Оборудование турбинных цехов электростанции работает в различных условиях: часть его находится под высоким давлением при высокой температуре и испытывает большие механические нагрузки, а часть работает под высоким напряжением. Сложное переплетение магистралей для транспортировки пара, воды, масла, воздуха, водорода и других сред с помощью арматуры создают условия, при которых работа на действующей электростанции считается опасной.

На обслуживающем персонале турбинных цехов лежит ответственность за обеспечение нормальной работы дорогостоящего оборудования, а также ущерб, наносимый при незапланированном прекращение выработки электроэнергии. Это требует высокого нервно-эмоционального напряжения. Снижению напряжения способствуют хорошие знания принципов действия оборудования, правил его эксплуатации и инструкций, организация рабочих мест в соответствии с установленными нормами освещенности, вентиляции и учетом требований эргономики.

Рабочее место машинистов-операторов турбин - вся турбинная установка. В различных местах около нее существуют различные условия - повышенное теплоизлучение, шум, вибрация, влажность, опасность поражения электрическим током, вращающимися частями оборудования, паром и др.

Наибольшее тепловое излучение идет от поверхностей корпуса турбины в зоне перегретого пара и паропроводов. Обычно интенсивность теплового уменьшают теплоизоляцией горячих поверхностей. Температура наружной поверхности теплоизоляции должна быть не более 450С. Если необходимо, источники теплоты кроме теплоизоляции покрывают теплоотражающими экранами из алюминиевой фольги, листового алюминия, белой жести, окрашивают алюминиевой краской. Наиболее нагретые части корпуса накрывают кожухом из стальных листов. Необходимая температура воздуха в турбинном цехе поддерживается естественной вентиляцией. Обслуживающий персонал обеспечивается белково-витаминным напитком, газированной охлажденной подсоленной водой чаем в количестве 1,5-3 л на день зимой и 2-4 л летом. Для индивидуальной защиты от теплоизлучения используется специальная одежда и обувь, рукавицы, каски, очки. В турбинном цехе уровень шума достигает 100 дБ и более. Источником шума являются турбина, генератор, паропроводы, различные насосы и коллекторы дренажей. Вибрация основного оборудования приводит к появлению вторичных источников шума: вибрируют листовые перекрытия, смотровые площадки, перила и др. Кроме постоянного шума периодически при срабатывании аварийных клапанов возникают шумы высокого уровня, а при посадке стопорных клапанов - удары.

Интенсивный шум вредно влияет на здоровье работающих. Кроме того, в шумных помещениях чаще происходят травмы.

Уровни шума на рабочих местах регламентируются ГОСТ 12.1.003 - 83 и зависят от частоты звука, который излучает источник шума. Для защиты от шума в местах наиболее длительного пребывания машинистов-обходчиков турбин устанавливают звукоизолированные кабины, снабжают персонал средствами индивидуальной защиты - наушниками, вкладышами, шлемами. Средства индивидуальной защиты обязательно выдаются при уровне шума более 85дБ. В местах где уровень шума составляет более 135 дБ запрещается даже кратковременное пребывание работающих.

Вибрация оборудования так же оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека. Общая вибрация передается телу человека через ноги, а местная - при прикосновении к ее источнику руками или частью тела. Уровни допустимой вибрации (в децибелах) регламентируется тем же ГОСТом, что и уровни шума. Для защиты от общей вибрации на нижнюю поверхность металлических листов перекрытий приклеиваются специальные демпфирующие материалы (резиновые полосы, коврики), обслуживающий персонал обеспечивают специальной обувью с виброгасящими подошвами.

Рабочие помещения должны освещаться как естественным так и искусственным светом. Источники освещения надо размещать так, чтобы создавалось достаточное общее освещение и повышенная освещенность рабочих мест (местное освещение). Применять на производстве только местное освещение не разрешается. Следует иметь ввиду, что при люминесцентном освещении может возникнуть стробоскопический эффект, при котором вращающиеся части оборудования кажутся неподвижными.

В зависимости от условий работы в помещениях применяют различные типы светильников: открытые, защищенные, закрытые, пыле- и влагонепроницаемые, взрывоопасные. Нормы освещенности для различных помещений и мест различны, а уровень освещенности зависит от характера работ, которые нужно проводить. Кроме постоянного рабочего освещения на электростанциях предусматривается аварийное освещение, используемое при выходе из строя рабочего. Осветительные устройства регулярно очищают от пыли, ремонтируют и заменяют перегоревшие лампы.

В необходимых случаях используют переносные лампы заводского изготовления, которые получают питание от переносных трансформаторов напряжением не более 42 или 36 В, а в особо опасных условиях - не более 12 В. Переносные лампы должны быть защищены сетками и снабжены устройствами для подвески, иметь шланговый провод и специальную вилку, которую нельзя вставить в розетку более высокого напряжения.

При обслуживании турбины необходимо обращать внимание на возможность воспламенение масла. Маслопроводы высокого давления заключают в специальные стальные короба со сливом. Маслопроводы без коробов отделяют от горячих поверхностей экранами; фланцы и тройники заключают в специальные кожухи со сливом. Во избежание пожара производить какие-либо работы, связанные с заменой и ремонтом арматуры на маслопроводах или разборкой деталей системы регулирования при работающей турбине или работающем маслонасосе, запрещается.

В помещениях электростанции должна поддерживаться чистота. Использованный и чистый обтирочный материал должен хранится отдельно в специальных ящиках. Вода и масло, пролитые на пол или перекрытие, должны быть немедленно убраны, так как на них можно поскользнуться и получить тяжелую травму при падении.

При обслуживании турбинной установки персоналу приходится перемещаться по лестницам с одного уровня на другой на расстоянии нескольких метров. Чтобы избежать падения с высоты, края полов и перекрытий, лестничные марши должны иметь прочные ограждения, поручни.

Персонал электростанции должен быть обучен правилам поведения при возникновении пожара, четко знать свои обязанности, уметь обращаться со средствами тушения пожаров и владеть способами огнетушения.

В помещениях, где расположена турбинная установка, имеются места повышенной опасности, в которых следует находиться возможно более короткое время. Например, не следует долго находиться около ЦНД в плоскостях вращения ступеней турбин с длинными лопатками, так как корпус ЦНД имеет небольшую толщину и лопатка при обрыве ее пробивает, вылетая с большой скоростью наружу. Опасно также находится длительное время вблизи фланцев паропроводов, по которым течет пар, имеющий высокое давление и температуру: в случае возникновения течи через фланец струя пара может сильно обжечь.

В распоряжении обслуживающего персонала каждого цеха имеются инструкции и технологические схемы, перечень которых утверждается главным инженером электростанции.

Основное и вспомогательное оборудование электростанций, тепловых и электрических сетей, в том числе трубопроводы, арматура, заслонки газо- и воздухопроводов, нумеруются. Основные схемы оборудования вывешивают на видном месте в помещении, где оно находиться. Необходимыми инструкциями снабжают все рабочие места.

В инструкциях по эксплуатации оборудования в числе прочих сведений обязательно дается краткая характеристика данной установки, порядок подготовки ее к пуску, пуска, останова и обслуживания при нормальной работе и в аварийных режимах, допуска к осмотру, ремонту и испытаниям , а также требования по охране труда и технике безопасности.

При имении условий эксплуатации или состояния оборудования в инструкции вносятся в необходимые дополнения, которые доводятся до сведений персонала, обязанного знать эту инструкцию. Пересматриваются инструкции один раз в два три года. Четкое и неуклонное выполнение инструкции позволяет обеспечивать надежную и экономичную работу оборудования электростанции.

Основные обязанности работников электростанций приводятся в Правилах технической эксплуатации станции и сетей. Соблюдение этих правил способствует: бесперебойному энерго- и теплоснабжению потребителей; выполнению диспетчерских графиков электрической и тепловой нагрузок; максимальной экономичности работы оборудования; защите окружающей среды.

Каждый работник электростанции должен всемерно укреплять и соблюдать государственную трудовую и технологическую дисциплину, выполнять Правила технической эксплуатации станций и сетей, Правила охраны труда и техники безопасности, инструкции и другие указания, касающиеся его деятельности, а также правила внутреннего распорядка.

Состав, функции и взаимоотношения производственных служб, цехов и других подразделений электростанции определяются в соответствие с типовыми организационными структурами. Внутри подразделений обязанности распределяются между мастерами и другим персоналом. Оборудование, здания, сооружения, и коммуникации электростанций распределяются между их производственными цехами, службами, участками и лабораториями.

Должностными инструкциями устанавливается круг обязанностей каждого работника, его служебные отношения с вышестоящим и подчиненным персоналом, указываются права, обязанности и ответственность данного работника. На каждом рабочем месте имеются перечни инструкции по обслуживанию оборудования, его схем и другие материалы, которые обязан знать работник, занимающий данную должность.

Для регистрации режимов работы оборудования обслуживающий персонал цехов электростанции обязан вести по установленным формам суточные ведомости. Постоянное соблюдение правил охраны труда как администрацией, так и персоналом, обслуживающим оборудование, сводит к минимуму возможность травм и вредных воздействий.

14. Мероприятия по охране окружающей среды на проектируемой ТЭС по очистке дымовых газов от окислов серы

При сжигании топлив почти вся содержащаяся в них сера находится в дымовых газах в форме окислов SO и SO. Большинство углей адсорбирует за счет окиси кальция, содержащееся в золе, в среднем 0,1 содержащееся в топливе серы; только угле Канско- Ачинского бассейна и горючей сланцы поглащают большее количество окислов серы. Подавляющее количество окислов серы (99%) находится в форме слабореакционного газа SO и лишь менее 1% в форме SO.

Имеющийся опыт работы мокрых скрубберов для очистки дымовых газов показывает, что вода поглащает существенную часть SO, образуя серную кислоту и в очень малой степени SO. Для увеличения поглащения SO необходимо применять более эффективные поглатители - водные растворы или взвеси веществ, переводящую окислы серы в сульфаты и сульфиты. При этом все способы улавливания серы следует разделить на способы с использованием уловленной серы и без использования.

Первые способы являются более сложными и дорогими, и их применение является оправданным в случае повышенных концентрации окислов серы.

Очистка дымовых газов от окислов серы известью или известником является наиболее разработанным процессом. Этот метод очистки основан на нейтрализации сернистой кислоты, получающейся в результате растворения двуокиси серы, содержащейся в дымовых газах, щелочными реагентами: гидратом окиси кальция (известью) или карбонатом кальция. В результате получается сульфит кальция, частично окисляющейся в сульфат.

Также применяют сульфитный способ очистки дымовых газов от окислов серы, он осуществляется при низкой температуре порядка 40С по реакции

NаSO+ SO+HO2NаH SO

Образующийся раствор сульфит - бисульфит натрия поступает в испаритель - кристаллизатор, где при нагреве его до 110С происходит разложения бисульфита на сульфит натрия и двуокись серы. Выпор, состоящий из смеси двуокиси серы с парами воды, для конденсации паров воды охлаждается и подается на компремирование в качестве товарного продукта.

Сульфит натрия, образовавшийся в виде кристаллов, окисляется до сульфата натрия и выводится из системы; другая часть в виде раствора направляется снова в абсорбер. Степень очистки дымовых газов от SO достигает 90%.

Достаточно близким к сульфитному методу является аммиачно- циклический метод, при котором очистке подвергается газ, охлажденный до 30-35С, раствором сульфита аммония по реакции

SO+(NH) SO+ HO2 NHH SO

Полученный растров сульфит-бисульфит аммония подаётся в регениратор, где подвергается нагреванию до кипения, в следствие чего реакция смещается влево с вдавлением SO и сульфита аммония. После охлаждения раствор подается повторно для улавливания SO.

Часть регенерированного раствора направляется на выпарку под вакуумом. Из раствора выделяется сульфат аммония, образовавшийся при частичном окислении SO в SO.

Выделение других солей побочных реакций может быть осуществлено в автоклаве. При нагревании подаваемого в автоклав отрегенерированного раствора до 140С происходит разложение сульфит-бисульфит солей с образованием сульфата аммония и серы по реакции

(NH) SO+2 NHH SO2(NH) SO+S+ HO

Получаемая элементарная сера является дополнительным товарным продуктом этого метода.

Амиачно-циклический способ очистки газов позволяет получить сжиженный стопроцентный сернистый ангидрид и сульфат аммония - продукты, которые могут найти широкое применение в народном хозяйстве. Количество отходов при этом способе невелико.

К числу недостатков способа следует отнести необходимость предварительного глубокого очищения дымовых газов перед абсорбцией серы. Глубокое охлаждение достигается водой, которая вступает в непосредственный контакт с газом и нагревается при этом до 40-50С. Такая вода не может быть сброшена в водоёмы общего пользования, а её рециркуляция в системе охлаждения требует нейтрализации кислоты известью и охлаждение в градирне. При нейтрализации образуется соль кальция, которые могут кристаллизоваться в системе охлаждения. Очищенные охлаждённые газы требуют значительного количества теплоты для их подогрева перед выбросом в атмосферу.

Выбросы воздуха из градирен, охлаждающих жидкость, вытекающую из скрубберов, содержат некоторое количество аммиака, которое может загрезнять атмосферу. Дополнительный расход топлива, связанный с потреблением пара на регенерацию раствора, выпарку и сушку сульфата аммония, расход электроэнергии на установку и топливо на подогрев очищенных газов составляет около 10% топлива, расходуемого на ТЭС. Аппаратура сероулавливающей установки довольно громоздка и имеет высокую стоимость.



1. Скруббер

2. Напорный бак

3. Циркуляционный сборник

4. Нейтрализатор

5. Гидроциклоны

6. Ленточный вакуум-фильтр

7. Фильтр-пресс

8. Сборник осветленного раствора

9. Обжиговая печь

Рисунок 15.1 обессеривающая установка

Магнезитовый метод. Связывание двуокиси серы происходит при взаимодействии её с магнезитом по реакции

MgO+ SO=MgSO

Образовавшийся сульфит магния сново взаимодействует с двуокисью серы и водой, образуя бисульфит магния

MgSO+ SO+ HO=Mg(HSO)

Образовавшийся бисульфит нейтрализуется добавлением магнезита:

Mg(HCO)+MgO=2 MgSO+ HO

Образовавшийся сульфит магния в процессе обжига при температуре 800-900С повергается термическому разложению с образованием исходных продуктов по реакции

Mg SO= MgO+ SO.

Окись магния возвращается в процесс, концентрированный SO может быть переработан в серную кислоту или элементарную серу.

Газ очищается от окислов серы до концентрации 0,03% в скруббере, а образовавшийся раствор бисульфита натрия с концентрацией 50-70 г/л поступает в циркуляционный сборник, откуда часть раствора подаётся в напорный бак и возвращается на орошение скруббера, а другая часть в нейтрализатор для выделения сульфита магния. Раствор из нейтрализатора выводится в гидроциклон, затем пульпа направляется на ленточный вакуум-фильтр и затем в обжиговую печь, где образуется двуокись серы и магнезит, повторно используемый в цикл.

Маточный раствор и промывочная вода после фильтр-пресса поступает в сборник осветлённого раствора, куда добавляется магнезит из обжиговой печи. Раствор из сборника подается в напорный бак, где смешивается с кислым раствором из циркуляционного сборника и направляется на орошение скруббера степень очистки газов от SOсоставляет 90-92%.

Достоинством магнезитового способа является возможность достижения высокой степени очистки газов без предварительного их охлаждения. Обжиг сульфита магния может производиться на химическом предприятии за пределами ТЭС, так как высушенного и обезвоженного кристаллы могут достаточно удобно транспортироваться.

Основным недостатком магнезитового способа является наличие многочисленных операций с твердыми веществами, что связанно с абразивным износом аппаратуры и пылением. Для сушки кристаллов и удалении гидратной влаги, требуется значительное количество тепла.

При сухих методах сероочистки в качестве адсорбента применяются окислы алюминия, марганца, железа, калия, активированный уголь, полукокс.

В настоящее время в России и за рубежом накоплен значительный опыт по очистке дымовых газов от SO, однако все известные методы являются сложными и дорогими и необходимо дальнейшее их совершенствование. Выбор типа сероулавлевающей установки должен производится на основании технекоэкономического расчета. Сравниваемые варианты должны приводиться к одинаковой концентрации SOв атмосфере на уровне дыхания. Если сравниваемые варианты дают разную степень очистки приведение их к одинаковой концентрации и вредностей достигается выбором дымовых труб различной высоты. Выбор варианта сероочистки для той или иной ТЭС зависит от большого количества параметров: концентрации SO в дымовых газах, мощности ТЭС, характера нагрузки и других факторов. Считается что расчетные затраты магнезитового способа оказываются несколько меньшими, что свидетельствует о его большей экономической эффективности по сравнению с амиачно - циклическим методом

15. Специальное задание

В последнее время в энергетике наблюдается смещение топливного баланса в сторону увеличения доли твердого топлива, обусловленное рядом причин, в частности резким изменением мировой ценовой конъюнктуры на углеводороды. Многие тепловые (пылеугольные) электростанции после длительного периода работы на газе будут вынуждены вернуться к использованию угля. Повысились требования, предъявляемые к ТЭС, вследствие работы на непроектных углях ухудшенного качества, активного участия блоков 150 - 300 МВт в регулировании частоты и связанной с этим высокой маневренности оборудования в широком диапазоне нагрузок.

В условиях рыночной конкуренции вопросы экономичности особенно актуальны. Широкого внедрения более прогрессивных технологий использования угля, таких как сжигание в циркулирующем кипящем слое, внутрицикловая газификация, следует ожидать только в будущем. В настоящее же время основным способом использования угля на ТЭС является факельное пылеугольное сжигание в топках котлов. От количества и качества приготовления угольной пыли в значительной степени зависит эффективность работы электростанции. Среди различных систем пылеприготовления широкое распространение получила схема с шаровой барабанной мельницей (ШБМ) и промбункером пыли.

Основные недостатки таких систем подробно оснащены в литературе, что главной причиной неудовлетворительной работы пылесистем является электризация угольной пыли при движении ее через элементы пылесистем является электризация угольной пыли при движении ее через элементы пылесистемы и в процессе размола угля в барабанной мельницы. Показан упрощенный механизм образования объемного электрического заряда, носителем которого являются частицы угольной пыли, заряженные трибоэлектричеством. И хотя все выводы относительно негативного влияния трибоэлектричества на работу пылесистем справедливы, они отражают лишь часть общего процесса электризации угольной пыли.

Из физики твердого тела известно, что при разрушении (измельчении) вещества, имеющего кристаллическую структуру и невысокую электропроводность, вновь образованные частицы приобретают электрические заряды обеих полярностей. Суммарный заряд частиц равен нулю, так как исходный материал электрический нейтрален. Можно утверждать, что весь уголь, поступивший в барабан мельницы после измельчения распределяется на две равные по массе части, имеющие одинаковые по величине, но противоположные по знаку электрические заряды. Заряды частиц, полученные в результате измельчения, никак себя не проявляют, результирующие электрическое поле любой совокупности частиц отсутствует. Угольная пыль в этом случае, являясь электрически нейтральной средой, подчиняется всем законам аэродинамики.

В реальных условиях в пылесистеме при ее работе генерируются трибоэлектрические заряды отрицательной полярности, что нарушает баланс электрических зарядов и создает условия для возникновения объемного электрического заряда в определенных участках пылесистемы. Вследствие наличия контуров возврата топлива из сепаратора особенно интенсивно отрицательно заряженные частицы угольной пыли скапливаются у выходной горловины мельницы (сечение III), что существенно увеличивает аэродинамическое сопротивление. Наличие же поля отрицательной полярности затрудняет выход одноименных по знаку частиц (т.е.часть кондиционной пыли возвращается в мельницу) и наоборот способствует выносу положительно заряженных частиц ( по размеру более крупные, чем кондиционная пыль). Таким образом, происходит электросепарация - разделение заряженных частиц в зависимости от знака заряда. В свою очередь положительно заряженные частицы в сечение II сепаратора образуют устойчивый объемный положительный заряд, который обусловливает второй этап электросепарации: часть положительно заряженных частиц возвращается в мельницу, а отрицательно заряженные частицы беспрепятственно с ускорением поступают через створки во внутренний конус сепаратора.

У выходной горловины сепаратора (сечение I) благодаря отрицательному объемному заряду осуществляется третий этап электросепарации: возврат части отрицательных частиц в мельницу. Таким образом, полярность объемных зарядов по ходу потока чередуется. Устанавливается устойчивый , но, к сожалению , неэкономичный режим («режим минус»). При этом необходимо отметить, что пыль на выходе из сепаратора имеет отрицательный результирующий заряд.

В результате происходящих процессов в одних и тех же местах пылесистемы действуют два процесса сепарации пыли, которые тесно взаимосвязаны. Так, если под действием внешних сил, например при изменении вентиляции, происходит перемещение массы угольной пыли, перераспределяются и электрические заряды, которые, в свою очередь, оказывают влияние на перемещение. Наличие электросепарации самым отрицательным образом влияет на производительность пылесистемы и качество приготовления пыли, так как возрастает ее полидисперстность, увеличивается аэродинамическое сопротивление на участках сепарации, растет возврат в мельницу кондиционной пыли. Эти факторы обусловливают повышенный расход энергии на помол топлива и транспорт пыли и ухудшают экономичность котла. Так как процессы аэродинамической и электрической сепарации действуют совместно на одних и тех же участках пылесистемы, необходимым условием эффективной работы всей установки является согласованное взаимодействие этих процессов.

В производственных условиях размольная способность мельницы (если нет ограничения по сушке) значительно выше, нежели способность по удалению пыли (эвакуационная способность), поэтому при стремлении поднять производительность увеличением подачи угля происходит накопление материала в мельнице. Без принятия надлежащих мер все заканчивается завалом. На некоторых электростанциях осуществляется автоматическая загрузка мельницы углем с импульсом (сигналом) по уровню накопленного в ней материала, существует еще свыше десятка схем автоматизации с другими сигналами, но суть всех схем сводится к одной основной функции - нахождению баланса между производимой и удаляемой пылью. Даже при идеально работающей автоматике производительность пылесистемы не может быть выше эвакуационной способности мельницы.

Основной причиной низкой «выносной» способности мельницы является высокое аэродинамическое сопротивлении ее выходной горловины в силу того, что сюда стекаются потоки возврата топлива из сепаратора и производимая в мельнице пыль. На этом участке образуется объемный электрический заряд, который обуславливает электросепарацию и создает дополнительное сопротивление. Таким образом, общее сопротивление выходной горловины складывается из двух составляющих: сопротивления, обусловленного расходом пылевоздушного потока, и сопротивления, связанного с наличием объемного заряда. На первую составляющую без конструктивных изменений повлиять нельзя, а второй составляющей можно управлять, в том числе и режимными мероприятиями.

Объемный электрический заряд в сечении III формируется потоками заряженных частиц, образовавшихся в результате помола топлива, возврата части его из внутреннего и внешних конусов сепаратора и частиц пыли из линий рециркуляции запыленного воздуха (если она включена). Для исключения электросепарации в сечение III и тем самым уменьшения аэродинамического сопротивления необходимо, чтобы результирующее электрическое поле мельничного продукта, проходящего через данное сечение, равнялось нулю. По условию сохранения материального баланса в мельнице.

B= b + bK = b + b ( KI + KII )

В - расход мельничного продукта через сечение III, кг/с

B - производительность пылесистемы по готовой пыли, которая равна количеству топлива, поступающему в мельницу, кг/с

KI , KII, K - коэффициент циркуляции топлива из внутреннего, наружного и обоих конусов соответственно.

Уравнение баланса зарядов с учетом их знака в сечение III для описанного режима будет следующим:

т.е.

+q1,-q - электрические заряды, полученные каждым килограммом пыли в результате помола 2 кг сырого угля, Кл/кг, -q1, -q2 - трибозаряд, полученный 1 кг топлива за один цикл циркуляции его по контуру возврата из внутреннего и внешнего конусов сепаратора соответственно, Кл/кг; -q3 - трибозаряд, полученный 1 кг топлива при прохождении через барабан мельницы, Кл/кг.

Для выполнения равенства отношение коэффициентов KI/KII должно быть меньше единицы. Это означает, что для нейтрализации объемного заряда в сечение III необходимо, чтобы кратность циркуляции топлива из наружного конуса сепаратора была больше, нежели из внутреннего. Соотношение коэффициентов циркуляции можно регулировать изменением вентиляции или загрузки мельницы углем. При неизменной загрузке уменьшение вентиляции позволяет понизить коэффициент KI до значения, при котором выполняется равенство зарядов. Однако такому режиму присущ существенный недостаток: для уменьшения сопротивления выходной горловины мельницы приходится снижать общую вентиляцию. Таким образом, в сечение III уменьшается сопротивление выходной горловины мельницы, но ценой снижения общей вентиляции, в результате чего производительность пылесистемы становится ниже исходного значения.

Поскольку первопричиной возникновения электросепарации является трибоэлектричество отрицательной полярности, нарушающее общий баланс положительных отрицательных зарядов, нарушается вывод о компенсации трибозарядов путем ввода в мельницу извне положительных зарядов. Однако такой метод, хотя и осуществим технически, требует определенных материальных и энергетических ресурсов. Более рационально искусственно создать такой режим, при котором положительно заряженные частицы будут находится в пределах пылесистемы более длительное время, нежели отрицательные, что равносильно дополнительной генерации положительных частиц. Далее сформулированы условия, при которых подобный режим может быть осуществлен.

Для описанного «режима минимум» при неизменной загрузке мельницы углем за счет уменьшения вентиляции необходимо установить отношение коэффициентов циркуляции KI/KII меньше значения, при котором наступает нейтрализация объемного заряда в сечении III. Объемный заряд в сечении II имеет положительную полярность, и частицы топлива, попадающие в мельницу из внешнего конуса сепаратора, заряжены преимущественно положительно. Таким образом, с учетом соотношения коэффициентов циркуляции результирующий заряд частиц топлива с двух контуров возврата будет положительным. В барабане мельницы происходит компенсация зарядов, и по прошествии 10-15 мин в сечении II и I. Для стабилизации полученного «режима плюс» (чтобы не произошла смена полярности объемных зарядов при дальнейшей загрузке мельницы углем) необходимо восстановить максимальную вентиляцию.

Уравнение баланса зарядов с учетом их знака в сечении III для этого режима будет следующим:

При максимальной вентиляции коэффициент превышает значение, необходимое для выполнения данного равенства. При постепенной загрузке мельницы углем снижается общая вентиляция и уменьшается коэффициент циркуляции топлива из внутреннего конуса сепаратора. При достижении условия выполнения равенства зарядов производительностью пылесистемы будет максимальной и существенно выше, чем при «режиме минус». Если нет ограничений по сушке топлива, дальнейшее повышение производительности пылесистемы осуществляется ростом подачи угля в мельницу с одновременным увеличением рециркуляции. Максимальная производительность пылесистемы в таком случае определяется режимом, когда дальнейший рост подачи угля уменьшает выход готовой пыли. Это режим предельной размольной способности мельницы. ( Под размольной способностью мельницы следует понимать площадь вновь образованной поверхности угольной пыли в результате размола угля. )

При необходимости промежуточной ( меньше максимальной ) загрузки мельницы следует уменьшить расход воздуха с тем, чтобы не допустить электросепарации с ее негативными последствиями уже при положительном заряде в сечении III.физические смысл увеличения производительности состоит в то, что электросепарация действует только в двух сечениях, выделяя соответственно положительные и отрицательные частицы. Особенно важно, что электризация пыли о створки сепаратора способствует удалению из пыле системы частиц обеих полярностей, что уменьшает сопротивление выходной горловины сепаратора. Кроме того, учитывая, что в «режиме плюс» пыль на выходе из сепаратора заряжена положительно, включение рециркуляции особенно эффективно.

Изложенные представления о влиянии электризации угольной пыли на производительность пылесистем подтверждаются экспериментальными данными.

На блоке 200 МВт были проведены испытания типовой пылесистемы с промбункером, мельницей ШБМ 400/800 и сепаратором ТКЗ - ВТИ диаметром 4750 мм. Топливо - смесь донецких углей марок Т и АШ.

Основной особенностью проводимых исследований являлись непрерывная регистрация тока электризации и расхода угольной пыли за сепаратором, а также перепада давления на выходной горловине мельницы. Микроамперметр, измеряющий ток электризации угольной пыли, и расходом были подключены к измерительному электроду. Электрод представлял собой стальной стержень диаметром 4 мм, диаметрально установленный на высоте 1,2 м выходной горловины сепаратора в плоскости, перпендикулярной направлению потока, и электрически изолированный от трубопровода.

Специально сконструированный и изготовленный электронный расходомер угольной пыли позволяет определять образованную в процессе размола топлива поверхность пыли, а при тарировке его на определенную тонкость пыли ( в опытах Р90=7% ) непрерывно измерять массовый расход пыли. Остальные параметры измеряли штатными приборами, тонкость помола определяли расевками пыли на стандартных ситах.

Исследования показали, что при любой загрузке мельницы углем в «режиме плюс» должен соответствовать свой оптимальный уровень вентиляции пылесистемы. При превышении оптимального уровня увеличивается электросепарация пыли, при снижении - происходит периодическая смена знака объемных электрических зарядов и режимов. Чтобы в силу эксплуатационных колебаний параметров пылесистемы не происходила смена «режиме плюс», желательно поддерживать уровень вентиляции несколько выше оптимального. Для этого достаточным критерием является превышение оптимального значения тока измерительного электрода на 10-15%.

В эксплуатации персонал при пуске установке, когда поступление топлива невелико, а вентиляции максимальна, непроизвольно устанавливает «режим минус», а далее загружают мельницу углем согласно режимной карте. Форсированная, без выдержки времени, загрузка мельницы топливом при наличии интенсивной электросепарации ведет к перегрузу сечения III. Возникает необходимость разгрузить мельницу. Отсутствие расходомера угольной пыли не позволяет более рационально вести режим, и персонал полагается в основном на собственный опыт и интуицию.

Тем не менее в условиях ТЭС и при отсутствии расходомера можно установить на пылесистеме экономичный, близкий к оптимальному, режим, используя в качестве основного критерия ток измерительного электрода, который характеризует интенсивность процессов электросепарации во всех трех сечениях. Уменьшение тока электрода ( в «режиме плюс» ) свидетельствует о снижении интенсивности процессов электросепарации во всех сечениях. При оптимальном режиме пылесистемы ( полная компенсация заряда в сечения III ) это ток достигает некоторого минимального значения. Дальнейшее понижение тока свидетельствует о появлении объемного заряда в сечения III и начале смены знака зарядов, т.е. перехода пылесистемы из «режима плюс» в «режим минус». Начало этого перехода характеризуется резким уменьшение тока электрода до нуля. При этом незначительно увеличивается сопротивление выходной горловины мельницы и сильно «угрубляются» готовая пыль ( в проводимых опытах с R90=4,8/5,2% до R90=7,4/7,6%). Превышение током оптимального значения свидетельствует о поведении сечении III сепарации при положительном объемном заряде. Для определения оптимального режима пылесистемы при максимальной ее производительности и соответствующего этому режиму тока измерительного электрода необходимо выполнить следующие действия: при максимальной вентиляции и загрузке мельницы углем на 50-60% по направлению тока измерительного электрода определить текущий режим пылесистемы («режим плюс» или «режим минус»);

если пылесистема находится в «режим минус», перевести ее в «режим плюс» по средствам уменьшения вентиляции, после чего восстановить полную вентиляцию;

постепенно нагружая мельницу углем, перевести пылесистему в «режим минус», при этом подачу топлива необходимо выполнять небольшими ступенями с выдержкой 10-15 минут, так как процесс изменения величины зарядов инерционен;

момент перехода пылесистемы из одного режима в другой зафиксировать ток измерительного электрода, положение указателя питателя сырого угля и другие параметры по усмотрению испытателя;

вернуть пылесистему в «режим плюс» уменьшением подачи угля;

в процессе эксплуатации контролировать и поддерживать зафиксированное значение тока изменением поступления угля в мельницу.

При необходимости настройки оптимального режима при промежуточной загрузке пылесистемы выполняют те же действия с той лишь разницей, что поступление угля в мельницу остается постоянным, а оперируют изменением уровня вентиляции. Следует отметить, что после окончательной наладки режима, включая поворот створок сепаратора на необходимую величину, нежелательно, чтобы пылесистема даже непродолжительное время работала в «режим минус», так как при этом будет происходить «проскок» довольно грубой пыли.

Вводы

1. Причины возникновения в пылесистеме объемных электрических зарядов является трибоэлектризация угольной пыли при прохождении через элементы установки.

2. Обусловленная наличием объемных электрических зарядов электросепарации пыли отрицательно влияет на производительность пылесистемы, снижая ее на 25-30%.

3. С целью уменьшения влияния электросепарации пыли в пылесистему следует перенести в режим положительного объемного заряда сечении I изменением соотношения коэффициентов циркуляции топлива из внешнего и внутреннего конусов сепаратора.

4. Любой загрузке мельницы углем в «режиме плюс» дожжен соответствовать свой оптимальный уровень вентиляции пылесистемы.

5. Используя в качестве основного критерия значения тока электризации пыли, возможно определить и поддерживать параметры, обеспечивающие экономичный режим процесса пылеприготовления.

6. Процесс поддержания экономичного (оптимального) режима пылесистемы желательно автоматизировать, сопоставляя значения параметров: тока измерительного электрода, расхода готовой пыли, перепада давления выходной горловины мельницы - и воздействуя на органы управления вентиляцией или загрузкой мельницы углем.

7. При отсутствии ограничением по сушке топлива с целью повышения производительности пылесистемы возможно ( только в «режим плюс») использование рециркуляции запыленного воздуха с напора мельничного вентилятора на вход мельницы.

1. Топка 2. Золоуловители 3. Золо - шлаковые каналы 4. Аэрожёлоб 5. Золы 6. Доструйный эжектор 7. Выдача сухой золы8. Багерная насосная 9. Металлоуловители 10. Багерные насосы 11.Дренажный насос 12.Дренажный эжектор 13. Напорные золошлакопроводы 14. Золошлакоотвал 15. Бассейн осветленной воды 16. Насосы осветленной воды 17. Насосы смывной воды 18. На промывку пульпопроводов 19. На промывку оборудования 20. Подпитка 21. Сточные воды

Рисунок 10.1 схема гидрозолошлкоудаления

16. Схема и описание принятой компоновки основного оборудования в главном корпусе ТЭС

Принятая компоновка на проектируемой ТЭЦ - закрытая - потому что основное оборудование находится в капитальном помещении ( здании ), а вспомогательное - на открытом воздухе, сомкнутая - потому что технологические помещения расположены без интервалов между ними.

Главный корпус включает в себя три отделения: турбинное отделение ( машзал ) с пролетом 45 м, бункерно - деаэраторное - с пролетом 12 м и котельное отделение с пролетом 39 м.

В машзале турбогенератор располагается поперек машзала на собственном фундаменте на отметке 9,6 м - которая является отметкой обслуживания под турбиной располагается вспомогательное оборудование турбинного отделения: конденсаторы, подогреватели регенеративные и сетевые, насосы, эжекторы, охладители, маслобак, трубопроводы пара, конденсата и циркводоводы и др.

В бункерно - деаэраторном отделении располагается деаэратор и оборудование системы пылеприготовления: циклон, сепаратор, транспортеры, питатели, бункеры, мельницы и другое вспомогательное оборудование. На отметке обслуживания располагается ГЩУ, под ним подщитовое помещение, распределительное устройство собственных нужд и кабельный техэтаж.

В котельном отделении - котельный агрегат. В верхней части грузоподъемное средство - предназначенное для проведения монтажа и ремонта элементов котла. В нижней элементы системы золо - шлакоудаления.

На открытой площадки за зданием главного корпуса располагается регенеративный вращающийся воздухоподогреватель, электрофильтры, дутьевые вентиляторы и дымососы ( и золоуловители и дымососы расположены под навесом ).

Далее мы видим дымовую трубу, которая по результатам расчета устанавливается одна, на проектируемой ТЭЦ для всех котлов; высота ее по расчету 150 м, диаметр устья м.

17. Экономическая часть

17.1 Полезный отпуск теплоты с коллекторов станции

Полезный отпуск теплоты с коллекторов станций.

т/ч

Годовой отпуск теплоты с коллекторов ТЭЦ для производственных нужд.

Гдж/ч

Годовой отпуск теплоты из отопительных отборов турбин.

, (ГДж/год)

(ГДж/год)

где - число часов использования максимума отопительного прибора

суммарный часовой отпуск теплоты в отопительные отборы всех турбин, ГДж/год.

- количество установленных турбин (шт).

ГДж/год

ГДж/год

Годовой отпуск теплоты с коллекторов ТЭЦ

При установке турбин типа ПТ

ГДж/год

17.2 Выработка и отпуск электроэнергии с шин станции

Годовая выработка электроэнергии

, (МВт/ч) (17.1)

где - число использования установленной мощности, ч

МВт/ч

Расход электроэнергии на СН

, (МВт/ч) (17.2)

где -удельный расход на СН (%)

МВт/ч

Годовой отпуск электроэнергии СН, отнесённой на отпуск теплоты

, (МВт/ч) (17.3)

где - удельный расход электроэнергии СН на отпуск единицы теплоты кВтч/ГДж

МВт/ч

Годовой расход электроэнергии СН отнесенный на отпуск электроэнергии

, (МВт/ч) (17.4)

МВт/ч

Удельный расход энергии на СН отнесённой на производство

(17.5)

Гдет - расход электрической энергии на СН, (МВтч)

- годовая выработка электрической энергии (МВт).

Годовой отпуск электроэнергии с шин станции

, (МВт/ч) (17.6)

МВт/ч

17.3 Расход условного топлива

Годовой расход топлива котлами

, (тут/год) (17.7)

где -расход топлива на х.х. основного оборудования, тут/ч

- число часов работы турбогенератора в году, ч; ч

- коэффициенты топливной характеристики

- поправочный коэффициент на вид сжигаемого топлива

тут/год

Годовой расход условного топлива на отпуск теплоты без учета расхода электроэнергии на СН

, (тут/год) (17.8)

тут/год

Где 29,3 - удельная теплота сгорания условного топлива (ГДж/год)

- КПД котла 0,920,93

- поправочный коэффициент

- КПД сетевых подогревателей

Годовой расход условного топлива на отпуск электроэнергии

, (тут/год) (17.9)

тут/год

Годовой расход условного топлива на отпуск теплоты с учётом электроэнергии СН, отнесённой на отпуск теплоты

,(тут/год)

(17.10)

 кгут/кВтч

Где - удельный расход топлива

тут/год

Годовой расход условного топлива на отпуск электроэнергии с учётом электроэнергии СН

, (тут/год) (17.11)

тут/год

17.4 Удельные расходы условного топлива и КПД станции

Удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии

(17.12)

Удельный расход условного топлива на отпуск теплоты

, (кгут/ГДж) (17.13)

кгут/ГДж

КПД по отпуску электроэнергии

Коэффициент полного действия станции по отпуску теплоты

%

=

Коэффициент использования топлива

(17.14)

Список литературы

1. ТЭС И АЭС. Справочник. Энергоиздат. 1982

2. Ю.М. Липов и другие. Компоновка и тепловой расчет парового котла. Энергоатомиздат. 1988

3. Аэродинамический расчет котельных установок. Энергия.1977

4. Методические указания к дипломному проектированию ч.1,2,3. Иваново. 1987

5. С.Л.Ривкин. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник. Энергоатомиздат. 1981

6. М.И. Резников. Котельные установки электростанций. Энергоатомиздат. 1987

7. Нормы технического проектирования тепловых электростанций. ВНТП - 81. Иваново.1986

8. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. Введены с 30 июня 2003г. С - Пб 2004

9. Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электрических станций и тепловых сетей РД 34.03.201 - 97

10. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов. Постановление Госгортехнадзора РФ от 11 июня 2003 г. N 88

"Об утверждении Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов"

11. Мануйлов П.Н. Автоматизация тепловых процессов. Издание 3-е «Энергия».

1970

Размещено на Allbest.ru