Профессиональный русский язык
 Скачать 0.99 Mb.
|
|
В зависимости от вида охлаждающей среды конденсаторы бывают водяные (охлаждающая среда – вода) и воздушные (охлаждающая среда – воздух). Современные паротурбинные установки большой мощности снабжены преимущественно водяными конденсаторами. Поскольку водяной пар, поступающий из выходного патрубка ЦНД турбины, всегда содержит воздух, 79 попадающий через неплотности различных фланцевых соединений, концевые уплотнения ЦНД, арматуру, находящуюся под разрежением, то необходимы специальные насосы (эжекторы), постоянно отсасывающие неконденсирующиеся газы. Сегодня используются пароструйные и водоструйные эжекторы, в которых рабочей средой является, соответственно, водяной пар и вода. Кроме того, существуют водокольцевые насосы для отсоса паровоздушной среды из объема конденсатора. Подача охлаждающей воды в конденсатор осуществляется циркуляционным насосом. Конденсатные насосы служат для подачи конденсата в систему регенеративного подогрева питательной воды. Схема поверхностного конденсатора водяного типа состоит из корпуса, торцевые стенки которого закрыты трубными досками. В досках завальцованы конденсаторные трубки, открытые своими концами в водяных камерах. В зависимости от числа ходов охлаждающей воды (два, четыре) водяные камеры разделяются перегородками, которые делят все конденсаторные трубки на соответствующее число секций. Для двухходового конденсатора охлаждающая вода через входной патрубок направляется к нижней секции трубок, разворачивается в поворотной водяной камере и далее движется по трубкам верхней секции. Пар, поступающий из турбины через горловину конденсатора в паровое пространство, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых течет охлаждающая вода. За счет резкого уменьшения удельного объема пара в конденсаторе создается низкое давление. Чем ниже температура охлаждающей воды и больше ее расход, тем больше разрежение в конденсаторе. Образующийся конденсат поступает в конденсатосборник. Удаление воздуха (паровоздушной смеси) из конденсатора осуществляется через патрубок отсоса в специально выделенном отсеке – воздухоохладителе. Вариант 6 Зольность – определяет содержание минеральных примесей. Наибольшее количество примесей имеют твердые топлива. Примеси попадают в топливо главным образом при его добыче из окружающих пород и состоят в основном из глины Al 2 O 3 2SiO 2 2Н 2 О, силикатов SiO 2 и железного колчедана FeS 2 . В состав примесей, кроме того, входят сульфаты кальция и железа, оксиды различных металлов, фосфаты, щелочи, хлориды и т.п. При сжигании топлива минеральные примеси в зоне высоких температур ядра факела претерпевают ряд превращений, в процессе которых образуется зола. Минеральные твердые примеси в небольшом количестве попадают также в нефть в процессе ее добычи и переходят после переработки нефти в мазут. Зольность мазута обычно составляет не более 0,1 %. Природный газ не имеет минеральных твердых примесей, и его балласт составляют негорючие газовые компоненты. 80 Свойства золы играют большую роль в организации работы КУ. Часть золы, расплавленной в ядре факела, в условиях турбулентного перемешивания объединяется (слипается) и, становясь крупными тяжелыми частицами, выпадает в нижнюю часть топочной камеры в виде шлака. Другие расплавленные частицы золы, двигаясь вместе с газами, налипают на настенные топочные экраны и затвердевают на них. Это явление называют шлакованием экранов. Мельчайшие твердые частицы золы подхватываются потоком топочных газов и уносятся из топочной камеры, образуя летучую золу. Зола загрязняет конвективные поверхности нагрева и снижает их тепловую эффективность. Особенностью золы мазута является наличие в ней ванадия, интенсифицирующего образование плотных отложений на поверхности нагрева. Оксиды ванадия, кроме того, в определенной зоне температур вызывают коррозию этих поверхностей. Влагосодержание, как и зольность топлива, относится к его балласту и снижает теплоту сгорания. Влага в твердом топливе разделяется на внешнюю W внш и внутреннюю W внт . W внш механически удерживается на поверхности топлива за счет смачивания, и ее количество в натуральном топливе зависит от его фракционного состава: влаги тем больше, чем мельче топливо, а значит, сильнее развита его поверхность. Существенное влияние оказывают на наличие W внш атмосферные условия, при которых хранится или перевозится топливо. W внт входит в органическое вещество топлива. Серосодержание (сернистость). Сера имеет невысокую теплоту сгорания, а продукты ее сгорания (оксиды серы SO 2 и SO 3 ) оказывают вредное воздействие на окружающую среду и рабочие поверхности котельной установки. Сера в твердом топливе находится частично в составе органической массы, в горючей массе в форме сульфата железа (колчедана FeS 2 ), а также входит в минеральную часть (в виде сульфатов типа CaSO 4 , Na 2 SO 4 и т.д.). Сульфатная сера полностью окислена и в процессе горения не участвует. Вариант 7 Выход летучих веществ. Если твердое топливо постепенно нагревать в инертной среде без доступа воздуха, то при высоких температурах сначала выделяются водяные пары, а затем происходит разложение кислородосодержащих молекул топлива с образованием газообразных веществ, получивших название летучие вещества (СО, Н 2 , СО 2 , С m H n , H 2 S, CN и др.). Летучие вещества, выделившиеся из топлива, обеспечивают более раннее воспламенение оставшейся твердой частицы, так как летучие вещества воспламеняются при более низкой температуре (350-600 °С), чем твердый остаток (950-1000 °С), и нагревают твердую частицу до воспламенения. Влияние летучих веществ существенно на начальной стадии горения топлива: чем выше выход летучих веществ, тем быстрее воспламеняется топливо и тем глубже оно 81 выгорает. В связи с этим выход летучих веществ оказывает непосредственное влияние на организацию топочного процесса, выбор объема топочной камеры, эффективность (полноту) сжигания топлива. Мазут. Важнейшей технической характеристикой, определяющей текучесть и условия применения мазута, является вязкость, которая существенно зависит от температуры и оказывает сильное влияние на продолжительность сливно-наливных операций, эффективность транспортировки по трубопроводам, качество распыления мазута перед сжиганием в топках и полноту его сжигания, а также на способность отстаивать содержащуюся в нем воду. Температура вспышки и воспламенения - это температура, при которой пары мазута над поверхностью жидкой фазы кратковременно воспламеняются при поднесении источника огня. Температурой воспламенения считается такая температура паров в смеси с воздухом, при которой после вспышки продолжается устойчивое горение не менее 5 секунд. Эта температура обычно на 15-20°С выше, чем при вспышке. Мазут, сжигаемый на электростанциях, имеет температуру вспышки 135-245°С, поэтому во избежание пожара температура подогрева мазута в открытых системах всегда должна быть ниже температуры вспышки (10°С). Газ. Плотность. Почти все виды газового топлива легче воздуха, поэтому проникший в помещение газ скапливается под верхними перекрытиями. В целях безопасности перед пуском котла проверяют отсутствие газа в вероятных местах его скопления. Взрываемость. Смесь горючего газа с воздухом в определенных пропорциях при вводе в эту смесь источника огня может взорваться. Взрывоопасные концентрации горючего газа в воздухе зависят от химического состава и свойств газа. При этом выделяют нижний предел взрываемости и верхний предел взрываемости (наибольшая концентрация газа в воздухе), между которыми смесь газа с воздухом взрывоопасна. Токсичность. Под токсичностью понимают способность газового топлива вызывать отравление. Наиболее опасными в этом отношении компонентами являются оксид углерода (СО) и сероводород (H 2 S). Предельно допустимая концентрация СО в воздухе составляет 0,0024 % (0,03 мг/л), а опасна для жизни 0,4 % (при воздействии в течение 5-6 минут). Сернистые соединения в большинстве природных газов практически отсутствуют. В природном газе все его компоненты перемешаны равномерно и если состав газа известен, то концентрацию в воздухе вредных газов можно установить по присутствию в воздухе метана, процентное содержание которого определяют прибором - метаномером. Почти все природные газы совсем не имеют запаха или имеют весьма слабый запах. Для своевременного обнаружения утечки газа и принятия мер безопасности газовое топливо до поступления в 82 газовую магистраль «одорируют», т.е. придают характерный острый запах введением сернистого соединения - меркаптана. Вариант 8 Топливоприготовление включает в себя комплекс элементов оборудования и механизмов транспорта, обеспечивающих размол и непрерывную подачу подготовленного для сжигания топлива в горелки парового котла. Сжигание твердого топлива происходит в следующей последовательности: 1) разгрузка топлива (размораживание в зимнее время); 2) дробление кусков топлива в дробилках до максимального размера частиц 15-25 мм (дробленка); 3) сушка и размол в углеразмольных мельницах до мельчайшей угольной пыли (пылеприготовление); 4) подача топлива к горелкам котла. Для размола топлива применяют центральные и индивидуальные системы пылеприготовления. Центральные схемы пылеприготовления всегда разомкнуты по сушке (т.е. отработанный сушильный агент вместе с некоторым количеством неуловленного топлива сбрасывается в атмосферу). Индивидуальная система пылеприготовления с прямым вдуванием отличается жесткой связью мельничного оборудования с котлом. Изменение нагрузки котла требует изменения и режима работы мельничного оборудования. Такая система пылеприготовления находит применение при сжигании высокореакционных бурых и каменных углей, допускающих наиболее грубый помол. В индивидуальной системе пылеприготовления с промежуточным пылевым бункером работа оборудования не зависит от работы котла, что является основным достоинством этой системы. Наличие промежуточного пылевого бункера повышает надежность установки. Этому способствует связь мельничных устройств отдельных котлов, обеспечивающая возможность с помощью пылевого шнека передавать пыль в случае необходимости от одного котла другому. Индивидуальная система пылеприготовления с промежуточным бункером применяется для мощных котлов при работе на тощих и малореакционных топливах, требующих тонкого помола. В системе пылеприготовления, кроме основного оборудования (мельниц), имеется ряд вспомогательных элементов: сепараторы, циклоны, клапаны- мигалки, пылепитатели, пылеотделители, влияющие на равномерность выдачи пыли в горелочные устройства топки. К важным элементам системы пылеприготовления относятся также взрывные клапаны. Сушка топлива. Для улучшения размола топлива, хранения и транспортирования пыли, а также для интенсификации ее зажигания и горения топливо подсушивают. Сушка топлива может осуществляться по замкнутой и разомкнутой схемам. 83 При замкнутой схеме отработавший в системе пылеприготовления сушильный агент вместе с пылью направляют в топку. При разомкнутой схеме отработавшие сушильные газы сбрасывают в атмосферу. Для относительно сухих углей при внешней влажности, не превышающей 10 %, сушку топлива ведут одновременно с размолом в мельничном устройстве путем подачи внутрь мельницы горячего воздуха или продуктов сгорания. Для влажных топлив (15-20 %) частичная предварительная подсушка может осуществляться по замкнутой схеме непосредственно перед мельничным устройством в коротких сушильных трубах. Окончательная подсушка топлива выполняется в мельнице в процессе размола. Для высоковлажных топлив (более 20 %) возможно применение предварительной сушки топлива в отдельном сушильном устройстве с разомкнутой схемой сушки. Для предварительной подсушки топлива перед мельницей применяют различные типы сушилок: газовые барабанные, паровые трубчатые, пневматические (трубы-сушилки), с кипящим слоем и т.д. Значение конечной влажности пыли определяется по условиям самовозгорания и взрывобезопасности. Мельницы для приготовления пыли. Шаровая барабанная мельница (ШБМ) представляет собой цилиндрический барабан (d=1.5-4 м, l=2,5-12 м), выложенный внутри волнистыми броневыми плитами из марганцовистой стали толщиной около 100 мм. Барабан заполняется на 15-30 % своего объема стальными шарами диаметром от 25 до 70 мм. Размол топлива происходит при вращении барабана за счет массы металлических шаров. Вариант 9 Шаровая и валковая среднеходные мельницы. Среднеходные мельницы выполняются шаровыми (МШС) либо валковыми (МВС). Измельчение топлива в среднеходных мельницах происходит раздавливанием кусков угля на вращающемся радиальном столе под действием сил раздавливания прижимаемых к столу вращающихся стальных шаров в МШС и конических валков в МВС. Производительность составляет: МШС - 3,5-50 т/ч, МВС - 3,8-14 т/ч. Достоинства: меньшие энергозатраты (по сравнению с ШБМ); компактность. Недостатки: при работе недопустимо попадание с топливом металлических включений и предметов повышенной прочности, так как раздавливание при этом существенно ухудшается, доля крупных кусков, вынос пыли, производительность мельницы. Влажные зольные угли в этих мельницах слипаются и спрессовываются под размольными органами, в результате чего их размол ухудшается. 84 Молотковые мельницы (ММ) размалывает топливо билами при большой скорости вращения ротора мельницы (735-980 об/мин). Мельницы данного типа относятся к классу быстроходных. Мельница состоит из стального корпуса толщиной 10-15 мм, покрытого изнутри гладкими броневыми плитами толщиной 20-30 мм. Мельницы устанавливаются непосредственно у топок в индивидуальных системах пылеприготовления с прямым вдуванием. Рациональным является использование в ней бурых и каменных углей средней и малой твердости при допустимом для сжигания грубом размоле топлива. В зависимости от способа подвода горячего сушильного агента к мельнице различают: молотковые мельницы аксиальные ММА, молотковые мельницы тангенциальные, молотковые мельницы с комбинированным подводом воздуха ММАТ. Производительность мельниц ММА: 2,7-24 т/ч. Достоинства: ММТ более компактны, отличаются меньшим удельным расходом энергии на помол (5-12 кВт ч/т) и более равномерным износом бил. Недостатки: основными недостатками молотковых мельниц является сравнительно быстрый износ бил, замены через 300-600 ч работы. Мельница-вентилятор. Для размола сильновлажных и мягких бурых углей применяется мельница - вентилятор (МВ), которая имеет на одной оси размольную часть, подобную молотковой мельнице, и вентилятор, который создает разрежение на входе в сушильную шахту для подвода горячих топочных газов (800 - 1000°С) и напор в пылепроводе для подачи топлива в горелки. МВ имеет стальной корпус, покрытый изнутри броневыми плитками. Ротор состоит из мелющего колеса-вентилятора с лопатками. К лопаткам мелющего колеса крепятся броневые била. Для повышения производительности мельниц, экономичности размола, уменьшения износа лопаток и диска используется двухступенчатый размол топлива с предвключенной бильной частью. Последняя представляет собой несколько рядов молотков, расположенных на валу МВ. Под действием центробежных сил частично размолотое в первой ступени топливо отбрасывается к наружной поверхности бильной части корпуса и с сушильным агентом по кольцевому зазору поступает равномерно по всей окружности приемной части вентилятора. Благодаря этому лопатки вентиляторного колеса равномерно нагружаются. Суммарный напор, развиваемый МВ, составляет 1-2 кПа. Единичная производительность МВ составляет > 100 т/ч. Расход энергии: 6-10 кВт ч/т. Вариант 10 Топка – один из основных элементов котельного агрегата, где происходит процесс горения, при котором химическая энергия топлива преобразуется в тепловую энергию продуктов сгорания, передаваемую далее воде и пару. По виду сжигаемого топлива различают топки для твердых, жидких и газообразных 85 топлив. Существующие топочные устройства можно разделить на слоевые и камерные. Слоевые топки предназначены для сжигания твердого топлива в слое на колосниковой решетке. Камерные топки предназначены для сжигания твердого топлива во взвешенном состоянии в виде пыли и дробленых частиц, а также жидкое, распыляемое с помощью форсунок, и газообразное. Слоевые топки предназначены для сжигания твердого кускового топлива в котлах малой и средней мощности. Слоевые топки подразделяются на: топки с плотным слоем и топки с кипящим слоем. Топки с плотным слоем. В зависимости от степени механизации указанных операций топочные устройства можно разделить на: немеханизированные (все операции выполняются вручную); полумеханические (механизированы одна или две операции); механические (механизированы все операции). По режиму подачи топлива в плотный слой различают топочные устройства с периодической и непрерывной загрузкой топлива. Колосниковая решетка поддерживает сжигаемое топливо и одновременно служит для распределения воздуха, поступающего через нее в слой. Доля живого сечения немеханической топки составляет Достоинства: просты в эксплуатации, пригодны для различных сортов топлив, могут работать со значительными колебаниями тепловой нагрузки, отличаются относительно небольшим расходом энергии на собственные нужды, не требуют дорогостоящих пылеприготовительных устройств. Недостатки: тяжелый физический труд; небольшая производительность, цикличность процесса; сложность регулирования системы топливо - воздух. Полумеханические топки. Частичная механизация ручной топки может быть достигнута установкой поворотных или качающихся колосников, а механизацией загрузки топлива на решетку с применением различных забрасывателей: механические, пневматические и пневмомеханические. Достоинства: механизированный процесс подачи топлива, возрастает производительность, топки пригодны для различных сортов топлив. Недостатки: рост расхода энергии на собственные нужды, цикличность процесса; сложность регулирования системы топливо - воздух. Механические топки (D=6,5 - 20 т/ч) применяются для сжигания углей марки АС и АМ. Применение находят механические топки с колосниковыми решетками прямого и обратного хода. |