ОБМЕН ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ОПЫТОМ

Надежная и экономичная эксплуатация пылеугольной котельной установки в значительной степени зависит от эффективности работы системы пылеприготовления.

Взаимное влияние пылесистемы и котла заключается в том‚ что режимом котла определяется исходный температурный уровень сушильного агента (горячего воздуха или дымовых газов)‚ от которого зависит сушильная производительность мельницы‚ а количеством и фракционным составом готовой пыли‚ производимой в пылесистеме‚ – паровая нагрузка и экономические показатели котла. Кроме того‚ пылепроизводительность пылесистемы тесно связана с функционированием устройств сепарации и осаждения угольной пыли – сепаратором и циклоном.

Сепаратор предназначен для наиболее полного воздушного разделения исходного мельничного дисперсного состава угольной пыли на две составляющие – тонкий и грубый продукты‚ т.е. на готовую пыль и пыль возврата‚ направляемую из сепаратора на домол в мельницу.

Осаждение пыли в циклоне относится к области фильтрации и должно обеспечивать максимально возможное удаление из движущегося пылевоздушного потока всех пылеугольных частиц.

Действительная эффективность процессов сепарации осаждения может быть оценена только при достоверном определении расхода и фракционного состава угольной пыли во всех входных и выходных пылевоздушных потоках сепаратора и циклона.

При испытании пылеприготовительных установок расход угля и пыли обычно определяют объемным или весовым методом, а отбор проб угольной пыли производят одновременно двумя пылеотборными трубками, которые перемещают по двум взаимно перпендикулярным диаметрам пылепровода [1]. Однако сложность и трудоемкость применяемых методов не гарантируют исключе- ние возможных погрешностей при измерениях расхода и отборе пробы пыли.

В соответствии с международным стандартом ISO 9931 фирмой “Марк и Веделль” (Дания) разработан, изготовлен и поставлен на энергообъекты многих стран мира портативный пылеотборник PFS, который осуществляет представительный от-

бор пробы угольной пыли из пылепровода круглого сечения в течение четко фиксированного отрезка времени.

Технологическая схема пылеотборника состоит из следующих основных узлов:

беспыльного соединения с подводом сжатого воздуха и пневмоклапаном уплотнения;

пробоотборной трубки с вращающейся головкой, имеющей четыре наконечника отбора пылевоздушной смеси, механизм ориентации и ручного поворота головки, гайки крепления к беспыльному соединению и циклону пыли;

высокоэффективного циклона с пробосборным баллоном емкостью 500 мл для накопления отсепарированной угольной пыли;

портативного блока управления, включающего воздушный эжектор, нагревательный термоэле- мент-калорифер сжатого воздуха, реле времени (таймер) со звуковым и световым сигналами.

Панель портативного блока оснащена ключами управления воздушной арматурой эжектора, кнопкой запуска реле времени и контрольно-измерите- льными приборами регулятора температуры сжатого воздуха и перепада давления на трубе Вентури.

Пылеотборник PFS обеспечивает: изокинетические условия, при которых ско-

рость отбора пробы соответствует скорости пылевоздушного потока в пылепроводе;

представительность отбора единичной пробы из 64 точек, равномерно расположенных на четырех концентрических окружностях, радиусы которых соответствуют расстояниям от центра сечения пылепровода до оси отверстий наконечников вращающейся головки и составляют: 0,177D, 0,307D, 0,395D è 0,468D, ãäå D – диаметр пылепровода;

четкую фиксацию продолжительности отбора пробы: отбор пробы при одном положении вращающейся головки (одновременный отбор из четырех точек) за 15 с, полный цикл отбора единичной пробы [16 положений головки (64 точки отбора)] за 4 мин;

поддержание температурного режима в системе пылеотборника, который должен соответствовать температуре пылевоздушного потока и исключать возможность конденсации влаги.

Практическое применение пылеотборника PFS возможно только при выполнении следующих условий:

отбор проб – из пылепровода пневматического транспорта с внутренним диаметром не менее 210 мм;

максимальный объем пробы – 400 мл; крупность частиц угольной пыли не более 1,5 мм;

энергетические источники – электропитание с напряжением 220 или 110 В и сухой очищенный сжатый воздух давлением не менее 0,6 МПа;

рабочая температура в системе пылеотборника – не более 125°С.

При размоле угля марки АШ в пылесистеме котла ТПП-210А Трипольской ТЭС были определены показатели эффективности сепарации и осаждения пыли по данным измерений пылеотборником PFS.

Техническая характеристика пылесистемы котла ТПП-210А:

индивидуальная замкнутая схема пылеприготовления с промежуточным бункером пыли, сушкой горячим воздухом и транспортом пыли под разрежением;

шаровая барабанная мельница типа ШБМ 370/850 (Ш-50А) номинальной производительностью 50 т/ч для АШ с коэффициентом размолоспособности Këî = 0,95 и остатками на ситах R5 = 20%, R90 = 7%;

центробежный сепаратор воздушно-проходно- го типа СП-2 диаметром 5500 мм с двумя ступенями сепарации и возвращением на домол в мельницу крупных фракций пыли;

циклон НИИОГАЗ диаметром 3750 мм; мельничный вентилятор типа ВМ 100/1200. Условия проведения испытания пылесистемы: уголь марки АШ с Qir = 19,90 20,50 ÌÄæ/êã,

Ad = 27,7 29,5%, Wtr = 8,2 8,4%;

паропроизводительность корпуса котла 350, 390 и 450 т/ч;

температура горячего воздуха (сушильного агента) 300 – 315°С;

присосы холодного воздуха в пылесистеме 22,5%;

шаровой заряд барабана мельницы 80 т; температура аэросмеси за мельницей 130 –

135°Ñ.

Двухкорпусный котел ТПП-210А оснащен тремя пылесистемами.

Принципиальная схема пылесистемы с расположением мест отбора проб пыли из пылепроводов до и за сепаратором, а также за циклоном (до мельничного вентилятора) показана на ðèñ. 1.

В каждом опыте при постоянной нагрузке корпуса котла и максимальной производительности мельницы трижды отбиралась проба из пылепровода, определялись ее средняя масса и фракционный состав угольной пыли. Одновременно с отбо-

3

$#-% %,

1 – бункер сырого угля; 2 – питатель сырого угля; 3 – мельница ШБМ; 4 – сепаратор; 5 – циклон; 6 – мельничный вентилятор; отбор проб: À – мельничный продукт; Á – готовая пыль; Â – пыль уноса

ром проб пыли определялись расход угля, поступающего на ленту питателя сырого угля объемным методом согласно [1]; производительность мельницы (ШБМ), которая пересчитывалась на влажность готовой пыли Wïë = 0,5%.

Расход угольной пыли в пылепроводе рассчи- тывался по формуле

ãäå n – число положений вращающейся головки пылеотборника PFS; k1 – коэффициент отношения площадей поперечных сечений пылепровода и че- тырех входных отверстий наконечников вращающейся головки (внутренние диаметры пылепроводов до и за сепаратором, за циклоном и одного отверстия наконечника составляли соответственно: 1600, 1750, 1820 и 5 мм); k2 – коэффициент частоты отбора проб угольной пыли, с – 1,

1 k 2 ,

где – длительность отбора пробы в одном положении вращающейся головки, равная 15 с; b – масса угольной пыли в пробосборном баллоне, кг.

Эффективность сепарации угольной пыли оценивалась по комплексу показателей:

кратности циркуляции и доли выхода тонкого продукта (готовой пыли);

коэффициенту степени регулирования; КПД сепаратора по тонкому и грубому продук-

òàì;

показателю Eñ, учитывающему степень попадания грубых фракций в тонкий продукт или тонких фракций в грубый продукт (пыль возврата).

Показатели эффективности сепаратора определены по рекомендациям [2, 3] и приведены в òàáë. 1.

Для сравнения определены показатели эффективности сепаратора по данным ранее выполненного испытания пылесистемы без использования пылеотборника PFS. Испытание пылесистемы проводилось при паропроизводительности корпу-

Wtr = 8,1 10,0%. Результаты расчета показателей

представлены в òàáë. 2.

В результате сравнительного анализа приведенных в òàáë. 1, 2 показателей можно сделать следующее заключение.

1. Значения пылепроизводительности мельницы Bì, определенные объемным методом, близки к значениям расхода готовой пыли B3, рассчитанным по данным измерений пылеотборником PFS.

П р и м е ч а н и е . Показатель Eñ рассчитан для фракций угольной пыли с остатками на сите 90 мкм (R90).

место практически для всех показателей эффективности сепаратора. Использование пылеотборника PFS упрощает процесс исследования и значи- тельно сокращает продолжительность и материальные затраты на проведение испытания пылесистемы.

2. Относительно низкий уровень кратности циркуляции (Kö < 2,0) и достаточно высокий коэффициент степени регулирования (ìàêñ 4,0) положительно влияют на работу пылесистемы.

3. Значения показателя Eñ находятся в интервале 42 – 55%, что по данным [3] соответствует удовлетворительной работе центробежных сепараторов воздушно-проходного типа при размоле АШ и нормальном состоянии оборудования.

Íà ðèñ. 2 показаны зависимости КПД сепаратора и показателя Eñ по тонкому продукту от кратности циркуляции. При увеличении кратности циркуляции КПД сепаратора снижается; показатель Eñ сначала возрастает, а после достижения максимального значения падает.

По максимуму показателя Eñ определяется наивыгоднейшее (оптимальное) значение кратности

Ò à á ë è ö à 2

П р и м е ч а н и я : 1. Расход готовой пыли равен пылепроизводительности ШБМ, т.е. Â3 = Âì. 2. Показатель Eñ рассчитан для фракций угольной пыли с остатками на сите 90 мкм (R90).

Ec, c, % 90

80

1

70

60

2

50

40

30

1,4 1,5 1,6 1,7 Kö

* & 8$ 1

& # # ,

1 – КПД сепаратора; 2 – показатель Eñ; опыты: – с пылеотборником PFS; – без пылеотборника PFS

циркуляции, которое для данной пылесистемы составляет Köîïò = 1,66 0,2.

При заданной тонкости готовой пыли и установившемся режиме размола эффективность работы сепаратора можно оценить по величине фракционного состава пыли возврата R2.

Зависимость показателей эффективности – кратности циркуляции, КПД сепаратора и показателя Eñ по тонкому продукту от значений остатка на сите 90 мкм пыли возврата приведены на ðèñ. 3.

С угрублением пыли возврата уменьшается кратность циркуляции и увеличивается КПД сепаратора; показатель Eñ возрастает до максимального значения, а затем плавно снижается. Максимум показателя Eñ достигается при тонине пыли возврата R90îïò = 38 3%, что соответствует оптималь-

ному значению кратности циркуляции Köîïò =

= 1,66 0,2.

Показатель эффективности работы циклона – КПД циклона определяют как отношение количе- ства уловленной и направленной в промбункер пыли к количеству пыли, поступившей в циклон.

В зависимости от количества неуловленной и выносимой из циклона пыли происходит некоторое угрубление готовой пыли, которая ссыпается в промбункер. Поэтому КПД циклона рекомендуется определять с учетом поправки на изменение фракционного состава готовой пыли

ãäå ö – КПД циклона, определенный по признаку механического отделения пыли от транспортирующего воздуха, %; R3 è R4 – остатки на сите 90 мкм готовой пыли перед циклоном и пыли, ссыпаемой в промбункер, %.

Исходные данные и результаты расчета КПД циклона приведены в òàáë. 3.

Ò à á ë è ö à 3

Согласно [3] при тонине помола готовой пыли R90 = 7 9% КПД циклона НИИОГАЗ диаметром от 0,7 до 4 м должен составлять соответственно от 93 до 88%.

По результатам испытания пылесистемы КПД циклона диаметром 3,75 м находится в интервале значений 87 – 88%, что свидетельствует об удовлетворительной эффективности осаждения в циклоне готовой пыли.

Выводы

1. Портативный пылеотборник PFS обеспечи- вает проведение технологического процесса отбора представительной пробы весового количества угольной пыли в течение четко фиксированного отрезка времени, по которой определяют фракционный состав и достоверный расход пыли в трубопроводе пневматического транспорта.

2. По результатам испытания пылесистемы котла ТПП-210А с использованием пылеотборника PFS оценена эффективность устройств сепарации и осаждения угольной пыли при размоле угля марки АШ, показатели которых находились на удовлетворительном уровне и составляли:

сепаратор – кратность циркуляции 1,68 – 1,73; КПД сепаратора 63 – 68%; показатель Eñ = 42 54%; циклон – КПД циклона 87 – 88%.

Список литературы

1.Левит Г. Т. Испытание пылеприготовительных установок. М.: Энергия, 1977.

2.Ушаков С. Г., Зверев Н. И. Инерционная сепарация пыли. М: Энергия,1974.

3.Лебедев А. Н. Подготовка и размол топлива на электростанциях. М.: Энергия, 1969.