Типы и технологические схемы топливного хозяйства

 

Различают основное, резервное, аварийное и растопочное мазутные хозяйства ТЭС и котельных.

Основное мазутное хозяйство сооружается на ТЭС и котельных, для которых мазут является основным видом сжигаемого топлива, а газ сжигается как буферное топливо в периоды сезонных его избытков. Расчётный суточный расход мазута для электростанций определяется, исходя из 20-часовой работы всех установленных энергетических котлов при их номинальной производительности для полной проектной мощности электростанции и 24-часовой работы водогрейных котлов при покрытии тепловых нагрузок при средней температуре самого холодного месяца.

Резервное мазутное хозяйство создаётся на ТЭС и котельных, для которых основным топливом является газ, а мазут сжигается в периоды отсутствия газа (зимой).

Аварийное топливное хозяйство предусматривается на электростанциях и котельных, для которых основной и единственный вид топлива - газ, а мазут используется только при аварийном прекращении подачи газа.

Растопочное мазутное хозяйство имеется на всех электростанциях и котельных с камерным сжиганием твёрдого топлива. Оно используется также для снабжения мазутом пусковой котельной. В случае установки на таких электростанциях газомазутных пиковых водогрейных котлов их мазутное хозяйство объединяется с растопочным.

Пусковая котельная снабжается мазутом соответственно от основного или растопочного мазутного хозяйства.

Мазут доставляют на котельные железнодорожным, водным и трубопроводным транспортом. Наиболее распространён первый способ. Трубопроводный транспорт используется, если котельная находится вблизи нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) или магистральных мазутопроводов.

От нефтеперерабатывающего завода мазут подаётся в котельную по одному трубопроводу; в отдельных случаях, при соответствующем обосновании, возможна подача мазута по двум трубопроводам. При этом пропускная способность каждого из них принимается равной 50 % максимального часового расхода топлива на все рабочие котлы при их номинальной производительности.

Мазут доставляется по железной дороге в четырёхосных цистернах грузоподъёмностью 50 и 60 т, в шестиосные грузоподъёмностью 90 т. Так как цистерны не оборудованы устройствами для подогрева мазута в пути, его температура в период транспортировки может снижаться ниже температуры застывания [10].

Систему всех устройств и механизмов, предназначенных для приёма, разгрузки, перемещения, хранения и предварительной обработки топлива, называют топливным хозяйством. Схема топливного хозяйства и применяемое оборудование зависят от вида сжигаемого топлива.

Прибывающие железнодорожные составы с топливом разгружаются в закрытом разгрузочном помещении в бункера, расположенные под железнодорожным путём, откуда топливо при помощи особых устройств подаётся на ленточные транспортёры, а с них на наклонные транспортёры, доставляющие уголь в дробильные помещения, где оно сначала проходит через грохот. Крупные куски топлива после грохота поступают в дробилку, а из дробильного помещения уголь по наклонному транспортёру направляется в бункерное помещение котельной. Для учёта количества топлива установлены ленточные весы.

В каждом конкретном случае описанная выше общая принципиальная схема топливного хозяйства приобретает частные особенности, которые определяются

Особенности расположения станции и её площадки, определяя генеральный план станции в целом, также диктуют выбор типа компоновки топливного хозяйства. При стеснённости площадки станции, например, когда она расположена в городе или в центре завода, склад приходится отрывать от станции, относя его на значительное расстояние. Неудобства площадки могут привести к появлению излишних звеньев топливоподачи. Наконец, форма предназначаемой для склада площадки и условия подхода к ней подъездных путей определяют тип погрузочно-разгрузочного оборудования склада, его профиль и схему связи его с остальной частью топливного хозяйства.

Общие схемы топливного хозяйства электростанций, работающих на твёрдом топливе.

Топливное хозяйство современной электростанции, работающей на твёрдом топливе, представляет собой сложную систему различных устройств и механизмов. Чтобы изучить последовательность операций, которым подвергается топливо от момента его поступления на станцию до подачи в бункеры котельной, рассмотрим некоторые основные схемывыполнения топливного хозяйства электростанции, начав с одной из наиболее распространённых схем, которая может быть оценена как типовая

Типовое топливное хозяйство современной электрической станции, работающей на твёрдом топлив, включает следующие основные элементы

 

Таблица 3.4 – Техническая характеристика винтовой дробилки-грохота

Показатели	Единица измерения	Количество
Производительность	т/час	до 10
Фракция дробления	мм	до 50
Наибольший размер кусков угля до дробления	мм	200
Мощность электродвигателя привода	кат	10
Вес дробилки	кг	1600

Рис. 3.1 – Схема топливного хозяйства:

1 – вагонные весы, 2 – разгрузочная площадка,

4 – транспортные механизмы, 4 – узел пересыпки, 5 и 7 – самосвалы,

6 – склад топлива, 8 – дробилки, 9 – автоматические весы,

10 – вертикальный транспорт, 11 – центральный бункер котельной,

12 – горизонтальный транспорт, 13 – бункера  котлов

 

На рис. 3.1 показана одна из возможных схем топливного хозяйства отопительной котельной, работающей на твёрдом топливе.

Схема топливного хозяйства ТЭС предопределяется последовательностью технологических операций с топливом, предшествующих его поступлению в пыле-приготовительную установку. Компоновка объектов топливного хозяйства зависит от характеристик топлива, вида используемых механизмов и машин, мощности станции. Для повышения надёжности эксплуатации, простоты управления и сокращения объёмов пусковых комплексов топливное хозяйство ТЭС мощностью 4000 МВт и более разделяют на две самостоятельные части, предусматривается автономная подача топлива на несколько блоков по идентичным схемам [10].

Принципиальная схема топливного хозяйства зависит от вида и свойств поступающего топлива, способа его доставки и сжигания, типа и мощности электростанции, а также климатических условий.

 

 

Рис. 3.2 – Структурная схема топливного хозяйства при твёрдом топливе

а – с приёмным устройством и вагоноопрокидыванием,

б – с безъёмкостным разгрузочным устройством:

1 – вагонные весы, 2 – приесное устройство с вагоопрокидывателем,

3 – дробилки первой ступени дробления, 4 – сарай для размораживания вагонов с топливом, 5 – ленточные конвейеры на узел пересыпки,

6 – узел пересыпки, 7 – конвейеры на узел деления потока топлива,

8 – узел деления потока топлива, 9 – конвейеры на склад топлива и со склада на узел пересыпки, 10 – конвейеры к дробильным установкам,

11 – дробильные установки, 12 – конвейеры на бункерную галерею,

13 – узел пересыпки на горизонтальные конвейеры, 14 – ленточные весы,

15 – бункера сырого топлива котла, 16 – склад топлива, 17 – безъёмкостное разгрузочное устройство

 

Принципиальная схема топливного хозяйства показана на рис. 3.2. Вагоны с топливом взвешиваются на весах и направляются в размораживающие устройства и далее в приёмно-разгрузочное устройство, где топливо выгружается из вагонов в бункера, траншеи или на площадки. Из приёмно-разгрузочного  устройства топливо транспортными механизмами подаётся на склад или в дробильную установку. В дробильную установку топливо подаётся также и со склада. После дробления топливо транспортными механизмами подаётся через весы в бункера котлов [10].

В зависимости от конкретных условий состав и схема топливного хозяйства могут значительно видоизменяться. На промышленном предприятии с одним общим топливным складом топливо разгружается на складе и подаётся к котлам вагонами. Механизмы, связывающие склад топлива

 

 

На рис. 3.3 изображена схема топливного хозяйства современной крупной электростанции.

Рис. 3.3 – Схема топливного хозяйства крупной электростанции.

 

В отдельных случаях схема топливного хозяйства может отличаться в некоторых элементах от рассмотренной.

Из каких основных элементов состоит технологическая схема топливного хозяйства электростанции, работающей на твёрдом топливе.

Рис. 3.4 – Схема топливного хозяйства тепловых электростанций

1 – вагонные весы, 2 – разгрузочные траншеи, 3 – транспортное устройство,

4 – транспортеры, подающие топливо на склад, 5 – узел пересылки топлива,

6 – транспортёр, обслуживающий дробильную установку,

7 – дробильная установка, 8 – автоматические весы, 9 – транспортёр на бункеры котельной, 10 – перегрузочный пункт, 11 – распределительные транспортеры,

12 – бункеры котлов

 

Типовая схема топливного хозяйства электростанций, работающих на твёрдом топливе, показана на рис. 3.4. Топливо поступает на подъездные пути в железнодорожных вагонах, взвешивается на вагонных весах 1 и разгружается в бункеры или траншеи 2. Отсюда топливо поднимается транспортёром 3 на узел пересыпки 5, от которого оно может подаваться транспортёрами 4 на склад или транспортёрами 6 в дробильную установку 7.

На рис. 3.5  показана схема топливного хозяйства при поступлении топлива в котельную железнодорожным транспорт-

Непосредственно мазутонасосная станция, обслуживающая топливное хозяйство ТЭС, ГРЭС или котельных, обеспечивает следующие операции приём мазута и перекачку его в хранилище (резервуары), циркуляционный подогрев мазута в резервуарах, подготовку топлива к сжиганию (очистку, подогрев и создание необходимого давления) и ввод в мазут жидких присадок. В зависимости от рабочего давления мазута перед горелками котлов, создаваемого основными насосами, мазутонасосные, как и сами схемы, могут быть одноступенчатыми и двухступенчатыми (разделёнными или совмещёнными).

Рис. 3.5 – Общая схема топливного хозяйства электростанции.

 

Как уже было сказано выше, схема топливного хозяйства электростанции для жидкого топлива аналогична схеме для твёрдого топлива, то есть также состоит из приёмного устройства, склада и промежуточных связей между ними и котельной в виде системы трубопроводов. Если мазут посту-

В практике проектирования находят применение и внешние нормативы. Так, нормативными документами определены требуемые запасы топлива на ТЭС в зависимости от используемого топлива (уголь, газ, мазут, сланец, торф), удалённости от топливных баз вида средств доставки топлива. Для решения некоторых задач развития ЭЭС используются согласованные значения удельного ущерба у различных потребителей от недопоставки электроэнергии. В трубопроводных системах энергетики регламентированы требования к надёжности энергоснабжения электроприёмников путём нормирования допустимого времени перерыва питания. Эти требования определяют структуру схемы их электроснабжения – число независимых источников питания. Некоторые нормативы действуют в части оснащения потребителей вторыми топливными хозяйствами [10].

В книге изложены основы рационального построения теплового хозяйства электростанции и методы достижения надёжной и экономичной её работы. Значительное внимание уделено вопросам тепловой экономичности, рациональному построению принципиальной и полной тепловой схемы и компоновке главного здания станции. Подробно изложены вопросы технического водоснабжения и топливного хозяйства станции. Освещены вопросы золоулавливания и золоудаления, генерального плана электростанции и выбора площадки для её сооружения. Рассмотрены вопросы расхода электроэнергии на вспомогательные механизмы и экономические показатели станции.

Высокие санитарные требования привели к необходимости выполнить вместо открытого склада обычного типа закрытый склад.

 

Рис. 3.6 – Схема топливного хозяйства при доставке топлива железнодорожным транспортом и подаче угля в котельную ленточными конвейерами:

1 – бункер для угля, 2 – приводная станция второго подъёма,

3 – тележка для сброса угля с конвейера, 4 – автоматические весы,

5 – конвейер второго подъёма 6 – рукав для сброса угля мимо дробилки,

7 – приводная станция первого подъёма, 8 – валковая дробилка,

9 – разгрузочный лоток, 10 – натяжное устройство, 11 – ленточный конвейер первого подъёма, 12 – груз, 13 – питатель топлива 14 – железнодорожный путь,

15 – приёмный бункер, 16 – электродвигатель питателя,

17 – натяжная станция конвейера, 18 – надбункерная решётка

 

Земельные участки для строительства котельных выбираются в соответствии со схемой теплоснабжения, проектами планировки и застройки городов, поселков и сельских населённых пунктов. На площадке котельной располагают главный корпус, сооружения топливного хозяйства и золошлакоудалепия, трансформаторную подстанцию, газорегуляторный пункт (ГРП), устройства для сбора и возврата конденсата, баки-аккумуляторы горячего водоснабжения, здание водоподготовки и реагентного хозяйства. Особенно тщательно должна выбираться площадка для строительства котельной при сжигании твёрдого и высокосернистого топлива [10].

Правильно организованный контроль качества топлива является одним из условий оценки работы ГТУ. Поскольку в настоящее время отсутствуют опробованные типовые схемы, определяющие места отбора, количество отбираемых проб, а также не определены необходимые показатели, в местных инструкциях все это должно быть указано. В этих инструкциях должна быть также приведена методика отбора проб из различных точек в тракте топливного хозяйства.

Расход топлива на тепловых электростанциях зависит от мощности и типа станции, а также от теплоты сгорания сжигаемого на ней топлива. При одинаковой мощности на ТЭЦ всегда сжигается топлива больше, чем на конденсационной электростанции, работающей на таком же топливе. Особенно большое количество топлива сжигается на мощных электростанциях, работающих на углях с НИ31К0Й теплотой сгорания. Так, например, на конденсационной электростанции мощностью 2,0 млн. кет, работающей на угле с =2500 ккал/кг, суточный расход топлива может достигать 40000 т, то есть. 15-30 железнодорожных составов. Разгрузка, хранение и подача в котельную столь больших количеств угля требуют высокой степени механизации этих работ. Необходимые для этой цели устройства и оборудование объединяются в топливном хозяйстве электростанции, от качества работы которого зависят во многом надёжность и бесперебойность эксплуатации. Значение топливного хозяйства для надёжности работы электростанции столь велико, что значительное число устройств и механизмов в схеме топливного хозяйства имеет 100 % резерва, то есть дублируется. Наиболее сложные схемы устройства и оборудования топливного хозяйства получаются для электростанций, работающих на твёрдом топливе углях, сланцах и торфе [10].