4.3. Система топливоприготовления и топливоподачи
Система топливоприготовления и топливоподачи обеспечивает бесперебойную и непрерывную подачу топлива на ТЭС, а также подготовку его к использованию. Технологическая схема этой системы зависит от вида рабочего топлива применяемого на электростанции. Наиболее просто готовится к использованию газообразное топливо, для которого устанавливается газораспределительное установка (ГРУ), создающее требуемое давление природного газа перед горелками. Кроме этого устанавливаются предохранительные клапана и газгольдеры-компенсаторы, для предупреждения аварийных ситуаций.
При сжигании на ТЭС мазута потребуются насосы и эстакады обслуживания для перекачки мазута из железнодорожных цистерн в емкости для хранения; насосы и мазутные подогреватели для создания необходимой температуры мазута (примерно 800С) и подачи его к горелкам. Если мазут не подогревать, а сжигать холодным, то будет происходить не полное сжигание его и накопление в газоходах продуктов горения (сажа, мазутный кокс), которые в какой-то момент можут загореться. Практика показывает, что это может происходить со взрывом, в результате которого разрушаются газоходы.
Наиболее сложная система топливоприготовления при работе ТЭС на твердых топливах. В этом случае она является предвключенной ко второй системе – пылеприготовления.
Система подготовки твердых топлив состоит из технологической линии 1 (рис.4.4) доставки топлива, которая может осуществляться железнодорожным или водным транспортом, подвесной канатной дорогой или конвейером от угольных шахт; устройства для приемки и разгрузки топлива 3 (чаще всего это вагоноопрокидыватели); складов топлива 7, обеспечивающих бесперебойную работу электростанции даже при перерывах в топливоснабжении. Кроме этого система топливоприготовления имеет также установки для предварительного дробления топлива 4 до размеров 15 ÷ 25 мм и транспортные линии 5 для непрерывной подачи дробленного топлива в бункеры сырого топлива 6 систем пылеприготовления котлов. Для работы системы топливоприготовления и топливоподачи в зимнее время осуществляется подсушка топлива в тепляках или в спецальных подсушивающих устройствах 2.
Система топливоприготовления и топливоподачи выполняется единой для всей электростанции, в то время как система пылеприготовления устанавливается индивидуальной для каждого котла ТЭС.
Рис.4.4. Технологическая схема топливоприготовления и топливоподачи
1 – технологическая линия доставки топлива; 2 – устройство подсушки топлива; 3 – вагоноопрокидыватель; 4 – установка для дробления топлива; 5 – транспортерные ленты; 6 – бункер сырого топлива на котле; 7 – склад топлива.
4.4. Система пылеприготовления
Система пылеприготовления используется только при сжигании твердых топлив в котлах ТЭС. Она предназначена для приготовления угольной пыли необходимого качества и подачи ее в горелки котла. Качество пыли оценивается тониной помола R90 .
Тониной помола R90 называется остаток на сите с ячейками 90 мкм в процентах к общему количеству топлива взятого для просеивания. Чем ниже реакционность топлива, оцениваемая выходом летучих Vг, тем меньше должна быть величина тонины помола. Например, для антрацитового штыба, у которого Vг ≈ 5 %, тонина помола должна быть равна примерно 7 %, а у бурых углей в зависимости от месторождения - R90 = 30 ÷ 60%.
Системы пылеприготовления могут быть центральными и индивидуальными. Центральная система пылеприготовления выполняется в виде одного пылезавода для всех котлов электростанции. На современных электростанциях устанавливается индивидуальная система пылеприготовления для каждого котла в отдельности.
Индивидуальные системы пылеприготовления подразделяются в зависимости от марки топлива, его влажности и выхода летучих, типа мельницы, типа топочного устройства, характера изменения нагрузки котла. Наиболее распространенные системы:
индивидуальная замкнутая система с прямым вдуванием (рис.4.1) и различными схемами сушки топлива;
индивидуальная замкнутая система пылеприготовления с промбункером (рис.4.5) с различными схемами сушки топлива и подачи сушильного агента в топку котла;
индивидуальная разомкнутая система пылеприготовления с промбункером
В замкнутых системах пылеприготовления сушильный агент (горячий воздух или топочные газы, подаваемые для сушки топлива) после процесса подсушки топлива направляется либо в основные, либо в сбросные горелки котла. В разомкнутых схемах сушильный агент сбрасывается в атмосферу. Разомкнутые системы применяются для влажных и низкореакционных топлив.
На рис.4.5 представлена технологическая схема замкнутой системы пылеприготовления с промбункером, с подсушкой топлива горячим воздухом и со сбросом сушильного агента в основные горелки котла.
Топливо с размерами частиц 15 ÷ 25 мм, отделенное от металлических предметов и щепы поступает в бункер сырого угля 2. Из бункера уголь по течке попадает в питатели сырого угля 4, которые регулируют расход топлива в мельницу. Затем уголь, если он имеет повышенную влажность, проходит устройство для сушки топлива 6. Подсушенное топливо направляется в мельницу 7, где оно измельчается до требуемой тонины помола. После мельницы пыль поступает в сепараторы 9, где крупные фракции топлива отделяются из основного потока и возвращаются в мельницу по линии 8. В основном потоке пыль имеет требуемую для сжигания тонину помола R90. Готовая для сжигания пыль направляется в циклон 11, в котором из потока выделяется сушильный агент. Сушильный агент по линии 10 направляется на всас мельничного вентилятора 19 и затем в основные 15 или сбросные горелки. Воздух 18 после воздухоподогревателя направляется в установку для сушки топлива 6, в качестве первичного воздуха в пылепровод за питателями пыли 14 и в горелки 15 как вторичный окислитель при сжигании топлива в топке котла 16.
Рис.4.5. Технологическая схема замкнутой системы пылеприготовления с промбункером.
1 – подача топлива из системы топливоприготовления; 2 – бункер сырого топлива; 3 – шибер; 4 – питатели сырого топлива; 5 – клапан-мигалка; 6 – установка нисходящей сушки; 7 – мельница; 8 – возврат крупных частиц топлива в мельницу; 9 – сепаратор; 10 – сушильный агент; 11 – циклон; 12 – шнековый распределитель топлива; 13 - промежуточный бункер пыли; 14 – питатели пыли; 15 – горелки; 16 – котел; 17 – воздухоподогреватель; 18 подвод воздуха; 19 – мельничный вентилятор.
На пылепроводах, где существуют направленные потоки пыли и куда подается горячий воздух на сушку топлива, устанавливаются мигалки 5, которые предотвращают обратное движение воздуха и пыль подают порциями. Шнек 12 устанавливается для равномерной подачи пыли по соседним бункерам. На выходе из бункера сырого топлива устанавливается запорный шибер, закрывающий подачу угля при остановке котла.
В энергетике применяются различные типы мельниц.
Шаровые барабанные мельницы (ШБМ), которые могут надежно обеспечить самый тонкий помол топлива (например, при сжигании антрацитового штыба (АШ) требуется наиболее тонкий помол). Однако они работают с большими затратами на размол топлива (затраты на собственные нужды).
Среднеходные мельницы (СМ) обеспечивают достаточно тонкий помол. В некоторых случаях они могут заменить ШБМ, к тому же СМ имеют меньшие затраты на собственные нужды. Эти мельницы очень распространены на электростанциях Западной Европы.
Молотковые мельницы (ММ) производят более грубый помол твердого топлива. Они часто применяются для размола бурых углей в системах с прямым вдуванием; имеют затраты на собственные нужды примерно такие же как и СМ.
Мельницы-вентиляторы используются для самого грубого помола мягких и высокореакционных топлив. Очень часто они применяются в простых системах пылеприготовления с прямым вдуванием и с гравитационными сепараторами (рис.4.1).
Наибольшее распространение на ТЭС получили индивидуальные замкнутые системы пылеприготовления, среди которых схемы с промежуточным бункером в основном применяются при установке ШБМ. Среднеходные, молотковые мельницы и мельницы-вентиляторы применяются в схемах с прямым вдуванием (рис.4.1). Сепараторы, как правила, выполняются гравитационными (ри.4.1) или инерционными.