Система золоудаления

Теплоэлектропроект разработал унифицированный профиль каналов облицовкой из стандартовых базальтовых плит.  
Золовые каналы выполняют с минимальным числом поворотов и с уклоном 1%; шлаковые каналы проектируют прямые с уклоном 1,5%. Недостатком конструкции каналов является фильтрация через их стенки агрессивных вод гидрозолоудаления.

Для обеспечения надежного  транспорта золошлаковой пульпы, устанавливают  побудительные сопла, располагая их в местах торможения потока: в начальных  участках каналов, в узлах сопряжения, у шлаковых шахт и перед смывными устройствами. Пример установки побудительного сопла в золовом канале показан  на рисунке. Сопла устанавливают  на высоте 200 – 300 мм от дна облицовки  под углом 5- 6° к оси канала. При совместном транспорте золы и  шлака напор воды перед соплами  принимают не менее 80 – 100 м. вод. ст.

Побудительные сопла не только обеспечивают транспорт шлака, но и  способствуют некоторому его измельчению, что особенно важно в установках с гидроаппаратами Москалькова.

 

 

 

Золошлакопроводы

Для перекачки гидрозоловой и гидрошлаковой пульпы на отвал, осуществляемой багерными и шламовыми  насосами либо центральными гидроаппаратами, применяют металлические трубопроводы диаметром 250 – 400 мм, уложенные на опорах с уклоном в сторону отвала. Для компенсации температурных  удлинений на золошлакопроводах устанавливают сальниковые компенсаторы одно- или двустороннего типа соотвественно через 200 и 400 м.

Скорость пульпы в золошлакопроводах при проектировании принимают в таких пределах, при которых обеспечивается предотвращение выпадения шлака (или золы) из потока (заиление золошлакопроводов), износа труб и чрезмерного увеличения сопротивления, а соответственно и расхода электроэнергии на гидротранспорт.

При перекачке гидрозолошлаковой  пульпы багерными насосами скорость принимают 1,7 – 1,8 м/сек, и гидроаппаратами  Москалькова, работающими с подсосом воздуха (без учета объема, занимаемого  воздухом), - 1,4 – 1,6 м/сек; при перекачке гидрозоловой пульпы шламовым насосами скорость принимается равной 1,1 – 1,3 м/сек.

Трубопроводы для перекачки шлака и золы на отвал принимают с одной резервной линией; рекомендуется устройство общего резервного трубопровода для шлака и золы. Допускается укладка дополнительной резервной линии трубопроводов при возможности значительных отложений. Для обеспечения длительной и надежной работы золошлакопроводов трубы или их защитную облицовку выполняют из износоустойчивых материалов. Золошлакопроводы укладывают на сборных железобетонных опорах без катков. Опорожнение золошлакопроводов предусматривается в приямки котельной и в отвалы. При неблагоприятном профиле трассы допускается опорожнение золошлакопроводов в пониженных точках профиля.

При транспорте золы, содержащей свободную известь, в золошлакопроводах образуются кристаллические отложения, которые постепенно увеличиваются, в связи с чем производительность системы гидрозолоудаления снижается и золошлакопроводы необходимо отключать на очистку; до настоящего времени еще не разработаны механизированные способы очистки, а также и методы предотвращения образования отложений на трубах.

 

Багерные  и шламовые насосы; шлакодробилки

Основными элементами багерного  насоса, представляющего собой одноступенчатый  центробежный насос, являются: чугунный корпус, рабочее колесо из марганцовистой стали с четырьмя лопастями, крышка, всасывающий и нагнетательный патрубки, вал, опорная стойка и броня, защищающая корпус насоса, всасывающую крышку и нагнетательный патрубок(рис). Для предохранения шейки вала багерного насоса от истирания ее золой к сальнику подается чистая вода под давлением 55 – 60 м вод. ст. Багерные насосы, предназначенные для перекачки шлаковой пульпы, могущей содержать куски размером до 50 мм, весьма быстро изнашиваются и требуют частой разборки для ремонта. Наблюдениями за работой багерных насосов установлена следующая продолжительность работы их основных деталей: рабочее колесо – 600 – 720 ч, корпус – 1440 – 1680 ч.

Для перекачки гидрозоловой пульпы используют шламовые (песковые) насосы с напором 45 м вод. ст., которые по конструкции и к. п. д. не отличаются от багерных насосов, либо землесосы с напором до 26 м. вод. ст.

Для надежной работы багерного  насоса поступающий в него шлак подвергается дроблению до 25 мм в дробилках, устанавливаемых  перед насосом. На рис. 23-7 показана одновалковая дробилка производительностью 12 т/ч, состоящая  из барабана с зубьями (шипами) 1 и  дробильной зубчатой плиты 2, расположенных в корпусе 3. Вверху имеется решетка 5, через которую шлак поступает  в корпус дробилки. Для предохранения дробилки от поломки при случайном попадании в нее металлических или других твердых предметов имеется предохраняющая пружина 4.

Для обеспечения минимальной  длины пути движения пульпы от места  ее выхода до багерного насоса целесообразно  багерные насосы размещать в самой  котельной, располагая их между котлами, что способствует также уменьшению их заглубления. На рис. 23 – 8 показан вариант такого размещения багерной с тремя насосами с шлакодробилками (один рабочий, один резервный и один ремонтный) для совместного удаления золы и шлака. Вариант расположения багерной насосной вне здания с перекачкой шлаковой пульпы багерными насосами, а золовой  пульпы шламовыми насосами показан на рис. 23-9.

 

 

 

Центральный гидроаппарат Москалькова

По конструкции и принципу действия гидроаппарат представляет собой горизонтальный водоструйный эжектор, предназначенный для создания напора, обеспечивающего принудительный транспорт гидрозолошлаковой смеси из котельной до золоотвала.

Гидроаппарат (рис. 23 - 10) состоит из сварной рамы 1, на которой установлен литой чугунный корпус, с одной стороны которого находится сопловой патрубок 14 с присоединенным к нему дистанционным патрубком 16, а с другой стороны – стальной сварной корпус диффузора 19. Вверху корпуса имеется пирамидальная приемная воронка 8, оканчивающаяся фланцем, присоединяемым к бункеру шлакоприемника; внутренняя поверхность воронки и корпуса защищена стальной броней 9 – 12. К выходной части соплового патрубка присоединяют корпус напорного насадка 2 и сопло 3; дистанционный патрубок снабжен сальниковым компенсатором 15. Корпус диффузора состоит из четырех чугунных элементов 4 – 7.

Работа этого аппарата происходит следующим образом. Из шлакоприемного бункера через приемную воронку 8 гидрозолошлаковая смесь поступает  в смесительную камеру 20 гидроаппарата, в которую также направляется выходящая из сопла 3 струя эжектирующей воды, обладающая большой скоростью. Благодаря этому в начальном сечении диффузора весь , шлака, воды и засосанного воздуха, обладает запасом скоростного напора, который в процессе движения потока через диффузор преобразуется в статический напор, величина которого обусловливается сопротивлением золошлакопровода. Под этим давлением пульпа транспортируется до золоотвала.

Быстроизнашивающимися деталями этого аппарата являются: броня, крышка, элементы диффузора, корпус сопла и  сопловой насадок. Особенно быстро изнашиваются горловина первого элемента диффузора, второй его элемент и входная  часть третьего элемента.

Для средних условий работы длительность службы частей гидроаппарата, изготовленных из отбеленного чугуна (первый и второй элементы) и из серого чугуна (третий и четвертый элементы), характеризуется следующими данными (табл. 23 - 2):

 

Таблица 23 – 2

Наименование деталей  аппарата	Длительность службы, дней
Сопло………………………………………………………	30
Первый и второй элементы диффузора…………………	4- 6
Третий элемент диффузора……………………………….	10 - 15
Четвертый элемент диффузора……………………………	30 - 40

 

Износ диффузора сверх  допустимого предела приводит к  снижению производительности гидроаппарата, а иногда к полному прекращению  его работы.

Оптимальный диаметр рабочего сопла гидроаппарата определяют по расходу  напору эжектирующей вода при максимальном к. п. д. насоса.

Компоновка центральных гидроаппаратов для транспорта шлаковой пульпы и шламовых насосов для транспорта золовой пульпы показана на рис. 23 – 11.

 

 

 

Пневматическое  и пневмогидравлическое золоудаление .

Пневмозолоудаление можно осуществить всасывающими и нагнетательным. В СССР на электростанциях малой и средней мощности распространение получила всасывающая система с паровым эжектором (рис.23 - 12). Всасывающие системы в некоторых случаях применяют с вакуум – насосом или высоконапорным вентилятором.

При пневматической системе  золоудаления с паровым эжектором  зола и шлак удаляются воздухом, засасываемым из котельной за счет разрежения, создаваемого паровым эжектором. Очищенный воздух через напорный воздухопровод сбрасывают в дымовую  трубу.

На сборных бункерах и  циклонах – осадителях пневмозолоудаления устанавливают предохранительные  клапаны.

По данным испытаний систем пневмозолоудаления на пяти электростанциях, произведенных ОРГРЭС, выявлены следующие основные недостатки оборудования этих систем золоудаления: ненадежная работа шлаковых дробилок, часто входящих из строя; трудность обеспечения стабильной неэкономичность работы паровых эжекторов и быстрый износ их диффузоров; интенсивный износ золопроводов; периодичность работы и связанное с этим большое число переключений.

По данным испытаний ориентировочная  длительность службы отдельных элементов  систем пневмозолоудаления составляет, ч: шлаковых трехвалковых дробилок 600- 800,золопроводов 3000 – 5000, колен 1000 – 1500, диффузоров эжекторов 50 – 500*, водокольцевых насосов 3000 – 5000.

Пневмогидравлическое золоудаление с эрлифт – насосами применяют на электростанциях в случаях расположения их золоотвалов на небольшом расстоянии. В этой системе схема золоудаления внутри котельной аналогична обычным системам гидрозолоудаления, а внешний транспорт пульпы обеспечивается эрлифт – насосами.

Схема работы такой системы  золоудаления показана на рис. 23 – 13.

В случаях, когда расчетная  глубина колодца, требующаяся для  обеспечения необходимой высоты  подъема пульпы от свободного уровня в смывном канале котельной до отметки выпуска ее в золоотвал (с учетом геодезической высоты), окажется слишком большой, устанавливают  двухступенчатый эрлифт – насос.

Достоинствами описанной  системы золоудаления являются: использование в пределах котельной освоенного гидравлического золоудаления, отсутствие вращающихся деталей, подверженных износу, простота оборудования и удобство его обслуживания. Однако, несмотря на это, пневмогидравлическое золоудаление до сих пор применяется весьма редко, и возможности его применения используются недостаточно.

 

 

 

 

 

Расчет золошлакопроводов.

При расчете золошлакопроводов  в системах со шламовыми и багерными  насосами, гидроаппаратами Москалькова, при раздельном и совместном транспортировании  золы и шлака можно пользоваться опубликованной методикой, разработанной  ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева.

Гидравлическое сопротивление  золошлакопровода H_Д при транспортировании шлака определяется по формуле:

H_Д = (1+ζ) λ + h+ΔH_ɑ, м вод. ст., (23 - 1)

Где    ζ – коэффициент местных сопротивлений золошлакопровода;

         L и D – длина и диаметр золошлакопровода, м;

         γ_п и γ_в – соответственно объемный вес пульпы и удельный вес воды,               т/м³;  

       h – геометрический подъем от оси насоса или гидроаппарата до оси золошлакопровода в месте выпуска пульпы, м;

      ΔH_ɑ - суммарное дополнительное сопротивление в наклонных участках золошлакопровода, м вод. ст.

Коэффициент сопротивления:

 λ = λ_ω + λ_s,

где коэффициент гидравлического  сопротивления λ_ω не зависит от свойств твердого материала и определяется в зависимости от диаметра золошлакопровода по данным табл. 23 – 3, а коэффициент дополнительного сопротивления λ_s в зависимости от консистенции С – по данным табл. 23 – 4.

 

 

 

 Таблица 23 – 3 

 

Диаметр золошлакопровода, мм	200	250	300	350	400	450	500
Коэффициент гидравлического  сопротивления, 100 λω	1,95	1,85	1,8	1,75	1,7	1,65	1,6

 

Таблица 23 – 4

υ0, м/сек	Коэффициент дополнительного  сопротивления 100 λs при консистенции С, %
	1	5	10	15	20
1,6	0,46	2,29	4,83	7,47	10,7
1,8	0,27	1,44	3,28	5,26	7,53
2,0	0,20	0,98	2,31	3,81	5,53
2,2	0,14	0,71	1,69	2,84	4,16
2,4	0,10	0,55	1,25	2,17	3,18