ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ

Топливоснабжение при твердом топливе

В мелкие котельные топливо доставляется автомобильным транспортом, в крупные котельные и на топливные электростанции - железнодорожным [5].

Приемное устройство для топлива на территории крупной котельной или электростанции состоит из одного или нескольких железнодорожных путей 3 (рис. 28). В зимний период вагоны со смерзшимся углем отогреваются в специальных помещениях - тепляках. По мере разогрева вагоны подаются в разгрузочные помещения 4, оснащенные вагоноопрокидывателями. Высыпающееся в бункера или траншеи топливо с помощью питателей подается на транспортер 5 и доставляется на узел первой пересыпки 7, откуда, в зависимости от нужд котельного цеха в топливе, направляется однониточным конвейером 6 на резервный склад 1 или наклонными двухниточными конвейерами 5, укрытыми в галереях, во второй узел пересыпки, совмещенный с дробильным помещением 8, и далее в бункера 17 сырого топлива, расположенные в котельном цехе.

Для уменьшения простоя вагонов (при переполнении бункеров котельного цеха) предусмотрены специальные разгрузочные эстакады 2, которые могут также использоваться для разгрузки неисправных вагонов.

Для измельчения крупных кусков топлива (плит) на тракте топливоподачи до бункеров котлов или на складе уголь подвергается дроблению. Перед дробилками грубого дробления 11 предусматривается установка магнитных сепараторов 9 и 10 для извлечения из топлива металлических предметов, а для удаления древесины (пни, крупная щепа и т. п.) на тракте топливоподачи устанавливаются щепоуловители 12.

После дробилок грубого дробления установлены дробилки мелкого дробления, 11а, а перед последними размещаются грохота 13, с помощью которых отделяются мелкие фракции топлива (до 20 мм) с целью уменьшения расхода энергии на дробление. Дробилки выбирают в зависимости от типа топочного устройства и требований к сжигаемому топливу. При слоевом сжигании, как правило, применяют валково-зубчатые или винтовые, при камерном сжигании - молотковые дробилки.

Дробленый уголь транспортером 14 доставляется в котельный цех, взвешивается ленточными весами 15, пересыпается на распределительные конвертеры, доставляющие уголь к каждому котлу, и сбрасывается питателями 16 в бункера сырого топлива 17 отдельных котлов.

Дальнейшая подготовка твердого топлива до подачи ее в топочное устройство котла зависит от способа сжигания (камерное, высокотемпературное или низкотемпературное вихревое, в плотном слое, в кипящем слое), от свойств топлива. На рис. 28 представлена подготовка топлива для сжигания его в виде пыли в камерной топке котла 30.

При сжигании пыли скорость горения тем выше, чем мельче размолото топливо. При размоле получается пыль с частицами различных размеров. Для определения качества измельчения (тонины помола) пыль рассеивают на ситах с разными диаметрами отверстий. Остатки на ситах с разными размерами отверстий обозначают R, %. Наиболее распространенными показателями являются остатки на ситах с отверстиями 90 и 200 микрон: К90 и К2оо. Размалывается топливо до пылевидного состояния в специальных устройствах - мельницах различных типов. Чем тоньше пыль (чем меньше К90 и К200), тем больше затраты энергии на размол. Одновременно чем больше К90 и К200, тем хуже сгорает топливо (возрастает недожог топлива). Сопоставляя потери от недожога топлива и затраты на помол, можно найти оптимальную тонкость помола, при которой затраты энергии будут наиболее экономически целесообразными.

Подготовка сырого топлива к сжиганию в камерной топке осуществляется в системах пылеприготовления, где оно размалывается в мельницах, подсушивается и подается через горелки в топку. Для сушки применяется горячий воздух, дымовые газы или их смесь.

Различают системы пылеприготовления центральные и индивидуальные [5, 9]. В центральных системах пылеприготовления сушка и размол топлива производятся в отдельно стоящем помещении (в центральном пылезаводе), из которого пыль транспортируется в котельный цех. Наиболее распространены индивидуальные системы пылеприготовления. Они подразделяются на системы прямого вдувания, когда угольная пыль после мельниц сушильным агентом подается в котел, и системы с промскуточным бункером, в которых пыль после мельниц подается в бункера готовой пыли, а из них - в топку (сушильным агентом или горячим воздухом, в последнем случае сушильный агент либо подается в топку через специальные сбросные сопла, либо

очищается от угольной пыли и выбрасывается в атмосферу).

При сжигании, например, бурых углей с влажностью до 40% или торфа с влажностью 50% используются индивидуальные схемы пылеприготовления с прямым вдуванием и сушкой горячим воздухом, как это показано на рис. 28. Сырое топливо из бункера 17 питателем 19 подается в мельницу 24, где оно размалывается и одновременно сушится горячим воздухом, подаваемым из воздухоподогревателя 31 по коробу 22, холодный воздух на воздухоподогреватель 31 подается вентилятором 32. Температура пылевоздушной смеси за мельницей поддерживается на взрывобезопасном уровне разбавлением горячего воздуха холодным, поступающим по коробам 25 и 26. Первичная сушка топлива производится в специальной трубе - сушилке 21. Шибер 18 и мигалки 20 перекрывают подачу топлива при ремонтах, а также для предотвращения поступления горячего воздуха к питателю 19 и в бункер 17. В сепараторе 27 пыль разделяется на мелкие и крупные фракции. Мелкая пыль с сушильным агентом поступает через горелки 29 в топку котла 30. Крупные частицы топлива по трубопроводу 23 возвращаются в мельницу. В горелки 29 подается также вторичный горячий воздух для обеспечения полного сгорания топлива. Предохранительный клапан 28 уменьшает разрушения в случае взрыва угольной пыли в сепараторе 27.

Из-за больших затрат, связанных с приготовлением угольной пыли, применение пылевидного топлива для сжигания ее в факеле в топках котлов теплопроизводительностью менее 84 ГДж/ч (23 МВт) экономически нецелесообразно. В таких котлах используется слоевое сжигание топлива, и топливное хозяйство значительно упрощается. На рис. 29 показано топливное хозяйство крупной промышленно-отопительной котельной с несколькими котлами теплопроизводительностью 23 МВт каждый, где 1 - склады твердого топлива; 2 - кран мостовой; 3 - бульдозер; 4 - помещение приема топлива; 5 - решетки приема топлива; 6 - крытая галерея транспорта угля; 7 - дробильное помещение; 8 - крытая галерея транспорта дробленого топлива; 9 - здание котельного цеха; 10 - виброразгрузчик; 11 - разгружаемый вагон; 12 - дробилка двухвалковая зубчатая; 13 - конвейер угля ленточный; 14 - металлоуловитель подвесной; 15 - бункер приема угля с питателем; 16 - питатель дробленого угля; 17 - конвейер ленточный дробленого угля; 18 - бункера дробленого угля (бункера сырого топлива перед котлами).

Уголь после выгрузки его из вагонов перемещается бульдозером 3 в штабели 1 или к приемному бункеру 15, перекрытому решеткой 5, предназначенной для отделения крупных глыб угля и породы, а также древесных включений больших размеров. Как и в рассмотренном ранее случае (рис. 28), здесь уголь перемещается ленточными транспортерами. В небольших котельных вместо ленточных конвейеров для транспортировки топлива применяются электротельферы, элеваторы и скиповые подъемники. Электротельферы имеют грузоподъемность от 0,5 до 5 тонн. Ковшовые элеваторы удобны в котельных, занимающих небольшую территорию. Высота подъема элеваторов достигает 30 м, производительность составляет 85 м /ч. Ковшовые элеваторы плохо работают при наличии в топливе больших кусков,
они требуют равномерную загрузку ковшей, для раздачи топлива по бункерам котлов необходим горизонтальный ленточный конвейер.

Скиповые подъемники применяются для вертикального или наклонного транспорта топлива и распределения топлива по бункерам котлов (рис. 30).

Подача угля со склада в приемный бункер 6 производится автопогрузчиком или автосамосвалом. Скиповой подъемник представляет собой автоматически нагружаемый дозатором 7 и разгружаемый опрокидывателем 4 ковш 8; емкость ковша - 0,5; 0,75; 1,0 или 1,5 м ; он перемещается по направляющим 5 при помощи электролебедки. Производительность подъемника от 5 до 25 т/ч. Из бункеров 3 при помощи системы топливоподачи 2 топливо поступает в котлы 1.

Стоимость транспортирования топлива определяется, помимо прочих факторов, также и временем работы системы топливоподачи. Часовая производительность тракта топливоподачи определяется, исходя из суточного расхода топлива в котельном цехе, но должна быть не менее максимального расхода топлива. Бесперебойность подачи топлива в топки обеспечивается необходимым запасом угля в бункерах котлов и наличием резервного транспортирующего оборудования. Запас угля в бункерах каждого котла принимается:

- при работе системы транспорта топлива в одну смену - не менее чем на 18 часов работы котла;

- в две смены - на 10 и более часов работы котла;

- в три смены - от 3 до 10 часов работы котла при его максимальной производительности.

При двухниточной системе транспорта топлива к котлам часовая производительность каждой нитки должна быть равна расчетному часовому расходу топлива котельным цехом.

Склады твердого топлива (см. рис. 28, 29) должны обеспечить работу электростанции (котельной) в периоды между доставками топлива. Количество угля на складах должно быть таким, чтобы обеспечить работу котельного цеха при его максимальной загрузке в течение двух недель. Под склады выбираются сухие горизонтальные площадки, планировка площадок выполняется с небольшим уклоном в сторону специальных лотков для отвода дождевых и талых вод. Поверхность грунта покрывается слоями шлака и глины толщиной по 10.15 см с послойной укаткой.

По склонности к самовозгоранию угли подразделяются на четыре группы. Высота штабелей углей первой группы не ограничена. Угли второй группы при хранении более двух месяцев следует укладывать послойно с укаткой каждого слоя, толщина которого не должна превышать двух метров. Высота штабелей других групп углей принимается в соответствии со СБИЛ П-3 5-76.

Кусковой и фрезерный торф укладываются в штабели не длиннее 125 м, шириной не более 30 м и высотой до 7 м.

При длительном хранении на складе изменяются физико-химические свойства твердого топлива: снижается теплота сгорания (на 0,5.3,5%), увеличивается влажность, возникают условия для самонагревания и самовозгорания топлива. Для измерения температуры внутри штабеля топлива устанавливаются металлические трубы диаметром от 25 мм. Опасным очагом самовозгорания считается участок штабеля с температурой 60°С и выше. В этом случае следует тщательно уплотнить (катками) поверхность над опасным участком. Если и после уплотнения температура продолжает повышаться, следует штабель в этом месте разобрать, изъять нагретый уголь и заложить уголь той же марки с утрамбовкой.