Сивохин В. С., к.т.н Синякевич Б. Г., Голышев в Л. В.-Повышение производительности пылесистем с ШБМ за счет изменения схемы подвода возврата в мельницу

В последние годы отмечается снижение качества сжигаемого на электростанциях твердого топлива. Ухудшение качества твердого топлива приводит к снижению производительности систем пылеприготовления и вызывает необходимость компенсировать недостачу угольной пыли мазутом или газом для обеспечения номинальной нагрузки котла. Поэтому весьма актуальной задачей на современном этапе является вскрытие и использование имеющихся резервов работающего оборудования пылеприготовления с минимальными затратами средств на технические мероприятия.

В пылеприготовительных установках с ШБМ вследствие несовершенства процесса сепарации мельничного продукта из сепаратора в мельницу вместе с крупными частицами топлива возвращается готовая пыль. По данным ранее проводимых испытаний при размоле АШ содержание готовой пыли в возврате достигает 60— 70 % производительности мельницы [1, 2].

При разработке схемы использования готовой пыли возврата авторы исходили из того, что при отсутствии возврата в мельницу производительность ее резко возрастает [1]. Поэтому была разработана схема пылеприготовления (рис. 1), в которой осуществляется обвод потока возврата помимо объема барабана мельницы, примыкающего к входной горловине 1, где процесс размола идет наиболее интенсивно. Осуществляется это за счет подвода потока возврата из сепаратора 4 к мельнице 2 через ее выходную горловину 3. При этом объем барабана мельницы, примыкающий к выходной горловине, используется как инерционный сепаратор. При развороте потока возврата на 180° крупные частицы выпадают в объем барабана, где происходит их доизмельчение, а готовая пыль выносится в выходную горловину. Подача возврата в мельницу осуществляется через специальное устройство (рис. 2) за счет энергии сушильного агента, отбираемого на напоре мельничного вентилятора 7.

1- входная головина мельницы; 2 - шаровая барабанная мельница (ШБМ); 3 выходная горловина ШБМ; 4- сепаратор; 5- циклон; 6 - мельничный вентилятор; 7- напорный короб МВ; 8 сбросная горелка; 9 - проектный подвод возврата к ШБМ

Рисунок 1 – Схема пылеприготовительной установки с подводом возврата через выходную горловину мельницы

Рисунок 2 – Устройство подачи возврата через выходную горловину

С целью определения эффективности этой схемы на Черниговской ТЭЦ были проведены сравнительные испытания пылеприготовительной установки с мельницей Ш-16 при размоле АШ. Для исключения влияния на результат испытаний таких факторов, как качество топлива, шаровая загрузка ШБМ, состояние бункера, присосы воздуха в пылесистему, проводились парные опыты: в один и тот же день по проектной схеме и по схеме с подводом возврата через выходную горловину.

На Черниговской ТЭЦ применена индивидуальная схема пылеприготовления с промежуточным бункером и замкнутым циклом сушки, в состав которой входят шаровая барабанная мельница ШБМ287/470, сепаратор диаметром 3420 мм, объемом 14,3 м³, циклон типа НИИОГАЗ диаметром 1850 мм и площадью сечения в плане 2,685 м², мельничный вентилятор МВ 50/1000-1Б. Проектная схема предусматривала подвод возврата из сепаратора к мельнице через ее входную горловину.

Испытания проводились согласно методике испытаний пылеприготовительных установок. Максимальная производительность мельницы определялась путем последовательного ступенчатого увеличения подачи твердого топлива в мельницу. После каждого нового значения подачи сырого угля проводилась стабилизация режима работы пылесистемы в течение 40—60 мин. Затем в течение 40—50 мин с интервалом 5—15 мин регистрировались все параметры.

Во время опытов измеряли: расход угля в мельницу ( определялся при помощи отбора угля из течки после ПСУ; для этой цели был установлен перекидной шибер со специальным рукав для спуска угля на весы); расход возврата пыли из сепаратора (определялся по времени наполнения пылью ограниченного объема вертикального пылепровода при плотном закрытии мигалки); тонину помола топлива (определялась ситовым анализом); потребляемую мельницей и мельничным вентилятором мощность (значения определялись по показаниям счетчиков электродвигателей); расход горячего воздуха в мельницу и сбросного запыленного воздуха перед мельничным вентилятором (определялись при помощи напорных трубок Прандтля).Кроме этого, проводилась регистрация других параметров, требующихся для получения необходимых зависимостей.

При проведении испытаний производилась оценка существующего резерва готовой пыли в возврате. На рис. 3 представлены графики зависимости расхода готовой пыли при R₉₀< 8 %, содержащейся в возврате 1, 2, и существующего резерва готовой пыли 1а, 2а от подачи топлива в мельницу. При проектной схеме в рабочем диапазоне загрузки ШБМ 3,5—3,75 кг/с в потоке возврата из сепаратора содержится 65—75 % готовой для сжигания в котле пыли.

1,1а - проектная схема; 2,2а - схема подвода возврата через выходную горловину мельницы

Рисунок 3 – Графики зависимости расхода готовой пыли возврата (а) и резерва (б) от расхода топлива в мельницу

На рис. 4 б, в, г приведены зависимости, определяющие максимальную размольную производительность мельницы. При увеличении загрузки мельницы сопротивление ее растет плавно, а при достижении расхода топлива в мельницу 4,13 кг/с —резко возрастает.

Рисунок 4 – Графики зависимости основных параметров пылесистемы от подачи топлива в ШБМ

Резкое возрастание сопротивления мельницы свидетельствует о нарушении баланса между поступлением топлива в мельницу и выносом пыли из нее; мельница перегружается топливом. Вместе с тем сопротивление участка сепаратор — циклон при подаче топлива в мельницу больше 4,13 кг/с резко снижается, так как при перегрузке мельницы топливом уменьшается вынос пыли из нее. Точке перегиба (4,13 кг/с) соответствует предельная производительность мельницы. Предельная производительность ШБМ характеризуется неустойчивым режимом работы пылесистемы, поэтому номинальной производительностью мельницы является уменьшенная на 10 % предельная производительность. Из рис. 4 следует, что при проектной схеме подвода возврата номинальная производительность пылесистемы равна 3,72 кг/с. Удельный расход электроэнергии на пылеприготовление при этом равен 128 кВт•с/кг. Характер зависимостей, характеризующих работу пылесистемы при работе пылеприготовительной установки по схеме с подводом возврата через выходную горловину, аналогичен характеру зависимостей, полученных при испытаниях с проектным подводом возврата. Отличие заключается только в том, что номинальная производительность пылесистемы при подводе возврата через выходную горловину ШБМ равна 4,41 кг/с, а удельный расход электроэнергии на пылеприготовление составляет 110 кВт•с/кг.

Количество готовой пыли в возврате и, следовательно, резерв готовой пыли в возврате при подводе его в мельницу через выходную горловину снизился на 20 % по сравнению с проектным подводом возврата (рис. 3). Качество готовой пыли при работе системы пылеприготовления с подводом возврата через выходную горловину практически не изменяется. Тонина помола готовой пыли составляет при номинальной нагрузке ШБМ R₉₀< =7-8 % (проектная 6—8 %), рис. 4.

На Черниговской ТЭЦ схема с подводом возврата через выходную горловину внедрена в 1980 г. на двух пылесистемах с ШБМ 287/470.

Выводы

Осуществление схемы подвода возврата к мельнице через выходную горловину требует минимальных затрат на реконструкцию.
Применение этой схемы позволит повысить производительность пылеприготовительной установки на 18,5 % и снизить расход электроэнергии на пылеприготовление на 14 %.
Рекомендуется внедрение аналогичных схем на пылеприготовительных установках, для которых расход готовой пыли в возврате составляет не менее 50 % производительности пылесистемы.

Литература

1. О требованиях, предъявляемых к пылесистемам с ШБМ и промбункером в связи с пиковым режимом работы котла/ /Мадоян А. А., Полферов К. Я., Егай М. И., Шеремет П. П.— Теплоэнергетика, 1978, № 12.

2. Отвеивание возврата из сепараторов при размоле АШ/ Неймарк И. К.. Петько В. М., Радзивалов А. И., Фаерштейн Д. Г.— Электрические станции, 1955, № 4.