книги из ГПНТБ / Энергетическое использование фрезерного торфа

ки торфа па полях, хранения й доставки, является efö Ёлажность, определяющая в основном величину низшей рабочей теплоты сгорания торфа. Среднемесячная влаж­ ность фрезерного торфа, поставляемого на электростан­ ции, колеблется от 40 до 58%. Резкая неустойчивость

Зольность торфа зависит не только от вида торфообразователей, но и от пойменности и глубины залегания торфопласта. Низинный торф обычно имеет большую зольность, чем верховой. Пойменное происхождение тор­ фа увеличивает содержание золы за счет примесей гли­ ны, песка н других минеральных отложений.

Например, изменение зольности (на сухую массу) в зависимо­ сти от глубины залегания одного из пластов колебалось в пределах от 3 до 19%.

Для средней полосы европейской части СССР максимальная аэльиость (па сухую массу) низинного торфа равна 13—15%, в то время как для верхового торфа она равна лишь 3—4%.

Из-за различных условий формирования и видов торфообразователей зольность торфов по различным райо­ нам СССР не одинакова. Наиболее многозольными явля­ ются торфы Украины/(Лс= 18%), наименее зольными — торф северных районов (Ас= 6%), среднезольными явля­ ются торфы центральных районов (А° = 9%).

По плавкости минеральной части золы (данные то­ пливной лаборатории ВТИ) торф может быть подразде­ лен на две группы.

К п е р в о й группе относится торф с низкой темпера­ турой плавления золы — /я=1 100°С и средним химиче­ ским ее составом: Si02=42% ; Al20 3=16% ; Fe20 3=17% ; CaO = 18%.

Низкая температура плавления золы этой группы торфа объясняется образованием легкоплавких соедине­ ний с большим содержанием файолита (Fe2Si04).

объясняется высоким содержанием СаО, образующим ту­ гоплавкие силикаты кальция. Состав минеральной части

23

золы ДЛЯ этой группы торфов следующий: Si02= l5 0/Oj

А120 з= 10%; Fe20 3=15%; СаО = 50%.

Первая группа золы торфов характеризуется преоб­ ладанием кремнезема, вторая — окиси кальция.

Встречаются торфы с температурой плавления золы ~ 1300 °С, т. е. занимающие промежуточное место меж­

ду первыми двумя указанными группами.

Например, температурные характеристики золы торфа, постав­

24

ния углерода и кислорода, являющихся в известной степни функцией глубины залегания торфа. Содержа­ ние углерода (на органическую массу) колеблется от 48 до 65%, кислорода — от 26 до 36%.

Содержание водорода и азота в торфе относительно

25

от исходного топлива, температуры и избытка воздуха в топке может быть подсчитана по номограмме (рис. 2-5).

В настоящее время теплотехниками не используется такой важнейший параметр торфа, как степень его раз­ ложения, характеризующая степень гумификации его органической массы. Между тем этот параметр сущест­ венно влияет на весь технологический цикл топливоис-

Рис. 2-5. Номограмма для определения теоретическом температуры горения.

П р и м е р . Q P n —2 820 ккал/кг, ІР'р—37%, / и = 175рС, а "т = 1,25; /,,= 1700 РС.

пользования (храпение, внутрпстапционный транспорт и сжигание торфа), изменяет экономичность и паропроиз­ водительность котельного агрегата.

Степень разложения торфа определяется физическим (объемно-весовым) методом (Л. 8]. В основу этого мето­ да положено различие плотностей абсолютно сухого ве­ щества неразложившихся элементов растений торфообразователей р„.р и гуминовых веществ рг.п.

Если пренебречь объемом золы (что практически воз­ можно для торфов с зольностью Лс^ 1 5 % ), то удельное изменение плотности торфа в зависимости • от степени разложения (т. е. при изменении степени разложения на 1%) может быть выражено формулой

Тогда степень разложения торфа будет равна:

Рг.п Р».І>

Где р — плотность абсолютно сухого и беззольного тор­ фа.

Подставив в формулу (2-2) опытные коэффициенты Для ри.р=0,128 т/м3 и рг.в = 0,811 т/м3, окончательно бу­ дем иметь формулу для определения степени разложе­ ния торфа:

средственно связана с выходом летучих веществ. Оба эти параметра являются функцией геологического воз­ раста торфа, причем, чем геологически старше торф, тем больше его степень разложения и тем меньше выход ле­ тучих.

Даже по внешнему виду торф низкой степени разло­ жения резко отличается от торфа относительно высокой степени разложения (рис. 2-7). Торф низкой степени разложения представляет собой мохообразную волокни­ стую массу; это молодой торф, в котором еще заметно сохранились растительные остатки. Наличие волокон ухудшает сыпучесть такого торфа, вследствие чего про­ хождение его по топливоподающему тракту сопряжено с большими трудностями.

Размол фрезерного торфа малой степени разложения ухудшается, особенно при повышенной его влажности.

Из-за большого влияния, которое оказывает степень разложения на качественную характеристику торфа, не-

27

Рис. 2-7. Внешний вид фрезерного торфа различной степени разло­ жения.

а — //=30%; б -//= 2 0 % : в - Н= 15%; г - //=10%.

28

иость возрастает за, счет большей удельной и абсо­ лютной (в объеме торфа) теплопроводности воды. На теплопроводность торфа заметное влияние также оказы­

также от величины фракций фрезерного торфа, увеличи­ ваясь с уменьшением фракций в пределах 0,14— 0,412 т/м3.

Изменение объемной массы в зависимости от влаж­ ности показано на рис. 2-9.

2-2. ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ

Фракционный состав фрезерного торфа определяется многими факторами: способом фрезерования (глубокое или послойное фрезерование), конструкцией фрезы, влажностью сырца, видом и степенью разложения и т. д.

По результатам просевок, произведенных для фрезер­ ного торфа, поставляемого с восьми торфяных болот, получены кривые (рис. 2-10). Из кривых видно, что все рассматриваемые торфыможно разделить на четыре

29

Таким образом, степень разложения фрезерного тор­ фа оказывает сильное влияние на его фракционный со­ став.

На рис. 2-11 приводится зависимость объемной мас­ сы торфа от содержания в нем гумуса.

2-3. ЗАСОРЕННОСТЬ ПРИМЕСЯМИ

Для бесперебойной работы оборудования топочного устройства из торфа необходимо удалять всевозможные засоряющие примеси. Такая сепарация особенно необхо­ дима для фрезерного торфа, в системе топливоподачи которого имеются устройства, склонные ко всякого рода неполадкам, вызываемым засорениями (течки, питатели и т. д.).

Верховой фрезерный торф обычно имеет большие при­ меси древесных остатков. Иногда в торф попадает ме­ талл, который может вызвать аварии в шахтно-мельиич- ней установке.

30

Недостаточно тщательное удаление очеса приводит к ухудшению качества фрезерного торфа. Присутствие очеса ускоряет процессы саморазогревания, намокания

исмерзания торфа.

Вусловиях внутристанционного транспорта примеси очеса в торфе вызывают ряд осложнении в работе топливоподающпх устройств: застревание в течках, заби­ вание питателен, зависание в бункерах, из-за чего полез­ ная емкость бункеров уменьшается до 30—40%.

2-4. СЫПУЧЕСТЬ

Недостаточная сыпучесть фрезерного торфа опреде­ ляется большой сцепляемостыо частиц, из-за чего он склонен к слеживанию и прилипанию к соприкасающим­ ся с ним поверхностям и образованию сводов.

На сыпучесть фрезерного торфа главным образом влияют два фактора — степень разложения и его влаж­ ность, а также наличие очеса. Повышение степени раз­ ложения увеличивает сыпучесть торфа, и, наоборот, по­ вышение влажности и наличие очеса уменьшают ее.

Большая влажность при низких температурах окру­ жающего воздуха увеличивает смерзание фрезерного торфа, что еще более уменьшает его сыпучесть. Угол за­ висания слежавшегося торфа достигает 90° и более. В за­ висимости от степени разложения торфа углы скольже­ ния и естественного откоса соответственно колеблются:

а=24ч-29° и ß= 32-r-50° [Л. 120]. Потеря сыпучести фре­ зерного торфа, имеющего степень разложения Н = 30%, начинается при влажности, превышающей 35—40%.

На рис. 2-12 приводятся некоторые физико-химиче­ ские зависимости от выхода летучих и степени разложе­ ния исследованных торфов, поставляемых на одну из электростанций Мосэнерго [Л. 13].

Учитывая пониженную сыпучесть фрезерного торфа, стенки бункеров и течки необходимо выполнять с углом наклона, равным 65—70°. Выходные сечения бункера и течете должны быть возможно большими,

2-5. РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ

Изучение реакционной способности топлива представ­ ляет собой сложный вопрос, связанный с исследованием его характеристик, кинетики процесса горения топлива совместно с его пирогенетическим разложением и горе-, нием летучих продуктов распада.

3?