Система золоудаления

Золоудаление

Общие сведения

Системой золоудаления называют устройства, обеспечивающие удаление золы и шлака из бункеров котельного агрегата и транспорт их за пределы  территории электростанции. Системы  золоудаления на всех современных электростанциях  выполняют механизированными, так как количество подлежащих удалению золы и шлака в ряде случаев достигает огромной величины. Так, например, на крупнейших современных электростанциях, проектируемых для работы на экибастузском угле, количество подлежащих удалению золы и шлака превышает 600 т/ч. Учитывая связанную с этим необходимость резервирования для организации золоотвалов больших участков земли, золу и шлак приходится транспортировать на расстояние 4 – 6 км.

На электростанциях СССР наибольшее распространение получила система гидравлического золоудаления с багерными и шлаковыми насосами или с центральными гидротранспортами Москалькова. При гидрозолоудалении шлак и зола, смытые из-под бункеров, транспортируются водой по каналам к багерным насосам или центральным гидроаппаратам, которые перекачивают поступающую в них смесь воды, золы и шлака (пульпу) по трубам на золоотвал. Осветленная вода из золоотвала перетекает в ближайший водоем либо возвращается в котельную для повторного использования в системе гидрозолоудаления.

При благоприятном рельефе  местности пульпу из котельной направляют на золоотвал по самотечным каналам. В некоторых случаях золошлаковую смесь подают в отстойные камеры (золоотстойник), расположенные на территории электростанции, а осветленную воду смывными насосами возвращают в котельную.

В тех случаях, когда необходимо золу использовать в сухом виде  или невозможно осуществить гидравлический способ удаления золы и шлака из-за недостатка воды либо из-за отсутствия территории вблизи электростанции для  организации золоотвала, применяют пневматическую систему золоудаления. При этой системе золоудаления раздробленный шлак и зола поступают в трубопровод, в котором создается разрежение. Засасываемый воздух транспортирует золу и шлак по трубам в циклон, где зола и шлак определяются от  воздуха и выпадают в бункер, а воздух после его обеспыливания направляют в дымовую трубу. Пневматические системы являются более сложными и более дорогими по капитальным затратам  и эксплуатационным расходам по сравнению с гидравлическими системами золоудаления.

На электростанциях малой  и средней мощности иногда осуществляют смешанную систему золоудаления – пневмогидравлическую.

Выбор системы и механизмов золоудаления обосновывают в проектном  задании электростанции.

Системы гидрозолоудаления

Общими элементами всех применяемых  систем гидрозолоудаления на электростанциях  являются: смывные устройства для  шлака и золы, система самотечных каналов в пределах главного корпуса  для безнапорного транспорта и золошлакопроводы – для транспорта золы и шлака  на золоотвал. Общая схема устройства гидрозолоудаления показаны на рисунке.

Образующийся в топке  шлак поступает в шлакосмывную шахту 1 в верхней части которой расположено брызгально – оросительное устройство 2 для непрерывного охлаждения водой шлака. Накапливающийся в шахте шлак смывается водой, подаваемой смывным насосом 10 через смывное сопло 3; смесь шлака и воды через решетку поступает в самотечный канал 4 гидрозолоудаления. Для обеспечения надежного транспорта шлака по каналам подается вода через побудительные сопла 5. Устанавливаемые в канале, главным образом в местах, где ожидается выпадение из потока шлака и золы (на поворотах каналов, при увеличении их сечения, под решетками шлакосмывных шахт и т.п.)

Летучая зола, уловленная в  золоуловителе, поступает в золовой  бункер 7, из которого через золосмывные  устройства 8 направляется в канал. Гидрозолошлаковая смесь (пульпа) в  зависимости от способа транспорта ее на золоотвал подается по каналам  к багерной насосной либо к приямку  центрального гидроаппарата Москалькова. На рис. Показана схема с багерными  насосами.

Вследствие быстрого износа рабочих колес багерных насосов (в ряде случаев в течение 5 – 6 дней работы без наплавки) обычно устанавливают  три багерных насоса, из которых  один рабочий, второй резервный, а третий находится в ремонте.

Для возможности подачи потока гидрозолошлаковой смеси к одному из этих насосов подводящий канал  приходится разделять на соответствующее  число ветвей с установкой переключающего устройства 9, за которым имеется отключающий шибер (шандора) 17, посредством которого можно отключить багерный насос 14 от потока.

Перед поступлением к багерному  насосу гидрозолошлаковая смесь  проходит через предварительный металлоуловитель 17 и затем через решетку 19. Крупный шлак, не прошедший через эту решетку, направляется в шлакодробилку 20 для измельчения его до кусков размером не больше 25 мм, что обеспечивает надежную работу насоса и возможность подачи им шлака по золошлакопроводу 15 на золоотвал.

Перед поступлением в багерный насос пульпа проходит через вторичный металлоуловитель 13. Для монтажа и ремонта оборудования в багерной насосной устанавливают подъемный кран 18.

Если для транспорта золы и шлака на золоотвал применяют  не багерные насосы, а центральные  эжекторные гидроаппараты Москалькова, то описанная выше схема гидрозолоудаления в пределах котельной в основном сохраняется. Шлаковая и золовая пульпа по смывным каналам поступает в общий приемный бункер, из которого центральным гидроаппаратом Москалькова шлакозоловая пульпа по общему золошлакопроводу перекачивается на золошлакоотвал.

С целью использования  шлака или золы на ряде электростанций осуществлено раздельное удаление золы и шлака на золоотвал.

Если для электростанций принимается раздельное удаление золы и шлака, то транспорт золы всегда осуществляется шламовыми насосами, а шлака – багерными насосами, гидроаппаратами Москалькова либо по самотечным каналам (при наличии близко расположенного отвала).

Раздельное удаление шлака  и золы приводит к значительному  снижению расхода электроэнергии на гидротранспорт и во многих случаях  целесообразно.

Снижение расхода электроэнергии обуславливается тем, что для  гидротранспорта золы допустимо  снижение скорости в золопроводе до 0,01 – 1,2 м/с, в то время как при гидротранспорте шлака скорость в золошлакопроводе должна быть не менее 1,7 м/с. Это позволяет снизить напор, создаваемый шламовым насосом, и соответственно потребляемую им мощность. Кроме того, для перекачки золовой пульпы вместо багерных насосов с КПД  50% применяют шламовые насосы с КПД 65%. В соответствии с местными условиями на электростанциях осуществляют совместное или раздельное удаление золы и шлака из котельной на отвал.

При раздельном удалении золы и шлака в каждом насосном помещении  устанавливают два багреных и  два шламовых насоса, из которых один багерный и один шламовые насосы являются резервными. Третий багерный насос предусматривается как ремонтный; в насосной его не устанавливают, и в готовом для работы виде он хранится на электростанции.

При невозможности организации  золоотвала вблизи электростанции в  некоторых случаях применяют  систему гидрозолоудаления с  золоотстойником. В такой системе  гидрошлакозоловая смесь поступает  в камеры золоотстойника, расположенного на территории электростанции. Шлак и зола осаждаются в камерах золоотстойника, а осветленная в нем вода насосами подается в котельную для повторного смыва золы и шлаков. Золу и шлак из золоотстойника грейферным краном перегружают в ж/д-е вагоны дл отвозки на золоотвал. Ввиду большой длительности отстоя тонких фракций золы размеры золоотсойника получаются весьма большими, а транспорт сильно увлаженной золы представляет большие неудобства и очень осложняется в зимних условиях.

Из всех рассмотренных  схем гидрозолоудаления в настоящее  время на мощных электростанциях  СССР проектируют совместную или  раздельную систему гидрозолоудаления  с использованием для перекачки  гидрозоловой пульпы шламовых насосов, а гидрошлаковой пульпы – багерных насосов. Основанием для выбора системы  служит неоднократно производившиеся  Теплоэлектропроектом сопоставление  расчетных данных и технико –  экономических показателей различных  систем. Так, например, при выборе системы золоудаления для электростанции мощностью 1300 МВт, состоящей из двух блоков по 200 МВт с котлами 640т/ч и трех блоков по 300 МВт с котлами 950 т/ч, работающей на каменном угле с зольностью 18,6 %, были рассмотрены следующие три схемы: удаление шлака багерными насосами, удаление золы и шлака гидроаппаратами Москалькова, удаление золы и шлака по модернизированной схеме Москалькова (схема КБР). Результаты сопоставления расчетных данных и технико- экономических показателей этих трех схем приведены в таблице.

На основе имеющихся данных можно считать, что из-за крайне низкой экономичности гидроаппаратов, КПД  которых не превышает 10 %, а также  большого расхода воды и соответственно повышенного расхода металла  на золошлакопроводы система совместного  шлакозолоудаления гидроаппаратами  Москалькова является, как правило, менее рентабельной по сравнению  с системой с багерными насосами.

Раздельное удаление шлака  и холлы с применением шламовых насосов для транспорта золы по самостоятельным  золопроводам приводит к значительному снижению расходов электроэнергии на гидротранспорт по сравнению с совместным гидротранспортом шлака и золы по общим шлакозолопроводам и во многих случаях целесообразно независимо от промышленного использования.

Как правило, системы с  багерными и шламовыми насосами при раздельном транспорте шлака  и золы оказывается более экономичными чем системы с гидроаппаратами и шламовыми насосами. При благоприятных условиях – малой длине трассы и малой геодезической высоте подъема пульпы возможно применение гидроаппаратов для транспорта шлака, если перерасход электроэнергии, воды и металла для труб компенсируются снижением расходов на ремонт.

Основные элементы систем гидрозолоудаления

Основными элементами систем гидрозолоудаления являются: смывные  устройства для шлака и золы, шлакозоловые каналы и побудительные сопла, багерные насосы, центральные гидроаппараты  Москалькова, насосы смывной и эжектирующей воды, контрольно –измерительные приборы.

Смывные устройства для шлака и золы

Чтобы избежать накопления шлака в бункерах топки и облегчить  операцию его удаления, под шлаковым бункером до последнего времени устанавливали  шлакосмывную шахту двустороннего  или одностороннего смыва. Шлаковая шахта представляет собой сварную стальную камеру, установленную на опоры и обмурованную изнутри шамотом; ее наклонный под выложен облицовочными плитами. Шлак, выпадая в камеру, проходит через охлаждающую водяную завесу, создаваемую расположенным в ее верхней части брызгально – оросительным устройством. При этом происходит резкое охлаждение шлака и он растрескивается.

Под шахты выполняют с  уклоном 15° для обеспечения надежного  смыва с него шлака. Для обеспечения  плотности между шахтой и бункером устанавливают компенсатор. Смыв производят периодически сильной струей воды, подаваемой через сопло, приводимое в качательное движение при закрытой дверцей. Смытые из шахты через решетку поступает в канал. Крупные куски шлака, оставшиеся на решетки, после их измельчения также сбрасывают в тот же канал. Шахта имеет затвор с гидравлическим приводом и люки.

Котлы большой производительности оборудуют устройствами для непрерывного механизированного спуска и удаления шлака в без мешательства персонала с применением скребковых транспортеров и расположенных за ними шлакодробилок(рис.)

Чтобы предохранить золовой  бункер от подсоса воздуха, смочить  золу и направить ее в каналы системы гидрозолоудаления, устанавливают золосмывные устройства. На электростанциях в эксплуатации находятся ряд типов золосмывных устройств. Наиболее надежным оказалось комбинированное золоспускное устройство, имеющее мигалку ВТИ для предотвращения подсоса воздуха в золовой бункер и смачивающий золу аппарат («чайник»), предохраняющий от пыления при спуске золы в золовой канал гидрозолоудаления.

Шлакозоловые  каналы и побудительные сопла

Гидротранспорт золы и  шлака от золосмывных шахт до приемных устройств багерных и шламовых насосов  или гидроаппаратов Москалькова  осуществляется в большинстве случаев по открытым каналам. При выполнении этих каналов предусматривается использование для гидротранспорта живой силы потока пульпы. В пределах котельной шлаковые и золовые самотечные каналы выполняют раздельными, причем  на один шлаковой канал допускается не более пяти котлов производительности до 500 т/ч.