Предложения по снижению экологического риска при эксплуатации котельной поселка «Мирный»

В проектах котельных следует применять  конструкции зданий и сооружений из готовых унифицированных железобетонных строительных узлов и деталей при наименьшем числе типоразмеров; здания из облегченных металлоконструкций, стеновое заполнение из облегченных материалов, основное и вспомогательное оборудование в виде комплектных транспортабельных агрегатов или монтажных блоков, подготовленных к сборке на месте установки, в том числе блоки трубопроводов и пылевоздухопроводов заводского изготовления.

Пример  выполнения здания котельной на 35 МВт (30 Гкал/ч) из 
сборного железобетона показан на рис. 1. Несущие конструкции выполнены в виде каркаса с колоннами, перекрытия из плит, фермы железобетонные, покрытия из плит с утеплением и гидроизоляцией и закрытием рулонным материалом.

Подача  твердого топлива производится ленточными транспортерами, расположенными в наклонной галерее и над бункерами. Удаление шлака и золы механизировано.  

7 Общие сведения о топочных устройствах

Топочные  устройства в соответствии с принятым методом сжигания подразделяются  на камерные и слоевые. Топки с  пневмомеханическими забрасывателями, в которых значительное количество мелких частиц топлива сгорает в топочной камере над слоем, занимают промежуточное положение и классифицируются как факельно-слоевые.

Выбор способа сжигания и типа топочного  устройства определяется видом топлива, его реакционными свойствами и физико-химическими свойствами золы, а также производительностью и конструкцией котлоагрегата. Схема и оборудование топливоприготовления выбираются в соответствии с принятым типом топочного устройства. Выбор топочного устройства производится из условий экономической работы на основном виде топлива.

Топочное  устройство должно быть органически  связано с котлоагрегатом и обеспечивать экономичность его работы в необходимых  пределах регулирования нагрузки, бесшлаковочную работу поверхностей нагрева, отсутствие газовой коррозии экранных труб, минимальное содержание окислов азота и сернистых соединений в уходящих газах.

В камерных топках сжигаются все энергетические топлива, в слоевых топках – грохоченные  и рядовые угли. Для сжигания древесных  отходов, кускового и фрезерного торфа применяются специальные топочные устройства слоевого и камерного сжигания.

Основные  положения, которые следует учитывать  при выборе способа сжигания в  зависимости от производительности котлоагрегата:

• сжигание жидкого и газообразного топлива осуществляется в камерных топках котлоагрегатов любой производительности;
• камерное сжигание твердых топлив производится в котлоагрегатах паропроизводительностью не менее 25 т/ч, при этом антрацитовые штыбы, полуантрациты и тощие угли в топках котлоагрегатов паропроизводительностью менее 75 т/ч сжигать не рекомендуется; в тех случаях, когда качество топлива исключает применение слоевого сжигания, камерное сжигание твердого топлива может быть рекомендовано для котлоагрегатов производительностью от 16 т/ч;
• слоевое сжигание твердых топлив производится в котлоагрегатах производительностью не более 35 т/ч; по мере усовершенствования конструкций механических топок применение слоевого сжигания распространяются на котлы производительностью до 75 т/ч;
• слоевое сжигание заштыбленных антрацитов АРШ и АСШ, рядовых антрацитов, рядовых тощих углей Т, бурых углей с W >45%? Отходов углеобогащения и спекающихся углей с легкоплавкой золой из-за высоких топочных потерь и сложности в эксплуатации не рекомендуется.

При выборе типа слоевых топок следует учитывать  необходимость комплексной механизации  всех процессов топливосжигания. В действующих котельных в целях повышения производительности и степени автоматизации котлоагрегатов рекомендуется замена полумеханических и механических топок старых конструкций (ПМК-РПК, ПМЗ-ЛЦР, ПМЗ-ЧЦР) на топки новых конструкций.

Область применения топок слоевого сжигания приведены в табл. №5, камерных топок  с твердым шлакоудалением при  сжигании пылевидного топлива –  в табл. №6.

При выборе способа сжигания для котлоагрегатов паропроизводительностью от 25 до 35 т/ч, когда может быть применено слоевое и камерное сжигание, следует учитывать, что η при камерном сжигании выше, чем при слоевом, а η ниже, чем при слоевом, за счет повышенных расходов электроэнергии и тепла на собственные нужды, поэтому выбор способа сжигания должен производится на основании технико-экономических расчетов с учетом  η и затрат на сооружение топливоподготовительных и пылесжигающих устройств.

Преимущества  камерного сжигания: малая инерционность  топок, возможность совместного  сжигания различных видов топлива  и перехода с одного вида топлива  на другой, механизация всех топочных процессов и возможность их автоматизации. Недостаток – неустойчивость работы при снижении нагрузки, вызывающая необходимость подсвечивания топки мазутом.

Преимущества  слоевого сжигания: возможность работы топок в широком диапазоне  нагрузок, невысокий расход электроэнергии на собственные нужды и простота эксплуатации механических топок. Перечисленные преимущества слоевых механических топок создают предпочтенье применению их в котельных, работающих с невысоким числом часов использования установленной мощности (отопительные) или по резко переменному графику (промышленно-отопительные котельные).

Недостаток  слоевого сжигания – избирательность  механических топок по топливу.

В проектах котельных установок производится выбор способа сжигания топлива  и типа топочных устройств с учетом заводской комплектации котлоагрегатов топками, а также поверочный тепловой расчет топки для заданного топлива и режима работы. Выбор типа камерных топок производится в увязке с системой пылеприготовления в зависимости от характеристики топлива (коэффициента размолоспособности и выхода летучих), производительности котлоагрегата и удельного расхода электроэнергии на разлом и транспорт пыли.

Компоновка  котлоагрегата с топочным устройством  выполняется котлостроительными заводами, при модернизации котлоагрегатов – в проекте котельной. Конструирование горелочных устройств и механической части топок выполняется заводами – изготовителями оборудования или специальными конструкторскими бюро. Объем автоматизации топочных процессов в зависимости от конструкции топок и производительности котлоагрегатов устанавливается заводами-изготовителями. Схема автоматизации разрабатывается в проекте котельной. 

8 Элементы котельной  установки

Для превращения  химической энергии топлива в  тепловую служит комплекс устройств, называемых котельной  установкой.

При сжигании топлива, представляющего собой  углеродистые и углеводородистые соединения преимущественно растительного происхождения, элементы, входящие в состав топлива, соединяются с кислородом воздуха, выделяют теплоту и нагревают продукты сгорания. От продуктов сгорания тепловая энергия передается рабочему телу, которым обычно служит вода, сжатая до давления выше атмосферного.

Таким образом, в котельной установке  необходимо подать некоторое количество топлива и окислителя (воздуха); обеспечить сжигание топлива и отдачу теплоты от продуктов сгорания топлива рабочему телу и удаление продуктов сгорания топлива; подать рабочее тело — воду, сжатую до необходимого давления, нагреть эту воду до требуемой температуры или превратить ее в пар, отделить влагу из пара, а иногда и перегреть пар, обеспечив надежную работу всех элементов установки.

Устройство, имеющее топку для сжигания топлива, обогреваемое продуктами   горения   топлива,   предназначенное   для   получения   пара с давлением  выше атмосферного и используемого вне самого устройства, называют паровым котлом.

Такое же устройство, служащее для получения  горячей воды при давлении, большем  атмосферного, называют водогрейным котлом.

Теплообменные устройства, служащие для:

• подогрева воды продуктами сгорания топлива или другими газами перед поступлением воды в котел, называют водяным экономайзером;
• нагрева пара, выходящего из котлоагрегата, до температуры, превышающей температуру насыщения при давлении в котле, называют пароперегревателем;
• подогрева воздуха, подаваемого в топку котла, продуктами сгорания топлива, уходящими из котла (или из водяного экономайзера), называют воздухоподогревателем.
• Комплекс всех этих теплообменных устройств называют котельным агрегатом  (парогенератором).

Для осуществления  перечисленных процессов котельная  установка включает:

• собственно котёл или котельный агрегат;
• устройства для подачи и подготовки топлива к сжиганию — топливоподачу и топливоприготовление;
• установку для нагнетания необходимого для горения воздуха — дутьевой вентилятор;
• оборудование для удаления очаговых остатков топлива — шлако- и золоудаление;
• установку для отсоса продуктов сгорания топлива из установки — дымосос, перед которым иногда устанавливают приспособления, отделяющие золу из дымовых газов;
• сооружения для отвода дымовых газов — дымовую   трубу;
• устройства для подготовки воды путем освобождения ее от вредных примесей — оборудование для химической очистки и деаэрации;
• насосы для увеличения давления воды до большего, чем давление в котле, и подачи ее в котлоагрегат — питательные  насосы.

Все эти  устройства размещаются в специальном  здании, называемом котельной, включающем в себя помещения для различных вспомогательных производственных служб, мастерских и бытовых помещений.

Котельная обычно представляет собой промышленное здание, в котором имеются:

• устройства для хранения некоторого запаса топлива, механизмы для его подготовки к сжиганию и подачи в топку;
• оборудование для очистки, хранения, подогрева и перекачки воды для питания котлоагрегата — теплообменников, водоочистки, деаэраторов, баков, питательных, сетевых и других насосов — при установке паровых и водогрейных котлоагрегатов;
• различные вспомогательные машины и устройства, предназначенные для обеспечения длительной и надежной работы котельных агрегатов, и в том числе приборов, позволяющих контролировать ход процессов в котлоагрегате и вспомогательном оборудовании.

Кроме указанного, вне здания котельной  обычно располагаются:

• устройства для разгрузки и перемещения твердого топлива по складу, а также его сортировки, дробления и подачи в емкости котельной;
• устройства для приемки, разгрузки и подачи жидкого топлива по емкостям, аппаратам для подогрева, фильтрации и транспорта в котельную;
• трубопроводы, подводящие газ к котельной, и газорегулировочные пункты (ГРП) для приема, очистки и снижения давления газа перед котлами;
• сооружения для удаления шлака и золы из котельной и с ее территории;
• склады для хранения материалов (в том числе горючих и смазочных) и запасных частей, необходимых при эксплуатации и ремонтах оборудования котельной установки;
• устройства для приемки и преобразования электрической энергии, потребляемой котельной установкой. Иногда на территории устанавливают баки-аккумуляторы с горячей водой.

9 Устройство топок

Слоевые топочные устройства для сжигания твердого топлива. Ручная решетка с поворотными колосниками типа РПК (рис 2) выпускается четырех типоразмеров и предназначена для установки в малых паровых и водогрейных котлах для слоевого сжигания каменных, бурых углей и антрацитов марок AM и АС. Основными частями топки являются колосниковая решетка и фронтовая плита с дверцами.

Колосники набираются на колосниковых балках, связанных тягой с рычажным механизмом поворота колосников, привод которого располагается на фронте. Решетка по длине разделена на две группы с самостоятельными приводами для облегчения очистки от шлака.