Элементы технологической схемы топливоподачи ТЭС. Размораживающие устройства — тепляки

Лекция 4 Элементы технологической схемы топливоподачи ТЭС Размораживающие устройства – тепляки Восстановление сыпучести смерзшегося в полувагонах топлива осуществляется разогревом его в размораживающих устройствах и рыхлением механическими средствами. Разогрев вагонов со смерзшимся топливом возможно тремя способами: - конвективной передачей тепла стенкам полувагонов от подогретого в калориферах воздуха или продуктов сгорания жидкого и газового топлива; - передачей тепла излучением от газовых или электрических панелей; - комбинированной передачей тепла стенкам полувагонов излучением от панелей, обогреваемых паром и имеющих температуру 150 – 200 ̊С, конвекцией нагретого воздуха. Смерзшееся топливо обычно разогревают в закрытых отапливаемых помещениях – тепляках. В тепляках конвективного типа (рис. 4.1 а) нагретый в паровых калориферах воздух вентилятором нагнетается в специальные короба, расположенные вдоль железнодорожного пути. Из короба горячий воздух с температурой 100 ̊С, через сопла подается на боковые стенки и днище полувагона. Наиболее часто используют тепляки с комбинированным обогревом. Конструкция тепляка с излучателями в виде трубчатых панелей, обогреваемых насыщенным паром и расположенных на боковых стенках и потолке показана на рис. 4. 1 б. В нижней части помещения на всей его длине расположены короба, из которых через наклонные сопла поступает горячий воздух, обогревающий стенки вагонов. Воздух забирается из помещения вентилятором и подогревается в калориферах. Тепляк разделен на секции с разной температурой, через которые проходят вагоны при убывающей интенсивности обогрева. На мощных электростанциях с большим расходом топлива тепляки рассчитаны на 10 – 20 полувагонов. Рис. 4.1. Размораживающие устройства. а-конвективное: 1-вентилятор, 2-электродвигатель,3-калориферная, 4-рециркуляционный короб, 5-рециркуляционный патрубок, 6-нагревательный патрубки, 7-нагнетательный короб, 8-нагнетательная шахта; б – комбинированное: 1-здание размораживающего устройства, 2-трубчатые излучатели, 3-сопла, 4-металлический экран, 5-вентилятор. Разгрузочные устройства Различают два основных вида приемных разгрузочных устройств: - со щелевым бункером и лопастным питателем под ним; - с вагоноопрокидывателем рис. 4.2. Разгрузочное устройство со щелевым буккером применяли только при расходе топлива не выше 150 т/ч и в тех случаях, когда доставка топлива на станцию осуществлялась саморазгружающимися вагонами. Топливо из полувагонов разгружается в бункера, расположенные под железнодорожными путями. В случае подачи топлива с плохой сыпучестью или смерзшегося для ускорения разгрузки применяют бурорыхлительные машины или накладные вибраторы. Большая емкость бункера под железнодорожными путями требует значительного заглубления подземной части разгрузочного устройства, поэтому данные разгрузочные устройства практически не используются, а в основном применяют вагоноопрокидыватели. Применяют следующие типы вагоноопрокидывателей: - роторный (круговой), который разгружает полувагоны поворотом их вокруг продольной оси на угол до 175о; - боковой, который разгружает полувагоны подъемом и опрокидыванием их поворотом на консольной платформе; - торцевой, который разгружает полувагоны наклоном их в сторону одного из торцов. Рис. 4.2. Разгрузочное устройство с двумя роторными вагоноопрокидывателями. 1-вагоноопрокидаватель, 2-бункер, 3-ленточные питатели, 4-шкивной магнитный сепаратор, 5-короб отвода уловленного металла, 6-тележка для металла, 7-ленточные конвейеры, 8-дискозубчатые дробилки, 8-решетка. Предварительная подсушка топлива При подаче на ТЭС высоковлажного топлива (Wr > 20%) проводят его предварительную до размола подсушку, в специальных сушильных устройствах. Предварительная подсушка топлива повышает эффективность его последующего размола, так как коэффициент размолоспособности предварительно подсушенного топлива выше влажного и в мелющее устройство поступает топливо, состоящее из поверхностно-сухих и не слипшихся между собой частиц. Кроме того, снижение температуры сушильного агента до мельницы позволяет снизить его объем, а стало быть и сопротивление при входе газов в мельницу и облегчает условия работы подшипников мельницы. Наиболее простой и распространенной схемой предварительной сушки перед мельницей является сушка топлива в нисходящем газовом потоке опускного участка газопровода, подводящей к мельнице горячий сушильный агент. Такое устройство показано на рис. 3. Сырое топлива вводят в газоровод сверху рассредоточено по сечению последнего, что способствует улучшению омывания частиц топлива горячими газами, которые поступают также в верх сушильного участка. В ряде случаев для улучшения тепло- и массообмена между сушильным агентом и частицами топлива в нисходящем участке устанавливают пересыпные перегородки или конусы, увеличивающие время пребывания топлива в нем и более равномерно распределяющие его в потоке газов. Поток сухого возврата на сепараторе, где отделяются крупные частицы, нормально вводится на 0,5 – 1 м ниже места ввода сырого топлива, т. е. в зону сниженной температуры сушильного агента. Рис. 4.3. Устройство для нисходящей сушки топлива при шаровой барабанной мельнице: 1 - мельница; 2 - подшипник; 3 - корытообразный патрубок; 4 - сушильный участок; 5 - течка сырого угля; 6 - течка возврата; 7 - конусная мигалка; 8 - ленточный питатель; 9 - патрубок для подвода сушильного агента; 10 - трубопровод горячего воздуха. Рис. 4.4. Труба-сушилка с восходящим потоком Применение подобного типа сушки позволяет при размоле высоковлажных углей поднять начальную температуру сушильного агента до 700 – 800°C и тем самым значительно увеличить общий объем влаги в мельничной установке. В конце участка нисходящей сушки температура газов перед мельницей снижается до 350 – 400°C, т.е. до безопасного для работы ее подшипников значения. Дальнейшее снижение температуры газов до уровня, допустимого по условиям взрывобезопасности, происходит внутри корпуса мельницы. Более глубокую предварительную сушку обеспечивают трубы-сушилки с восходящим потоком газов (рис. 4.4). Вертикальная труба-сушилка цилиндрической формы с постоянным сечением по всей высоте имеет высоту восходящего участка не менее 2 – 3 м. Газы для сушки с температурой до 800°C подводятся к нижней части футерованной изнутри вертикальной трубы. Отсос отработавшего сушильного агента из верхней части трубы производится с помощью сушильного вентилятора. Сырое топливо подается питателем или специальным вращающимся забрасывателем в нижнюю часть трубы-сушилки, внутреннее сечение которой выбирают так, чтобы скорость газов в ней при температуре газов 500 – 800°C составляла 40 – 45 м/с, т.е. была достаточной для пневмотранспорта в восходящем потоке частиц угля размером до 10 – 15 мм. Трубы-сушилки работают при весовой концентрации топлива в сушильном агенте порядка 0,8 – 2,2 кг/кг. Под трубой-сушилкой устанавливается камера-отходоуловитель, в нижней части которой собираются выпадающие из восходящего потока крупные куски топлива и другие тяжелые предметы. Дробильные устройства На электростанцию топливо поступает рядовым, т.е. с размером кусков от долей мм до 200-300 мм и более. В процессе подготовки топливо измельчают и подсушивают. Выбор дробильной установки зависит от размеров наибольших исходных кусков топлива. Одноступенчатое дробление применяют при исходных размеров кусков менее 300 мм. При больших размерах кусков применяют двухступенчатое дробление: в дробилки первой ступени - до размера 200-300 мм, дробилки второй ступени - до размера кусков 15-20 мм. Для дробления топлива используют валковые, молотковые и дискозубчатые дробилки. Молотковые дробилки применяют в одноступенчатых схемах дробления твердого топлива и в качестве второй ступени в двухступенчатых схемах. В первой ступени двухступенчатых схем применяют валковые и дискозубчатые дробилки. В валковой дробилке один валок вращается в неподвижных, другой – в подвижных подшипниках, имеющих возможность вместе с ними немного сдвигаться. Топливо поступает на вращающиеся навстречу друг другу валки, затягивается ими силой трения и измельчается. Перемещение валка предохраняет установку от поломок при попадании в нее металлических предметов. Наружную поверхность валков выполняют гладкой или с выступающими шипами. На электростанциях большее применение получили шиповые валки. Дискозубчатая дробилка имеет два вала с насаженными на них дисками. Диски вращаются навстречу друг другу с разными скоростями от двух самостоятельных электродвигателей. Топливо поступает сверху и размалывается между дискозубчатыми валами. Эти дробилки чувствительны к металлическим предметам, приводящим к поломкам зубьев. Дробление топлива в молотковых дробилках осуществляется молотками, свободно подвешенными к ротору и вращающимися с окружной скоростью 62 м/с. Ударом молотков куски топлива раскалываются, отбрасываются на отбойные броневые плиты, разрушаются при ударе о них и измельчаются молотками на отбойных плитах и колосниковой решетки. Дробилки расположены в дробильном корпусе, куда топливо подается системой ленточных конвейеров. Предусматривается работа каждой дробилки только с одной ниткой конвейеров. В конструкции дробильных устройств используются различные принципы дробления топлива: ударом, раскалыванием, истиранием и др. Мoлотковая дробилка осуществляет дробление с помощью бил (молотков), навешанных на вал, вращающийся со скоростью от 300 до 600 об/мин. Ленточный конвейер Транспорт твердого топлива от разгрузочных устройств до бункеров сырого топлива в главном корпусе, со склада и на склад осуществляется ленточными конвейерами. Ленточные конвейеры могут быть следующих типов: - стационарными; - передвижными с движением ленты в одном направлении и с движением ленты попеременно в одном и двух направлениях (реверсивные). Ленточные конвейеры имеют высокую производительность, являются надежными и экономичными механизмами непрерывного действия, ремонт и обслуживания которых значительно просты. Конвейеры бывают горизонтальные, наклонные, горизонтально-наклонные. Угол наклона конвейера с гладкой лентой может быть не более 18̊ для всех видов твердого топлива. В местах загрузки крупнокусковым топливом угол наклона ограничивается 12 – 15о для предотвращения скатывания крупных кусков. Через пересыпные коробы топливо загружается на верхнюю рабочую ветвь ленты и транспортируется к месту разгрузки, которая происходит через концевые барабаны или осуществляется специальными разгрузочными устройствами в необходимых местах. На станциях применяют конвейерные ленты на основе специальной хлобчато-бумажной ткани (бельтинга), комбинированной ткани (лавсан-хлопок) и синтетических тканей. Конвейерные ленты из синтетических тканей более прочные, допускают большее число перегибов, влагоустойчивы, менее подвергнуты гниению, гибки в поперечном направлении, меньше весят, однако значительно вытягиваются при эксплуатации. В районах с низкими температурами ленточные конвейеры устанавливают в закрытых отапливаемых помещениях, включая галереи и эстакады. Нумерация ленточных конвейеров является типовой и принята единой для любой типовой схемы. Ленточный конвейер ЛК1 находится ниже уровня земли, над ним происходит разгрузка вагонов, поступающих в вагоноопрокидыватели. Грохоты В топливе содержится много (до 50— 70%) мелочи, не требующей дробления. Чтобы не перегружать дробилку и более эффективно ее использовать, мелкие кусоч­ки топлива отсеивают на грохотах и затем смешивают их с дробленым топливом, про­шедшим через дробилку. Грохочением называется процесс разделения сыпучего материала по крупности на решетках (ситах). В энергетике различают три основных вида грохочения твердого топлива: предварительное, применяемое для выделения крупных кусков и их последующего дробления, контрольное, производимое с целью определения эффективности работы грохотов или дробилок; вспомогательное для выделения из общей массы исходного топлива мелких фракций не требующих дробления. Предварительным грохочением можно считать отделение крупных кусков топлива на решетке бункеров под вагоноопрокидывателем и в разгрузочном сарае с последующим их дроблением. Вспомогательное грохочение сокращает количество материала, поступающего на дробление, и тем самым уменьшает износ мелющих органов дробилки, снижает удельный расход электроэнергии на дробление. Оно применяется перед последней ступенью дробления в молотковых дробилках для выделения мелких классов топлива размером 0-25 мм. Контрольное грохочение проводят путем рассева и определения гранулометрического состава проб исходного и дробленного топлива. Грохоты различа­ют неподвижные и подвижные (качающие­ся). Неподвижные грохоты состоят из ряда параллельно или веерообразно расположенных колосников, скрепленных между собой поперечными связями. Угол наклона грохота составляет 40-55о. Для устранения застревания кусков между колосниками и уменьшением залипания поверхности грохота применяются: - веерообразное расположение колосников с расширяющимся к низу зазором; - вынесение поперечных связей из рабочей зоны колосниковой решетки; - подогревом колосников (труб из которых они изготовлены) проходящим внутри паром до 115— 130 °С; - оборудование грохотов устройствами для механической очистки; - топливо с ленточного конвейера падает на грохот с высоты 1,5 м. Качающиеся грохоты (рис. 4.5) представляют собой опирающуюся на пружинные опоры наклонную решетку (сито), которую приводят в колебательное движе­ние от эксцентрикового механизма. Не про­шедшие через грохот крупные куски топли­ва поступают в дробилку. А прошедшее через грохот мелкое топливо поступает на ленточный конвейер и подается в главный корпус. Рис. 4.5. Качающийся грохот: 1 - подача топлива; 2 — магнитный сепаратор: 3 — течка для удаления металла; 4 — приводной экс­центриковый механизм; 5 —решетка; 6 — качаю­щаяся подвеска; 7— топливо на дробилку; 8 — мелкое топливо на конвейер после дробилки. Магнитные сепараторы До поступления в дробилку из по­тока удаляют металлические предметы, по­вышающие износ и вызывающие поломку оборудования. Ме­таллические предметы, находящиеся на по­верхности потока топлива, улавливаются подвесным электромагнитным сепаратором, а находящиеся в глубине потока — бара­банным электромагнитным сепаратором, совмещаемым с передним (натяжным) ба­рабаном ленточного конвейера. Для более полного выделения металла целесообразно устанавливать сепараторы до и после дроб­ления. Принцип работы магнитных сепараторов основан на работе мощных электромагнитов. Например, если в качестве подвесного сепаратора применяют мощный электромагнит с использованием очистительной ленты. Куски металла притягиваются электромагнитом, очистительная лета при своем движении отводит уловленный метал в сторону, и когда напряжение магнитного поля снижается, кусок металла отрывается от ленты и попадает в приемный бункер. Для экономии электрической энергии и сохранения магнитных свойств, магнит включается в работу, когда в слое топлива появляется металлический предмет. Импульс на включение подает датчик металлоискателя, установленный над слоем топлива на определенном удалении от электромагнита. Датчик срабатывает на металлические предметы массой 100-200 г. Более мелкие предметы не опасны для дробилок. Рис. 4.6. Схема установки магнитных сепараторов. 1-подвесной сепаратор, 2-шкивный сепаратор, 3-течка топлива, 4-течка металла, 5-лента транспортера, 6-металл. Щепоуловители Для отбора из потока топлива древесных предметов, тряпок и бумаги применяют специальные устройства – щепоуловители. Применение щепоуловителей предотвращает забивание элементов системы пылеприготовления получающейся из щепы древесной «ватой». В зависимости от характеристик топлива, количества древесных предметов на станциях применяют различные индивидуальные конструкции систем для улавливания щепы. Принцип работы щепоуловителя заключается в прочесывании по­тока угля на ленте конвейера захватами. Щепоуловитель так же может представлять собой гре­бенчатый барабан (рис. 4.7), получающий вращение от вала приводного барабана конвейера. Вращающийся гребенчатый барабан, проче­сывая поток угля, захватывает щепу и сбра­сывает ее в отдельную течку. Перед гре­бенчатым барабаном установлена щелевая решетка, через которую дробленое топливо проваливается в бункер. Коэффициент улав­ливания щепы достигает 80—90%. Рис. 4.7. Щепоуловитель. 1-барабан транспортера, 2-гребенчатый ротор, 3-грохот, 4-течка для угля, 5-течка для щепы.