Системы пылеприготовления

Лекция 5 Системы пылеприготовления На электростанциях применяются следующие системы пылеприготовления: центральная, индивидуальная с прямым вдуванием топливной пыли в топочную камеру и индивидуальная с промежуточным пылевым бункером. Рис. 5.1. Систематизация применяемых способов пылеприготовления. В каждой из подобных пылесистем есть свои достоинства и недостатки. Схемы центрального пылеприготовления (ЦПЗ) применимы для различных топлив с размолом в мельницах типов ШБМ, ММ и СМ. Центральное пылеприготовление осуществляется на центральных пылезаводах, располагаемых вне парогенераторного цеха. В пылезаводе сосредоточено все оборудование для сушки и размола угля. Готовая пыль из бункера пылезавода с помощью специальных насосов, называемых киньон-насосами, сжатым воздухом в виде концентрированной смеси подается по пылепроводам в пылевые бункеры парогенераторов. Сушка топлива осуществляется либо отборным паром турбин в барабанных сушилках до размола, либо смесью дымовых газов парогенератора с горячим воздухом – в процессе размола. В энергетике находят применение схемы пылеприготовления с ЦПЗ для следующих видов топлива: - для бурого угля при паровой сушке и размоле в ММ; - для АШ, ПА и каменных углей при паровой сушке и размоле а невентелируемых ШБМ; - дл АШ при сушке смесью уходящих газов парогенератора и горячего воздуха и размоле в вентилируемых ШБМ. В настоящее время на ТЭС, особенно крупных, применяется индивидуальные схемы пылеприготовления, в которых приготовление пыли осуществляется непосредственно у парогенератора (энергоблока), с использованием для сушки топлива и его пневмотранспорта топочных газов в смеси с горячим воздухом. Индивидуальная система пылеприготовления с прямым вдуванием (рис. 5.2) отличается жесткой связью мельничного оборудования с парогенератором. Изменение нагрузки парогенератора требует и изменения работы мельницы. При работе со сниженной нагрузкой мельница оказывается недогруженной Рис. 5.2. Замкнутая схема пылеприготовления с непосредственным вдуванием пыли в топку: 1 - бункер сырого угля; 2 - отсекающий шибер; 3 - питатель сырого топлива; 4 - мельница; 5 - пылепроводы; 6 - горелка; 7 - парогенератор; 8 - воздухоподогреватель; 9 - дутьевой вентилятор. Индивидуальная система пылеприготовления с промежуточным пылевым бункером (рис. 5.3) независима от работы парогенератора, что является ее основным достоинством. Наличие промежуточного пылевого бункера повышает надежность установки. Этому способствует также связь мельничных устройств отдельных агрегатов с помощью пылевых шнеков, позволяющих передавать пыль в случае необходимости от одного парогенератора к другому. Эта система применяется при работе на высокореакционных бурых и каменных углях, допускающих грубый помол, а также при работе на тощих и низкореакционных углях, требующих тонкого помола. Рис. 5.3. Разомкнутая схема пылеприготовления с промежуточным бункером: 1 - бункер сырого угля; 2 - отсекающий шибер; 3 - питатель сырого топлива; 4 - мельница; 5 - циклон; 6 - бункер пыли; 7 - реверсивный шненк; 8 - перекидной шибер; 9 - эжектор-смеситель; 10 - питатель пыли; 11 - короб первичного воздуха; 12 - короб вторичного воздуха; 13 - горелки; 14 - дутьевой вентилятор;15 - парогенератор; 16 - воздухоподогреватель; 17 - золоуловитель; 18 - дымосос; 19 - клапан-мигалка; 20 - клапан присадки атмосферного воздуха; 21 – пылеуловитель. Мельницы Для размола топлива применяют различные мелющие устройства, использующие в работе принципы удара и раскалывания, раздавливания и истирания. Для приготовления угольной пыли на электростанциях применяют тихоходные шаровые барабанные мельницы ШБМ, среднеходные мельницы CШ, быстроходные молотковые мельницы ММ, быстроходные мельницы-вентиляторы. Шаровая барабанная мельница ШБМ (рис.5.4) представляет собой цилиндрический барабан диаметром 2 - 4 м при длине 2,6 – 10 м, выложенный внутри волнистыми броневыми плитами из марганцовистой стали. До 25 – 35% объема барабана заполнено стальными шарами диаметром 25 - 60 мм. Размол топлива в ШБМ осуществляется в основном по принципу удара, а также истирания. Число оборотов барабана 16 - 23 об/мин. При его вращении шары поднимаются на определенную высоту, затем падают и разбивают кусочки угля или истирают их при своем перекатывании. Для подсушки или досушивании топлива в мельницу подается горячая газо-воздушная смесь с температурой до 450°C (по соображениям перегрева подшипников - не выше), которая служит также для выноса пыли из мельницы. Достоинством ШБМ является ее универсальность, т.е. пригодность для размола с одновременной сушкой как мягких топлив с повышенной влажностью, так и твердых топлив, например АШ; возможность получения пыли любой тонкости; отсутствие затруднений при попадание в мельницу вместе с углем металлических предметов. Рис.5.4. Шаровая барабанная мельница ШБМ 287/470: 1 - питатель сырого угля; 2 - мигалка; 3 - подсушивающая шахта; 4 - выравнивающее кольцо; 5 - патрубок; 6 - подшипник; 7 - корпус барабана; 8 - цапфа; 9 - большая шестерня; 10 - малая шестерня; 11 - редуктор; 12 - электродвигатель; 13 - сепаратор пыли; 14 - предохранительный клапан; 15 - прокладка; 16 - днище; 17 - броня. К недостаткам ШБМ относятся: громоздкость и сложность оборудования; значительный удельный расход энергии на пылеприготовление, доходящий при работе на АШ до 25 - 35 кВ·тч на 1 т пыли. В связи с высоким коэффициентом холостого хода для ШБМ (характеризующим затраты энергии на вращение барабана без топлива), доходящим до 95%, потребляемая мельницей мощность практически не зависит от нагрузки. Поэтому для снижения удельного расхода электроэнергии ШБМ используют на режиме максимальной производительности. Недостатком является также значительный износ металла (шаров) при ее работе; при приготовлении 1 т пыли АШ истирается около 400 г металла. Металлический порошок, попадая в угольную пыль снижает температуру плавкости золы. Основные характеристики шаровых барабанных мельниц приведены в Л. Молотковая (шахтная) мельница является упрошенным пылеприготовительным устройством, которое устанавливается непосредственно у топки. В расположенной над ней шахте (сепараторе) совмещаются подсушка, размол, а также сепарация топлива. Подаваемое в мельницу топливо (рис. 5.5) через течку 1 поступает на быстро вращающиеся била 2, которыми оно размалывается и выбрасывается в шахту 3.Одновременно с размолом происходит подсушка топлива подаваемым в мельницу сушильным агентом - дымовыми газами в смеси с воздухом. Тонкая пыль вместе с сушильным агентом проходит через амбразуру сепарирующей шахты 4 и поступает в топку 5, а крупные частицы выпадают из потока и снова попадают в мельницу. В молотковую мельницу подается до 60-80% общего количества воздуха; остальной воздух подается непосредственно в топку. Шахта над мельницей является простейшим гравитационным сепаратором. Скорость потока здесь 3 - 4 м/с. Изменение скорости газо-воздушной смеси в шахте вызывает изменение конечной тонкости пыли, подаваемой в топку. Рис.5.5. Молотковая мельница: 1 - вал; 2 - диски;3 - билодержатель; 4 - била; 5 - корпус;6 - подшипники. Молотковые мельницы широко применяются для размола бурых углей, горючего сланца, фрезерного торфа и каменных углей с выходом летучих более 30%.Производительность молотковых мельниц достигает 100 т/ч при размоле бурых углей. Основным недостатком молотковых мельниц является сравнительно быстрый износ бил, в связи с этим молотковые мельницы применяются для относительно мягких топлив, для которых допускается грубый помол с полным остатком на сите с размером ячеек 90 мкм R90 = 25 – 40%. Расход энергии на тонну помола 5 – 12 кВт·ч. Мельница-вентилятор наряду с размолом осуществляет вентиляционный процесс в системе пылеприготовления: подсос к мельнице сушильного агента с температурой 900 – 1000 °С; транспорт пылегазовой смеси к горелкам. Топливо с сушильным агентом поступает во включенную перед мельницей шахту, где частично подсушивается при движении вниз. При этом топочные газы охлаждаются до допустимой перед мельницей температуры 350 – 400 °С, для чего в шахту подводится горячий воздух. Вместе с сушильный агентом топливо засасывается ротором с числом оборотов 590 – 1470 об/мин и размалывается билами. При этом происходит основная подсушка топлива. После отделения в сепараторе крупных частиц, возвращаемых на доразмол, пыль поступает к горелкам. Основным достоинством мельниц-вентиляторов является их высокая вентилирующая способность; недостатками - значительный износ металла лопаток и брони корпуса (50 – 70 г на тонну угля), а также уменьшение подачи сушильного агента при увеличении нагрузки по топливу. Мельницы-вентиляторы используются для легко размалываемых топлив. Производительность их по бурому углю до 44 т/ч.