Новости

>>> Красный котельщик» участвует в модернизации Пермской ТЭЦ-9


>>> GE осуществит модернизацию крупнейшей электростанции Кыргызстана – Токтогульской ГЭС


>>> Группа ГМС проводит техническое перевооружение литейного комплекса ОАО «Казанькомпрессормаш»


 

Принцип действия электролизной установки

Технологическая схема электролизной установки

Принцип действия современной электролизной установки типа ФС-8.25, производства ООО «ИФТИ».

Электролизная установка предназначена для производства водорода и кислорода методом электролиза воды и реализована на базе симметричного электролизера фильтр-прессного типа.

В электролизёре установки, состоящем из ячеек, под действием постоянного электрического тока происходит электролитическое разложение воды с выделением на катоде водорода, а на аноде – кислорода. Смешению газов препятствует диафрагма между катодным и анодным пространствами в ячейках.

Далее смесь водорода и электролита поступает в газлифт разделительной колонки водорода, а смесь кислорода и электролита поступает в газлифт разделительной колонки кислорода. Там электролит охлаждается и отделяется от пузырьков водорода или кислорода. Охлаждённый электролит из нижней части разделительных колонок возвращается в электролизеры через фильтр электролита и теплообменник.

В дальнейшем водород поступает через барботер в нижнюю часть промывательной колонки водорода, охлаждается и промывается от щёлочи, затем по коллектору проходит в верхнюю часть регулятора давления, а оттуда — в фильтр предварительной очистки.

Затем водород может поступать: в вымораживатели; на сбросную свечу через электромагнитный клапан; через клапаны, краны и фильтры — на автоматический газоанализатор. Осушенный водород через регулятор давления «до себя», обратный клапан и вентиль подаётся потребителю.

«Путь» кислорода через свою промывательную колонку и далее — в целом аналогичен.

Ключевое оборудование ЭУ, электролизер типа ФС-525М, представляет собой сборный аппарат, который состоит из ячеек, зажатых шпильками между двумя крайними торцевыми плитами (являющимися одновременно монополярными электродами — катодами, соединёнными с «минусом» выпрямителя). Количество ячеек в электролизёре — по 32 в каждую сторону от центрального анода (являющегося монополярным электродом, соединённым с «плюсом» выпрямителя) к торцевым плитам (являющимися катодами, соединёнными с «минусом» выпрямителя). Электролизер заполнен щелочным электролитом, при этом гидроокись калия в процессе не участвует и предназначена для создания оптимальной электропроводности электролита. Для охлаждения электролита предусмотрен теплообменник с подачей охлаждающей жидкости циркуляционным насосом.

Электролизная установка оснащается системой автоматического контроля, управления и ПАЗ, позволяющих круглосуточно работать в автоматическом режиме — без постоянного обслуживающего персонала.

Состав электролизной установки

Чертеж электролизной установки ФС-8.25

Состав современной электролизной установки (ЭУ) производства водорода для ТЭС и ТЭЦ, на примере ЭУ типа ФС-8.25, производства ООО «ИФТИ».

Данная электролизная установка включает в себя технологический комплект, который содержит следующее основное оборудование:

Аппараты электролизного блока:

  • электролизер типа ФС-525М;
  • разделительная колонка кислорода;
  • разделительная колонка водорода;
  • промывательная колонка кислорода;
  • промывательная колонка водорода;
  • поплавковый регулятор давления кислорода;
  • поплавковый регулятор давления водорода;
  • фильтр электролита от механических примесей;
  • теплообменник электролита;
  • указатели уровня для визуальной индикации;
  • датчики уровня кондуктометрические;
  • бак дистиллята на 60 л;
  • рама электролизного блока со шкафом управления ЭБ.

Аппараты технологического блока:

  • фильтр № 1 капель дистиллята;
  • фильтр № 2 остатков капель дистиллята;
  • блок осушки водорода, содержащий вымораживатели газов с теплообменниками и конденсатоотводчиками;
  • огнепреградители для предотвращения «проскока пламени» в систему ЭУ;
  • рама технологического блока со шкафом управления ТБ.

Запорно-регулирующая арматура:

  • регуляторы давления до себя для всей ЭУ и в вымораживателях;
  • предохранительные клапаны для сброса водорода из поплавковых регуляторов давления;
  • регулирующий клапан в линии подачи водорода в ресиверы;
  • регуляторы перепада давления по водороду и кислороду после поплавковых регуляторов давления;
  • обратные клапаны на продуктовой линии водорода и на линии подачи азота;
  • краны игольчатые Ду4 и краны шаровые Ду10 для отбора проб и др.;
  • запорные шаровые приварные краны Ду20 в линии циркуляции электролита.

Внешнее вспомогательное оборудование:

  • насос дозатор для автоматической подпитки электролизной установки питающей водой;
  • холодильный низкотемпературный агрегат для вымораживания влаги в вымораживателях;
  • промышленный охладитель жидкости (чиллер);
  • насос циркуляционный для циркуляции охлаждающей жидкости в контуре охлаждения электролита.

Принцип действия электролизной установки описан в следующей статье.

Среды для электролизных установок

Помещение электролизной установки

Для технологических нужд электролизных установок водорода на ТЭЦ используются следующие виды сред и ресурсов:

— электроэнергия 380/220 В 50 Гц;

— питающая вода — качеством не хуже, чем дистиллированная вода по ГОСТ Р 58144-2018 «Вода дистиллированная. Технические условия». Для продления сроков эксплуатации и увеличения интервалов между капитальными ремонтами в НТД принято использование химически очищенной воды;

— электролит — 30-процентный водный раствор гидроокиси калия технической высшего сорта по ГОСТ 9285-78 или гидроксид калия лучшего качества.

— хладагент в контурах охлаждения электролита, разделительных и промывательных колонок (водный раствор 55-% пропиленгликоля);

— хладагент в контурах охлаждения вымораживателей (фреон R404A);

— азот технологический в баллонах, для продувки.

Электролизер СЭУ-10

Электролизер СЭУ-10

Электролизер водорода СЭУ-10 производства п/о «Уралхиммаш» г. Свердловск.

Характеристики электролизера СЭУ-10:

Рабочая среда – щёлочь, водород, кислород.

Объем – 0,35 м3.

Рабочее давление – 10 кг/см2.

Пробное давление – 10 кг/см2.

Рабочая температура – от +30 ⸰С до +85 ⸰С.

Назначенный ресурс заводом изготовителем – 20 лет.

Замена электролизных установок

Электролизная установка

Причина замены электролизных установок на теплоэлектростанциях.

Существующие электролизные установки (ЭУ) на ТЭС и ТЭЦ – это произведенное в советские годы предприятием Уралхиммаш оборудование марки СЭУ-10. В основном данные электролизеры введены в эксплуата­цию в 70-80-ые годы и характеризуются;

— истекшим сроком эксплуатации,

— физическим износом;

— недостаточной производительностью для резервирования;

— устаревшей системой релейной защиты и автоматики;

— несоответствие КИПиА требованиям НТД;

— высокое потребление ресурсов, необходимых для функционирования ЭУ.

Данный тип СЭУ более не выпускается, в связи с чем, нет возможности заказа запасных частей.

Оборудование относится к первому классу пожароопасности и при аварийном выходе его из строя может привести к останову генераторов. Наличие щелочи в оборудовании в случае возникновения аварийной ситуации, вызывает риск получения травм персоналом.

Поэтому необходимы следующие конструктивно-технологические решения с обеспечением требований норм промышленной безопасности:

— замена электролизной установки СЭУ-10 на установку ФС-10.25 производства ООО «ИФТИ» с номинальной производительностью по водороду 10 нм3/ч при давлении до 10- ти кгс/см2 с чистотой по водороду не ниже 99,5 % и чистотой по кислороду не ниже 99,5 %;

— оснащение электролизной установки (ЭУ) устройствами релейной защиты и автома­тики (РЗА) и КИПиА в соответствии с требованиями НТД и вывод сигнала срабатывания устройств РЗА на главный щит управления (ГЩУ).

Раздел ЭЭ не имеющий энергоэффективности

Раздел ЭЭ не имеющий энергоэффективности

В соответствии с постановлением Правительства РФ №87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию», проект, подлежащий экспертизе промышленной безопасности, должен содержать раздел 10.1 «Мероприятия по обеспечению соблюдений требований энергетической эффективности и требований оснащенности зданий, строений и сооружений приборами учета используемых энергетических ресурсов». Однако, довольно часто проекты по замене или установке нового оборудования, не имеют энергетической эффективности (ЭЭ).

Тогда, раздел 10.1 ЭЭ можно оформить следующим образом:

Данный проект технического перевооружения не ставит целью повышение энергетической эффективности предприятия или отдельных его участков (узлов), а предусматривает замену морально и физически устаревшего оборудования.

Основное назначение проектируемого технического перевооружения — это повышение надежности и безопасности работы оборудования и предприятия в целом.

ОРУ-110 кВ ТЭЦ

Фото ОРУ 110 ТЭЦ

Основные объекты ОРУ-110 кВ ТЭЦ:

— Секции шин 110 кВ – ОСШ 110, I СШ 110, II СШ 110.

— Трансформаторы генерирующих источников Т – типа ТД-80000/110, 3 шт.

— Трансформаторы связи ТС – типа ТДТНГ-40500-110/35/6,3, 4 шт.

— Трансформатор собственных нужд РТСН – типа ТРДН-25000/110/6,6, 1 шт.

— Трансформатор резервный – типа ТДНГУ-40500/110, 1 шт.

— Воздушные и кабельные линии к потребителям.

— Отходящие линии на ГРУ-6 кВ и ОРУ-35 кВ.

Ремонт стоек УСО

Ведомость ремонта стойки УСО

При возможности установки измерительных трансформаторов (ТТ и ТН) на существующие стойки, очень часто требуется провести их ремонт.

При конструкционном ремонте железобетонных стоек, например, УСО, рекомендуется применять современный материал MasterEmaco S 5400 (EMACO Nanocrete R4), производства BASF.

Ведомость ремонта ЖБ стойки представлена на чертеже сверху.

Работы и приемку производить в соответствии с СП 71.13330.2017 «Изоляционные и отделочные покрытия» и инструкцией завода-изготовителя.

Фундамент под измерительные трансформаторы

Чертеж фундамента под ТТ ТН

При установке измерительных трансформаторов (ТН и ТТ) 110 кВ на сборные металлические опоры необходима замена или реконструкция фундаментов под ними.

В качестве фундаментов рекомендуется использовать железобетонные блоки заводского изготовления. Чертеж блока можно разработать самостоятельно и отправить заводу-изготовителю задание на монтаж.

Установка фундаментов данного типа позволит минимизировать производство земляных и монтажных работ за счет применения железобетонных, малозаглубленных и поверхностных фундаментов.

С целью сокращения временной деградации железобетонного блока,  предусмотрена обмазка поверхностей блока, находящихся в грунте, полимерной мастикой.

Опоры под измерительные трансформаторы

Чертеж опоры под трансформатор

При замене самих измерительных трансформаторов, реконструкции также подлежат и их опорные конструкции.

При замене ТН и ТТ 110 кВ, предполагается замена бетонных фундаментов и металлических опор под трансформаторы .

Металлические опоры под трансформаторы рекомендуется разрабатывать на основе рекомендаций от ООО «АББ Электроинжиниринг», а также в соответствии с главами СП 16.13330.2017.

Изготовление конструкций опор производить по чертежам рабочей документации марки КР с учетом требований ГОСТ 23118-99, монтаж и приемку — СП 70.13330.2012.

Основой опоры является металлическая труба 180х5 ВСт3 по ГОСТ 10704-91. Горизонтальные участки выполнены из листа стального по ГОСТ 19903-74.

Монтажные соединения принимать на болтах нормального класса точности по ГОСТ 7798-70 и монтажной электросварке согласно ГОСТ 5264-80.

Монтажные работы должны производиться по заранее разработанному и утвержденному проекту производства работ, выполненному в соответствии с требованиями СП 48.13330.2011 и СП 49.13330.2012.

Сварку производить электродами типа Э42 по ГОСТ 9467-75 в соответствии с требованиями ГОСТ 5264 80.

Все металлоконструкции окрасить после монтажа двумя слоями эмали ПФ-115 по ГОСТ 6465-76,  по одному слою грунта ГФ-021 по ГОСТ 25129-82 в соответствии со СП 72.13330.2016.