Оборудование целлюлозно-бумажного производства Том 1. Оборудование дл

3.2.1. Содорегенерационные котлоагрегаты

Содорегенерационные котлоагрегаты (СРК) гтредназначены для сжигания органической части черного щелока с получением сульфатного плава и пара. Сульфатный плав, растворенный в слабом щелоке или воде, в виде так называемого зеленого щелока направляется на каустизацию для приготовления ва­ рочного щелока, а пар используется для выработки электро­ энергии и на технологические нужды. СРК является, таким образом, энерготехнологическим агрегатом, надежностью и экономичной работой которого в значительной степени опреде­ ляются ритмичность работы предприятия и рентабельность производства сульфатной целлюлозы.

СРК (рис. 3.3.) в отличие от широко распространенных энер­ гетических котлов имеет целый ряд конструктивных особенно­ стей, определяемых условиями регенерации химикатов и свой­ ствами минеральной части черного щелока, имеющей низкую температуру плавления [24].

Значительный унос химикатов и низкая температура плав­ ления минеральной части черного щелока, состоящей в основ­ ном из сульфата и карбоната натрия, являются причинами быстрого загрязнения поверхностей нагрева. С целью уменьше­ ния уноса у современных СРК большая (до 30 м) высота то­ пок, низкая (до 3 м/с) скорость газов на выходе из топки, низ­ кие тепловые напряжения топочного объема. Фестон и паропе­ регреватели выполнены в виде ширмовых поверхностей с боль­ шим (333—460 мм) поперечным шагом. Котельные пучки труб разреженные, высокоразвитые; горизонтальные сцеживающие поды охлаждаются слабонаклонными участками труб перед­ него или заднего экранов топки.

Котлоагрегаты оборудованы большим количеством мощных обдувочных аппаратов с программным автоматическим управ­ лением для очистки наружных поверхностей нагрева фестона, пароперегревателя, конвективного пучка труб котла, а часто и вертикального экономайзера. Воздух подогревается в паровых калориферах.

Для обеспечения потребности целлюлозно-бумажной про­ мышленности в содорегенерационных котлоагрегатах разрабо­ тан типоразмерный ряд СРК производительностью по сухому веществу черного щелока 350, 525, 700, 1050, 1400 и 1750 т в сутки. Выпуск котлоагрегатов предусмотрен унифицирован­

и СРК-700 производительностью по пару соответственно 50, 75 и 100 т/ч, а большая — типоразмеры СРК-1050, СРК-1400 и СРК-1750 производительностью по пару 150, 200 и 250 т/ч. Для всех типоразмеров серии продольный профиль котла одинаков. При переходе к более мощному типоразмеру серии темпера-

тура газов перед пароперегревателем уравнивается увеличением количества труб по ходу газов в фестоне перед пароперегрева­ телем. Топочная камера выполняется из одинаковых блоков. Обе серии унифицированы между собой по ширине топочных блоков, шагам труб и другим элементам котла. Шаги в шир­ мах защитного фестона и пароперегревателя, диаметры труб, разбивка на блоки, установка леток, сопл воздушного дутья, форсунок, разводка труб для обеих серий выполнены одно­ типно. Параметры пара следующие: избыточное давление 4 МПа, температура перегрева 440° С, температура питательной воды 145° С. При расчетных характеристиках щелока котлы обеспечивают возможность работы при нагрузке 60% и более без применения подсветки мазутом. Конструкция СРК пред­ ставляет собой однобарабанный котел с П-образной компонов­ кой поверхностей нагрева. Освоение производства мембранных панелей позволило полностью обеспечить газоплотность топок СРК. Подача воздуха в топочную камеру выполнена по трехъ­ ярусной схеме. Нижний ярус конструктивно оформлен в виде прямоугольных сопл, равномерно расположенных по'периметру

в каждом ярусе), установленные тангенциально. Каждый ярус дутья обеспечивает пропуск до 50% расчетного количества воздуха. Таким образом, при работе трех ярусов можно пода­ вать до 150% воздуха. Щелоковые форсунки грубого распыла расположены по высоте топки между вторым и третьим яру­ сами дутья. Сжигание мазута предусмотрено во втором ярусе

Расположенные над топкой защитные фестоны и паропере­ греватель выполнены в виде ширм, с которых жидкоплавкая зола стекает в топку. Температура газов на входе в паропере­ греватель во избежание высокотемпературной коррозии стенки пароперегревателя принята около 900° С. Температура газов на входе в переходной газоход принята 520° С с тем, чтобы исклю­ чить попадание в него золы в жидком состоянии. В переходном газоходе размещена вторая ступень воздухоподогревателя, вы­ полненная в виде ширм. Во избежание забивания золой газы омывают поверхности воздухоподогревателя снаружи, а воздух проходит внутри. В конструктивной шахте расположены поверх­ ности нагрева экономайзера и первой ступени воздухоподогре­ вателя.

Экономайзер сделан из горизонтальных змеевиков, располо­ женных в шахматном порядке.

Первая ступень воздухоподогревателя выполнена из гори­ зонтальных расположенных в шахматном порядке труб, по кото­ рым проходит воздух.

Рис. 3.4. Бак 206-01 для хранения черного щелока:

/ — корпус; 2 — привод перемешивающего устройства; 3 — лопастное перемешивающее устройство; 4 — нижний подшипник; 5 — змеевик; 6, 7 — штуцера подачи черного ще­ лока; 8 — штуцер выхода черного щелока; 9, 10 — штуцера подачи пара и выхода кон­ денсата; 11 — люк

Рис. 3.5. Смеситель 204-127:

ров; 9 — штуцер для опорожнения; 10 — люк

Поверхности нагрева пароперегревателя и второй ступени воздухоподогревателя очищаются с помощью паровой обдувки, а конвективные поверхности экономайзера и воздухоподогре­ вателя — дробеочисткой.

3.2.2. Баки для хранения черного щелока

Баки предназначены для создания запаса черного щелока для обеспечения бесперебойной работы .СРК, а также для опо­ рожнения каскадного испарителя, другого технологического оборудования и трубопроводов черного щелока при остановах СРК. Последнее обстоятельство вызвано тем, что черный ще­ лок высокой (до 67%) концентрацией при остывании затверде­ вает в густую, вязкую массу, забивающую трубопроводы и оборудование. Как правило, в содорегенерационных установках устанавливается два бака, один из которых расходный, другой предназначен для опорожнения оборудования и трубопроводов.

Баки одинаковы по конструкции и взаимозаменяемы по схеме включения.

Баки для хранения черного щелока выпускаются двух ма­ рок (206-01 и 206-02), отличающиеся друг от друга по объему (табл. 3.1). Бак 206-01 (рис. 3.4) представляет собой верти­ кальный цилиндрический резервуар из двухслойной стали ВстЗ+12Х18Н9Т. Бак оснащен вертикальным лопастным пере­ мешивающим устройством, змеевиковым подогревателем, шту­ церами для подачи и выхода черного щелока, подачи слабого щелока и воды, перелива, опорожнения, подачи пара и отвода конденсата, а также люками на обечайке и крышке. Наружная поверхность бака покрывается тепловой изоляцией.

3.2.3. Смесители

Смесители (табл. 3.2) предназначены для растворения суль­ фата натрия (как свежего, так и уловленного из дымовых га­ зов) в черном щелоке. Как правило, в содорегенерационных установках предусматривается три смесителя: для растворения

стали. Смеситель оборудован вертикальным многоярусным ло­ пастным перемешивающим устройством, технологическими штуцерами, люками и другими приспособлениями для обслу-

живания и ремонта. Смеситель сульфата оснащен, кроме тогог змеевиковым подогревателем и ситом для удержания нерастворившихся кусков.

3.2.4. Испарители каскадные

Испарители каскадные (табл. 3.3) предназначены для уве­ личения концентрации черного щелока с 50—55 до 65—67% путем испарения из него влаги за счет тепла дымовых газон (газоконтактные) или нагретого воздуха (воздухоконтактные). Кроме того, в каскадном испарителе улавливается часть хими­ катов, уносимых дымовыми газами из топки СРК. Конструк­ тивно каскадные испарители бывают дисковые и трубчатые. В СССР изготовляются только трубчатые каскадные испари­ тели. Для СРК-350 и СРК-700 выпускаются каскадные испа­ рители 123-01 (рис. 3.6) и 123-01П в левом и правом (по при­ воду) исполнении. СРК-350 комплектуется одним каскадным испарителем, СРК-700 — двумя. Для СРК-1400 разработан воз­ духоконтактный испаритель 131-2048 (в правом исполнении 131-2049).

Черный щелок из выпарной станции, предварительно сме­ шанный с уносом, уловленным в электрофильтрах и зольных бункерах, поступает в боковой циркуляционный канал ванны. Ротор с частотой вращения 4,9 мин-1 обеспечивает циркуля­ цию щелока в ванне через боковые каналы. Трубы ротора при его вращении периодически окунаются в черный щелок и вы­ носятся в поток горячего запыленного газа. Здесь происходит как испарение влаги, так и улавливание из газового потока

в проточный ящик через выходной штуцер. При переуплотне­ нии щелока он разбавляется слабым щелоком или водой, по­ даваемыми через специальные штуцера.

При необходимости снижения производительности каскад­ ного испарителя часть газов направляют по обводному газо-

Рис. 3.6. Испаритель каскадный 123-01:

/ — ванна; 2 — крышка; 3 — штуцер подачи газа; 4 — штуцер выхода газа; 5 — ротор; £ — привод

ходу мимо аппарата. При необходимости повышения произ­ водительности повышают температуру газов на входе, пропус­ кая часть газов мимо экономайзера.

Ротор испарителя представляет собой барабан, состоящий из труб, закрепленных в торцевых трубных дисках, и насажен­ ный на полый вал. Для обеспечения транспортабельности по железной дороге барабан выполнен из четырех секторов, соеди­ няемых между собой болтами. Материал вала барабана — сталь 35, цапф — сталь 45, труб — 08Х22Н6Т. Вал барабана облицован сталью 08Х22Н6Т. Размер труб 76x3,5x3940, ко­ личество — 560 шт. Для исключения забивания труб и вызывае­ мого этим дебаланса ротора торцы труб заглушеныСекторы барабана крепятся к ступицам вала с помощью шпилек. Ротор

опирается на подшипники качения, установленные на стоиках ванны.

Ванна каскадного испарителя представляет собой прямо­ угольный резервуар из двухслойной стали ВстЗсп2+12Х18Н ЮТ. Наружные стенки ванны усилены ребрами жесткости. Для обеспечения плавной работы ротора вдоль боковых стенок ванны предусмотрены каналы для циркуляции щелока. Ванна снабжена люками для осмотра и чистки, а также технологиче­ скими штуцерами. К наружным боковым стенкам ванны при­ варены стойки для подшипников ротора.

Крышка изготовлена из стали СтЗ. Наружные поверхности крышки усилены ребрами жесткости. Крышка снабжена лю­ ками для осмотра и ремонта ротора, а также технологическими штуцерами. Крышка крепится к ванне болтами.

Штуцера изготовленные из стали СтЗ, предназначены для присоединения газоходов СРК-350 и СРК-700. Штуцера съем­ ные для обеспечения возможности применения каскадного испарителя в установках, компоновка которых отличается от компоновки указанных котлоагрегатов.

Привод состоит из электродвигателя марки 4А225М, индук­ ционной муфты скольжения ИМС-40 и редуктора ЦЗУ-500-63-2. Привод соединяется с ротором с помощью цепной передачи.

Применение индукционной муфты скольжения обеспечивает плавный пуск ротора и разгон его до частоты вращения 4,9 мин-1. Привод смонтирован на общей раме и крепится фун­ даментными болтами.

Каскадный испаритель 131-2048 (131-2049) конструктивно отличается от описанного отсутствием боковых циркуляционных каналов и индукционной муфты, а также применением откры­ той зубчатой передачи вместо цепной.

3.2.5. Проточные ящики

Проточные ящики (табл. 3.4) предназначены для очистки упаренного черного щелока, поступающего из каскадного ис­ парителя, от нерастворившихся частиц, а также для ограниче­ ния минимального уровня черного щелока в каскадном испа­ рителе.

3.4. Технические характеристики проточных ящиков

Проточный ящик 436-01 (рис. 3.7) предназначен для комп­ лектования СРК-350, а проточный ящик 436-332 (в правом ис­ полнении 436-333)— СРК-700 и СРК-1400. Для СРК-1400 не­ обходимо устанавливать два проточных ящика, по одному на каждый каскадный испаритель.

Черный щелок из каскадного испарителя через штуцер 7 и перегородку 5 ограничения минимального уровня в каскадном испарителе поступает к наружной поверхности ситового бара­ бана 3. Крупные включения нерастворившихся частиц задер­ живаются на сите и гребенчатым шабером сбрасываются на дно проточного ящика, где и происходит их растворение. Для интенсификации растворения в проточный ящик через штуцер 6