Учебное пособие 1171

Удельный расход воды через резервуар для охлаждения

шлака

где tШ' - температура стекающего в резервуар жидкого шлака (на 100 °С больше температуры начала жидкоплавкого состояния), °С;

tШ'' tВ' - конечная температура шлака и воды, принимаются равными 70 °С;

CВ - средняя теплоемкость воды, кДж/(кг·К);

с' ,с'' - начальная и конечная теплоемкость шлака,

кДж/(кг·К).

Величина qохл имеет значение от 15 до 20 м3/т. Удельный расход воды на смыв шлака из шлаковой

ванны равен от 2 до 3 м3/т.

Общий расход воды на охлаждения шлака

ванну сухого или гранулированного шлака необходимо произвести расчетобъемашлаковой шахты припериодичности смыва 4 часа. Для расчета принимаются: высота шахты h=2-4 м; ширина шахты b=0,7-1,4 м; глубина шахты l = 3-4 м; число шахт на котел m=1-2 шт; коэффициент заполнения объема шахты φ=0,9.

При известном часовом поступлении шлака в шахту ее объем равен

где ρш - насыпная плотность шлака (850 кг/м3). Накопленный за 4 часа в шахте шлак должен быть смыт

из нее в канал. Приняв удельный расход воды для смыва равным 2 м3/т,можно определить необходимый расход воды:

10

где 4Gш - количество шлака, накопившееся в шахте за 4 часа, кг;

h – число шлаковых шахт под парогенератором, h=1-2. Принимаяпродолжительностьсмываτсм=0,25ч(15мин)и число сопл (nc), определяют производительность одного сопла:

(закрытие задвижек) и τсм=0,15 ч.

Итого на смыв одного ПГ 0,4x2=0,8 ч.

Резерв времени при 4-часовом накоплении шлака в шлаковых шахтах tраз=4-0,8 h=X, ч.

Кроме того, необходимо определить расход воды, используемый на орошение шлака:

где ρВ - количество шлака, смываемого 1 м3 вод, кг/м3; n - количество шлаковых шахт на парогенератор;

G - количество шлака, выпадающего в шахтув час, кг/ч. Для парогенераторов с выходом более 1000 кг шлака в час применяют непрерывное механизированное

шлакоудаление скребковым или шнековым транспортером.

2.1. Устройства для непрерывного механизированного удаления шлака

Цепь скребкового транспортера движется со скоростью около 0,1 м/с и сбрасывает шлак в канал. Производительность

11

транспортера по шлаку

где ω – скорость цепи, равная 0,1 м/с; ρ – плотность шлака, равная 2500 кг/м3; α – расстояние между скребками, м;

К – коэффициент, учитывающий угол наклона транспортера, при угле 35°, К=0,45;

V – объем материала перед каждым скребком, м3; Объем материала перед каждым скребком может быть

определен по формуле

где h и b – рабочая высота и ширина скребков соответственно, м;

φ – коэффициент наполнения, φ=0,5.

Обычно h=0,1 м, b=1,1 м, α=0,6 м.

Зная количество шлака, подлежащего удалению, можно определить число транспортеров:

где с – коэффициент запаса, равный 5-7.

Расход воды через ванну для охлаждения шлака определяется при tш' t3 100 , где t3 – температура начала жидкоплавкого состояния шлака, °С. Для гранулированного шлака tш' =600 °С.

Золосмывные устройства устанавливаются под бункерами золоуловителей над золосмывными каналами. Они должны равномерно подавать золу в золовой канал, не допускать пыления и присоса воздуха в золоуловитель. Существует много конструкций золосмывных устройств [4].

В настоящее время наиболее распространены серийно выпускаемые золосмывные аппараты с гидрозатвором [4]. Они

12

позволяют осуществить постоянный и периодический смыв. Производительность одного золосмывного аппарата рассчитывается по формуле

где n - число бункеров золы (золосмывных аппаратов); GЗ - общий выход золы на золоуловитель, кг/ч.

Такие аппараты работают без шибера или мигалки. Их можно применять только для парогенераторов без наддува.

Зная производительность золосмывного аппарата, можно определить по табл. 1 диаметр смывного сопла, давление перед соплом и удельный расход воды.

где GЗА - производительность золосмывного аппарата,

кг/ч;

qсм - удельный расход воды на смыв, м3/т.

13

Диаметр смывного сопла для значений, отличающихся от табличных, определяется по формуле

где φ=0,7.

Побудительные сопла устанавливаются на трассе шлакозольных каналов в местах торможения потока и возможного выпадения шлака: в начальных участках канала, в узлах сопряжения, у шлаковых вахт, перед дозаторами золоуловителя. Устанавливаются они также и на длинных прямых участках.

При напоре 100-120 м расстояние между соплами 15-20

м, при 70-80 м - 10-15 м, при 30-50 м - 3-5 м.

Побудительные сопла устанавливают по оси канала с углом наклона ко дну 6-10°, высота расположения их над дном канала 300 м. Диаметр сопла обычно применяется 10, 12, 14 мм. Расход воды на побудительное сопло

где dс - диаметр сопла, м; Н - напор воды, м. вод.ст.;

φ - коэффициент расхода воды; n - число побудительных сопл.

Зависимость коэффициента расхода от диаметра сопла:

Общий расход на все побудительные сопла

Qпс Qn

14

Шлакозоловые каналы обычно изготавливаются из железобетона. Нижняя часть их облицовывается плитами из литого камня - базальта с радиусом облицовки R0 = 100; 150; 175; 200 мм. Каналы, во избежание отложений, рекомендуется выполнять прямыми, особенно шлаковые. В золовых каналах допустим поворот радиусом не менее 2 м. Золовые каналы наполняются с уклоном не менее 1 %, шлаковые каналы - 1,5 %. Соединения каналов должны производиться под острым углом. Скорость пульпы в канале рассчитывается, но должна быть не менее 1,6 м/с для транспортировки шлака и не менее 1,2 м/с для транспортировки золы. Начальное заглубление канала 300-400 мм.

В начале каждого шлакового и золового каналов устанавливаются наполнительные сопла, обеспечивающие предварительное (до сброса в канал шлака и золы) наполнение каналов до минимального уровня. Высота его и объем воды, предварительно наполняющей канал, определяеются по монограмме [4].

Шлаковые канала рассчитываются по расходу воды и силе потока, определяемой по формуле

где g – ускорение силы тяжести (9,81 м/с2);

B - плотность воды (1000 кг/м3);

i– уклон канала, %;

R – гидравлический радиус сечения канала, м, определяется по номограмме [4].

Полученная сила для транспортировки шлака должна быть не менее 6 Па, для воды – не менее 2 Па. Минимальная высота наполнения канала 90 мм, максимальная равна радиусу закругления облицовки R0. Скорость потока в открытом канале определяется по формуле

где r – коэффициент шероховатости, равный для базальта 0,01.

Расчет можно выполнять и по номограмме [4], при этом определяется скорость потока ω, наполнение канала Н.

Расход гидросмеси определяется как сумма количества воды, расходуемой на предварительное наполнение канала шлакосмывными, золосмывными устройствами и побудительными соплами:

Qсум Qорош Qпн Qом Qпс QЗ Qш , м3/ч, (2.23)

где Qорош – объем воды, идущей на орошение шахт всех котлов, м3/ч;

Qпн – объем воды предварительного наполнения канала,

м3/ч;

Qсш – объем на смыв шлака из всех шахт, м3/ч;

Qпс – суммарный объем воды, расходуемый всеми

побудительными соплами всех шлаковых и золовых каналов, м3/ч

QЗ, Qш - общий объем золы, шлака, сбрасываемых во все каналы, м3;

При раздельном подводе в багерную насосную золового и шлакового каналов производится индивидуальное суммирование объемов воды и воды, подаваемой в золовой канал и отдельно в шлаковый канал.

По суммарному объему пульпы определяется высота наполнения каждого канала, а отсюда и радиус канала - 100, 150, 175 , 200 мм.

2.2. Высоконапорный транспорт золы и шлака

При малом количестве шлака он может удаляться на золоотвал периодически. В таком случае могут применяться гидроаппараты, хотяони требуют для работы большой затраты энергии и воды. При этом вода может удаляться отдельно

16

шламовым насосом. Возможен вариант использования вместо гцдроаппарата багерного насоса. Последний требует меньшего расхода энергии.

При большом количестве удаляемого шлака могут применяться гидроаппараты для непрерывного совместного удаления золы и шлака или раздельно работающие багерные и шламовые насосы.

2.2.1.Расчет варианта высоконапорного транспорта

сгидроаппаратом

К началу расчета известно общее количество пульпы, поступающей в багерную насосную:

Для расчета гидроаппарата необходимо установить: 1. Количество воды, подаваемой эжектирущим

насосом в гидроаппарат под напором НЗ. Обычно принимают QЭ (0,9 1,1)Qсум . После чего определяют общее количество пульпы, проходящей через гидроаппарат:

Затем определяется концентрация шлака и золы в пульпе:

17

Принимая значение скорости пульпы в трубопроводе для золы и шлака равным КР (0,1 0,3) , м/с, определяют необходимый D пульпопровода по формуле

Коэффициент сопротивления трубопровода

k

где k – коэффициент шероховатости трубы (для чугунных k=0,3; для стальных k=0,1);

r – радиус трубопровода, мм.

Сопротивление 1 м трубопровода при движении чистой

воды

где hБН - заглубление багерной насосной, м.

18

КПД гидроаппарата определяется из выражения

где Н =0,7.

Расход энергии на насос смывной воды

19