Системы подготовки для сжигания оплива

Использование: на ТЭЦ и в котельных при применении в качестве топлива угля, отходов углеобогащения, сланцев и других видов твердого топлива. Сущность изобретения: система включает линию подачи исходного материала 1, емкость 2, соединенную с измельчающим устройством 5, тракт готовой фракции 24, тракт возврата промежуточного продукта 16, сепаратор, состоящий из двух последовательно установленных тонкослойных сгустителей 10, 18, дополнительное измельчающее устройство 11, обеспечивающее селективное измельчение и сообщенное на входе с тонкослойным сгустителем 10 и трактом возврата промежуточного продукта 16, пульпообразователь 6 обеспечивающий равномерное смешивание пульпы до требуемой консистенции перед подачей в тонкослойный сгуститель 10 с помощью пульпонасоса 8, обогатительный аппарат 12, работающий в замкнутом цикле с измельчающим устройством 11 и сообщенный с тонкослойным сгустителем 18 и отвалом пустой породы 27, пульпообразователь 21, имеющий фильтр и связанный с тонкослойным сгустителем 18, с вакуум-насосом 22 и пульпонасосом 23, подающим готовый продукт на сжигание в топочные устройства котлов, тракты 13,17, элеватор 15, трубопроводы 3,7,9,19,20,25,26,28,29, насосную станцию 4 для подачи воды, водоем 14, отвал пустой породы 27. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на ТЭЦ и в котельных при применении в качестве топлива угля, отходов углеобогащения, сланцев и других видов твердого топлива.

Известна система подготовки твердого топлива к сжиганию, включающая гранулятор, сито и смеситель (авт.св. N 1537964, кл. F 23 K 1/00, 1990).

Недостатком известной системы является то, что при ее использовании не снижается зольность исходного угля, что не дает возможности повысить эффективность сжигания топлива и ухудшает экологию.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является система подготовки твердого топлива, содержащая линию подачи исходного топлива, соединенную с измельчающим устройством, снабженным сепаратором, тракт готовых фракций, тракт возврата крупных частиц и емкость, сообщенную на входе с трактом возврата крупных частиц (авт. св. N 1455139, кл. F 23 K 1/00, 1989).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной системы, принятой за прототип, относится то, что в известной системе готовый продукт для сжигания используется в обезвоженном и необогащенном виде, что приводит к недожогу топлива и ухудшению экологии.

Изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности сжигания твердого топлива и улучшении экологии, которые достигаются за счет того, что система снабжена двумя пульпообразователями, дополнительным измельчающим устройством для селективного измельчения, обогатительным аппаратом и вакуум-насосом, при этом сепаратор выполнен в виде двух последовательно установленных тонкослойных сгустителей, один из которых связан на входе посредством насоса с первым пульпообразователем и соединен на выходе с дополнительным измельчающим устройством, а другой сообщен с двумя пульпообразователями, которые связаны между собой, последний из них имеет фильтр и связан с вакуум-насосом и трактом подачи готового продукта на сжигание, при этом обогатительный аппарат сообщен с дополнительным измельчающим устройством, вторым тонкослойным сгустителем и отвалом пустой породы.

При патентных исследованиях не были выявлены аналоги, признаки которых сходны с совокупностью существенных признаков, изложенной в формуле изобретения.

Изобретательский уровень предложения свидетельствует о его новизне.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена система подготовки твердого топлива для сжигания в разжиженном виде в топках котлов ТЭЦ и котельных.

Система содержит линию подачи исходного материала 1, пульпосмесительное устройство 2, трубопровод 3, насосную станцию 4, измельчающее устройство 5, первый пульпообразователь 6, трубопровод 7, насос 8, трубопровод 9, тонкослойный сгуститель 10 первой стадии классификации и сгущения, дополнительное измельчающее устройство 11 (гидродинамический дезинтегратор или другое измельчающее устройство, обеспечивающее селективное измельчение), обогатительный аппарат 12 (гравитационного или другого типа), тракт 13, водоем 14, элеватор 15, тракты 16 и 17, тонкослойный сгуститель 18 второй стадии классификации и сгущения, трубопровод 19, тракт 20, второй пульпообразователь 21, оснащенный фильтром, вакуум-насос 22, пульпонасос 23, тракт 24, трубопроводы 25 и 26, отвал пустой породы 27, трубопроводы 28, 29.

Система работает следующим образом.

Исходный материал твердое топливо по линии подачи 1 поступает в пульпосмесительное устройство 2, куда по пульповоду 3 от насосной станции 4 подается вода в количестве, необходимом для соединения консистенции пульпы с содержанием 45-85% твердого материала.

Пульпа из пульпосмесительного устройства 2 поступает самотеком в измельчающее устройство 5. В измельчающем устройстве 5 топливо измельчается до крупности 0-1,2 мм. Измельченный продукт направляется в пульпообразователь 6, куда подается дополнительная вода для создания пульпы требуемой консистенции. Вода подается по трубопроводу 7 от насосной станции 4, по трубопроводу 26 из тонкослойного сгустителя 18 и по трубопроводу 25 из пульпообразователя 21. Консистенция пульпы колеблется в диапазоне от Т:Ж 1:4 до Т:Ж 1:9. Диапазон изменения консистенции пульпы установлен на основании проведенных экспериментальных исследований, результаты которых приведены в табл. 1. Из пульпообразователя 6 пульпа насосом 8 по трубопроводу 9 подается в тонкослойный сгуститель 10 первой стадии классификации и сгущения. Крупная фракция 0,2-1,2 мм сгущенный продукт, содержащий частицы недоизмельченного топлива, сростков и пустой породы, поступает во второе измельчающее устройство 11 (гидродинамический дезинтегратор или другое измельчающее устройство, обеспечивающее селективное измельчение), где происходит селективное измельчение, при котором частицы топлива измельчаются более интенсивно, чем частицы пустой породы, при этом раскрываются сростки топлива с пустой породой.

Продукт измельчения из дополнительного измельчающего устройства 11 поступает в обогатительный аппарат 12 (гравитационного или другого типа), в котором происходит разделение продукта измельчения на фракции по крупности (или другим свойствам).

В обогатительный аппарат 12 по трубопроводу 29 из водоема 4 подается дополнительная вода для создания в нем требуемой консистенции материала.

Наиболее крупная фракция (+0,6 мм), содержащая частицы пустой породы (хвосты) по тракту 13 направляется в отвал 27. Осветленная вода из отвала 27 поступает в водоем 14 для оборотного водоснабжения.

Промежуточный продукт (фракция 0,6-0,2 мм), содержащий сростки топлива с пустой породой, элеватором 15 подается на тракт 16, по которому возвращается в измельчающее устройство 11, работающее в замкнутом цикле с обогатительным аппаратом 12. Концентрат обогатительного аппарата (слив) по тракту 17 направляется в тонкослойный сгуститель второй стадии классификации и сгущения.

Слив тонкослойного сгустителя 10 первой стадии крупностью 0-0,2 мм по трубопроводу 19 направляется также в тонкослойный сгуститель 18. В тонкослойный сгуститель 18. В тонкослойном сгустителе 18 происходит удаление мелких фракций 0-0,005 мм в слив и сгущение топлива мелкой фракции 0-0,2 мм. Сгущенный продукт из тонкослойного сгустителя 18 по тракту 20 поступает в пульпообразователь 21, оснащенный фильтром и сообщенный с вакуум-насосом 22, который с помощью известных средств автоматики регулирует влажность готового продукта в пределах 35-50% Диапазон требуемой влажности (35-50%) готового продукта, поступающего на сжигание, установлен на основании экспериментальных исследований, результаты которых представлены в табл.2.

Полученная мелкозернистая (0-0,2 мм) водотопливная суспензия с помощью пульпонасоса 23 по тракту 24 подается на сжигание в топочные устройства котлов.

Слив тонкослойного сгустителя 18 по трубопроводу 26 направляется в пульпообразователь 6.

Проведенные технологические исследования и расчеты показали, что при зольности исходного угля 19% полученная по схеме водоугольная суспензия имеет зольность не более 9% вследствие чего калорийность угля, подаваемого в топки котлов повышается, Существенно уменьшается недожог угля и в 1,5-2 раза снижается содержание оксидов серы и азота в дымовых газах, т.е. улучшается экология.

Формула изобретения

Система подготовки твердого топлива для сжигания в разжиженном виде, содержащая линию подачи исходного материала, соединенную с измельчающим устройством, сепаратор, тракт готовой фракции, тракт возврата крупных частиц в измельчающее устройство, отличающаяся тем, что она снабжена двумя пульпообразователями, дополнительным измельчающим устройством для селективного измельчения, обогатительным аппаратом и вакуум-насосом, при этом сепаратор выполнен в виде двух последовательно установленных тонкослойных сгустителей, один из которых связан на входе посредством насоса с первым пульпообразователем и соединен на выходе с дополнительным измельчающим устройством, а другой сообщен с двумя пульпообразователями, которые связаны между собой, последний из них имеет фильтр и связан с вакуум-насосом и трактом подачи готового продукта на сжигание, при этом обогатительный аппарат сообщен с дополнительным измельчающим устройством, вторым тонкослойным сгустителем и отвалом пустой породы.

65.дымовые газы, тепловая мощность, паропроизводительность, номинальное давление пара, уровень воды в барабане

Состав дымовых газов рассчитывают исходя из реакций сгорания составных частей топлива. [ 1 ]

Состав дымовых газов определяют при помощи специальных приборов, называемых газоанализаторами. Это основные приборы, определяющие степень совершенства и экономичности топочного процесса в зависимости от содержания углекислоты в уходящих дымовых газах, оптимальное значение которой зависит от рода топлива, типа и качества топочного устройства. [ 2 ]

Состав дымовых газов при установившемся режиме изменяется ледующим образом: содержание H2S и S02 неуклонно снижается, 32, СО2 и СО - изменяется незначительно / При послойном горении окса верхние слои катализатора регенерируются раньше нижних. Наблюдается постепенное снижение температуры в реакционной юне, и в дымовых газах на выходе из реактора появляется кислород. [ 3 ]

Принципиальная схема обвязки оборудования при освоении скважин с применением дымовых газов.

Состав дымовых газов контролируют по пробам. [ 4 ]

Состав дымовых газов меняется по длине факела. Учесть это изменение при расчете радиационного теплообмена не представляется возможным. Поэтому практические расчеты радиационного теплообмена ведут по составу дымовых газов в конце камеры. Это упрощение в известной степени оправдывается тем соображением, что процесс горения обычно интенсивно протекает в начальной, не очень большой части камеры, и поэтому большая часть камеры бывает занята газами, состав которых близок к его составу в конце камеры. В конце ее почти всегда содержится очень немного продуктов неполного сгорания. [ 5 ]

Состав дымового газа определяется не только содержанием водяных паров, но также и содержанием других компонентов. [ 6 ]

Состав дымовых газов меняется по длине факела. Учесть это изменение при расчете радиационного теплообмена не представляется возможным. Поэтому практические расчеты радиационного теплообмена ведут по составу дымовых газов в конце камеры. Это упрощение в известной степени оправдывается тем соображением, что процесс горения обычно интенсивно протекает в начальной, не очень большой части камеры, и поэтому большая часть камеры бывает занята газами, состав которых близок к его составу в конце камеры. В конце ее почти всегда содержится очень немного продуктов неполного сгорания. [ 7 ]

Состав дымовых газов рассчитывают, исходя из реакций сгорания составных частей топлива. [ 8 ]

Состав дымовых газов при полном сгорании газа различных месторождений отличается незначительно. [ 9 ]

В состав дымовых газов входит: 2 61 кг СО2; 0 45 кг Н2О; 7 34 кг N2 и 3 81 кг воздуха на I кг угля. При 870 С объем дымовых газов на 1 кг угля составляет 45 ж3, а при 16 С он равен 11 3 м3; плотность смеси дымовых газов равна 0 318 кг / ж3, что в 1 03 раза больше плотности воздуха при той же температуре. [ 10 ]

Расчеты состава дымовых газов, например, назаровского угля (SrCp0 8 %) показывают, что при таком количестве серы максимально возможный выход SO3 составит - 75 мг / м3, что эквивалентно 90 мг / м3 серной кислоты. Аналогично можно оценить содержание серного ангидрида и для других канско-ачинских углей. [ 11 ]

Регулирование состава дымовых газов по содержанию в них свободного кислорода происходит следующим образом. [ 12 ]

В составе дымовых газов печей АВТ содержатся оксиды азота, серы, оксиды и диоксиды углерода и продукты неполного сгорания топлива. [ 13 ]

Для определения состава дымовых газов существуют ручные и автоматические объемные газоанализаторы; ручные применяются для контрольных измерений, а автоматические - для непрерывного анализа газов. [ 14 ]

«Тепловая мощность - количество тепловой энергии, которое может быть произведено и (или) передано по тепловым сетям за единицу времени» /источник Федеральный закон "О теплоснабжении"/

Зачем такое «новаторское определение» тепловой мощности?

Ведь следуя фундаментальным основам физики:

- количество тепловой энергии, которое может быть произведено за единицу времени - это ТЕПЛОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ (тепловая производительность);

- количество тепловой энергии, которое может быть передано по тепловым сетям за единицу времени - это ТЕПЛОВОЙ РАСХОД контролируемого потока;

- тепловая мощность – это РАБОТА тепловой энергии за единицу времени (например, в паровой турбине).
Ни на источниках, ни в передающих сетях тепловая энергия полезной работы не выполняет.

Перегре́тый пар — пар, нагретый до температуры, превышающей температуру кипения при данном давлении. Перегретый пар используется в циклах различных тепловых машин с целью повышения их КПД. Получение перегретого пара происходит в специальных устройствах — пароперегревателях.

Если насыщенный пар продолжать нагревать в отдельном объёме, не имеющем воды, то получится перегретый пар. При этом сначала испарится влага, содержащаяся в паре, а затем начнётся повышение температуры и увеличение удельного его объёма.

Перегретый пар обладает следующими основными свойствами и преимуществами:

· при одинаковом давлении с насыщенным паром имеет значительно бо́льшую температуру и теплосодержание;

· имеет больший удельный объём в сравнении с насыщенным паром, то есть объём 1 кг перегретого пара при том же давлении больше объема 1 кг насыщенного пара. Поэтому в паровых машинах для получения необходимой мощности перегретого пара по массе потребуется меньше, что даёт экономию в расходе воды и топлива;

· перегретый пар при охлаждении не конденсируется; конденсация при охлаждении наступает лишь тогда, когда температура перегретого пара станет ниже температуры насыщенного пара при данном давлении.

· асы́щенный пар — это пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью или твёрдым телом того же состава^[1].

· Давление насыщенного пара связано определённой для данного вещества зависимостью от температуры. Когда внешнее давление падает ниже давления насыщенного пара, происходит кипение (жидкости) или возгонка (твёрдого тела); когда оно выше — напротив, конденсация или десублимация.

· В таблице приведены значения давления насыщенного пара для некоторых веществ:

Вещество	Давление насыщенного пара (мм Hg при 20 °C)
Ртуть	0,0013
Вода	17,36
Хлороформ	160,5
Сернистый углерод	198,0
Эфир	442,4
Сернистая кислота (H2SO3)	2 162 (2,84 атм)
Хлор	5 798 (7,63 атм)
Аммиак	6 384 (8,4 атм)
Углекислота	44 688 (58,8 атм)

69 теплоноситель

Теплоноситель — жидкое или газообразное вещество, применяемое для передачи тепловой энергии. На практике чаще всего применяют воду (в виде газа или жидкости), глицерин, нефтяные масла, расплавы металлов (Sn, Pb, Na, К), воздух, азот (в том числе жидкий), фреоны и др.