Шлакозолоудаление

В котельных, работающих на твердом топливе, системы шлакозолоудаления должны обеспечивать надежное удаление шлаков и золы, безопасные условии для персонала, защиту окружающей среды от загрязнения. Для удаления золы и шлака применяют механические, пневматические и гидравлические системы шлакозолоудаления.

В механической системе транспортирование золы и шлака производится с помощью механизмов (скреперные установки, скиповые и другие подъемники). При использовании скреперных установок рекомендуется применять системы мокрого шлакозолоудаления (рис.2.63 или 14-5 учеб). При этой схеме под топками парогенераторов или водогрейных котлов

Устраивают железобетонный скреперный канал, заполненный водой до уровня, обеспечивающего устранение присосов воздуха в топку. Выгружаемый из топки шлак попадает в воду и гранулируется, оседая на дно. По дну канала с помощью автоматической скреперной лебедки движется скрепер, который захватывает шлак и транспортирует его в сборный бункер. Скрепер – это лоток с дном или без него. Лебедка скрепера снабжается механизмом переключения хода, что позволяет полностью автоматизировать работу скреперной установки.

Для непрерывного транспортирования шлака и золы применяют скребковые и ленточные конвейеры. Шлакоудаление с помощью скребковых конвейеров аналогично скреперному. Вместо скрепера по каналу, заполненному водой, движется скребковый конвейер.

Механические системы применяют для парогенераторов производительностью до 10 т/ч. Их преимущество – простота механизмов и относительно высокая степень механизации труда. Основные недостатки – периодичность работы, значительный износ троса, необходимость утепления внешнего тракта и сборного бункера для предохранения мокрого шлака от смерзания.

Полная механизация шлакозолоудаления при установке котлов мощностью более 10 МВт достигается в пневматических системах. Транспортирование золы и шлака там осуществляется потоком воздуха за счет разности давлений. Основные достоинства пневматической системы шлакозолоудаления: транспортирование и выдача материала в сухом виде, герметичность системы, простота сооружения и небольшие габариты оборудования, возможность транспортирования золы и шлака на большие расстояния, простота автоматизации всех операций, связанных с удалением золы и шлака. Основные недостатки – износ трубопроводов и необходимость замены отдельных участков в процессе эксплуатации, больший расход эл.энергии, чем при механическом удалении золы и шлака.

Пневматическая система может быть всасывающей, нагнетательной и комбинированной. При всасывающей системе шлак и зола транспортируются в струе воздуха под разряжением, создаваемым вакуумным насосом. В нагнетательной системе транспорт шлака и золы происходит в потоке сжатого воздуха, подаваемого от компрессора. В комбинированных системах забор шлака и золы осуществляется по схеме всасывающей системы, а транспортирование к потребителю – по схеме нагнетательной системы.

Для пневмотранспорта шлака и золы от котлов применяют в основном всасывающую систему. Принципиальная схема ее приведена на рис.2.64 (14-6 учеб).

Вся трасса находится под разряжением. Это исключает пыление по тракту. Шлак предварительно дробится в дробилках. Транспортирование осуществляется в сухом виде, забор производится только из одной точки. Для полного удаления шлака и золы поочередно включаются в работу все заборные устройства.

Шлак после открытия затвора 2 поступает через дробилку 13 в горизонтальную всасывающую насадку 14. Одновременно в насадку вследствие разряжения в системе всасывается атмосферный воздух, который подхватывает из насадки шлак и транспортирует его по трубопроводу 3 в осадительную камеру 4. Очищенный от взвешенных частиц в осадительной камере и двух последовательно включенных циклонах 7 воздух выбрасывается эжектором 6 (или вакуум-насосом) в дымовую трубу.

После удаления шлака из бункера насадка 14 отключается от трубопровода 3 с помощью крана 12. Зола уноса, уловленного в золоуловителе, или зола, скапливающаяся в газоходе, всасывается в золопровод через телескопическую насадку 10.

Выпуск шлаков и золы из осадительной камеры производится через клапан-мигалку. Перед выпуском в системе производится снятие вакуума. Выпуск мелкой золы из циклонов производится открытием задвижки.

Для хранения шлака и золы применяют сборные бункера. Емкость сборного бункера должна быть равна минимум трехкратной емкости осадительной камеры. Вывоз шлака и золы для использования производится в сухом виде, в остальных случаях шлак и зола предварительно увлажняются.

В котельных установках большой мощности с пылеугольными топками применяется гидравлическая система шлакоудаления. В этой системе удаление золы и шлака осуществляется транспортированием шлакозоловой пульпы (смесь шлака и золы с водой) специальными устройствами. Гидравлические системы обеспечивают высокую степень механизации, нормальные санитарно-гигиенические условия для персонала, высокую надежность и производительность, возможность транспортирования шлака и золы на дальние расстояния. Основными недостатками являются высокая стоимость и затраты на тех.обслуживание и ремонт, необходимость устройства золоотвалов, высокий расход эл.энергии и невозможность использования шлака и золы для производства строительных материалов.

В настоящее время применяют гидравлические системы с багерными насосами, самотечные, с багерными и шламовыми насосами, с эрлифтами.

На рис. 2.65 (14-7 учеб) приведена система гидрошлакозолоудаления с багерными насосами. Она состоит из двух частей: устройств, транспортирующих золу и шлак за пределы котельной и устройств, транспортирующих очаговые остатки с территории котельной на золоотвал. Шлак из шлакового бункера поступает в шлакосмывную шахту. Охлаждение шлака производится водой, подаваемой через оросительное устройство, расположенное в верхней части шахты. Удаление шлака из шахты производится струей воды, вытекающей из смывного сопла. Шлак падает на решетку, а затем поступает в канал. По каналу шлак перемещается под действием струи воды, вытекающей из побудительного сопла.

Зола, уловленная в золоуловителе, поступает в золовый бункер и затем в золосмывной аппарат. Там зола смачивается и перемешивается с водой, пульпа поступает в канал. Затем шлакозоловая пульпа поступает к металлоуловителю, а затем на решетку. Мелкие фракции шлака, зола и вода проходят через решетку, а крупные направляются в дробилку. Измельченный в дробилке шлак смешивается с мелкой золой, и весь поток поступает через вторичный металлоуловитель в багерный насос. Насос перекачивает гидрозолошлаковую смесь на золоотвал.

В самотечной системе движение пульпы в пределах котельного цеха осуществляется также, как в системе с багерными насосами. А транспортирование на золоотвал производится самотеком за счет уклона канала (самотечная система может применяться только при определенном профиле местности).

В системе с багерными и шламовыми насосами производится раздельное транспортирование шлака и золы по отдельным трубопроводам.

В системе с эрлифтами шлак и зола поступают по самотечным каналам к эрлифтовому подъемнику, установленному в пределах котельной. Эрлифтовый подъемник работает по принципу сообщающихся сосудов. В опускную ветвь трубы направляется пульпа из самотечного канала, а в нижнюю часть подъемной ветви подается сжатый воздух. Вследствие изменения плотности смеси она поднимается вверх. На золоотвал смесь транспортируется по самотечному каналу.

 

2.3.5. Охрана окружающей среды (семинар)

Влияние энергетических предприятий на окружающую среду обусловлено в основном выделением теплоты и продуктов сгорания. Известно, что Земля получает от Солнца большое количество энергии, часть энергии отдается обратно в космос, часть накапливалась в Земле миллионы лет в виде нефти, угля и других веществ. В результате интенсивного сжигания топлива энергия от Земли отдается гораздо быстрее, что приводит к нарушению теплового равновесия планеты. Созданная человеком энергия рассеивается и идет на нагревание Земли, океана, атмосферы. Каждый плюс в потеплении климата ведет к нарушению природного баланса: дождь переходит в ливень, снег – в буран, ветер – в ураган и т.д.

Проблема загрязнения атмосферы до некоторого времени носила местный характер – дым и копоть рассеивались на больших пространствах. Но быстрый рост промышленности привел к увеличению объема и токсичности выбросов, которые уже не могут быть рассеяны в атмосфере до безопасных для природы и человека концентраций. Воздействие тепловых установок на окружающую среду во многом зависит от вида сжигаемого топлива. При сжигании твердого топлива в атмосферу поступают летучая зола с частицами недогоревшего топлива, соединения серы, оксид азота, фтористые соединения, газообразные продукты неполного сгорания топлива. При сжигании жидких топлив в атмосферу поступают соединения серы, газообразные и твердые продукты неполного сгорания топлива, соединения ванадия, солей натрия. Жидкое топливо, по сравнению с твердым, является наиболее экологически чистым. В продуктах сгорания мазутов отсутствует зола. При сжигании природного газа в атмосферу выделяется оксид азота (в среднем на 20% меньше, чем при сжигании угля). Кроме продуктов горения, окружающую среду загрязняют промышленные и бытовые отходы.

Для решения экологических проблем следует внедрять безотходные технологии, стимулировать рациональное природопользование, проводить политику энергосбережения и контролировать экологическое состояние окружающей среды.