Системы пылеприготовления

Содержание

Введение 3
1. Классификация пылесистем 4
1.1. Общая классификация и определение 4
1.2. Индивидуальные системы 5
1.3. Индивидуальная система с промежуточным бункером 5
1.4. Центральные системы пылеприготовления 7
2. Пылесистема с замкнутой схемой сушки топлива и прямым вдуванием пыли
в топочную камеру 8
2.1. Пылесистема с прямым вдуванием пыли в топочную камеру 8
2.2. Замкнутая индивидуальная пылесистема 9
3. Пылеприготовление с разомкнутой схемой сушки 12
Заключение 14
Список использованных источников 15

ВВЕДЕНИЕ
Система пылеприготовления — это совокупность оборудования, которое предназначено для размола топлива на мелкие пылеобразные фракции для отопительных целей в котельных. Выбор системы пылеприготовления является важной задачей, поскольку это решает прежде всего экономической вопрос о стоимости оборудования для подготовки топлива. Существует несколько систем пылеприготовления, которые отличаются параметрами и характеристиками работы. Актуальность в рассмотрении темы обусловлена необходимостью в модернизации большинства оборудования, используемого на российских промышленных котельных установках.
Цель работы — рассмотреть системы пылеприготовления.
1. Классификация пылесистем1.1. Общая классификация и определениеСистемы пылеприготовления — это совокупность всех устройств, предназначенных для размельчения и сушки топлива. Такие системы выполняют операции по размельчению, сушки, дозирования, транспортирования и накопления топлива.
Стандарт СТО 70238424.27.100.025-2008 «Система пылеприготовления ТЭС. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования», содержит другое определение понятия [1]. Здесь система пылеприготовления — это комплекс оборудования, находящегося в составе тепловой электростанции (или котельной установки), которое объединено в единую технологическую систему. Цель такой системы — обеспечение сушки и размола топлива до пылевидного состояния и передачи его в топочно-горелочное устройство (котел).
Объединяя оба определения, можно сказать, что система пылеприготовления — это совокупность оборудования, приготавливавшего топливо в пылевидную форму для его поступления в топку, и объединенного единой технологической схемой.
Среда, используемая для сушки топлива, называется сушильным агентом. Сушильным агентом выступает горячий воздух, горячие продукты сгорания, пар, смеси паров и продуктов сгорания [2].
Общая классификация систем пылеприготовления:
а) Индивидуальные
б) Центральные
в) Замкнутые
г) Разомкнутые
д) С прямым вдуванием
е) С промежуточным бункером
1.2. Индивидуальные системыИндивидуальные системы пылеприготовления являются самыми распространенными системами пылеприготовления. Они подразделяются также на системы с прямым вдуванием пыли и с промежуточными бункерами готовой пыли, а также на замкнутые и разомкнутые. Индивидуальная система располагается непосредственно у котла, где происходит создание пыли.
В индивидуальной системе c прямым вдуванием пыль направляется сразу в топку.
1.3. Индивидуальная система с промежуточным бункеромВ индивидуальной системе с промежуточным бункером реализуется другой процесс (рис. 1).
Рисунок 1 – Схема пылеприготовления c промежуточным бункером
1 — бункер сырого угля; 2 — автоматические весы; 3 — питатель сырого угля; 4 — мельница; 5 — сепаратор; 6 — циклон; 7 — течка; 8 — пылевой шнек; 9 — промежуточный бункер; 10 — питатель пыли; 11 — мельничный вентилятор; 12 — горелка; 13 — топка; 14 —короб горячего воздуха; 15 — пылепровод; 16 — воздуховод.
В системах с промежуточными бункерами пыль остается в специальных бункерах.
Предназначение индивидуальных систем пылеприготовления с бункерами — обеспечение эффективной работы котельной в условиях наличия низкокачественного (сырого и др.) топлива.
Индивидуальные системы пылеприготовления с промежуточными бункерами обладают тем преимуществом, что уменьшают зависимость работы котла от характеристик топлива и условий, в которых работает система пылеприготовления. В данном случае, готовая пыль вместе с сушильным агентом направляется в специальный циклон, в котором происходит отделение пыли от сушильного агента. После циклона пыль поступает в специальный бункер, а оттуда подается к горелке через смеситель.
Область применения индивидуальных систем пылеприготовления с промежуточным бункером — мощные парогенераторы, работающие на тощих и малореакционных углях, требующих тонкого помола. Основная масса пыли не проходит через вентилятор, поэтому, его срок службы здесь увеличивается. Реализация таких систем более сложная, а также дорогостоящая.
Преимущество систем с бункерами — в них нагрузка мельниц не связана с нагрузкой котла, и в случаи остановки мельниц котел продолжит работу за счет запаса пыли в бункере. Также при снижении нагрузки котла мельницы продолжат эффективную работу, наполняя бункер пылью, с возможностью предоставить ее другим котлам (с помощью пылевого шнека 8). Поскольку такие системы отличают высокой надежности, они получили широкое применение.
Недостаток систем с промежуточным бункером — сложность оборудования и трудности монтажа, а также повышенное гидравлическое сопротивление из-за наличия большого количества пылепроводов, что повышает стоимость оборудования.
1.4. Центральные системы пылеприготовленияЦентральные системы пылеприготовления вырабатывают пыль для всех котлов теплоэлектростанции одновременно. Система пылеприготовления при этом располагается в отдельном помещении, а транспортировка пыли к паровым колам происходит по пылепроводам.
Преимущество центральной системы пылеприготовления — экономичность, что является очень полезным при присутствии влажных углей и некачественного топлива.
Недостаток центральной системы пылеприготовления — они требует наличия сложного оборудования высокой стоимости; также они относительно ненадежны при эксплуатации. По этой причине в промышленности они применяются значительно реже, по сравнению с индивидуальными системами.
2. Пылесистема с замкнутой схемой сушки топлива и прямым вдуванием пыли в топочную камеру2.1. Пылесистема с прямым вдуванием пыли в топочную камеруСхема индивидуальной системы с прямым вдуванием приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Индивидуальная схема пылеприготовления c прямым вдуванием
где: 1 — бункер сырого угля; 2 — автоматические весы; 3 — питатель сырого угля; 4 — мельница; 5 — сепаратор; 6 — вентилятор; 7 — горелка; 8 — короб горячего воздуха; 9 — топка; 10 — течка возврата топлива на домол, 11 — воздухопровод.
Дробленое топливо направляется ленточным транспортёром в бункер сырого угля 1, откуда оно по течке попадает на автоматические весы 2 и питатель сырого угля 3, который регулирует количество подаваемого в котёл топлива. Управление питателем ручное или автоматическое. Далее уголь подаётся в мельницу 4. Горячий (первичный) воздух, необходимый для подсушки топлива и его транспорта, с температурой 250–400 °С поступает из короба горячего воздуха 8 по воздухопроводу 11 под некоторым давлением, а также под действием разрежения, создаваемого в мельнице вентилятором 6. Между мельницей и вентилятором установлен сепаратор 5, предназначенный для отделения крупных частиц пыли, которые по течке 10 возвращаются в мельницу на домол. Готовая пыль заданной тонкости помола вместе с увлажненным после удаления влаги воздухом при температуре 80÷130 °С вентилятором 6 направляется в топку котла 9 через пылевую горелку 7, в которую также подаётся вторичный воздух из короба 8.
Основное назначение индивидуальных систем пылеприготовления с прямым вдуванием — подготовка бурых углей, сланцев, фрезерного торфа и каменных углей с большим выделением летучих веществ. В таких системах воздух нагревается до температуры 300–400°С с начальной влажностью 35–30% и торфом влажностью до 50%. Если влажность топлива более высокая, тогда в качестве сушильного агента применяют топочные газы или смесь газов с воздухом.
В системе прямого вдувания угольная пыль после сушки подается к горелкам топочного устройства.
Индивидуальные системы с прямым вдуванием пыли наиболее часто применяются в промышленных и отеплительных котельных установках, поскольку они простые в реализации и дешевые.
2.2. Замкнутая индивидуальная пылесистемаИндивидуальная система пылеприготовления также может быть замкнутой или разомкнутой.
В замкнутых системах отработанный сушильный агент (дымовые газы) сбрасывается в топку, в разомкнутых системах — в атмосферу.
Замкнутая система обычно реализуется с промежуточным бункером пыли. В такой системе готовая пыль отделяется от транспортирующего ее воздуха в системе: пыль направляется в бункер, а оттуда в трубопроводы и в котел [4]. Увлажненный воздух также распределяется по трубопроводам, предотвращая выброс пыли в окружающую среду (рис. 3).
Рисунок 3 – Индивидуальная замкнутая схема пылеприготовления с промежуточным бункером пыли [3]
где: а — с подачей пыли сушильным агентом; 6 — с подачей пыли горячим воздухом и сбросом сушильного агента в топку, 1 — бункер сырого угля; 2 — отсекающий шибер; 3 — питатель угля; 4 — течка сырого угля; 5— углеразмольиая мельница; 5 — сепаратор пыли; 7 — пылепровод; 8 — горелка; 9 — паровой котел; 10 — дутьевой вентилятор; 11 — воздухоподогреватель; 12 — тракт первичного воздуха; 13 — тракт вторичного воздуха; 14 — короб вторичного воздуха; 15 — подача холодного воздуха для вентиляции мельницы; 16 — взрывной клапан; 17 — клапан-мигалка; 18 — автоматический быстроотсекающнй шибер; 19 — устройство для сушки топлива; 20 — течка возврата грубых фракций; 21 — циклон; 22 — бункер пыли; 23 — питатель пыли; 24 — смеситель; 25 — короб первичного воздуха: 26 — мельничный вентилятор; 27 — реверсивный пылевой шнек; 28 — влажный сушильный агент с мелкой пылью; 29 — измеритель расхода; 30 — клапан присадки холодного воздуха; 31 — вентилятор горячего дутья; 32 — сбросная горелка.
3. Пылеприготовление с разомкнутой схемой сушкиРазомкнутая система применяется только в условиях высокой влажности топлива, при Wn> >3,6% Хкг/МДж.
Схема разомкнутой схемы пылеприготовления приведена на рисунке 4.
Рисунок 4 – Индивидуальная разомкнутая схема пылеприготовления
где: 1 — бутжер угля; 2 — автоматические весы; 3 — отсекающий шибер; 4 — питатель угля; 5 — труба-сушилка; 6 — бункер сушеного угля; 7 — мельница; 8 — сепаратор (шахта); 9 — сушильный вентилятор; 10 — отходоуловитель; 11 — мигалка; 12 — горелка; 13 — короб вторичного воздуха; 14 — котел; 15 — газопровод; 16 — воздухопровод горячего воздуха; 17 — воздухоподогреватель; 18 — дутьевой вентилятор; 19 — взрывной клапан; 20 — смесительная камера; 21 — трубопровод сырого угля; 22 — топливоотделитель; 23 —трубопровод присадки холодного воздуха.
Согласно СТО 70238424.27.100.025-2008, к разомкнутым системам пылеприготовления применяются специальные требования. Например, здесь, с определенной периодичностью (устанавливаемой согласно инструкции по эксплуатации), должно контролироваться состояние устройств для очистки сушильного агента за установкой и аэродинамические сопротивления устройств пылеулавливания. Как минимум два раза в год, и также после ремонта или после реконструкции, система проверяется на эффективность очистки от пыли сушильного агента.
При этом, в разомкнутых системах пылеприготовления осуществляется постоянный контроль за сопротивлением тканевых угольных фильтров. Регулярно проверяется состояние фильтров, удаляется осевшая на них пыль.
Разомкнутую систему целесообразно применять в случае очень влажных углей. В такой системе пылеприготовления сушка топлива осуществляется горячими продуктами сгорания, которые отбираются из топки или за поверхностями нагрева котла. Пылеуловители здесь предназначены для предотвращения выбросов больших объемов сушильного агента в атмосферу.
Недостаток разомкнутых систем состоит в том, что они имеют большие эксплуатационные расходы на удаление и очистку влажного сушильного агента. При этом теряется 1–2% сжигаемого топлива. Также они относительно дорогостоящие, а большие объемы выброс пыли в атмосферу, даже при наличии пылеуловителей, делает незамкнутую систему в целом неэкологичной. Поэтому, такие разомкнутые индивидуальные пылеприготовления имеют ограниченное применение, обычно только при необходимости сжигания очень влажного топлива, которое сжигать другими способами не экономично.
Заключение
Системы пылеприготовления имеют важное значение в топливных системах, поскольку от их эффективности и показателей работы зависит качество подаваемого в топку сырья и, следовательно, зависит качество работы всей теплоэлектростанции. Выбор системы пылеприготовления определяется экономическими и функциональными соображениями. Система пылеприготовления состоит из разных устройств (мельниц, вентиляторов и др.), что определяет стоимость оборудования, экологичность процесса и качество пыли. Поэтому важно правильно, исходя из конкретных условий и потребностей производства, проектировать схему системы пылеприготовления, с учетом требований экологии, экономичности и требуемой производительности (КПД).
Список использованных источников
СТО 70238424.27.100.025-2008. Система пылеприготовления ТЭС. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования. [Электронный ресурс] – URL: https://ohranatruda.ru/ot_biblio/norma/393247/#i94910
Конструкция и расчет котлов и котельных установок : Учебник для техникумов по специальности «Котлостроение» // В. А. Двойнишников [и др.]. – 1988. – С. 254.
Системы пылеприготовления. [Электронный ресурс] – URL: https://msd.com.ua/parovye-kotly-tes/sistemy-pyleprigotovleniya
Схемы пылеприготовления. [Электронный ресурс] – URL: https://toplivopodacha.ru/scheme-pulverization.html
Элементы систем пылеприготовления. [Электронный ресурс] – URL: https://sites.google.com/site/boilerplants/8-sziganie-tverdogo-topliva-v-pylevidnom-sostoanii/7-zlementy-sistem-pyleprigotovlenia