книги из ГПНТБ / Барон, Л. И. Износ и защита внутренних поверхностей угольных бункеров

Было обнаружено, что в тех местах, куда обычно падйлй при загрузке бункера куски угля, выбиты плитки каменного литья и несколько изношен бетон. В остальной же части футеровка на­ клонных стенок находилась в удовлетворительном состоянии. Па вертикальных стенках следов износа вообще не было видно.

Прежде всего материалы обследования позволили констати­ ровать общность характера истечения из бункеров углей, сортиро­ ванных по крупности. В несколько схематизированном виде про­ цесс может быть описан так. В первый период, когда бункер за­ полнен до верха, начало опорожнения характеризуется образова­ нием воронки обрушения. К выпускному отверстию уголь проходит через эту воронку. Куски угля, расположенные вблизи наклонных

уголь скользит по наклонным стенкам бункера. При одновремен­ ной загрузке и опорожнении бункера такой вид истечения пре­ обладает. Отсюда следует, что в бункерах для сортированных углей изнашивание внутренних поверхностей неизбежно, что и подтвердили результаты натурных обследований бункеров.

При подведении итогов наблюдений было констатировано, что у большинства обследованных бункеров первой группы был за­ фиксирован значительный износ внутренних поверхностей.

Весьма существенна и другая особенность: характер повреж­ дений и расположение изношенных поверхностей, установленные при обследованиях, свидетельствовали о том, что основной при­ чиной износа является не истирание внутренних поверхностей скользящей по ним угольной массой, а удары кусков угля при загрузке бункера.

Было обращено внимание на то, что наибольший износ внут­ ренних поверхностей наблюдается в месте падения угля при за­ грузке бункера. Если загрузочное отверстие расположено по центру бункера и уголь падает вертикально, то наибольшему из­ носу подвергается нижияя часть наклонных стенок (примерно на Vз—'/2 их высоты). Если же бункер загружается по наклонным желобам или течкам, то куски угля при падении ударяют в одну из наклонных или вертикальных стенок. В этом случае наиболь­ шему износу подвержена стенка, воспринимающая удары кусков угля, а износ других стенок незначителен.

Для определения величины износа в стенках бункера были просверлены отверстия диаметром 20 мм. Отверстия сверлили в футеровке каждой стенки в три ряда вдоль наклона последней. Центральный ряд отверстий проходил посередине высоты паклои-

20

пой стенки. Расстояние между рядами составляло 0,3 м. Расстоя­ ние между отверстиями в ряду было принято тоже равным 0,3 м. Таким образом, в каждой из четырех наклонных стенок в наиболее

Отверстия в футеровке сверлили до бетона. В этих отверстиях измеряли фактическую толщину футеровки. Величина износа оп­ ределялась как разность между первоначальной толщиной футе­ ровки (120 мм) и толщиной в день замера.

По трем замерам, сделанным па одинаковом расстоянии от выпускного отверстия, определяли среднее арифметическое зна­

1 и 2 .

На рис. 7 показаны построенные по результатам замеров зави­ симости величины износа футеровки наклонных стенок бункера

21

от расстояния до выпускного отверстия. Как видим, наибольшему износу подверглись нижние части наклонных стенок 1 и 2, на ко­ торые приходилось большинство ударов кусков антрацита при загрузке бункера.

Подтверждением высказанных положений явился и тот факт, что в бункерах, оборудованных каскадными или спиральными спусками, предназначенными для уменьшения измельчения сорти­ рованных углей, износ наклонных стенок обычно оказывался не­ значительным по площади и был сконцентрирован непосредствен­ но под спуском.

Внутренние поверхности вертикальных стенок бункеров, если только куски угля при загрузке систематически не ударяют в них, износу почти не подвергаются. Подтверждением этому является обнаружение на вертикальных стенках наплывов бетонного рас­ твора, образовавшихся в швах опалубки еще при возведении бун­ кера. Эти наплывы, обладая невысокой износостойкостью, тем не менее сохранялись после 15—20 лет эксплуатации угольного бун­ кера.

Анализ данных по износу внутренних поверхностей стенок бункеров для сортированных углей и, в частности, результатов, представленных на рис. 6 и 7, привел к выводу о том, что на указанных поверхностях можно выделить три характерные зоны, различающиеся между собой по величине износа, а следовательно, и по интенсивности изнашивающих воздействий при эксплуатации

кусков угля при загрузке бункера. В этой зоне износ обусловлен главным образом ударами кусков угля при загрузке и частично истиранием массой движущегося угля при разгрузке бункера.

Второй является з о н а с р е д н е г о из нос а , примыкающая непосредственно к первой зоне и подверженная случайным ударам кусков угля, разлетающихся при падении, а также истиранию движущимся углем при истечении (относительная роль второго

в ней только истирающему воздействию угля при разгрузке бун­ кера. Практически износа в этой зоне (к ней относятся верти­ кальные стенки) может совсем ие быть.

Изучение данных обследования показало, что взаимное рас­ положение перечисленных зон износа и их размеры зависят от геометрической формы и размеров бункера, места расположения загрузочного устройства, направления и скорости подачи угля в бункер и некоторых других факторов.

Наименьший износ внутренних поверхностей в бункерах для сортированных углей наблюдается, когда при загрузке уголь падает непосредственно по центру выпускного отверстия. В этом

22

случае только небольшое количество угля падает на наклонные стенки и закрывает их, а основная масса угля падает уже на уголь.

Вторая группа—бункера для рядового угля и сортированных углей крупностью —13 мм

Вбункера поступает рядовой уголь. Максимальная крупность кусков состав­ ляет 200 мм.

Вдвух бункерах загрузочные отверстия расположены в центре, непосредственно над выпускным отверстием, а в одном бункере оно смещено и находится возле боковой стенки.

Вертикальные и наклонные стенки бун­ керов выполнены из железобетона инефуте-

ренных поверхностей наклонных и верти­ кальных стенок не обнаружено.

При разгрузке бункера в нем остается часть угля в виде отложений на днище и стенках — примерно по 100- -120 т в каждом, что составляет 40—50% его общей емкости.

Чистят бункера один раз в год.

П о г р у з о ч н ы е б у н к е р а ша х т ы «Ч а й к и н о-Г л у- бока я » № 1 к о м б и н а т а М а к е е в у г о л ь . Установка со­ стоит из пяти бункеров емкостью по 240 т каждый. Стенки бун­ керов выполнены из железобетона. Внутренняя поверхность наклонных стенок футерована плитками из каменного литья. Вер­ тикальные стенки футеровки не имеют.

23

В эксплуатации бункера находятся с 1959 г. Предназначены они для отгрузки рядового угля. Максимальная крупность кусков составляет 75 мм. Во время обследования влажность угля коле­ балась в пределах 6—9%.

они для погрузки в железнодорожные вагоны обогащенного угля крупностью до 25 мм. В период обследования влажность угля не превышала 5%.

Геометрическая форма и основные размеры бункера, а также схема отложений угля в нем показаны на рис. 10. В футеровке наклонных стенок и на внутренних поверхностях вертикальных железобетонных стенок бункеров никаких повреждений во время обследования обнаружено не было.

При разгрузке в бункерах оставалось значительное количество угля, зависшего на наклонных и вертикальных стенках почти на всю высоту бункера. Из доверху заполненных бункеров полезной

24

вагонетками подвесной канатной дороги с ближайших шахт. За­ грузка и разгрузка бункеров происходят непрерывно, с неболь­ шими интервалами. В бункера поступает рядовой уголь кусками номинальной крупностью до 200 мм. Фактически размер отдель­ ных кусков угля доходит до 300—500 мм.

Геометрическая форма и основные размеры бункера, а также схема отложения угля и зоны износа наклонной стенки в нем показаны на рис. 12.

Бункерная установка состоит из спаренных бункеров. Загру­ зочное отверстие находится у разделительной стенки, поэтому два бункера, расположенные рядом, загружаются углем одновре­ менно из одной вагонетки.

Из рис. 12 видно, что загрузочное отверстие расположено асимметрично по отношению к выпускному.

Строительная емкость бункера 250 м3, полезная — 170 м3. Вы­ полнен бункер из железобетона. Внутренняя поверхность его на­ клонных стенок футерована красным кирпичом, уложенным па цементном растворе в елочку на ребро.

26

Наклонная стенка, расположенная непосредственно под за­ грузочным отверстием, оказалась сильно изношенной. Примерно за три года на этой стенке полностью износились футеровка и защитный слой бетона до арматуры. Остальные наклонные и вер­

рым углем. Они периодически загружаются антрацитовым штыбом с конвейерной ленты. Разгрузка бункеров происходит непрерывно и осуществляется питателями, подающими уголь в шаровые мель­ ницы. Крупность антрацитового штыба 6 мм, влажность 7—17%.

Форма и основные размеры конструкции, а также контуры отложений штыба на внутренних поверхностях бункера показаны на рис. 13.

Бункер состоит из призматической части и двух пирамидаль­ ных воронок, выполненных из сборного железобетона. Нижняя часть последних заканчивается металлической подбункерной во­ ронкой, на стенке которой установлен электровибратор для акти­ визации движения угля при разгрузке,

27

Строительная емкость бункера 1280 м3, полезная— 1100 м3. Количество угля, зависающего на стенках, как показали наблю­ дения, зависит от его влажности. Так, при влажности 15—17% в бункере оставалось до 200 т угля, что составляло около 20% по­

разгрузке бункеров происхо­ дило иначе, чем это имело место при выгрузке из таких же бунке­ ров сортированных углей крупностью более 13 мм. Главное разли­ чие состояло в том, что в бункерах, заполненных мелочью, постоянно имелись застойные зоны и разгружаемый материал двигался к выпускному отверстию как бы по каналу, образован­ ному в неподвижной массе.

Отложения угольной мелочи па внутренних поверхностях бунке­ ра предохраняют последние от изнашивания и повреждений па­ дающими кусками угля. Однако вследствие интенсивного роста указанных отложений полезная емкость бункеров в зависимости от влажности, гранулометрического состава и свойств угля, а так­ же от формы и размеров бункера снижается, как показали дан­

28

ные нашего обследования, на 10—70%. Эти данные нельзя считать случайными или непоказательными, поскольку они подтвержда­ ются результатами наблюдений ряда других исследователей как

вСССР, так и за рубежом. Приводим некоторые примеры.

В1957 г. были обследованы бункера котельных отделений не­ скольких электростанций СССР. В результате образования в бун­ керах этих станций отложений угля влажностью 31—33% полез­ ная емкость бункеров снижалась па 45—65%■ Отложившийся па стенках бункеров уголь приходилось счищать через каждые пять— восемь дней.

Аналогичное положение наблюдалось и на зарубежных элек­ тростанциях [32]. Затруднения, связанные с выдачей каменного угля из бункеров, начинались при содержании в нем поверхност­ ной влаги более 8%.

На электростанциях ГДР, работающих на буром угле влаж­ ностью до 56%, мощные зависания быстро образовывались даже на стенках с большими углами наклона (от 70°) и далее вер­ тикальных.

Угли малой влажности толее образуют значительные отложе­ ния, но за более длительный срок. Это наблюдалось, в частности, на бункерных установках коксохимических заводов, где влаленость угля не превышала 10%■ В табл. 2 приведены данные о зависании

Таблица 2

угля на стенках бункеров некоторых коксохимических заводов [32]. Из данных таблицы видно, что при влажности 3—6% объем завис­ шего угля достигал половины полезной емкости бункера.

Для рядовых углей и углей крупностью до 6 мм повышение влалшости и степени уплотнения увеличивает количество угля, за­

29