75 группа 2 вариант / Режимы роботы и эксплуатации ТЭС / КУ / Учебное пособие

2.3.5. Схемы пылеприготовления

Всовременных энергетических паровых котлах твердое топливо сжигают

впылевидном состоянии. Подготовка топлива к сжиганию осуществляется в системе пылеприготовления, в которой производится его сушка, размол и дозирование специальными питателями. Для сушки топлива используют сушильные агенты. В качестве сушильных агентов используются воздух (горячий, слабоподогретый, холодный) и топочные газы (горячие, холодные) или то и другое вместе. После отдачи теплоты топливу сушильный агент называют отработанным сушильным агентом.

Выбор системы пылеприготовления определяется видом топлива и его физико-химическими свойствами. Различают центральные и индивидуальные системы пылеприготовления. В центральных – устройства сушки и размола топлива вынесены на так называемые пылезаводы, за пределы котельных цехов, и готовая угольная пыль может быть направлена к любому котлу, а в индивидуальных – размещены вблизи котла и их работа связана с работой данного котла.

Наибольшее распространение получили индивидуальные системы пылеприготовления, выполненные по схеме с пылевым бункером, когда готовая пыль после отделения от сушильного агента поступает в пылевой бункер, а очищенный от пыли отработанный сушильный агент используется для транспортирования готовой пыли или сбрасывается в топочную камеру либо в атмосферу, и выполненные по схеме прямого вдувания, когда готовая пыль отработанным сушильным агентом транспортируется к горелкам топочного устройства.

Классификация пылесистем, имеющих преимущественное распространение на электростанциях Российской Федерации, представлена в табл. 2.3.

Таблица 2.3. Классификация индивидуальных систем пылеприготовления

Индивидуальные системы пылеприготовления

90

В значительной степени схема пылеприготовления определяется типом размольного устройства. В основном используются молотковые мельницы (ММ), шаровые барабанные мельницы (ШБМ) и мельницы-вентиляторы (МВ). В схемах прямого вдувания преимущественно применяют молотковые мельницы и мельницы-вентиляторы, а в схемах с пылевыми бункерами – шаровые барабанные мельницы.

2.3.5.1. Схемы пылеприготовления с ШБМ и бункером пыли

На рис. 2.9 —2.13 представлены индивидуальные схемы пылеприготовления с бункерами пыли.

Схема пылеприготовления с подсушкой угля горячим воздухом и подачей пыли в топку с помощью ВГД (рис. 2.9) в основном применяется для слабореакционных топлив типа АШ и тощих углей при высокой (не ниже 300 С) температуре горячего воздуха.

Пыль может транспортироваться к горелкам не только ВГД, но и дутьевым вентилятором котла (ДВ), если давление, развиваемое им, достаточно.

При подаче пыли в топку воздухом от ДВ последний должен работать независимо от нагрузки котла с давлением, необходимым для тракта первичного воздуха, а избыточное давление по тракту вторичного воздуха должно дросселироваться шиберами. Система с ВГД более экономична, но установка специального вентилятора усложняет компоновку.

Из БСУ 5 топливо подается ПСУ 6 через течку 7 и мигалку, служащую для предотвращения присосов холодного воздуха, во входную горловину мельницы 1. Сюда же по воздуховоду 30 подается горячий воздух после воздухоподогревателя котла. Для регулирования температуры сушильного агента предусматривается присадка холодного воздуха, поступающего из атмосферы через клапан 8. В мельнице производится размол и подсушка угля. Угольная пыль транспортируется из мельницы сушильным агентом в сепаратор 2. Крупные фракции, отделенные в сепараторе, направляются в мельницу по течкам возврата 3 для дополнительного размола. На течках возврата установлены конусные или лепестковые мигалки 4, предназначенные для исключения обратного движения сушильного агента.

Готовая пыль из сепаратора транспортируется сушильным агентом в циклон 20, в котором производится отделение пыли от воздуха. Уловленная пыль через течку с установленными на ней двумя мигалками и сеткой 21 (служит для улавливания щепы, поступающей в мельницу с углем) спускается в бункер пыли 19 данного котла либо направляется с помощью перекидного шибера 22 в реверсивный шнек 23, используемый для передачи пыли в пылевые бункеры соседних котлов.

Сушильный агент после циклона, содержащий до 15 % неуловленной угольной пыли, отсасывается МВ 10 и подается через сбросные горелки 27 в топку котла.

Снабжение пылью основных горелок 28 котла производится с помощью питателей пыли 25.

Горячий воздух для транспортирования пыли в основные горелки подается ВГД 12 в короб первичного воздуха 16 и далее в пылепроводы.

91

Напорный короб МВ соединяется с входной горловиной мельницы трубопроводом рециркуляции 9, который служит для снижения температуры пылегазовой смеси за мельницей и увеличения скорости воздуха в мельнице. Это необходимо при размалывании сухих углей, так как количество воздуха, требующегося для их сушки, невелико и скорость его в мельнице небольшая, в результате чего мельница не развивает требуемой производительности. Сбросные горелки при остановленной системе пылеприготовления охлаждаются горячим воздухом через трубопровод отвода ВГД 14 и трубопровод охлаждения сбросных горелок 15.

Схема пылеприготовления с подсушкой угля смесью топочных газов с горячим воздухом и подачей пыли в топку с помощью МВ (рис. 2.10) применяется при использовании влажных и взрывоопасных топлив.

В этой системе газы из топочной камеры отсасываются МВ, и к ним добавляется горячий воздух от воздухоподогревателя.

Пыль к горелкам 28 транспортируется мельничным (сушильным) агентом с помощью МВ 10. Подача пыли и охлаждение горелок при неработающей системе пылеприготовления производится воздухом через трубопровод 33 на сторону всасывания МВ.

Для менее влажных взрывоопасных топлив отсос газов для подсушки топлива производится из конвективного газохода котла. Обычно перед экономайзером или за ним. При этом в отличие от системы, приведенной на рис. 2.9, на линии подвода газов к мельнице устанавливается шибер и обычно предусматривается линия рециркуляции сушильного агента со стороны нагнетания МВ в газовоздуховод перед мельницей. Дымовые газы либо отсасываются МВ, либо для их подачи в систему пылеприготовления используется ДРГ котла.

Схему пылеприготовления с подсушкой топлива горячим воздухом и подачей пыли в топку МВ (рис. 2.11) можно использовать для всех видов топлива, кроме высокореакционных (типа газовых, длиннопламенных, канскоачинских) и очень влажных. В отличие от схемы, приведенной на рис. 2.10, топливо подсушивается только горячим воздухом без смеси с газами. В системе предусмотрен трубопровод рециркуляции 9.

Для регулирования температуры аэросмеси за мельницей используется присадка холодного воздуха. С этой целью в некоторых системах пылеприготовления в мельницу подводится слабоподогретый воздух.

Схема пылеприготовления с подсушкой угля смесью горячих и холодных дымовых газов и подачей пыли в топку МВ (рис. 2.12) применяется при использовании взрывоопасных топлив (каменных газовых углей и др.). Горячие дымовые газы отсасываются из газохода перед или за экономайзером и подаются в систему пылеприготовления с помощью ДРГ. Холодные дымовые газы отсасываются из газохода за дымососами котла и подаются в систему пылеприготовления с помощью ДИГ (одним на две системы пылеприготовления). Для регулирования температуры сушильного агента помимо подачи холодных дымовых газов предусмотрена также рециркуляция части сушильного агента со стороны нагнетания МВ на вход в мельницу.

Пыль к горелкам транспортируется сушильным агентом с помощью МВ. Подача пыли при неработающей мельнице производится горячим воздухом через обводной трубопровод 36 на сторону всасывания МВ.

93

Рис. 2.11. Система пылеприготовления с подсушкой угля горячим воздухом и подачей пыли в топку с помощью МВ

Обозначения см. рис. 2.9 и 2.10.

95

Рис. 2.12. Система пылеприготовления с подсушкой угля смесью горячих и холодных дымовых газов и подачей пыли в топку с помощью МВ

34 – ДРГ; 35 – трубопровод подачи горячих дымовых газов в систему пылеприготовления; 36 – обводной трубопровод; 37 – ДИГ; 38 – трубопровод подачи холодных дымовых газов в систему А пылеприготовления; 39 – то же в систему Б пылеприготовления Остальные обозначения см. рис. 2.9 и 2.10.

96

Одним из недостатков рассмотренных выше схем (2.9 – 2.12) является то, что для исключения отложений пыли в пылепроводах необходимо поддерживать в них большие расходы и высокие скорости транспортирующего агента (25-30 м/с). Это вызывает сильный износ пылепроводов на прямых и особенно на поворотных участках. При больших диаметрах (300-600 мм и более) устранение дефектов и замена изношенных участков пылепроводов сложна, а эксплуатация пылепроводов с «мелкими» дефектами приводит к повышенной запыленности в котельном цехе.

В последнее время все чаще в схемах пылеприготовления с бункерами пыли устанавливают пылепроводы высокой концентрации. На рис. 2.13

показан один из вариантов схемы пылеприготовления с транспортированием пыли высокой концентрации под давлением (ПВКд) с помощью воздуходувок. При этом пыль в смесителях смешивается с небольшим количеством воздуха, приобретает свойство текучести и подобно жидкости по наклонным пылепроводам малого диаметра (80-100 мм) с невысокими скоростями направляется к горелкам. Применяется также система высококонцентрированной подачи пыли к горелкам под разрежение (ПВКр), создаваемым с помощью паровых эжекторов. Указанный способ транспортирования пыли применяется в сочетании с системами пылеприготовления, использующими как воздушную, так и газовую сушку топлива.

Для всех видов топлива, кроме АШ и полуантрацитов, для предохранения оборудования от повреждений при взрыве на системах пылеприготовления устанавливаются предохранительные клапаны в местах, регламентируемых НТД.

2.3.5.2. Схемы пылеприготовления прямого вдувания с молотковыми мельницами

Системы пылеприготовления с молотковыми мельницами и прямым вдуванием пыли в топку применяются для размола высокореакционных бурых углей, горючих сланцев, фрезерного торфа и каменных углей с содержанием летучих веществ в горючей массе более 28 %.

Системами пылеприготовления с прямым вдуванием оснащаются котлы с твердым шлакоудалением.

Отличительной особенностью системы пылеприготовления с прямым вдуванием, воздушной сушкой топлива и шахтным сепаратором пыли (рис. 2.14) является ее незначительное аэродинамическое сопротивление, для преодоления которого оказывается достаточно полезного давления, развиваемого вращением, оснащенного билами ротора мельницы. Низкое аэродинамическое сопротивление установки предопределяется простотой конструкции гравитационного сепаратора (полая шахта) и горелочного устройства, выполненного в виде открытой амбразуры или со встроенным в нее горизонтальным рассекателем потока аэросмеси, а также отсутствием развитой системы пылепроводов. Благодаря этому система работает под разрежением или небольшим давлением, значение которого в воздухопроводе перед мельницей не превышает 100-200 Па (10-20 кгс/м2). Низкое аэродинамическое сопротивление системы пылеприготовления обусловливает небольшой удельный расход электроэнергии на пневмотранспорт пыли в топку котла.

97

Рис. 2.13. Система пылеприготовления с подсушкой угля горячим воздухом и подачей пыли высокой концентрации в топку под давлением (ПВКд):

40 – воздуходувка; 41 – трубопровод высококонцентрированной подачи пыли Остальные обозначения см. рис. 2.9-2.12.

98

Рис. 2.14. Система пылеприготовления для работы под разряжением с прямым вдуванием пыли в топку котла, сушкой топлива горячим воздухом и шахтным сепаратором пыли:

1 – бункер сырого топлива; 2 – питатель сырого топлива; 3 – взрывной (предохранительный) клапан; 4 – мигалка; 5 – устройство для нисходящей сушки топлива; 6 – мельница; 7 – сепаратор пыли; 8 – горелочное устройство; 9 – топка котла; 10 – дутьевой вентилятор; 11 – расходомерное устройство; 12 – воздухоподогреватель; 13 – сопло

(шлица) для подачи воздуха в топку; 14 – воздухопроводы к другим мельницам или горелкам котла; 15-22 – клапаны (шиберы); 23 – атмосферный клапан; 24,25 – задвижки; течка сырого топлива; воздухопроводы; трубопровод технической воды; паропровод

99