Обеспыливание тракта топливоподачи на угольной ТЭС и угольных разрезах

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

г.Экибастуз, Екибастузский иженерно - технический институт им. академика К.И.Сатпаева

Обеспыливание тракта топливоподачи на угольной ТЭС и угольных разрезах

Асылханов К.К. Аширбеков Е.

Научные руководители: Камбаров Ж.К.



В проекте рассмотрены система пылеподавления в здании вагоноопрокидователей; а также в узлах загрузки угля с ленточных конвейеров 14А,Б, 24Б в расходные бункеры сырого угля. Аспирационные устройства, установленные в соответствующих местах - обеспечивают очистку удаляемого воздуха от пыли в соответствии с санитарными нормами.

Формулировка проблемы. Одним из основных вредных производственных факторов - пыль, выделяемая технологическим оборудованием. Для её подавления важное значение имеют локальная вентиляция и гидробеспыливание (гидроорошение и воздушно-механическая пена). Существенные достоинства гидроорошения - компактность и относительно высокая мобильность реализующих его средств, возможность применения для протяжённых и движущихся источников пылеобразования.

Однако оно не всегда должный эффект, особенно по отношению к тонким фракциям пыли с размером частиц менее 5 мкм, не всегда применимо, вследствие увлажнение материала и загрязнения вентиляционных установок.

Недостатки действующих аспирационных систем - несовершенство конструкций, малоёмкость, несоответствие состояния технологического оборудования санитарным требованиям к их герметичности. Поэтому содержание пыли в рабочей зоне помещений предприятий, перерабатывающих пылящие материалы, превышает ПДК в 10 раз и более.

Применение газожидкостной среды в виде пены в комплексе с аспирацией позволяет при малых затратах добиться её высокой эффективности: нагрузку на вентиляционную систему и очистные устройства снизить до 70%, а содержание пыли в рабочей зоне уменьшить до ПДК.

Преимущественно пенного способа по сравнению с орошением объясняется особенностями структурно-механических свойств пены, а также тем, что создаётся большая поверхность взаимодействия её с пылью при незначительных расходах жидкости.

Поэтому повышается эффективность улавливания тонких фракций, не переувлажняется сырье и не загрязняются воздуховоды.

Метод позволяет возвратить в производство значительное количество материала и снизить загрязнение окружающей среды, вследствие чего уменьшаются число ступеней в системах очистки воздуха и, следовательно, материально-технические затраты при монтажных и эксплуатационных работах, сокращается расход электроэнергии в системе пылеочистки. Для этого метода (эффективность до 99,8%) разработаны типовые технологические схемы борьбы с пылью и аспирации для участков выгрузки смеси из бункеров на конвейерную ленту, пересыпки с ленты на ленту, ссыпки с ленты конвейера в элеватор (Рис. 1).

Они внедрены на Днепропетровском заводе металлургического оборудования.

Схемы работают в системе с автоматизированным управлением, позволяющим улучшить её эксплуатационные характеристики.

Обеспыливание перегрузочных ленточных конвейеров

На шахтах Донецкого бассейна разрабатывающих пологие и наклонные пласты, применяются конвейеры с лентами шириной 800, 900, 1000, и 1200 мм. На перегрузочных пунктах конвейеров образуется до 500 мг/мі пыли, которая вентиляционной струёй разносится по горным выработкам.

Конструктивное разнообразие схем перегрузочных пунктов определяется: горно-геологическими и горнотехническими условиями; схемами вскрытия и подготовки шахтных полей; системами разработки; способами временного накапливания транспортируемого материала; технологической схемой конвейерной линии (последовательная установка или установка на пересечении); видом примыкания конвейеров к сборному конвейеру (одностороннее, двухстороннее); относительным расположением горных выработок; применяемым транспортным оборудованием.

Ленточные конвейеры и их перегрузочные пункты располагают как в горизонтальной, так и в наклонной (18°) выработках.

Перегрузка горной массы может вестись при одностороннем или двухстороннем поступлении её непосредственно с конвейера на конвейер, или через бункер.

В настоящее время основной способ пылеподавления на перегрузочных пунктах угольных шахт - орошение. Воду распыляют различного вида оросители. Удельный расход её не должен превышать 5 л/т (уголь может переувлажниться). Для выполнения этого требования необходимо, чтобы оросительное устройство автоматически регулировало расход жидкости с изменением количества горной массы на ленточном конвейере, что в условиях шахты сложно осуществить. При проектировании пылеподавляющих устройств по удельному расходу воды не учитываются высота перегрузки горной массы, смачиваемость её водой, скорость вентиляционной струи и эжектирующих свойств падающего материала, поэтому эффективность орошения на практике достигает не более 70%. Кроме того, экспериментальные данные показывают, что при таком способе подавления пыли практически не улавливаются наиболее пневмокониозоопасные фракции её размером менее 2-3 мкм. Эффективность орошения повышается до 90% при использовании укрытий, изолирующих зону перегрузки от вентиляционной струи, однако запыленность и в этом случае превышает предельно допустимые концентрации.

К недостаткам способа борьбы с пылью на перегрузочных пунктах ленточных конвейеров орошением можно отнести: переувлажнение транспортируемого угля, что приводит к снижению его качества; пробуксовку ленты при попадании ленты при попадании части воды на элементы ленточного конвейера; преждевременный износ концевых элементов конвейера; налипание угля и пыли на ленту. Сотрудниками горно-металлургического института разработана технология обеспыливания перегрузочных пунктов ленточных конвейеров с использованием эжекционного действия факела диспергированной воды в укрытии. Механизм пылеподавления заключается во взаимодействии эжектируемого пылевидного потока с факелом диспергированной воды и последующим отделением шлама на каплеотбойной жалюзийной решетке по рециркуляционной схеме. Факел воды выполняет две функции: создаёт рециркуляционный замкнутый поток воздуха и участвует в процессе пылеотделения. Вода на форсунку подаётся автоматически при наличии на работающем конвейере горной массы, шлам отводится самотёком из шламосборника.

С учётом расположения ленточных конвейеров в различных горных выработках разработаны схемы перегрузочных пунктов для новой технологии обеспыливания (рис 2).

Производство устройств эжекционного пылеотсоса освоено Брянским рудоремонтным механическим и Ворошиловоградским ремонтно-механическим заводами.

Устройства всех типов (рис 3) состоят из унифицированной эжектирующей камеры 6, в которой установлены две зонтичные форсунки 5, каплеотбойник 4, и шламосборник 10. Эжектирующая камера связана с верхним 1 и нижним 8 укрытиями, а также с входным 7 и выходным 2 переходниками. Уплотняющие элементы 9, служащие для герметизации укрытия, крепятся к боковинам и торцам верхнего и нижнего укрытий.

Для чистки и замены зонтичных форсунок в эжектирующей камере имеется технологическое окно, закрытое герметичной крышкой 11, а для выброса скапливающихся газов в верхней части после каплеотбойника предусмотрено жалюзийное окно 3.

Удобство эксплуатации устройства обеспечивается свободным доступом к узлам как самого устройства, так и ленточного конвейера, герметичность укрытия - установкой эластичных уплотнений в местах соединения элементов устройства с конструкцией конвейера.

При ширине ленты до 1000 мм, высоте перегрузки до 0,8 м и давления воды 0,8-1,0 МПа используется одна зонтичная форсунка ЗФ-3,3-75. При более широкой ленте и большей высоте перегрузки необходимо применять две аналогичные форсунки.

№ п/п	Наименование	Типоразмер	Типоразмер
1	ТИП	1ЭПП-Г 1ЭПП-Б 1ЭПП-У	2ЭПП-Г
2	Максимальная производительность конвейера, т/ч	330(590)	330(590)
3	Ширина ленты, мм	800 (1000)	800 (1000)
4	Скорость движения груза ленточного конвейера, м/с	1,6 (2,0)	1,6 (2,0)
5	Рабочее давление на зонтичные форсунки, МПа	0,8-1,5	0,8-1,5
6	Тип форсунки	3Ф-3,3-75	3Ф-3,3-75
7	Расход воды, л/мин	8-16	8-16
8	Число форсунок	1-2	1-2
9	Снижение запылённости на рабочих местах, %	96-99	96-99
10	Диаметр эжектирующей камеры и переходных каналов, м	0,5-0,9	0,5-0,6
11	Длина укрытия, м, не менее:
12	Нижнего	3	4
13	Верхнего	1,5	1,5
14	Высота нижнего и верхнего укрытий, м	0,35-0,4	0,35-0,4
15	Масса устройства (средняя), кг	220	260
16	Срок службы устройства, лет	3	3
17	Срок гарантии, месс	12	12
18	Коэффициент готовности	0,96	0,96

Для определения области использования данной технологии обеспыливания перегрузочных пунктов ленточных конвейеров на различных предприятиях проведены промышленные испытания.

Результаты их показали высокую эффективность технологии обеспыливания (96-99%); возможность использования её на различных предприятиях, применяющих конвейерный транспорт, в шахтах, опасных по газу и пыли; отсутствие выбросов пыли в атмосферу; надёжность работы установок; снижение переувлажнения транспортируемого материала на 1-3% по сравнению с орошением.

Использование новой технологии обеспыливания на предприятиях, эксплуатирующих конвейерный транспорт, позволит получить не только значительный экономический но и социальный и экологический эффект.

Кроме того на производство возвращается огромное количество ранее аспирируемого ценного сырья.

Взаимодействие промышленной теплоэнергетики с окружающей средой включает в себя все стадии производства энергии, включая транспортировку и переработку топлива и побочные влияния отрасли на окружающую среду и организм человека.

В качестве источника загрязняющего воздействия угольной ТЭС, и угольных разрезах на окружающую среду рассматриваются те элементы энергетического производства, функционирование которых является непосредственной причиной изменения качества окружающей среды.

Проблема цеха топливоподачи является - неорганизованный источник выбросов в атмосферу угольной пыли.

Цель проекта. Целью проекта является система пылеподавления в здании вагоноопрокидывателей:

-в узлах разгрузки вагоноопрокидывателей;

- в узлах перегрузки угля из бункеров на ленточные питатели;

- в узлах загрузки дискозубчатых дробилок.

В бункерной галерее главного корпуса пылеподавление предусмотрено в узлах загрузки угля с ленточных транспортеров 14А,Б, 24Б в расходные бункеры сырого угля.

Задачи проекта. В процессе разгрузки, транспортирования, дробления и перегрузки практически всех видов твердого топлива с одного механизма на другой на тракте топливоподачи образуется пыль. Не должно допускаться скопление пыли. Механизмы топливоподачи должны быть тщательно уплотнены и оборудованы устройствами, обеспечивающими чистоту воздуха в помещении в соответствии с санитарными нормами. Запыленность и в необходимых случаях загазованность воздуха (содержание СО) в помещениях системы топливоподачи должны контролироваться по графику, утвержденному техническим руководителем.

При работе аспирационных устройств должна быть обеспечена в соответствии с нормами очистка удаляемого воздуха от пыли.

Потоки воздуха, особенно вдоль наклонных галерей, способствуют распространению пыли по топливоподающему тракту, что недопустимо в эксплуатации по следующим причинам:

-- концентрация пыли в воздухе может достичь пожаро- и взрывоопасных значений;

-- пыль, особенно с примесью двуокиси кремния, вредна для здоровья обслуживающего персонала;

В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий предельно допустимая концентрация угольной пыли в воздухе при содержании двуокиси кремния менее 2% равна 10 мг/м3, а при содержании 2- 10% равна 4 мг/м3.

В условиях эксплуатации горно - транспортного и дробильно- сортировочного комплекса запыленность воздуха образуется при разгрузке угля из полувагонов на 2-х боковых выгоноопрокидывателях, фактическая концентрация пыли на рабочих местах в пределах 36-40 мг/м3, а в бункерной галерее котельного цеха производится загрузка угля с 8-х транспортеров в 32 расходных бункера сырого угля, фактическая концентрация пыли на рабочих местах в пределах 1-19 мг/м3.

Для уменьшения запыленности до санитарных норм в помещениях топливоподающего тракта применяется комплекс следующих мероприятий: уплотнение (герметизация) мест пересыпок топлива и оборудования топливоподачи; аспирация. Под аспирацией подразумевают пылеотсасывающую вентиляцию, имеющую специфические особенности и удаляющую воздух, содержащий значительные количества пыли [1].

Актуальность. Актуальность проекта по пылеподавлению на тракте топливоподачи ГРЭС решались такие задачи, которые ставились перед отечественной энергетикой в различные периоды ее развития.

Новизна проекта. Новизной проекта предусматривается отсос запыленного воздуха при разгрузке угля из полувагонов на двух боковых вагоноопрокидывателях, в узлах загрузки из бункеров на ленточные питатели (ширина ленты В=1600мм,производительность L=700т/ч) и в узлах загрузки дискозубчатых дробилок (производительность дробилки L=700т/ч).

Для очистки запыленного воздуха от угольной пыли в здании вагоноопрокида на отм. -1.890м, проектом предусматривается установка двух многоцелевых карманных фильтров для непрерывной эксплуатации INFA-LAMELLEN-JET AJL1/1083S(стационарный односекционный фильтр в высоком двойном корпусе производительностью-8100м3/час; расход сжатого воздуха-20м3/час, фильтрующая поверхность - 108м2; эффективность очистки воздуха фильтровального агрегата составляет - 99,7-99,9%, в комплекте с электронным блоком управления), предназначенной для непрерывной очистки воздуха с автоматической очисткой фильтрующих элементов посредством подачи импульсов сжатого воздуха, в антистатическом исполнении.

Очищенный воздух вентиляторами ВЦ 5-45 №8,5В подается обратно на отм.-1.890м. аспирационный угольный пыль фильтрационный

Для очистки запыленного воздуха от угольной пыли при разгрузке угля из полувагонов на двух боковых вагоноопрокидывателях (грузоподъемностью 60т, производительностью L=1400т/ч), проектом предусматривается установка двух многоцелевых карманных фильтров для непрерывной эксплуатации INFA-LAMELLEN-JET AJL5/1083S (стационарный пятисекционный фильтр в высоком двойном корпусе производительностью - 42500м3 /час; расход сжатого воздуха на одну секцию20м 3/час, фильтрующая поверхность - 540м2 ; эффективность очистки воздуха фильтровального агрегата составляет - 99,7-99,9%; в комплекте с основной комплектации и дополнительно с шнековым конвейером, объединяющим воздуховодом и устройства, позволяющие эксплуатировать фильтр при температуре ниже 0°С: (подогрев магнитных клапанов, защитный кожух, нагревательный элемент), предназначенной для непрерывной очистки воздуха с автоматической очисткой фильтрующих элементов посредством подачи импульсов сжатого воздуха, в антистатическом исполнении [2].

Результаты работы. Проектом предусматривается отсос запыленного воздуха в здании вагоноопрокидывателей:

- при разгрузке угля из полувагонов на двух боковых вагоноопрокидывателях;

- в узлах перегрузки угля из бункеров на ленточные питатели (ширина ленты В=1600мм, производительность L=700т/ч);

- в узлах загрузки дискозубчатых дробилок (производительность дробилки L=700т/ч).

Объём аспирируемого воздуха по расчётам составляет:

- узел загрузки ленточного питателя (В=1600мм, L=700т/ч, 4шт) - L=2700мі/час;

-узел загрузки дискозубчатой дробилки (L=700т/ч, 4шт) - L=1350мі/час.

Для очистки запыленного воздуха от угольной пыли в здании вагоноопрокидывателей, на отм. -1.890 м, проектом предусматривается установка двух многоцелевых карманных фильтров для непрерывной эксплуатации - INFA-LAMELLEN-JET AJL1/1083, техническая характеристика фильтра приведена в таблице 1.

Стационарный односекционный фильтр в высоком двойном корпусе, в комплекте с электронным блоком управления, с автоматической очисткой фильтрующих элементов посредством подачи импульсов сжатого воздуха, в антистатическом исполнении, предназначен для непрерывной очистки воздуха.



Таблица 1

Техническая характеристика фильтра серии INFA-LAMELLEN-JETAJL1/1083

№ п/п	Техническая характеристика	Показатели
1	Тип фильтра	AJL1/1083
2	Производительность, м3/час	8100
3	Фильтрующая поверхность, Sф, м2	108
4	Число карманов	18
5	Расход сжатого воздуха, м3/час	20
6	Вес, кг	980
7	Эффективность очистки, %	99,7-99,9

Очищенный воздух вентиляторами ВЦ 5-45 №8,5В подается обратно на отм.-1.890м. Техническая характеристика вентилятора ВЦ 5-45 №8,5В приведена в таблице 2.

Таблица 2

Техническая характеристика радиального вентилятора ВЦ5 - 45№8В

№ п/п	Техническая характеристика	Показатели
1	2	3
1	Типоразмер вентилятора	ВЦ5-45 №8В
2	Конструктивное исполнение	1
3	Двигатель (типоразмер)	ВА160S4
4	Двигатель (мощность N, кВт)	15
5	Частота вращения, об/мин	1500
6	Производительность, м3/час	8100
7	Полное давление, Па	3250
8	Вес, кг	688,0

Удаление угольной пыли из бункеров фильтрационных агрегатов приведены в механической части проекта.

Для очистки запыленного воздуха от угольной пыли при разгрузке угля из полувагонов, на двух боковых вагоноопрокидывателях (грузоподъёмность одного вагоноопрокидывателя 60т, производительность L=1400т/ч) проектом предусматривается установка двух многоцелевых карманных фильтров для непрерывной эксплуатации - INFA-LAMELLEN-JET AJL5/1083. Техническая характеристика фильтра приведена в таблице 3.

Фильтр INFA-LAMELLEN-JET AJL5/1083 с автоматической очисткой фильтрующих элементов посредством подачи импульсов сжатого воздуха, в антистатическом исполнении, предназначен для непрерывной очистки воздуха. Стационарный пятисекционный фильтр в высоком двойном корпусе, поставляется с основной комплектацией и дополнительно с шнековым конвейером, объединяющим воздуховодом и устройством, позволяющим эксплуатировать его при температуре ниже 0°С за счёт подогрева магнитных клапанов. В фильтре предусмотрен защитный кожух, нагревательный элемент.

Таблица 3.

Техническая характеристика фильтра серии INFA-LAMELLEN-JET AJL5/1083

№ п/п	Техническая характеристика	Показатели
1	2	3
1	Тип фильтра	AJL5/1083
2	Производительность, м3/час	42500
3	Фильтрующая поверхность, Sф, м2	540
4	Число карманов	90
5	Расход сжатого воздуха, м3/час	100
6	Вес, кг	4200
7	Эффективность очистки, %	99,7-99,9

Очищенный воздух центробежным дымососом ДН -17 L=42500мі/ч, выбрасывается в атмосферу через воздуховыдающую шахту. Техническая характеристика дымососа приведена в таблице 4.



Таблица 4.

Техническая характеристика центробежного дымососа ДН-17

№ п/п	Техническая характеристика	Показатели
1	Типоразмер	ДН-17
2	Тип электродвигателя	АИР355S6
3	Двигатель (мощность N, кВт)	160
4	Частота вращения, об/мин	1000
5	Производительность, м3/час	42500
6	Полное давление, Па	5000
7	Вес, кг	4230,0

Воздуховоды выполнены из тонколистовой стали по ГОСТ 19904-91 толщиной д=2,0мм, фасонные части толщиной д=3,0мм.



Заключение

Функция аспирации заключается в создании разрежения в узлах пересыпки. Выбивание пыли из приемных лотков ленточных конвейеров объясняется избыточным давлением в них за счет воздуха, увлекаемого падающим топливом. Отсос этой части воздуха осуществляется аспирационной системой, включаемой в работу одновременно с соответствующим конвейером. Эффективность аспирации достаточно высока, она позволяет снизить запыленность воздуха в несколько раз.

В результате реализации данного проекта угольная пыль уменьшает выбросы в окружающую среду.



Список использованной литературы

1. Молчанов Б.С. Проектирование промышленной вентиляции. Стройиздат, Ленинградское отделение Ленинград, пл. Островского, 6, 1970 г, стр. 239.

2. СНиП РК 4.02- 08 - 2003 « Котельные установки »

3. Безопасность труда в промышленности 1989г, №1, 3

Размещено на Allbest.ru