Топливное хозяйство при использовании твердого топлива
Топливное хозяйство теплогенерирующих установок, работающих на твердом топливе, является часто наиболее сложным и дорогостоящим, особенно при пылеугольном сжигании. Принципиальная технологическая схема топливного хозяйства (в зависимости от типа сжигания) представлена на рис. 6.1.
Твердое топливо от мест добычи до теплогенерирующей установки обычно доставляется железнодорожным, водным или автомобильным транспортом и затем взвешивается на весах (рис. 6.1, а). В зимний период времени влажное топливо при транспортировке может смерзнуться, что затруднит разгрузку или даже сделает ее невозможной. Поэтому такое топливо обычно размораживают в тепляках-сараях и только после этого производят его разгрузку в приемное устройство. Затем топливо дробится в дробилке до кусков требуемых размеров и направляется далее: в бункер сырого угля и далее в систему пылеприготовления и в топку котла; или направляется на склад, где оно хранится и может быть использовано по мере необходимости.
При слоевом сжигании (рис. 6.1, б) система топливоподачи упрощается, т.к. не требуется дорогостоящая система пылеприготовления топлива.
На практике для теплогенерирующей установки в каждом конкретном случае топливное хозяйство может видоизменяться. Например, при слоевом сжигании сортированных углей и кускового торфа (рис. 6.1, б) необходимость в применении дробильных устройств отпадает и система топливного хозяйства может быть значительно упрощена.
При пылеугольном сжигании топлива в камерных топках требуется его подготовка, которая обычно состоит из нескольких последовательных стадий:
- удаление металла и щепы из топлива;
- грубое дробление;
- подсушка и размол в системе пылеприготовления;
- подача готовой пыли в топку котла.
Условно эти стадии показаны на рис. 6.2. Уголь со склада поступает в бункер сырого угля 1, откуда он дозированно ленточным транспортером 2 подается на грохот 5. Для удаления из угля древесных включений, которые плохо подвергаются измельчению в дробилках, имеется щепоудалитель 3. Металлические части и включения из угля удаляются с помощью электромагнита 4 и попадают в бункер металла 9. Грохот 5, представляющий собой сита с определенным размером ячеек, позволяет мелким кускам угля просыпаться в бункер 8, а крупным кускам угля - скатываться в бункер 6, откуда ленточным транспортером 10 эти куски подаются в дробилку 7. В дробилке происходит размол кусков угля до требуемых размеров, и далее уголь направляется транспортером 11 в мельницы для подсушки и измельчения его в пыль.
Хранение твердого топлива
Запас топлива для работы котлов хранится непосредственно на территории теплогенерирующей установки, либо на специальных площадках (складах) недалеко от нее. При хранении топлива наблюдаются естественные потери, связанные:
- с транспортировкой топлива (при проектировании теплогенерирующей установки они могут быть приняты равными до 1% от поступившего на склад топлива);
- с распыливанием топлива и уносом его с атмосферными осадками и т.п. (величина потерь может быть принята при проектировании до 1%);
- с выветриванием и окислением (озолением) топлива вследствие его самовозгорания (величина потерь может быть принята при проектировании теплогенерирующей установки при плохом качестве угля до 10%).
Первые два типа потерь при хранении топлива относят к механическим, последний тип - к химическим потерям.
Твердое топливо обычно хранят на открытом воздухе в штабелях, форма и размеры которых зависят от типа топлива, его способности к самоокислению, производительности теплогенерирующей установки и т.п. Штабель часто имеет вид равнобочной трапеции, как показано на рис. 6.3.
Для углей первой категории, которые отличаются высоким качеством, высота штабеля не нормируется, для углей второй категории высота штабеля должна быть не более 12 м, третьей категории - не более 6 м, четвертой категории - не более 5 м. Для обеспечения доступа к штабелям и исходя из условий противопожарной безопасности между штабелями делаются проезды. Расстояние между смежными штабелями угля следует принимать не менее 1 м при высоте штабелей не более 3 м и 2 м - при большей высоте штабеля. Для самовозгорающихся углей расстояние от штабеля до котельной должно быть не менее 15 м, для других углей - не менее 12 м. Кусковой и фрезерный торф должен храниться в штабелях, расположенных на расстоянии не менее 12 м друг от друга.
Длительное хранение углей в штабелях обычно в настоящее время не предусматривается и считается нецелесообразным из-за потерь и значительного ухудшения характеристик топлива с течением времени. Обычно сроки хранения угля на складе ограниченные: бурые длиннопламенные угли должны храниться не более 4...12 месяцев; газовые каменные - 12...36 месяцев; каменные тощие и антрациты - 24...36 месяцев.
При хранении угля в штабелях происходит окисление углерода топлива с кислородом воздуха, которое идет с выделением теплоты. Это особенно касается бурых углей, отличающихся низким качеством. При плохом отводе теплоты из штабеля может происходить разогрев мест, где происходит интенсивное окисление. Это ведет к самовозгоранию угля. Поэтому уголь стараются сразу же после привозки на территорию теплогенерирующей установки уложить в штабель, уплотнить его и покрыть верх и боковые откосы слоем мелочи толщиной 100...150 мм во избежание попадания кислорода воздуха вглубь. В дальнейшем должен вестись непрерывный контроль за температурой угля внутри штабеля и местами самовозгорания, что делается с помощью пробивки шурфов в штабеле угля и переносных термометров.
Если самовозгорание угля все-таки произошло, то тлеющее место следует отделить от основной массы топлива с помощью прорытых траншей и незамедлительно приступить к тушению. Тушение осуществляют различными способами в зависимости от размеров очага возгорания и имеющихся в наличии средств пожаротушения. Методика тушения очага возгорания может быть следующей. Если штабель угля имеет большую высоту, то место с углем, где имеется очаг возгорания, уплотняют и накрывают брезентом или обмазывают влажной глиной с песком для предотвращения поступления кислорода воздуха к очагу пожара. В случае возгорания всего штабеля его следует, если это возможно, перелопатить или разложить на большой площадке более тонким слоем, уменьшив высоту штабеля до 300 мм. Это приведет к его охлаждению и прекращению процесса горения. Воду при тушении угля применять не рекомендуется, т.к. это может привести к еще большему возгоранию. Уголь, подвергшийся самовозгоранию, следует расходовать в первую очередь.
