книги из ГПНТБ / Энергетическое использование фрезерного торфа

в бункерах должны быть перекрыты плоскостями или закруглены. Гарнитура шиберов не должна выступать внутрь и сужать сечение выходного отверстия бункера или течки.

Для механизации работ по устранению зависания топлива в бункерах и очистки бункеров применяют раз­ личные виды механических побудительных устройств: ви­ брационные и пневматические («стреляющие сопла» и пневмоподушки).

Вибрационные устройства ускоряют движение топли­ ва вдоль стен бункера и течки. Под действием вибрации уменьшаются коэффициент внутреннего трения и коэф­ фициент трения материала о поверхность, вследствие че­ го масса топлива, слежавшегося под давлением выше­ лежащих слоев, может быть приведена в движение (об­ рушена) .

Из различных вибрационных устройств наиболее ши­ рокое применение получила установка «ложных листов»,

пружинах.

Для установки на бункерах и течках применяют ви­ браторы различных типоразмеров с двигателем мощно­ стью от 0,4 до 2,4 кет.

Для борьбы с застреванием торфа в горловинах бункеров на Василевичской и Смолевичской ГРЭС были установлены электро­ вибраторы. Однако они оказались малоэффективными, особенно при поступлении влажного торфа (ІГі,=53ч-55%).

В связи с этим на Василевичской ГРЭС оборудуют торфяные бункера «стреляющими соплами» для обрушения торфа сжатым воз­

63

духом, принцип работы которых заключается в подаче в бункер через сопла за короткий промежуток времени большого объема сжатого воздуха. Давление воздуха 4—6 кгс/см2. Устройство состоит из групп сопл, располагаемых на бункере, подводящих трубопроводов, рас­ пределительного устройства, арматуры н сигнализатора обрыва топ­ лива. Количество сопл и их расположение ^зависят от назначения устройства. Если оно предназначено для борьбы со сводообразова­ нием, то число сопл устанавливается минимальным (два) и распола­ гаются они на подбункере, ближе к углам.

В случае применения устройства для обрушения топлива со стен количество сопл увеличивается до 16 и более, и располагаются они в два-три яруса по бункеру в верхней его части.

Имеются схемы, где указанные выше способы совме­ щены; например, па Салаватской ТЭЦ, работающей на

коллектора к распределителю и от распределителя к соплам. Сопла выполнены расширяющимися от трубы 0 42 мм на овальное отвер­ стие размером 40X139 мм.

Пневматическое устройство типа «пневматическая подушка» (ЛенГЭС-2, Рижская ТЭЦ и др.) представля­ ет собой резиновый лист, укрепленный на специальной металлической плите, которая крепится к внутренней по­ верхности стенки бункера.

Пневмоподушка работает следующим образом: в середину по­ душки через отверстие в бункере и металлической плите поступает сжатый воздух давлением до 2 кгс/см2, который отжимает мембрану

64

подушки. Отжимаясь, мембрана воздействует на прилегающий к иен участок топлива и выдавливает его внутрь бункера. Количество и

расположение пневмоподушек зависят от формы и размеров бун­ кера.

Для предотвращения разрыва пневмоподушкн при ее вздутии устанавливается ограничительное устройство, состоящее из несколь­ ких цепочек, закрепленных на мембране, и предохранительного кла­ пана.

Пневмоподушки нашли меньшее применение, чем «стреляющие сопла», из-за трудности их ремонта и под­ бора резины.

Немаловажное зна­ чение имеет правиль­ ная эксплуатация бун­ керов. Бункера 'внутри котельного цеха долж­ ны периодически (по графику) опорожнять­ ся, а стенки очищаться от налипшего топлива.

Практика показала, что при систематиче­ ском и полном опорож­ нении бункеров и очи­ стке стенок, углов от отложений образова­ ние сводов происходит значительно реже, а время ■полезного ис­ пользования емкости бункера увеличивается.

Таким образом, для борьбы с зависанием Рис. 3-13. Устройство для очистки от

влажных топлив в бун­ налипшего торфа барабана ленточно­

керах котельных необ­ го транспортера.

ходимо в каждом конкретном случае в зависимости от сыпучести топлива применять комплекс описанных выше технических и организационных мероприятий.

При ленточной транспортировке фрезерного торфа большие затруднения возникают из-за налипания торфа на барабаны. Поэтому необходима очистка их от налип­ шего торфа.

Для очистки барабана ленточного транспортера было установлено приспособление (рис. 3-13).

Перекись водорода Н2Ог — соединение в достаточной степени устойчивое. Однако свет и различные катализа­ торы ускоряют разложение перекиси водорода.

Окислительные реакции, протекающие в самовозгора­ ющемся торфе в зависимости от условий и химической природы вещества, входящих в состав торфа, могут быть различными и образовывать различные перекисные со­ единения с активацией молекулярного кислорода и пр.

Большое влияние оказывает на скорость окисления химический состав топлива. Опытами установлено, что для каждого топлива существует критическое значение параметра окисления, ниже которого окисление невоз­ можно. Величина его определяется количеством и каче­ ством летучих топлива, т. е. «топливным коэффициентом летучих», характеризующим отношение содержания «сво­ бодного водорода» к углероду летучих Слет:

Наибольшей скоростью окисления обладают топлива с. большими значениями р лет. т. е. такие, у которых мало содержание кислорода. Поэтому геологически более ста­ рые топлива (например, антрацит и тощий уголь) окис­ ляются быстрее, чем молодые (например, древесина, торф). Однако для перехода к самовозгоранию необхо­ димо иметь и определенный запас летучих, которым и располагают более молодые топлива, чем объясняется большая их склонность к самовозгоранию.

Самонагревание и самовозгорание торфа являются следствием взаимосвязанных физических, биохимических и химических процессов, на развитие и интенсивность ко­ торых влияют ботанический состав торфа, его физико­ химические свойства и условия хранения.

Протекание биохимических и химических процессов связано с выделением значительного количества тепла, часть которого из-за низкой теплопроводности торфа не успевает передаваться в окружающую среду и аккуму­ лируется в штабеле, в результате чего и происходит са­ монагревание торфа.

В начальной стадии самонагревания доминируют био­ химические процессы до температуры 65—70°С, при ко-

торой допускается развитие микроорганизмов и преоб­ ладает деятельность нектиноразрушающих, маслянокис­ лых и амонифицирующих бактерий, а также ряд грибков

иактинолицетов.

Врезультате биохимических и химических процессов,

которые усиливаются с повышением температуры, в тор­ фе происходит полимеризация смолистой части битумов, образование альдегидов, перекисиых, непредельных и других легкоокисляемых соединений. Одновременно происходит восстановление окнсных форм железа в за­ писные.

коксу кислорода воздуха образуются перекиси, которые подкаталитическим воздействием железа распадаются, что и приводит к воспламенению полукокса (способность к окислению полукокса в десятки и даже сотни раз вы­ ше, чем исходного торфа).

На процесс саморазогревания торфа влияют темпера­ тура, степень аэрации, влажность, жизнедеятельность

могенные процессы в торфе при всех температурах про­ текают в 20—30 раз слабее, чем при аэробных условиях (при доступе воздуха). Скорость саморазогревания тор­ фа при изменении влажности определяется не только ин­ тенсивностью термогенных процессов, но и величиной теплопроводности, теплоемкости и плотности торфа, кото-

68

рые увеличиваются с увеличением влажности. В резуль­ тате скорость подъема температуры саморазогревания с увеличением влажности падает (рис. 4-2). Так, при изменении влажности от 30 до 60% удельная теплоем­ кость торфа увеличивается с 0,63 до 0,79 кал/(ч-°С) и поэтому для нагревания единицы массы влажного торфа необходимо значительно больше тепла, чем для более сухого. В пределе указанной влажности примерно в 1,5 раза увеличивается и коэффициент теплопроводности торфа. Из-за повышения плотности ухудшается также

Рис. 4-3. Характер распределения температур в штабе­ ле фрезерного торфа при его саморазогреванин.

аэрация торфа. Поэтому при повышении влажности тор­ фа свыше определенного значения наблюдается постепен­ ное торможение саморазогревания.

По исследованиям Н. М. Курбатовой-Леликовой при низкой влажности торф не может саморазогреваться, так как микроорганизмы слабо развиваются в торфе с W?=

= 30% и ниже.

Состав микрофлоры в различной стадии саморазогреваиия определяется не только химическим составом тор­ фа, но и температурой, содержанием кислорода в газе, влажностью торфа и другими факторами.

Торф, подвергшийся саморазогреванию, выделяет при

69

ваться значительно Интенсивнее в тех штабелях, в кото­ рые был примешан торф, подвергшийся саморазогреванию в предыдущий период.

Явление саморазогревания фрезерного торфа сопро­ вождается повышением температуры внутри штабеля до 60—70°С (рис. 4-3). Сначала этот процесс идет медлен­

жается с 70 до 40—50%. При этом теплота сгорания мас­

изменений суммарный эффект оказывается отрицатель­ ным — происходит потеря торфа.

В 1946 г. по данным Гикторфа при хранении фрезер­ ного торфа в штабелях 56,6% его было подвержено са­ монагреванию и самовозгоранию, при этом потери торфа составляли от 9 до 16%.

4-2. МЕРЫ БОРЬБЫ С САМОРАЗОГРЕВАНИЕМ И САМОВОЗГОРАНИЕМ ТОРФА

На основании высказанных представлений о природе процесса, а также производственного опыта хранения фрезерного торфа в штабелях для предупреждения са-

70

монагревания и самовозгорания торфа разработаны основные мероприятия, которые могут быть отнесены к трем группам: торможение термогенных процессов; усиление теплоотдачи и инактивирование полукокса.

Торможение термогенных процессов

Изоляция торфа от кислорода воздуха. Исследования­ ми установлено, что кислород воздуха является одним из основных факторов в процессе самонагревания торфа. Интенсивное самонагревание торфа происходит в верх­ них хорошо аэрируемых зонах штабеля, расположенных примерно на 1,0—1,5 м от поверхности штабеля фрезер­ ного торфа и на 2—5 м для кускового торфа.

Для предотвращения поступления кислорода воздуха в очаги греющегося торфа, для снижения интенсивности его самонагревания и предупреждения самовозгорания был рекомендован промышленности метод изоляции фре­ зерного торфа в штабелйх сырой торфяной крошкой. На открытую поверхность штабеля накладывают слой тор­ фяной крошки влажностью не ниже 65%, толщиной

в400 мм, который и предохраняет торф от поступления

внего кислорода воздуха.

Уплотнение фрезерного торфа. Уплотнение торфа по' сравнению с обычной кладкой не дало положительных результатов. Поэтому этот способ не рекомендуется для производственных условий.

Закладка прослоек сырого торфа в зону максимально­ го самонагревания. Прослойки из сырого торфа задержи­ вают. развитие этого процесса на сравнительно продол­ жительное время — до 1,0—1,5 мес.

Обработка торфа химическими веществами. В лабора­ торных и производственных условиях проверено дейст­ вие химических веществ, антисептиков, например трнхдорэтана, снижающего интенсивность процесса саморазогревания торфа и задерживающего его развитие при низких температурах разогрева.

Испытаниями установлено, что битуминозыьГе эмуль­ сии марки КП-2 позволяют образовать на поверхности торфа устойчивые воздухонепроницаемые пленки.

Опытами ВНИИТП Главторфа установлено также, что обработкой полукокса поверхностно-активными ве­ ществами (мылонафт, отходы мыловаренной промыш­ ленности и др.) молено снизить активность его к само­ возгоранию,

71