, что боковые стенки, днище и крышка пекоплавителя изолированы минплитой толщиной 100 мм.
3. Площадь поверхности боковых стенок и днища составляет 182 м². Площадь поверхности крышки составляет 54 м².
4. Тепловые потери с боковых стенок и днища составляют ~ 22 кВт. Тепловые потери через крышку составляют ~7 кВт. Суммарные тепловые потери пекоплавителя составляют 29 кВт.
5. Принимаем, что пек нагревается в пекоплавители от 140 до 160 гр. за 3 суток один объём пекоплавителя. Тогда мощность на нагрев пека составит ~35 кВт.
6. Расчётная электрическая мощность на пекоплавитель с коэффициентом запаса 1,3 составит 83 кВт.
7. Принимаем количество нагревателей в пекоплавитель (12 кВт) с учётом расстановки (3 с одной стороны и 3 шт с другой стороны) – 6 шт. Общая установленная мощность – 72 кВт. Коэффициент запаса составит 1,13.

Пекопроводы

Обвязка внутри парка

1. Диаметр 108 мм, суммарная длина 120 м. Количество запорной арматуры – 38 шт.
2. Эквивалентная длина (принимая одну задвижку как 0,6 м трубопровода) составляет 143 м.
3. Расчётная удельная электрическая мощность (при наружной температуре -20 ⁰С и изоляции 100 мм из минеральной ваты) составит 115 Вт/м. Расчётная суммарная установленная мощность составит 16,4 кВт.

Итого суммарная установленная электрическая мощность на склад пека составит – 3*96+5*72+1*16,4=664 кВт.

Подающие трубопроводы от парка в цех.

1. Диаметр 108 мм, длина 145 м одного трубопровода.
2. Расчётная удельная тепловая мощность на трубопровод (температура трубопровода +160⁰С, наружная температура –45 ⁰С, толщина теплоизоляции 100 мм) составит 122 Вт/м. Суммарная установленная мощность на один трубопровод – 17,7 кВт, на два трубопровода – 35,4 кВт.
3. Один из вариантов решения: трубопровод разбивается на 4 участка, длина участка и соответственно НЭ составит 36,3 м. На каждый участок трубопровода устанавливается 4 НЭ (3 рабочих+1 резервный). Соответственно, на трубопровод устанавливается 16 НЭ.
4. На стадии проектирования будет выбран оптимальный вариант решения (исходя из удобства запитки НЭ и сокращения длины кабельной трассы; решение должно обеспечивать доступное для обслуживания расположение точек подключения.

Пекопроводы обвязки внутри цеха.

1. Диаметр 108 мм, суммарная длина – 104 м.
2. Расчётная удельная установленная мощность (температура трубопровода +160 ⁰С, толщина теплоизоляции 100 мм, наружная температура 0 ⁰С) составит 102 Вт/м. Суммарная установленная мощность ~11 кВт.

Смесители

1. Общая установленная мощность из расчёта размещения НЭ на поверхности аппарата - ~18 кВт, в том числе на компенсацию тепловых потерь – до 4 кВт.
2. Предлагается установить на аппарат 10 шт пластинчатых нагревательных элементов.
3. По управлению предлагается сгруппировать НЭ по 3 зонам управления. Такая разбивка позволит по каждой зоне задавать и поддерживать требуемую температуру.

Ориентировочное потребление электроэнергии

1. Для оценки электропотребления принимаем:
   • в пекоприёмниках поддерживаем температуру круглый год на уровне 140 ⁰С;
   • в пекоплавителях круглый год поддерживаем температуру на уровне 160 ⁰С;
   • в пекопроводах круглый год поддерживаем температуру на уровне 160 ⁰С.
   • смесители работают круглый год используя всю установленную мощность;
   • продолжительность работы 8000 часов;
2. Годовые затраты на компенсация тепловых потерь составят:
   • для пекоприёмников – 3*426 тыс. кВт*ч;
   • для пекоплавителей – 5*195 тыс. кВт*ч;
   • для пекопроводов (обвязка внутри склада и подающие трубопроводы) – 233 тыс. кВт*ч;
   • для пекопроводов внутри цеха – 56 тыс. кВт*ч;
3. Годовые затраты на обогрев смесителей составят 432 тыс. кВт*ч.
4. Расчётные затраты электроэнергии в первом приближении составят ~3000 тыс. кВт*ч.
5. Для уточнения затрат электроэнергии на обогрев необходимы подробные данные по всей технологической схеме приёма, хранения и использования пека.

Рассмотрение варианта приёма гранулированного пека

В случае приёма гранулированного пека вместо существующего приёма пека в пековозах, общая установленная мощность на склад пека, скорее всего, не должна измениться. В настоящий момент на складе пека имеется установленная мощность из расчёта 90 кВт на количество пунктов подогрева пековозов (мощность электронагревателей одного пековоза 90 кВт). Если потребление пека не увеличивается, то этой мощности (по грубой оценке) должно быть почти достаточно и для разогрева гранулированного пека. В этом случае эта мощность может быть добавлена в пекоприёмники или в пекоплавители (в зависимости от организации приёма и хранения пека) и выльется только в увеличение количества устанавливаемых нагревателей и соответствующим увеличением количества аппаратуры.

Создано : 16/06/2006 21:34
Обновлено : 20/08/2006 22:23
Категория :

 Предпросмотр печати      Версия для печати