Выбор системы пылеприготовления и мельниц.

Подготовка твердого топлива к сжиганию осуществляется в системах пылеприготовления (СПП), центральной для ТЭС в целом или индивидуальных для каждого котла. На ТЭС и в промышленных котельных Украины используют индивидуальные СПП. Назначение СПП: измельчить и подсушить топливо до требуемых по условиям экономичного сжигания размеров частиц и влажности пыли W^пл. Тонкость помола топлива характеризуется остатком на сите R₉₀, %. Тонкость помола пыли обуславливает условия воспламенения топлива и полноту его выгорания в топке (величину q₄). Поэтому оптимальная по условиям горения тонкость помола зависит от V^daf.

Рекомендуемые значения тонкости помола и типы мельниц, обеспечивающие ее, приведены в таблице 1.1

 

 

Таблица 1.1 – К выбору типа углеразмольных мельниц

Топливо	Коэффициент размолоспособности Кло	Выход летучих веществ V^daf, %	Рекомендуемый тип мельницы	Замещающий тип мельницы	Тонкость пыли R90, %
Антрацит	£ 1	-	ШБМ	-	4–7
Каменный уголь	£ 1,1	Нет ограничения	ШБМ	-	10-25
Отходы обогащения	£ 1,2	То же	ШБМ	-	15-25
То же^1	> 1,2	-“-	ШБМ	ММ	15-25
Каменный уголь ^1	>1,1   >1,1 >1,1	24>V^daf>12   35>V^daf>24 ³35	СМ^2   СМ СМ	ШБМ, ММ ММ ММ	8-14   15-25 25-30
Бурые угли с приведенной влажностью, %, кг/МДж <4 >4	Нет ограничений	ММ МВ	МВ ММ
Сланцы и фрезерный торф	Нет ограничений	ММ	МВ

_____________

¹ Для углей с высоким содержанием серы ( ³ 6 %) применяется только ШБМ.

² Для углей А^d ³ 30 % СМ применять не рекомендуется.

 

 

При выборе типа мельниц следует учитывать, что шаровые барабанные мельницы (ШБМ) характеризуются по сравнению с другими типами большими габаритами и повышенным расходом электроэнергии на размол.

Влажность пыли зависит от V^daf и определяется в зависимости от гигроскопической влажности

для углей марки А, Т, СС 0,5 £ < 0,5 ;

для каменных углей с V^daf >25 0,5 £ £ ;

для бурых углей < £ + 8.

 

При сушке сухих и умеренно влажных топлив в качестве сушильного агента целесообразно использовать горячий воздух, при сильно влажных – смесь горячего воздуха с продуктами сгорания топлива или только продукты сгорания. Для сильно влажных топлив при влажности пыли более 14 % рекомендуются разомкнутые системы пылеприготовления. При разомкнутых СПП отработанный сушильный агент не поступает в топку и газоходы котла, а сбрасывается в газоход уходящих газов. Разомкнутые СПП целесообразно использовать в тех случаях, когда для обеспечения устойчивого горения и экономичного сжигания топлива требуется удалить отработанный забалластированный влагой сушильный агент из топки и газоходов котла.

Подготовленная пыль может подаваться непосредственно в горелки котла (пылесистемы с прямым вдуванием) либо в пылевой бункер (системы с промежуточным бункером).

Выбор типа системы пылеприготовления производится с учетом производительности котла и характеристик топлив.

Разомкнутые системы пылеприготовления рекомендуются

 

 

для котлов с паропроизводительностью не менее 50 т/ч (D ³ 50 т/ч). В схему СПП необходимо включать пылеуловители, промежуточный пылевой бункер и питатели пыли.

Замкнутые системы с пылевым бункером применяются обязательно в том случае, если для размола топлива используются ШБМ.

При размоле топлива в молотковых мельницах (ММ), среднеходовых (СМ) или мельницах-вентиляторах (МВ) реализуются, как правило, системы с прямым вдуванием аэросмеси в топку.

При сжигании влажных топлив и использовании для их сушки дымовых газов или смеси горячего воздуха и дымовых газов в систему с прямым вдуванием целесообразно включать пылеконцентратор. В пылеконцентраторе осуществляется разделение аэросмеси на два потока: «богатая» пылевоздушная смесь с повышенным содержанием пыли (80 – 85 %) и обедненная, с содержанием 15 – 20 % пыли.

Количество воздуха, используемое для сушки топлива, не должно превышать количество первичного воздуха, необходимого для устойчивого воспламенения и горения топлива в топке. Коэффициент подачи первичного воздуха (a₁) определяется по табл. 1.2.

 

Таблица 1.2 – К выбору коэффициента подачи первичного воздуха a₁

Топливо	Расход первичного воздуха на горение при транспорте пыли в долях от теоретически необходимого
горячим воздухом	сушильным агентом
АШ, Т, СС	0,15-0,20	0,20-0,25
Каменные угли при V^daf > 28 %	0,20-0,25	0,25-0,35
Бурые угли	0,20-0,25	0,45-0,55

 

Температура пылевоздушной смеси на выходе из системы пылеподготовки определяется из условий взрывобезопасной работы по табл. 1.3.

 

Таблица 1.3 – Температура первичного воздуха, с которым пыль подается в горелки

 

Топливо	При сушке воздухом, ^оС	При сушке смесью дымовых газов и воздуха, ^оС
Для системы с пылевым бункером
Тощий уголь		-
Экибастузский уголь		-
Каменные и бурые угли
Антрациты	Не ограничивается
Для системы с прямым вдуванием при размоле в молотковых и других мельницах
Каменные угли
Бурые угли и сланцы
Фрезерный торф

 

Количество мельниц выбирают в зависимости от паропроизводительности котла, типа мельниц и системы пылеприготовления. При этом следует учитывать расположение горелок в топке, удобство компоновки мельниц и трассировки пылепроводов. Рекомендуемое количество мельниц указано в таблице 1.4.

 

 

Таблица 1.4 – Выбор количества мельниц

 

СПП, Тип мельниц	Паропроизводительность котла, т/ч
35-75	110-270	320-420	500-950
Схема с прямым вдуванием:
ШБМ			-	-	-	-
ММ, СМ и МВ		2-4	3-4	4-6	6-8	8-10
Схема с пылевым бункером:
ШБМ, ММ	1-2	1-2^1	1-2^1

___________

¹ Для котлов с D< 50 т/ч в случае возможности остановки мельницы и для неблочных котлов с D от 120 до 420 т/ч при наличии связи с соседними котлами по пыли допускается установка одной мельницы.

 

Подачу пыли из пылевого бункера к пылепроводам котла обеспечивают питатели пыли. К горелкам пыль поступает в виде пылевоздушной смеси с отработанным сушильным агентом или горячим воздухом, который не прошел через СПП. В последнем случае сушильный агент вводится в топку через сбросные сопла.

Температуры пылевоздушной смеси при транспорте пыли сушильным агентом приведены в таблице 1.3.

 

Выбор типа шлакоудаления

1.5.1. Твердое шлакоудаление (ТШУ) рекомендуется при сжигании фрезерного торфа, сланцев, бурых и каменных углей с выходом летучих горючих V^daf > 12%.

Отличительная особенность топок с ТШУ - наличие холодной воронки.Холодная воронка образована нижней частью фронтового и заднего экранов, наклоненных под углом 52-55 ^о к горизонту. В холодной воронке происходит охлаждение и грануляция шлака. Твердые частицы шлака ссыпаются по ска-

 

там в шлакоприемное устройство. Шлак, удаляемый из топки через выход холодной воронки, составляет часть термохимически преобразованной минеральной массы топлива. Остальная масса твердых частиц (летучая зола) выносится из топки с топочными газами. Доля уноса для топок с ТШУ а _ун = 0,95. Доля шлака определяется по выражению

 

а _шл = 1 - а _ун..

 

1.5.2. Жидкое шлакоудаление (ЖШУ) рекомендуется только при сжигании антрацита и каменных углей с V^daf менее 10¸12 %, т.е. при сжигании малореакционных топлив. В топках с ЖШУ вытекающий шлак при минимальной нагрузке должен иметь среднюю температуру выше температуры истинно жидкого состояния t _o, а вязкость не выше 40-50 Па×с. Для этого необходимо выполнение условия:

 

T_ф > t_о + 273,

 

где Т_ф-температура факела, К.

Повышение Т_ф достигается уменьшением теплоотвода от продуктов сгорания в зоне активного горения за счет выполнения «зажигательного пояса». Для этого экран топочной камеры в зоне активного горения выполняют из ошипованных труб и покрывают огнеупорной (карборундовой) массой (футеруют). Отличительная особенность топок с ЖШУ -выполнение нижней части топочной камеры слабонаклоненной к горизонту (15^о). При выполнении нижней части топки с наклоном стен 52-55 ^о (т.е. в виде холодной воронки) воронку топки также «утепляют», т.е. выполняют из ошипованных и покрытых огнеупорной массой труб. На поде размещаются летки для выхода шлака.

Преимущество топок с ЖШУ заключается в возможности сжигания топлив типа АШ, Т и СС со снижением потерь с ме ханическим недожогом q₄ на 30 %, в повышении теплового

 

напряжения топочного объема q_v и, следовательно, уменьшении габаритов топочной камеры, в снижении абразивного износа поверхности нагрева вследствие снижения доли уноса золы а _ун до 0,8. Однако топки с ЖШУ отличаются сложностью конструкции, повышенным образованием оксидов азота, меньшим по сравнению с топками с ТШУ диапазоном регулирования нагрузки и большей чувствительностью к увеличению А^r топлива.

 

Подготовка к сжиганию мазута

Для надежной транспортировки мазута к форсункам горелок и качественного его распыла вязкость мазута не должна превышать 2 – 3 ^оВУ. Обеспечение такой вязкости осуществляется за счет подогрева мазута. Температура подогрева мазута зависит от его марки и определяется по графику [1, рис.3.2].

Давление мазута в зависимости от мощности форсунки составляет от 1,2 до 3,4 МПа.