Котлы-утилизаторы за обжиговыми печами серного колчедана
При обжиге колчеданов получают два продукта: металл и диоксид серы. При содержании SO2 в продуктах сгорания более 7% становится рентабельным получение из газов серной кислоты. Поэтому достаточно часто сернокислотное производство входит в состав предприятий цветной металлургии.
Схема энерготехнологического агрегата (ЭТА) для низкотемпературного обжига колчедана в кипящем слое [5] показана на рис. 16. В кипящем слое обжигаемого материала установлены испарительные (либо пароперегревательные) поверхности нагрева, отнимающие избыточную теплоту и обеспечивающие бесшлаковочную работу слоя. Поверхности нагрева, находящиеся в кипящем слое, работают с высоким коэффициентом теплоотдачи ~230-350 Вт/(м2×К). Эти поверхности объединены с котельной установкой, использующей теплоту отходящих газов. После энерготехнологической установки обжиговые газы поступают в технологические аппараты для дальнейшей переработки, а полученный пар используется для выработки электроэнергии и на технологические нужды. Котлы, устанавливаемые за обжиговыми печами кипящего слоя, имеют следующие особенности:
высокое содержание SO2 в продуктах сгорания приводит к необходимости работы при давлении пара не мене 4 МПа (температура кипения воды соответственно 250 °С), чтобы предотвратить сернокислотную коррозию поверхностей нагрева;
по этой же причине данные котлы не комплектуются экономайзерами;
технологические газы содержат фтор, мышьяк, цинк, свинец, высокое содержание SO2 приводит к сульфатизации отложений на поверхностях нагрева;
при пусках и остановах котлов возможна конденсация серной кислоты и усиленная сернокислотная коррозия.
Ранее для установки за обжиговыми печами серного колчедана применялись ширмовые КУ с принудительной циркуляцией пароводяной смеси: УККС-8/40-2, УККС-6/40. УККС-4/40. Однако из-за неполадок с котлом в связи с заносами поверхностей нагрева огарковой пылью и отсутствия эффективных средств очистки, а также неполадок с циркуляционными насосами эти КУ были сняты с производства и заменены водотрубными котлами с естественной циркуляцией типа КС-ВТКУ.
Рис. 16. Схема ЭТА для обжига колчедана в кипящем слое:
1 - печь с кипящим слоем; 2 - испаритель, размещенный в кипящем слое;
3 - котел-утилизатор
Атомные электрические станции
Тепловые схемы атомных электростанций зависят от типа
реактора, вида теплоносителя, состава оборудования. Тепловые схемы могут быть
одно-, двух- и трехконтурными.
В одноконтурных схемах пар вырабатывается непосредственно
в реакторе. Полученная пароводяная смесь подается в барабан-сепаратор, отсепарированный
насыщенный пар поступает в паровую турбину. Отработанный в турбине пар конденсируется,
и конденсат циркуляционным насосом подается в реактор. Одноконтурная схема наиболее
проста в конструктивном отношении и достаточно экономична. Однако рабочее тело
на выходе из реактора становится радиоактивным, что предъявляет повышенные требования
к биологической защите и затрудняет проведение контроля и ремонта оборудования.
В двухконтурных схемах существуют два самостоятельных контура. Контур теплоносителя
- первый; контур рабочего тела - второй. Общее оборудование обоих контуров - парогенератор.
Нагретый в реакторе теплоноситель поступает в парогенератор, где отдает свою теплоту
рабочему телу и при помощи главного циркуляционного насоса возвращается в реактор.
Полученный в парогенераторе пар подается в турбину, совершает в ней работу, конденсируется,
конденсат питательным насосом подается в парогенератор. Наличие парогенератора
хотя и усложняет установку и уменьшает ее экономичность, но препятствует появлению
радиоактивности во втором контуре.
В трехконтурной схеме теплоносителями первого
контура служат жидкие металлы, например натрий. Радиоактивный натрий первого контура
из реактора направляется в теплообменник, где отдает теплоту натрию промежуточного
контура, и циркуляционным насосом возвращается в реактор. Давление натрия в промежуточном
контуре выше, чем в первом, для исключения утечек радиоактивного натрия. Натрий
промежуточного контура отдает теплоту в парогенераторе рабочему телу (воде) третьего
контура. Образующийся в парогенераторе пар поступает в турбину, совершает работу,
конденсируется и питательным насосом подается в парогенератор. Трехконтурная схема
требует больших затрат, но обеспечивает безопасную эксплуатацию реактора.
Работа
АЭС по технологическим условиям отличается от работы тепловой электростанции.
Основным различием является то, что роль источника теплоты на тепловой электростанции
играет паровой котел, в котором сжигается органическое топливо, а на АЭС - ядерный
реактор, теплота в котором выделяется в результате деления ядерного топлива. Ядерное
топливо обладает высокой теплотворной способностью (в миллионы раз выше, чем органическое).
В процессе работы ядерного реактора образуется большое количество радиоактивных
веществ в топливе, конструкционных материалах, теплоносителе. Поэтому АЭС является
потенциальным источником радиационной опасности для обслуживающего персонала,
а также для окружающего населения, что повышает требования к надежности и безопасности
ее эксплуатации.
