Топливное хозяйство котельной

Топливное хозяйство

Для каждой из котельных установок (проектируемой, реконструируемой или работающей) на основе топливно-энергетического баланса района планирующими организациями устанавливается вид сжигаемого топлива. Топливо до поступления в топочное устройство обязательно подвергается приемке, перегрузке, а иногда и дополнительной подготовке к сжиганию. Способ перевозки топлива от места добычи или первичной переработки выбирается при проектировании и может быть осуществлен железнодорожным, водным или автомобильным транспортом, а также с помощью канатной подвесной дороги, ленточными транспортерами и по трубопроводам. Выбор способа транспортировки зависит от годового количества топлива, потребляемого котельной установкой, расстояния до места добычи, вида топлива и наличия коммуникаций.

Газообразное топливо поступает по газопроводам из магистралей и газовых станций.

Жидкое топливо может поступать по трубопроводам, в железнодорожных или автомобильных цистернах и в наливных баржах.

Твердое топливо перевозится по железным дорогам в специальных вагонах, водным путем в баржах и по шоссейным дорогам автотранспортом.

При размещении котельной на предприятии твердое и жидкое топливо чаще всего перевозят по железной дороге. К небольшим котельным топливо подается автотранспортом.

Газообразное топливо поступает по газопроводам высокого, среднего и низкого давления. Крупные котельные проектируются на сжигание двух видов топлива: основное и резервное. При кратковременном использовании резервного топлива, обеспечивающего постоянство работы, его называют аварийным.

Для разгрузки, приема, хранения на складе, подачи и подготовки топлива сооружается и оборудуется комплекс устройств, называемый топливное хозяйство котельной.

Рис. 7-6. Принципиальная схема газорегулировочного пункта (ГРП)

По газопроводам низкого давления природный газ подается при расходе до 1 млн. м3 .в год, т. е. для котлов небольшой производительности. Для котельных с агрегатами большей производительности подводится газопровод высокого — от 0,3 до 1,2 МПа (от 3 до 12 кгс/см2) или среднего — от 0,005 до 0,3 МПа (ог 0,05 до 3 кгс/см2) давления. Снижение давления газа осуществляется для снабжения предприятия и в том числе котельных в газорегуляторных пунктах (ГРП) или в газорегуляторных установках (ГРУ), располагаемых поблизости от потребителей газа. Их сооружают в соответствии с правилами безопасности в газовом хозяйстве, обязательными для всех ведомств и организаций.

Принципиальная схема ГРП, устанавливаемого на объекте для снабжения газом низкого давления, показана на рис. 7-6. Назначением ГРП являются снижение и автоматическое поддержание давления газа на заданном уровне независимо от его расхода, фильтрация газа, а также регистрация давления и расхода газа . Отметим лишь, что для большинства подобных котельных от магистрального газопровода до агрегатов выполняются два ответвления (сдвоенное ГРП) для повышения надежности снабжения газом. После ГРП газ направляется в газопровод, проходящий вдоль фронта котлоагрегатов, от которого выполнены отводы газа к каждому из котлов.

Принципиальная схема разводки газа внутри котельной показана на рис. 7-7. Из схемы следует, что распределение газа по отдельным агрегатам и горелкам для надежной работы топочных устройств и безопасности персонала должно быть автоматизировано и оснащено арматурой.

Рис. 7-7. Схема подачи газа от ГРП к котлоагрегатам. 1 — общая магистраль; 2 — регуляторы расхода; 3 — запорные органы — задвижки; 4 — краны самосмазывающиеся к горелкам; 5 — запорные задвижки с электроприводом; 6 — свечи (трубопроводы для продувки и выхлопа газа); 7 — устройство для розжига горелок (запальники); 8 — предохранительный клапан; 9 диафрагма для измерения расхода газа.

Жидкое топливо, главным образом мазут, может доставляться в котельную железнодорожным и автомобильным транспортом, а при расстоянии от нефтеперерабатывающего завода до 20 км — по трубопроводам; мазут марки 200 подается только по трубопроводу. Перевозка мазута по железной дороге осуществляется в четырехосных цистернах с грузоподъемностью 50 т и двухосных — 25 и 16 т. Слив мазута из железнодорожных цистерн осуществляется после того, как мазут будет разогрет подачей в него водяного пара или с помощью других средств до 60 — 70°С. При транспорте автоцистернами разогрев мазута осуществляется на нефтебазе и мазут закачивается в автоцистерну горячим. Для приема мазута, поступающего в железнодорожных цистернах, сооружаются сливные устройства в виде лотков и промежуточной емкости, обогреваемых паром давлением до 0,5 МПа (5 кгс/см2). Иногда сливные устройства оборудуются паропроводами и шлангами с наконечниками для разогрева мазута в цистернах. Из сливных лотков и приемного устройства жидкое топливо самотеком или насосами направляется в хранилища, располагаемые над землей или под землей. Обычно емкость хранилища находится в пределах от 50 до 1000 м3.

По строительным нормам предусматривается запас топлива на 10 сут, если считать по максимальной, производительности котельной при доставке его по железной дороге: на 5 сут — автотранспортом и 2 сут — по трубопроводу.

Ситуационные планы расположения мазутного хозяйства показаны на рис. 7-8. На рис. 7-8,а и б видны железнодорожные пути и сливные лотки 2, над которыми устанавливаются цистерны, а также коллекторы 5, по которым пар поступает в цистерны на разогрев топлива. Из лотков топливо течет, по трубопроводам в приемные баки 4 и хранилища 3. Из хранилищ с помощью насосов, установленных в подземной или надземной мазутонасосной станции 1, топливо перекачивается в котельную. Температура перекачиваемого мазута в зависимости от его вязкости (марки) составляет от 40 до 80°С. Из хранилищ в котельную мазут необходимо прокачивать насосами непрерывно для предупреждения его застывания, сливая избыток обратно в хранилище, т. е. осуществляя непрерывную циркуляцию.

Рис. 7-8. Топливное хозяйство. Планы расположения.

a — с подземными бетонными хранилищами и насосной станцией при поступлении мазута в железнодорожных цистернах; б — с надземными хранилищами, насосной станцией при поступлении мазута по железной дороге; в — с подземными хранилищами при транспорте мазута автоцистернами.

Для подачи мазута в котельную служат центробежные насосы с электроприводом; их число должно быть не менее двух, а производительность каждого равна наибольшему расходу топлива.

При отсутствии надежного снабжения электроэнергией в насосной станции должно быть установлено не менее двух насосов с паровым приводом на полную потребность мазута. Для осуществления циркуляции устанавливается насос производительностью в 40 — 50% основного, а иногда и с меньшим напором. Для перекачивания топлива из промежуточной емкости 4 в хранилища также устанавливаются специальные насосы. Если мазут является резервным топливом, трубопровод для мазута прокладывается один, но с непрерывной циркуляцией.

Пар из котельной к мазутному хозяйству поступает по двум паропроводам — рабочему или резервному. Паропроводы и трубопроводы для мазута прокладываются в общей изоляции для уменьшения потерь теплоты мазутом, В пределах котельной участки мазутопровода. от магистрали до форсунок должны иметь устройства для продувки. В котельных с водогрейными котлами разогрев мазута ведется горячей водой в специальных теплообменниках.

На рис. 7-9 показан пример выполнения системы паропроводов и трубопроводов для мазута в пределах хранилищ топлива, мазутонасосной станции и котельной. Топливо из хранилищ проходит фильтры грубой очистки 3 и поступает к насосам 1 с электроприводом или насосам 2 с паровым приводом. При малых расходах включается насос 6. После насосов мазут проходит подогреватели 5 и поступает к фильтрам тонкой очистки 4 и далее через измерительное устройство по трубопроводам 10 к котлоагрегатам 15. Неизрасходованное топливо по трубопроводу 11 сливается обратно в мазутохранилище 13.

Рис. 7-9. Схема трубопроводов и размещение оборудования в мазутном хозяйстве, хранилищах и котельной

1 -насос с электроприводом основной; 2 — паровой насос; 3 — фильтры грубой очистки; 4- фильтры тонкой очистки; 5 — подогреватели мазута; 6 — насос ляции: 7 — перекачивающие насосы; 8 — трубопровод для очистки баков; 9 — фильтры грубые; 10 — мазутопровод напорный; 11 — мазутопровод сливноя; 12 — паропроводы к мазутному хозяйству; 13 — наземные мазутохраиилища; 14 — подземный промежуточный бак; 15 — паровые котлы; 16 — дренажный колодец.

Для перекачивания мазута из одной емкости в другую, например из приемной емкости 14, установлены насосы 7, подающие топливо по трубопроводу 8 через фильтры 9 в хранилища 13. Насыщенный пар из котельной по двум паропроводам 12 поступает в коллектор, из которого направляется к подогревателям, к паровому приводу насосов, в греющие змеевики наземных хранилищ 13 и подземного хранилища 14. Конденсат от подогревателей и из змеевиков в хранилищах стекает в колодец для дренажей 16. В подогревателях мазут нагревается до 85 — 130°С в зависимости от марки мазута, типа форсунок и способа распыливания. В тех случаях, когда в мазут добавляются жидкие присадки, например присадка ВНИИНП, ВТИ, для борьбы с коррозией и отложениями на поверхностях нагрева, топливо следует нагревать до еще более высокой температуры. Для приема, хранения и смешивания с топливом жидких присадок должны быть предусмотрены соответствующие емкости и насосы. Конденсат, если он загрязнен топливом, должен быть собран в колодце 16 и затем, пройдя мазутоловушки и очистку, может быть сброшен в канализацию. Остатки топлива от очистки резервуаров, из мазутоловушек и других мест сжигают.

Твердое топливо — антрациты, каменные, бурые угли и торф — поступает по железной дороге с широкой или узкой колеей и доставляется автотранспортом и лишь изредка — водным путем. Наиболее крупные открытые железнодорожные вагоны (гондолы) с широкой колеей имеют грузоподъемность 60 т, они оборудованы со дна люками для разгрузки с каждой боковой стороны; средние вагоны (хопперы) имеют грузоподъемность 25 т и наклонное дно к люкам.

При подаче твердого топлива по узкой железнодорожной колее, что обычно применяется при использовании добытого поблизости торфа, грузоподъемность вагона составляет около 8 т; вагон имеет односкатное дно и оборудован шестью люками в сторону для разгрузки. При автотранспорте применяются самосвалы грузоподъемностью 2,5 т и более.

Все поступающее твердое топливо до разгрузки должно быть взвешено, если его суточный расход превышает 20 т; при суточном расходе топлива в 250 т и более топливо взвешивается и при подаче со склада в бункера котельной. При поступлении топлива на территорию котельной по железной дороге для его разгрузки сооружаются устройства, которые позволяют принять часть или весь железнодорожный состав, разгрузить и очистить вагоны от остатков топлива, а затем отправить порожние вагоны нa железнодорожную станцию. Устройство, на котором проводят перечисленные работы, называют разгрзочной эстакадой.

Простейшей открытой эстакадой является насыпь высотой от 1,0 до 2,8 м с уложенными на ней железнодорожными путями (рис. 7-10). Длина такой эстакады определяется суточным расходом топлива в котельной при средней температуре самого холодного месяца. Если этот расход менее 250 т, то длина эстакады принимается по согласованию с управлением железной дорогой обычно для одновременной разгрузки 2 — 3 вагонов в 30 — 50 м; при расходе от 250 до 750 т длина эстакады равна ~300 м. При наличии эстакады разгрузка топлива должна проводиться в сторону топливоподачи и склада, т. е. быть двусторонней. В некоторых случаях вместо эстакады сооружаются закрытые разгрузочные сараи.

Топливное хозяйство из вагона попадает в бункера топливоподачи и далее транспортируется на склад или в бункера котельной. В закрытых разгрузочных сараях осуществляются размораживание топлива, дробление на решетках крупных кусков и удаление посторонних предметов (металлических и деревянных); сараи оборудуются механизированными приспособлениями для открытия и закрывания люков вагонов, а также для механической их очистки. Стоимость закрытых разгрузочных сараев высока, вследствие чего их применяют в особых условиях (климат с высокой влажностью и при расходе топлива больше 2000 — 3000 т в сутки). Разгруженное из железнодорожных вагонов топливо из железнодорожных вагонов, поступает на базисный склад, который может обслуживать несколько котельных, или на расходный склад для данной котельной. Емкость расходного склада определяется способом доставки топлива: по железной дороге — не более двухнедельного запаса максимального суточного расхода; автотранспортом — не более недельного. Если базисные оклады расположены на большом расстоянии от котельной (дальше 10 км) или отсутствуют в районе, а также при доставке топлива водным путем емкость расходного склада увеличивают для создания запаса на 1—2 мес. При сжигании в котельной торфа, поставляемого с места его добычи на расстояние до 16 км, или расположении котельной установки на территории торфяных предприятий расходные склады не выполняют.

Рис. 7-10. Топливное хозяйство для разгрузки топлива

Территория открытого расходного склада должна быть спланирована так, чтобы имелся уклон в сторону дренажных канав, служащих для отвода атмосферных осадков. Отметка нижнего слоя топлива должна быть на 0,5 м выше наивысшего уровня грунтовых вод. Если почва территории, отведенной под склад, песчаная, илистая или торфяная, то поверхность земли необходимо покрыть несколькими слоями шлака, глинобетона на шлаке, уплотнить укаткой и только после этого складировать топливо на покрытии. Применять для покрытия асфальт или дерево нельзя, так как топливо при хранении может разогреваться. Закрытые расходные склады для твердого топлива располагаются в одной ячейке здания котельной с торца расширения и допускаются только для котельных небольшой производительности менее 5,8 МВт (до 5Гкал/ч), расположенных в стесненных условиях среди населенной местности, а также в некоторых особых случаях, например при расположении котельной на территории предприятий, применяющих кондиционированный воздух, и иногда в районах Крайнего Севера.

Для механизации погрузочно-разгрузочных работ и перемещения твердого топлива на открытых складах топлива, используются погрузчики, бульдозеры и краны-перегружатели для укладки топлива в штабеля и подачи в котельные. Штабеля могут иметь произвольные размеры для всех видов углей при наличии на складе крана-перегружателя, скрепера и нескольких железнодорожных путей, При малой механизации целесообразно штабеля выполнять с размерами, условно показанными на рис. 7-11, и данными, приведенными в табл. 7-1.

Рис. 7-11. Штабеля твердого топлива на складе

Таблица 7-1. Размеры штабелей для различных топлив

Расстояние между подошвами соседних штабелей должно быть для бурых и каменных углей не менее 1 м при высоте штабеля до 3 м и не менее 2 м при большей высоте. Торф укладывают в штабеля с расстоянием между их подошвами не менее 5 м и 20 м между торцами: От железной дороги штабеля следует размещать на расстоянии не меньше 5 м и от автодороги — не меньше 2 м.

С расходного склада в котельную твердое топливо подается с помощью механизмов и устройств. Комплекс механизмов и устройств, которые перемещают топливо со склада в котельную, называют топливоподачей.

Простейшей топливоподачей являются бульдозер-погрузчик и автопогрузчик с ковшом. Такой способ подачи топлива пригоден при максимальной теплопроизводительности котельной ≤5,8 МВт (до 5 Гкал/ч), работающей на высококалорийном и сортированном топливе, так как при этом отсутствуют удаление металлических и других посторонних предметов и дробление крупных кусков. Для котельных большей производительности применяются механизированные топливоподачи, имеющие оборудование для транспорта и дробления твердого топлива.

Наиболее простой из механизированных топливоподач является устройство, имеющее дробилку и ковшовый подъемник Шевьева с емкостью ковша 0,5 м3 (рис. 7-12). Топливо с помощью бульдозера или погрузчика подается в расположенный на нулевой отметке приемный бункер, из которого поступает в винтовую дробилку и затем в расположенный ниже бункер; отсюда дробленое топливо периодически насыпается в ковш 1. Ковш с помощью троса 2 перемещается до бункера котельного агрегата 3 и, опрокидываясь, засыпает в него топливо.

Привод ковша осуществляется однобарабанной лебедкой 4 с электродвигателем мощностью ~11 кВт. Ковш может перемещаться на длину и высоту до 65 од со скоростью 0,5 м/с. Ковш имеет емкость 0,5 — 0,75 и 1,0 м3. Производительность такой установки топливоподачи зависит от емкости ковша при дробленом топливе и при ходе ковша в 25 м она составляет 10,5; 16 и 20 т/ч, а при ходе ковша 65 м — 4,5; 7,0 и 9,5 т/ч; при недробленом угле она ниже в 1,5 — 2 раза. По производительности топливоподача с винтовой дробилкой может обеспечить при двухсменной работе котельную с производительностью до 23 МВт (20 Гкал/ч).

Рис. 7-12. Топливное хозяйство с дробилкой и подъемником Шевьева.

В более крупных котельных чаще применяют топливоподачу с ленточным конвейером, схема которого дана на рис. 7-13. Ленточные конвейеры состоят из опорной металлической конструкции 1, на одном конце которой расположен вращаемый электродвигателем через редуктор 7 приводной барабан 2 с встроенным в него электромагнитом для удаления из угля стальных предметов. Иногда барабан с электромагнитом устанавливается ниже приводного, и к нему направляется поток топлива. На другом конце конструкции имеется второй натяжной барабан 3, который может перемещаться в горизонтальных направляющих и натягивать с помощью груза ленту конвейера. В верхней части конструкции помещены на небольшом расстоянии друг от друга (1,0 — 1,5 м) специальные ролики 5, на которые опирается нагруженная топливом лента 4. В местах поступления на ленту топлива 8 расстояния между роликами уменьшают в 2 — 3 раза. В нижней части конструкции имеются ролики 6, поддерживающие ленту от провисания; их устанавливают на расстоянии друг от друга в 2 — 3 м. Верхние ролики 5 чаще всего образуют лоток для увеличения нагрузки ленты. Топливо с ленты удаляется в точке 5, а металл в точке 10. Ленточные конвейеры устанавливаются для подачи топлива со склада к грохотам и дробилкам и для транспорта в бункера котельной. В местах пересыпки устанавливаются грохоты и дробилки, а перед ними — электромагнитные сепараторы в виде барабана или на подвесках. Угол наклона конвейера зависит от вида топлива и принимается для угля в пределах 16 — 20°. Скорость движения прорезиненной ленты конвейера выбирается обычно в пределах от 1,0 до 2,0 м/с и во всех случаях не более 3,0 м/с.

Рис. 7-13. Ленточный конвейер топливоподачи стационарного типа

Ширина ленты 6, мм, принимается для рядового топлива
6=2d+200 (7-52)
и сортированного
6=3,3d+200, (7-53)
где d — размер наиболее крупного куска, мм, после прохода топлива через решетку топливоподачи и дробилку.
Если конвейер ставится наклонно, то его производительность меньше из-за возможности скатывания топлива и составляет 0,90 — 0,95 при угле наклона в 10 — 15° и 0,85 — 0,90 при угле наклона 15 — 18° от производительности горизонтального конвейера. Такие конвейеры для топлива выпускаются с шириной ленты от 400 мм и больше, длиной от 100 до 400 м. Лента изготовляется из специальной хлопчатобумажной ткани (бельтинг). Ткань пропитывается резиной и укладывается в несколько слоев, соединяемых способом вулканизации. Затем лента для защиты покрывается со всех сторон резиной.

При открытом способе добычи топлива, когда его куски могут достигать размера в 900 мм, на складе рекомендуется устанавливать для предварительного дробления валково-зубчатые дробилки. Валково- зубчатые или винтовые дробилки устанавливают при слоевом сжигании, а при камерном способе — молотковые. Расход энергии на дроб¬ление угля составляет от 0,15 до 1,5 кВт-ч/т. При размоле торфа в молотковых мельницах дробилки не устанавливают; если сжигается фрезерный торф в топках Шерщнева, то дробилки необходимы.

Для уменьшения расхода энергии на дробление топлива следует из топлива до дробилок грохотами отделить мелкие фракции. По конструкции грохоты делятся на неподвижные и вибрационные.

Неподвижные грохоты состоят из стальных полос трапецеидальной формы, установленных после конвейера до входа топлива в дробилку. Угол наклона полос к горизонтали .принимают равным 35 — 55°.

Ширина щелей между полосами принимается равной 20 — 30 мм. При высоковлажных топливах, содержащих, например, включения глины, необходим а очистка щелей, для чего имеются механизированные приспособления.

В установках малой и средней производительности, как правило, удается обойтись неподвижными грохотами с ручной, а на влажных топливах — с механизированной очисткой. Производительность грохота и дробилки должна быть одинаковой с производительностью ленточного конвейера.

При засорении топлива древесиной, особенно при сжигании фрезерного торфа, до дробилок устанавливаются щепоуловители. Над бункерами котельной для удаления топлива с лент применяют так называемые плужковые сбрасыватели. Двигатели подачи топлива в бункера котельной имеют блокировку, которая выключает все двигатели при останове одного из них. Крупные топливоподачи автоматизируются.

Расположение топливного хозяйства на плане для котельной со слоевыми механическими топками и тремя котлами по 5,6 кг/с (20 т/ч) с топками для сжигания карагандинских бурых углей показано на рис. 7-14. Топливо поступает в железнодорожных вагонах на эстакаду 1, сгружается на склад в штабеля 2 с помощью бульдозера-погрузчика 3 или подается им же к приемному бункеру 5 наклонного ленточного конвейера 6. По конвейеру 6 топливо поступает в дробильное помещение 7, где, пройдя магнитный барабанный сепаратор и грохот 4, поступает в двухвалковую зубчатую дробилку, а затем в узел пересыпки на ленточный конвейер 8, подающий дробленое топливо в бункера котельной 9. С ленты этого конвейера топливо снимается с помощью плужковых сбрасывателей. Поступающее топливо имеет куски размером до 200 мм. На складе содержится 15-суточный запас топлива. Длина фронта разгрузки топлива равна длине шести вагонов. Ширина лент конвейера 650 мм; погрузчик-бульдозер типа Д-443; дробилка двухвалковая зубчатая производительностью до 16,7 кг/с (60 т/ч); производительность тракта топливоподачи 16,7 кг/с (60 т/ч).

При необходимости применения закрытых сараев, как видно из рис. 7-15, топливо, разгружаемое в закрытом сарае 10 из вагона попадает на решетки и в приемные бункера 12, затем пластинчатым конвейером 13 передается на ленточный конвейер 6 и далее перемещается в котельную по той же схеме с помощью механизмов и устройств, показанных на рис. 7-14.

Рис. 7-14. Топливное хозяйство котельной производительностью 16,8 кг/с (60 т/ч); топливоподача с ленточными конвейерами. а- план и поперечный разрез по складу; б — разрезы по топливоподаче.

Компоновка устройств, сооружений и механизмов топливного хозяйства здесь иная: вагоны с топливом перемещаются по железнодорожным путям с помощью лебедки с электроприводом на ленточном конвейере до дробилок имеются горизонтальный участок 6 а и плужковые сбрасыватели, позволяющие через отверстия в полу галереи сбрасывать топливо на склад. Склад для компактности размещается по одну сторону от железнодорожных путей. При подаче со склада бульдозером-погрузчиком 3 топливо попадает в приемный бункер 5, расположенный рядом с закрытым разгрузочным сараем. В котельных с расходом топлива до 14 кг/с (50 т/ч) топливоподачи выполняют одиночными; при большем расходе и запасе топлива в бункерах котельной меньше чем на 16 ч топливоподача должна состоять из двух ниток и предусматривать возможность передачи топлива с одной нитки на другую.

Обычно топливное хозяйство работает в две смены — утреннюю и вечернюю; при двухсменной работе запас топлива в бункерах котельной должен быть не менее, чем на 10 ч работы.

В слоевых топках (механизированных) топливо сжигается удовлетворительно при содержании кусков размером более 20 мм не больше 5%, а мелочи с 0 — 6 мм меньше 60% и пыли — 0,09 мм до 2,6%. При дроблении рядовых углей мелочи получается больше 60%, поэтому в слое лучше сжигать грохоченое топливо.

Рис. 7-15. План и компоновка топливного хозяйства котельной с закрытым разгрузочным сараем (обозначения см. в тексте к рис. 7-14).

Мелкое и влажное топливо имеет большой угол естественного откоса, худшую сыпучесть и склонность к застреванию в местах его пересыпки или зависанию в бункерах. Во избежание зависаний топлива в бункере угол наклона его стен должен составлять для углей 55° и торфа — не менее 65°. Кроме того, необходимо предусматривать устройства для периодического обрушения образовавшихся отложений и оводов топлива.

Топливное хозяйство котельных, работающих на твердом топливе

Топливное хозяйство промышленных и отопительных тепловых станций при сжигании твердого топлива наиболее сложное и дорогое. Принципиально технологическая схема компоновки оборудования топливного хозяйства может иметь различные варианты (рис. 7.11). При сжигании твердого топлива в слое система пылеприготовления в теплостанции отсутствует.

Рис. 7.11. Принципиальные схемы компоновки оборудования топливного хозяйства: 1 – вагонные весы; 2 – помещение для размора- живания топлива; 3 – приеморазг- рузочное устройство; 4 – дробильная установка; 5 – склад; 6 – бункер сырого угля; 7 – система пылеприго- товления

Твердое топливо на территорию тепловой станции доставляется саморазгружающимися железнодорожными вагонами по обычной или узкоколейной железной дороге или автомашинами. Для разгрузки топлива, доставляемого по железной дороге, устраивают на территории теплостанции разгрузочные эстакады или закрытые разгрузочные сараи с подачей в них горячего воздуха (тепляки), обеспечивающие выгрузку смерзшегося топлива в зимнее время. После разгрузки топливо направляется на склад с помощью автопогрузчиков, грейферных кранов, транспортеров или других механизмов.

Запас топлива, расходуемый в периоды перерывов в его поступлении, хранится непосредственно на территории котельной либо поблизости от нее на специально сооруженных для этого складах. В соответствии с назначением складов независимо от вида топлива их разделяют на базисные, расходные (оперативные), резервные (аварийные) и перевалочные.

Базисные склады предназначаются для длительного планового хранения топлива в целях обеспечения группы котельных топливом при длительных задержках в его доставке.

Расходные (оперативные) склады организуют для хранения эксплуатационного запаса топлива. Объем склада при доставке топлива автотранспортом – не более 7-суточного расхода, при доставке железнодорожным транспортом – не более 14-суточного расхода топлива.

Резервные (аварийные) склады в зависимости от степени надежности доставки топлива проектируют с одно-, двухнедельным или месячным запасом топлива.

Перевалочные склады сооружаются у речных или морских причалов для перегрузки с водного транспорта на сухопутный для дальнейшего транспортирования топлива в котельные.

В домовых отопительных котельных при установке котлов под зданиями склады топлива располагают в смежных с котельными помещениях. В более крупных отдельно стоящих котельных склады топлива обычно делают открытыми на специально подготовленных ровных незатопляемых площадках, имеющих дренажи для отвода атмосферных и грунтовых вод.

При выборе площадки склада учитывают возможности непосредственной подачи к нему транспорта и перемещения топлива со склада в котельную. Кроме того, для рационального проектирования сооружения и надежной эксплуатации складов необходимо знать основные физические свойства твердого топлива, подлежащего хранению: влажность, склонность к самовозгоранию, смерзаемость, сыпучесть и другие.

Уголь, сланцы и торф хранятся на открытом воздухе в штабелях, топливо различных марок – в раздельных штабелях. При длительном хранении топлива в штабелях и бункерах может происходить его самонагревание и затем самовозгорание. Главной причиной самонагревания твердого топлива является взаимодействие его частиц с кислородом воздуха, при котором происходит реакция окисления углерода с выделением теплоты. При плохом отводе теплоты от места в штабеле, где происходит этот процесс, резко повышается температура угля, что может привести к самовозгоранию топлива, т. е. появлению тлеющих очагов.

Химические потери топлива, связанные с окисленением, могут составлять при длительном неправильном хранении до 5 – 10 %. Механические потери топлива связаны с его распыливанием, выносом с атмосферными осадками и т. п. и могут достигать 0,5 – 1,0 %. Обычно во избежание ухудшения качества запасов топлива из-за самовозгорания на складе ограничивают сроки хранения топлива различных категорий: бурые длиннопламенные угли – 4 – 12 мес, газовые каменные угли – 12 – 36 мес, антрациты и каменные тощие угли –
24 – 36 мес.

Топливо, подлежащее хранению, складывается в штабели длиной l = 25 ¸ 30 м, имеющие в поперечном сечении вид равнобокой трапеции с основанием до 10 м для каменного угля, 5 м – для кускового топлива и не более 2,5 м – для фрезторфа. Штабеля топлива, склонного к самовозгоранию, располагают на расстоянии более 15 м от котельной, несамовозгорающегося – 12 м. Расстояние от штабелей до ограждающего забора 3 м. Для обслуживания склада сооружают внутрискладские проезды шириной 3,5 м и площадки размером 12×12 м для разворота автомашин. Расстояние между смежными штабелями принимают не менее 3 м, до огнестойких сооружений – 10 м, до деревянных – 15 м и общественных сооружений – 25 м. Расстояние до складов лесоматериалов – 30 м и жидкого горючего – 60 м.

Высота штабеля устанавливается в зависимости от способа и продолжительности хранения, а также от склонности топлива к самовозгоранию. При хранении бурых углей на немеханизированных складах высота штабеля составляет не более 2 – 2,5 м, антрацитов –
4 – 5 м и более, каменных углей – 2 – 3 м, фрезторфа – до 3 м. На механизированных складах высота штабелей не лимитируется, так как очаги повышения температуры можно относительно легко ликвидировать.

Уголь не позднее 2 сут после подвоза укладывают послойно в штабеля (толщина слоя 0,5 – 1,0 м), уплотняя каждый слой во избежание попадания воздуха. Верх и боковой откос покрывают слоем мелочи толщиной 100 – 150 мм. Для предотвращения самовозгорания необходим постоянный контроль за температурой угля.

При самовозгорании тлеющее место отделяют от остальной массы угля с помощью поперечно прорытых в штабеле каналов на всю высоту штабеля. Тлеющий уголь тушат, затем этот участок уплотняют и обмазывают изоляционным слоем влажной глины с песком или землей. Применять воду не рекомендуется.

В случае самовозгорания всего штабеля охлаждение и прекращение горения обеспечивают путем уменьшения высоты штабеля до 300 мм или перелопачиванием угля, быстро раскладывая его на возможно большей площади. Уголь, подвергшийся самовозгоранию, расходуется в первую очередь.

На каждом штабеле укрепляют табличку, на которой указывают: номер штабеля, дату поступления, количество, вид и марку топлива.

Комплекс механизмов и устройств, с помощью которых осуществляется подача топлива со склада в котельную, называется топливоподачей.

В котельных малой и средней мощности наиболее широкое распространение получили следующие основные механизмы топливоподачи:

а) автопогрузчики – в котельных с расходом топлива не выше 2,5 – 3,3 кг/с;

б) грейферные краны – в котельных с расходом топлива 2,5 – 9,0 кг/с и более;

в) скреперные установки;

г) вертикально-горизонтальный скиповый подъемник системы П. И. Шевьева – в котельных большой производительности;

д) различные виды конвейеров: ленточные, ковшовые и т.д.

Ленточные конвейеры изготовляют из гибкой бесконечной резиновой ленты, охватывающей два концевых барабана. Обычно используются желобчатые ленты шириной 500 – 2000 мм в зависимости от требуемой производительности. Ширина ленты для антрацитов и каменных углей (мелких сортов) принимается 500 мм и более, для рядового угля – не менее 650 мм, а для фрезерного торфа – не менее 800 мм.

Обычно длина ленточного транспортера 10 – 15 м. У наклонных транспортеров угол наклона не должен превышать 18о.

В качестве ковшовых конвейеров широко применяются элеваторы, серийно выпускаемые отечественной промышленностью.

Процесс подготовки твердого топлива для сжигания в камерных топках достаточно сложен, зависит от свойств топлива (крупности кусков, влажности и т. п.) и состоит из ряда стадий: удаление металла и щепы с предварительным грубым дроблением в дробильной установке, подсушка и размол в системе приготовления пыли, подача готовой пыли в топочные устройства.

Выбор оборудования топливоприготовительных устройств и его эксплуатация зависят от фракционного состава топлива, т. е. распределения кусков угля по размерам. Обычно топливоприготовление осуществляется следующим образом: топливо из бункера сырого угля поступает на ленточный конвейер, при движении которого из слоя угля, движущегося по ленте, с помощью щепоуловителя в виде гребенки улавливаются деревянные включения, а с помощью электромагнитов, установленных в конце конвейера, извлекается металл, который затем с магнитного сепаратора попадает в бункер для сбора. Очищенное от металла топливо поступает на грохот, где происходит отделение мелких фракций от крупных: мелкие фракции ссыпаются в бункер мелкого угля, крупные – в бункер крупного и из него направляются в дробилку для измельчения.

Наибольшее распространение получили валковые дробилки с параллельно расположенными ошипованными гладкими валками и молотковые, в которых измельчение топлива происходит в основном за счет удара, раздавливания и истирания. В различных типах дробилок и мельниц эти способы разрушения кусочков топлива сочетаются по-разному. После дробилок уголь направляется в мельницы для подсушки и измельчения.

В энергетике для размола топлива применяются четыре типа мельниц: мельничные вентиляторы (MB), среднеходные валковые (ВСМ) и шаровые (МШС), молотковые (ММ) и шаровые барабанные (ШБМ).

Быстроходная мельница-вентилятор состоит из колеса с лопатками, бронированного корпуса и сепаратора. Эти мельницы обычно применяются для размола высоковлажных мягких бурых углей с большим выходом летучих и торфа. Сырой уголь подводится с торца мелющего колеса и за счет удара о лопатки измельчается.

Валковая среднеходная мельница с горизонтальным столом состоит из двух валков, стола и корпуса. Валки при вращении горизонтальной тарелки, к которой они прижимаются за счет усилия, создаваемого пружинами, катятся, подминая под себя топливо, и, раздавливая, измельчают его. Такие мельницы наиболее целесообразны для размола каменных углей с зольностью менее 30 %.

Быстроходная молотковая мельница состоит из вращающегося ротора, на котором на шпонках укреплены диски с шарнирно прикрепленными билами, и кожуха. Топливо, подаваемое на вращающийся ротор, размельчается ударами бил. В этих мельницах обычно размалывают сравнительно мягкие топлива, имеющие значительный выход летучих.

Шаровая барабанная мельница состоит из цилиндра (барабана) диаметром 2 – 4 м и длиной 3 – 10 м, частично заполненного шарами диаметром 30 – 60 мм. При вращении барабана шары поднимаются на определенную высоту и падают. Размол топлива происходит за счет удара шаров и вследствие истирания перемещающимися шарами. Шаровые барабанные мельницы универсальны с точки зрения вида и сорта топлива, однако применяются только для размола трудноразмалываемых топлив и топлив, требующих тонкого помола, так как отличаются большой начальной стоимостью и высоким расходом электроэнергии на помол.

Существующие в настоящее время системы пылеприготовления разделяют на центральные и индивидуальные. В центральных системах приготовление пыли производят в отдельных зданиях (пылезаводах) и используют пыль для всех котлов, в индивидуальных – каждый котел питается от своих мельниц. Производительность мельниц определяет нагрузку котла.

Приготовление пыли в таких системах может производиться по замкнутой и разомкнутой схемам движения сушильных газов. В замкнутой схеме сушильные газы (горячий воздух, топочные газы), пройдя систему пылеприготовления вместе с водяными парами, сбрасываются в котел. При разомкнутой схеме сушильные газы с водяными парами сбрасываются в атмосферу, а приготовленная в мельницах пыль собирается в промежуточном бункере, из которого по мере необходимости подается в топку котла.

Основными элементами пылесистем, кроме дробилок, мельниц, конвейеров, являются сепараторы, затворы-мигалки, питатели для подачи угля или угольной пыли, пылепроводы.

Сепараторы служат для отделения мелких фракций от крупных из пылевоздушной смеси с различным фракционным составом, получаемой в мельницах. Обычно при проектировании системы пылеприготовления рассматривают мельницу и сепаратор как единое целое, так как тонкость поступающей пыли в горелки зависит от работы комплекса мельница – сепаратор.

Для подачи определенного количества пыли из бункера в горелки теплогенерирующих установок используются различные типы питателей пыли. Наиболее распространенными являются шнековые и лопастные питатели.

Глава 2. Топливное хозяйство котельных

2.1. Системы топливоподачи твердого топлива

В системе топливоподачи при поступлении несортированных углей независимо от способа сжигания твердого топлива (слоевой или камерный) всегда предусматривается его предварительное дробление. Топливо в котельные поступает по железной дороге, подвозится автомобильным или водным транспортом.

В топливное хозяйство входят устройства и сооружения для разгрузки, приема, складирования топлива, механизмы, обеспечивающие его предварительное дробление, и устройства для подачи топлива в бункера котельных агрегатов.

Рис. 2.1. Топливоподача с приемным бункерным устройством при доставке топлива железнодорожным транспортом:

1 – погрузчик-бульдозер; 2 – железнодорожный путь; 3 – разгрузочный сарай с бункером; 4 – бункер с решеткой; 5 – галерея ленточных транспортеров первого подъема; 6 — дробильное устройство; 7 – галерея ленточных транспортеров второго подъема; 8 – бункера котлов; 9 – здание котельной

На рис 2.1. показана схема топливоподачи с приемным бункерным устройством при доставке топлива железнодорожным транспортом. Железнодорожные вагоны могут разгружаться над приемным бункером или на расходном складе топлива. Из приемного бункера топливо подается ленточными транспортерами первого и второго подъема через дробилки в бункера котлов. При необходимости топливо может подаваться погрузчиком-бульдозером с открытого расходного склада в приемный бункер. Разгрузка топлива из железнодорожных вагонов непосредственно в приемный бункер топливоподачи позволяет уменьшить его потери. При такой системе топливоподачи для размещения приемного бункера приходится под зданием разгрузки оборудовать подвал глубиной до 7 м.

При доставке топлива автомобильным транспортом применяют систему топливоподачи, схематично показанную на рис. 2.2. Прибывающие машины разгружают под приемным бункером топливоподачи или на расходном складе. С расходного склада топливо погрузчиком-бульдозером может транспортироваться к приемному бункеру. Из приемного бункера, пройдя через дробилку, топливо ленточным транспортером подается в бункера котельных агрегатов.

Рис. 2.2. Топливоподача при доставке топлива автомобильным транспортом:

1 – самосвал с углем; 2 – приемный бункер; 3 – погрузчик-бульдозер; 4 – разгрузочный сарай с дробильным устройством; 5 – галерея ленточных транспортеров; 6 – бункера котлов; 7 – здание котельной

2.1.1. Хранение твердого топлива

На предприятии обычно устраивается расходный склад твердого топлива. Размеры расходного склада зависят от мест добычи топлива и наличия собственного резервного склада. На резервном складе, как правило, необходим не менее чем двухнедельный запас топлива помимо специальных запасов, устанавливаемых особыми инструкциями. Если резервный склад удален от предприятия, устанавливают расходный склад с запасом не менее трехсуточного. Основную часть топлива, поступающего на предприятие, рационально направлять в бункера котлов, постоянно возобновляя запас топлива на расходном складе.

При хранении на складе топливо увлажняется, выветривается, смешивается с грунтом, загрязняется, что снижает его теплоту сгорания. Во избежание самовозгорания топлива хранение его производят в штабелях. При этом все угли с большим выходом летучих и сланцы при штабелевании уплотняют путем укатки.

При эксплуатации необходимо контролировать состояние штабелей путем внешнего осмотра и измерения температуры в штабелях. Признаками самовозгорания являются: повышение температуры, наличие пятен на увлажненной поверхности штабеля. Если появились признаки самовозгорания топлива, то необходимо в первую очередь начать подачу топлива из этого штабеля в бункера котлов, но без очагов огня во избежание пожара в котельном цехе. Для ликвидации очагов горения штабель вскрывают, переносят очаги горения на специальную площадку и на ней заливаютводой. В первую очередь расходуются со складов штабеля, в которых температура поднялась до 40–60 ºС.

В зависимости от размеров топливных складов для выполнения погрузочно-разгрузочных работ применяют различные механизмы: автопогрузчики, передвижные ленточные транспортеры, грейферные краны и т.д.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *