книги из ГПНТБ / Авдеева А.А. Контроль топлива на электростанциях
.pdfОдной из основных технических характеристик сократителей является кратность сокращения к, представляющая собой отношение массы первичной пробы к массе получаемой при ее сокращении лабо раторной пробы. Кратность сокращения определяет степень механи зации разделки проб и область применения сократителей. Определе ние кратности сокращения в ковшовом сократителе проводится сле дующим образом.
Масса порции, отсекаемой ковшом сократителя при полном пе
ресечении им |
потока за один |
прием, определяется по формуле |
|||
|
|
|
Qb |
|
|
где Q — производительность |
дробилки, кг/сек; |
Ъ — ширина раскрытия |
|||
ковша, м; vK |
— скорость движения |
ковша, м/сек. |
|||
Для разделывания первичной пробы массой М, кг, при произво |
|||||
дительности |
дробилки |
Q, кг/сек, |
на разделку |
первичной пробы по |
|
требуется время T=MIQ, |
сек. |
|
|
||
Пересечение потока топлива происходит с периодичностью, рав |
|||||
ной T = L / D K , |
сек (где L — длина цепи, «которой прикреплен ковш, ж). |
||||
Всего за |
время разделки при непрерывной работе сократителя |
||||
ковш пересечет поток п |
раз: |
|
|
|
|
|
|
|
Т |
Mvs |
|
|
|
п |
= |
—=-0Г- |
|
Следовательно, масса лабораторной пробы составляет
MvKQb |
Mb |
Кратность сокращения определится |
из выражения |
к — m |
b ' |
т. е. она прямо пропорциональна длине цепи, к которой прикреплен ковш, и обратно пропорциональна ширине его раскрытия.
Теоретически ширина раскрытия ковша b находится в той же зависимости от крупности опробуемого топлива, как и при отборе _ проб. Однако при малой ширине раскрытия ковш получается очень небольшого объема, и, чтобы ковш не переполнялся, он должен дви гаться с большой скоростью. При этих условиях ковш часто заби вается и. не производит сокращения. Практически не рекомендуется устанавливать ковши с шириной раскрытия менее 15 мм. Следова тельно, возможность увеличения кратности за счет уменьшения ши рины раскрытия ограничена.
Иногда кратность сокращения увеличивают за счет увеличения
размеров конструкции цепной передачи или |
за счет отбора |
порций |
не из всего сечения потока. Однако в первом |
случае размеры |
цепной |
передачи достигают практически неприемлемых величин, а во втором случае снижается точность разделки (особенно при разделке проб
неоднородного топлива). |
|
|
|
На предприятиях, |
потребляющих |
большое количество топлива, |
|
ковшовые сократители |
не обеспечивают приемлемую кратность сокра |
||
щения даже при наборе проб из одной трети потока. Эти |
сократите |
||
ли в какой-то мере надежно работают |
только на шахтах |
и обогати- |
|
Тельных фабриках, где на протяжении длительного времени опробуеТся топливо, марка или сорт которого изменяются редко. В условиях топливных режимов современных электростанций, когда в тече ние суток поступает твердое топливо с резким колебанием его ка
чества, масса суточной или сменной шодачи топлива в бункера |
кот |
лов очень неоднородна. Поэтому отобранная первичная |
проба |
топлива должна быть разделана более тщательно. |
|
Примером лоткового или секторного делителя являет ся первая ступень сокращения двухступенчатого порционера ВТИ (рис. 3-13). Первая ступень сокращения со стоит из кожуха 1 (внутри которого вращается полый вал 6 с делительным сектором 5), воронки 2, распредели
тельного |
конуса 4 |
и |
сбросного патрубка |
3. |
Крутящий |
момент |
передается |
полому валу через посаженное на |
|||
него червячное колесо 8 от червячного вала |
15 редукто |
||||
ра, соединенного |
с |
электродвигателем. |
Измельченное |
||
топливо первичной пробы направляется на распредели тельный конус и через кольцеобразное сечение между основанием конуса и верхней частью кожуха ссыпается
Рис. |
3-13. |
Двухступенчатый |
порционер. |
|
|
' — кожух; 2 — воронка, |
3 — сбросной |
патрубок; 4 — распределительный ко |
|||
нус; 5 — делительный |
сектор; 6 — полый |
вал; |
7— полувал; 8, |
9 — червячные |
|
колеса; 10 — штурвал; |
// - барабан; 12 - секторные воронки; |
13 — стаканы; |
|||
14 — полумуфта; 15 — червячный |
вал; 16— бидон; 17 — дверца. |
||||
вниз. Делительный сектор постоянно находится |
в потоке |
|||||
в отличие |
от ковша |
описанного |
выше сократителя. |
От |
||
каждого сечения потока в сектор |
отбирается |
небольшая |
||||
его часть. Сектор имеет частоту |
вращения |
60 |
об/мин, |
|||
т. е. за 1 |
сек в него |
попадает топливо из полного сече |
||||
ния. |
|
|
|
|
|
|
Таким |
образом, в первой ступени осуществляется |
не |
||||
прерывное сокращение, что обеспечивает высокую Точ ность сокращения и представительность части первичной пробы, выделенной для дальнейшего сокращения. Остальная часть пробы, не попавшая в делительный сек тор, ссыпается по наклонному дну кожуха и удаляется через патрубок 3 как отход сокращения в первой сту пени.
Из полого вала топливо самотеком ссыпается во вто рую ступень сокращения, состоящую из вращающегося барабана / / , в держатели которого под жестко прикреп ленные к нему секторные воронки 12 вставляются съем
ные стаканы |
13 для |
накапливания |
лабораторных проб. |
|||||||||
|
|
|
Вращаясь |
вместе |
с |
барабаном, |
||||||
|
|
|
стаканы проходят 'под торцом по |
|||||||||
|
|
|
лого |
вала |
и постепенно |
заполня |
||||||
|
|
|
ются |
небольшими |
порциями |
из |
||||||
|
|
|
потока топлива. Барабан со ста |
|||||||||
|
|
|
канами |
имеет частоту |
вращения |
|||||||
|
|
|
45 об/мин. |
Не попавшая |
в стака |
|||||||
|
|
|
ны часть топлива (отход сокра |
|||||||||
|
|
|
щения) |
ссыпается |
|
в |
бидон |
16. |
||||
|
|
|
Содержимое |
бидона |
может быть |
|||||||
|
|
|
использовано |
как |
|
|
резервная |
|||||
Рис. 3-14. |
Распредели |
проба. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Специфика работы второй сту |
||||||||||||
тельный |
конус. |
|||||||||||
/ — основание |
|
распредели |
пени |
сокращения заключается |
в |
|||||||
тельного конуса; |
2 — дели |
том, |
что |
разгрузка |
стаканов осу |
|||||||
тельный |
сектор. |
ществляется |
принудительно после |
|||||||||
|
|
|
||||||||||
окончания разделки. Барабан вто рой ступени сокращения получает вращение от того же редуктора, что и первая-ступень. Червячная шестерня 9 этого редуктора жестко посажена на полувал 7. Этот полувал соединен с полувалом, к которому жестко при креплен барабан при помощи кулачковой пружинной муфты 14. В случае каких-либо поломок порционера или выброса плохо вставленного стакана барабан стопорит ся и верхний полувал в результате сжатия пружины вы-
ходит из зацепления с нижним полувалом, но продолжа ет вращаться. Стаканы вынимают и вставляют через люк в кожухе второй ступени, плотно закрывающийся двер цей 17. Установку и снятие стаканов производят при отключенном приводе порционера. При этом место их установки подводят к люку поворотом барабана вручную (вращением штурвала 10). Внутренняя поверхность ста канов должна покрываться плотным слоем нитрокраски, так как ржавчина на их стенках абсорбирует влагу из пробы. Попадание ржавчины в пробу также может иска зить результаты анализа топлива.
Центр |
угла делительного сектора первой ступени |
|||
(рис. 3-14) |
совпадает |
с осью |
его вращения. |
Кратность |
сокращения |
в первой |
ступени |
определяется |
отношением |
к=3607а. |
|
|
|
|
В заводском исполнении делительный сектор изготов ляется с углом а=22°30' . Кратность сокращения в пер вой ступени при этом равна 16. При необходимости крат ность сокращения можно увеличить, уменьшив угол а. Однако следует помнить, что величина хорды дуги пере сечения (в плане) основания конуса / и плоскости сек тора 2 должна быть выдержана в том же соотношении
ккрупности топлива, поступающего в порционер, как и ширина раскрытия отбирающего элемента по отношению
копробуемому топливу, т. е. /;>2,5е?максПри крупности дробления до 3 мм, радиусе вращения делительного сек тора 190 мм и радиусе основания конуса, равном 90 мм, этому условию удовлетворяют углы сектора более 10°. Следовательно, реконструируя серийно изготовляемый пор ционер, можно увеличить крат ность сокращения в первой его ступени до 36 раз.
Углы |
секторных воронок |
|
|
|
|
|
||||
над стаканами |
во |
второй |
сту |
|
|
|
|
|
||
пени |
сокращения |
(рис. |
3-15) |
|
|
|
|
|
||
имеют центры на - оси враще |
|
|
|
|
|
|||||
ния |
барабана |
1. |
Порционер |
|
|
|
|
|
||
изготовляют с четырьмя стака |
|
|
|
|
|
|||||
нами, вмещающими по 0,7 кг |
|
|
|
|
|
|||||
угля. Над |
двумя |
диаметрально |
Р и с - |
345. |
Секторные |
во- |
||||
расположенньши местами уста- |
|
|
ронки. |
|
||||||
НОВКИ |
СТакаНОВ |
МОНТИРУЮТ ВО- |
/ - б а р а б а н ; |
2 — секторная |
во- |
|||||
ронки |
о |
с углом |
раскрытия |
ронка |
большая; |
3 — секторная |
||||
/ |
|
воронка |
малая. |
|
||||||
рі = |
22°30'. Над каждым |
местом установки стаканов дру |
|
гой |
пары, также |
расположенной диаметрально монти |
|
руют воронки 3 |
с углом |
раскрытия, равным i p 2 = 11°15'. |
|
Теми или иными стаканами пользуются в зависимости от массы разделываехмых первичных проб.
Соответственно кратность сокращения во второй сту пени при использовании стаканов под воронками с боль шим углом раскрытия равна: /с'2 =360°/, р> і = 16; при использовании стаканов под воронками с меньшим углом
раскрытия к " 2 = 3 6 0 7 ^ 2 = 3 2 .
Общая кратность сокращения порционера определяет ся как произведение кратностей сокращения в обеих сту
пенях, т. е. |
в первом случае |
она равна |
к'—Кі/с'2=256, |
а во втором |
случае /с" = к\к"г = |
512. |
|
Не допускается переполнение стаканов при разделке проб. Вопрос о выборе той или иной кратности сокраще ния решается, исходя из расчета массы первичной пробы или ориентировочно, т. е. пропорционально количеству топлива, от которого отбиралась проба. Пробы во всех стаканах должны быть равноценны. Если сокращается небольшая проба и в отдельных стаканах после сокра щения получились недостаточные по массе пробы, мож но составить единую лабораторную пробу, смешав содер жимое двух, трех или четырех стаканов. Если же разде лываемая первичная проба настолько велика, что в про цессе ее сокращения возможно переполнение стаканов даже под воронками с малыми углами секторов, то раз делку производят в два или несколько приемов. Общее примерное время разделки делится на равные части. По
окончании каждой частичной разделки пробы |
дробилку |
и порционер отключают, после чего содержимое |
каждого |
стакана высыпают в отдельную плотную закрывающую ся емкость. Пробу, накопленную в емкости по окончании разделки, тщательно гомогенизируют и, если это необхо димо, квартуют вручную для приготовления аналитиче ской пробы.
Кратность сокращения практически может не соответ ствовать расчетной как следствие возможной неточности изготовления делительного сектора и секторных воро
нок. Она может также в |
небольших пределах |
колебаться |
в результате пульсации |
потока топлива под |
дробилкой. |
Однако эти отклонения не могут быть слишком больши ми, и значение кратности сокращения должно иметь хо рошую сходимость при ее повторных определениях
в близких условиях. Если значение кратности сущест венно отличается от расчетного и повторные ее определе ния также сильно отличаются одно от другого, это озна чает, что порционер имеет дефекты в изготовлении, свя занные, например, с неточностью центровки полого вала и барабана второй ступени или с неправильной установ кой делительного сектора и секторных воронок.
Для определения средней величины кратности сокращения, ее воспроизводимости и оценки работы порционера эпизодически про изводятся его специальные испытания. При испытаниях определяют кратность сокращения и проверяют работу как всего порционера, так и отдельно каждой его ступени.
|
Определение кратности производят не менее 3 раз. Перед испы |
|||||||||
|
таниями тщательно очищают бункер для первичной пробы |
и |
весь |
|||||||
|
тракт |
разделки: дробилку и порционер. Нужно |
перекрыть |
шиберы |
||||||
|
в течках отборника перед бункером, чтобы при испытаниях в |
бункер |
||||||||
|
не поступало постороннего топлива. Для каждого испытания |
берут |
||||||||
|
пробу маосой около 100 кг. Пробу берут произвольно от топлива, |
|||||||||
|
подаваемого в бункера котлов. Желательно отобрать сразу такое |
|||||||||
|
количество топлива, чтобы его хватило на все три испытания. Лучше |
|||||||||
|
всего его отобрать, остановив на какое-то время конвейер топливо- |
|||||||||
|
подачи, работающий с неполной нагрузкой. Пробу взвешивают и |
|||||||||
|
загружают в бункер |
первичной |
пробы. До ее |
разделки |
вставляют |
|||||
|
все стаканы и подвешивают бидон. Патрубок для отвода |
отхода |
||||||||
|
первой ступени сокращения отсоединяют от устройства для удаления |
|||||||||
|
отхода. Под него также устанавливают емкость, достаточную для |
|||||||||
|
сбора отхода сокращения пробы, загруженной в бункер. |
|
|
|
||||||
|
Кратность сокращения различна при определении ее по отноше |
|||||||||
|
нию |
к |
содержимому |
стаканов, |
устанавливаемых под |
воронками |
||||
|
с одинаковым углом сектора, что объясняется, как уже отмечалось, |
|||||||||
|
несущественными погрешностями изготовления и оборки порционера. |
|||||||||
|
Поэтому, чтобы учесть эти особенности порционера и установить |
|||||||||
|
истинную воспроизводимость значения кратности, желательно при |
|||||||||
|
каждом |
испытании под одну и |
ту |
же воронку |
устанавливать |
один |
||||
, |
и тот |
ж е стакан, для |
чего их нужно |
соответствующим образом |
поме- |
|||||
jтить. Рекомендуется перед испытаниями взвешивать каждый стакан • отдельно, чтобы затем после раздечки можно было определить чис-
'тую массу пробы в стакане, не высыпая из него топливо.
Испытания проводят в обычном ритме разделки. Опорожнение бункера контролируют через его верхний люк. Дробилку отключают спустя несколько минут после полного опорожнения бункера. После отключения и полной остановки дробилку вскрывают и осматривают. Если в ней обнаруживается налипшее или недоизмельченное топли
во, то создаются условия для полной разделки топлива, после чего |
|
ненадолго включают порционер и дробилку. После полной |
разделки |
и отключения дробилки и порционера вынимают стаканы |
и взвеши |
вают их содержимое. Взвешивают также собранные отходы первой и второй ступеней сокращения. Общая сумма масс топлива во всех стаканах, в 'бидоне и в емкости для сбора отхода сокращения в пер
вой |
ступени должна равняться массе топлива, загруженного в бун |
кер |
до испытаний. |
Пусть at и а3 — масса лабораторных проб в стаканах под ворон ками с углом сектора 22°30', а3 и а 4 — масса лабораторных проб
в стаканах под воронками с углом раскрытия |
11°15', Ь — масса отхо |
||||
да первой |
ступени |
сокращения, с — масса |
отхода |
второй |
ступени |
сокращения. |
Тогда |
кратность сокращения в |
первой |
ступени |
равна: |
|
я, + я г |
+ Яз + л4 |
+ b -f- с |
|
|
||||
|
к = |
а1 + аї + аі |
+ аі+Ь |
|
' |
|
|||
Кратность сокращения во второй ступени определяется отдельно |
|||||||||
для каждого стакана: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а-х + a-i + Дз + я 4 + Ь . |
|
||||||
|
( * 2 Ч - |
|
|
а, |
|
|
|
|
|
|
(к 'Из |
|
аг |
+ |
а, + я 4 |
+ |
6. |
|
|
|
|
|
|
я , |
|
|
|
|
|
|
(к.. |
я , + я г |
+ я , -|- д 4 + 6 . |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(«г)а |
^ + я г |
+ я , + я 4 |
+ 6 |
|
||||
|
|
|
|
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если массы топлива щ стаканах |
Яі |
и я 3 , |
а |
также |
в стаканах Яг |
||||
и я 4 близки, |
то определяют |
среднюю |
кратность при |
использовании |
|||||
стаканов под большими |
воронками |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
я + b |
|
|
|
|
и под малыми |
воронками |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е |
я + & |
|
|
|
|
|
|
/с"о — 2 j«2 + |
я 4 |
|
|
|
|||
Общая кратность сокращения в обеих ступенях равна произведе нию кратностей в каждой из них
к' = кік'г
и
к"=К\К"г.
В последние годы в связи с увеличением потребления низкосортных топлив повышенной влажности электро станции стали испытывать серьезные затруднения при эксплуатации порционера. В этих условиях сказываются конструктивные недостатки (малое выходное отверстие воронки, недостаточные углы наклона стенок конуса и делительного сектора), сводящие на нет методические преимущества способа сокращения, заложенные в порционер. Наличие полого вала также способствует нали-
панию и зависанию топлива в тракте порционера. Не всегда облегчают эксплуатацию порционера такие меро приятия, как подрезка воронки, подвешивание шарика для обстукивания сектора, увеличение угла наклона дни
ща кожуха, установка в полый вал |
ножа, закрепленного |
к основанию конуса для постоянной |
очистки его полости. |
На современных мощных электростанциях первичные пробы, отобранные в соответствии с действующими нор мами, могут быть массой до 500 кг. При разделке таких проб за один прием для получения лабораторных проб стандартной массы порционер должен обладать высокой кратностью сокращения. Изготовляемый в настоящее время порционер имеет большую высоту и не позволяет скомпоновать опробователь в условиях высокопроизводи тельных топливоподач по наиболее рациональной схеме. Таким образом, порционер для сокращения первичных проб, отбираемых в условиях топливного режима совре менных мощных электростанций, сохраняя положитель ные методические предпосылки для обеспечения предста вительности при сокращении, заложенные в описанный выше порционер, должен обладать дополнительными ка чествами— он должен обеспечивать получение предста вительных лабораторных проб при высокой кратности сокращения первичных проб, обеспечивать хорошее про хождение топлива по его тракту и иметь небольшие раз меры по высоте.
С учетом этих требований во ВТИ разработана кон струкция нового порционера. Порционер разработан с учетом его универсального использования при раздел ке первичных проб различной величины, для чего пре дусмотрена регулировка кратности. Сокращение первич ной пробы в новом порционере, как и в эксплуатируемом в настоящее время, осуществляется в две ступени и про изводится в обеих ступенях по существу по тому же принципу. Отличительные особенности нового сократителя состоят в том, что в нем осуществлена автоматиче ская перестановка стаканов лабораторных проб в не сколько положений. Это позволило исключить из сократителя полый вал, увеличивающий его размеры и затрудняющий прохождение материала по тракту, и бо лее просто решить всю конструкцию порционера с соосным расположением обеих ступеней сокращения.
Над порционером при данной схеме опробования можно устанавливать любую дробилку. Измельченное
топливо поступает в порциоиер (рис. 3-16) через прием ный патрубок / на конус 2, где распределяется равномер ным потоком кольцеобразного сечения между нижним основанием конуса и кожухом 3. Для сглаживания воз можной неравномерности потока под дробилкой и вырав нивания скоростей всех частиц под конусом размеры вы
ходного |
отверстия |
воронки |
и основания конуса |
выбра |
|
ны |
так, |
чтобы в |
проекции |
на плоскости, перпендику |
|
лярную |
оси порционера, отверстие воронки |
вписыва |
|||
лось |
в |
основание |
конуса. |
Под кольцеобразным се |
|
чением равномерно вращается делительный сектор 4. Углы наклона рабочих поверхностей конуса и сектора
|
Рис. 3-16. Сократитель проб |
СП2-ВТИ. |
|
|||
1 — приемный |
патрубок; |
2 — распределительный |
конус; |
" — кожух; 4 — дели |
||
тельный сектар; 5 — барабан |
первой ступени |
сокращения; |
6 — равномерно |
|||
вращающаяся |
шестерня; |
7 — электродвигатель; |
6—палец; |
9—мальтийский |
||
крест; 10 — планетарная |
шестерня; // — неподвижная шестерня; 12 — водило; |
|||||
13 — барабан |
второй ступени |
сокращения; 14 — стакан |
лабораторных проб; |
|||
15 — сбросной |
патрубок; 16 — дополнительные |
емкости. |
||||
выполнены большими, чем в описанном ранее порционере. По проекту обе эти детали должны изготавливаться из нержавеющей стали. Кратность сокращения в первой ступени порционера можно варьировать, изменяя угол сектора при помощи насадок. Критерий кратности в пер-
вой ступени сокращения такой же, как й в первой ступе ни серийно изготавливаемого порционера. Отделенная сектором часть первичной пробы непосредственно из него поступает для дальнейшего сокращения во вторую сту пень. Остальная часть потока как отход сокращения пер вой ступени удаляется'из порционера самотеком. Крат ность сокращения в первой ступени равна /с1 = 360°/а, где а — угол раскрытия делительного сектора.
Делительный сектор вмонтирован в барабан 5 первой ступени, также изготовляемый из нержавеющей стали. Он защищает вторую ступень от попадания в нее топли ва из отхода сокращения первой ступени. Барабан наса жен на полую ступицу равномерно вращающейся шестер ни 6, получающей вращение от электродвигателя 7 через систему редуцирующих шестерен. На равномерно вра щающейся шестерне имеется палец 8, который периоди чески поворачивает мальтийский крест 9, посаженный на один вал с шестерней 10. Планетарная шестерня при пе редаче вращения через палец мальтийскому кресту обка тывается по неподвижной шестерне / / , и в определенный момент выводит из зацепления палец с мальтийским крестом. Тем самым обеспечиваются периодические оста новки водила 12, свободно вращающегося соосно с рав номерно вращающейся шестерней внутри ее полости. На нижний конец водила, выходящий из полости равномерно вращающейся шестерни, насажен барабан 13 второй сту пени сокращения со стаканами 14 для сбора лаборатор ных проб второй ступени сокращения. Электродвигатель порционера монтируется вертикально внутри конуса. Пи тание электрическим током к электродвигателю подво дится через одну из радиальных опор конуса. Весь при вод со специальным редуктором размещен внутри кожуха порционера и -защищен от попадания на него топлива распределительным конусом 2. Внутреннее размещение привода уменьшает размеры порционера в плане, упро щая тем самым его компоновку. Порционер прост по кон струкции. Обслуживание привода несложно: для его ре монта нужно выполнить несложные операции по разбор ке порционера.
Стаканы лабораторных проб имеют приемные отвер стия, угол раскрытия которых так, же, как и у сектора, можно изменять для регулирования кратности сокраще ния второй ступени. При работе сократителя стаканы периодически переставляются из одного положения
6—1276 |
81 |
