Разработка экономичной технологии удаления и пневмотранспорта золы от бункеров электрофильтров ТЭС тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.14, кандидат технических наук Коновалов, Виктор Клавдиевич

• Коновалов, Виктор Клавдиевич
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Коновалов, Виктор Клавдиевич

Введение

1. Анализ существующих методов удаления и пневмотранспорта золы (сыпучих сред)

2. Разработка теоретической модели метода пневмотранспорта золы и метода отделения транспортирующего воздуха в емкостях для временного хранения золы

2.1. Разработка теоретической модели пневмотранспорта, обеспечивающей минимизацию потерь на трение, простоту конструктивной реализации устройства, надежность эксплуатации

2.2. Разработка метода отделения и выброса транспортирующего воздуха в емкостях для временного хранения золы

Выводы

3. Исследование некоторых физических свойств золы с целью оптимизации режимов ее пневмотранспорта и конструкции узлов системы импульсно-поршневого пневмотранспорта

3.1. Исследование влияния кажущейся вязкости, плотности и других параметров на режим пневмотранспорта

3.2. Исследование механизма гравитационного истечения золы из бункера для оптимизации конструкции узла удаления золы из бункера электрофильтра в транспортный трубопровод

Выводы

4. Разработка схемы удаления и режима пневмотранспорта золы от нескольких бункеров электрофильтров и измерение динамических параметров ее 51 работы

4.1. Принципиальная схема, состав оборудования системы импульсного пневмотранспорта золы и краткое описание ее работы

4.2. Разработка алгоритма работы блока автоматического регулирования системы импульсного пневмотранспорта золы

4.3. Разработка методики определения конструктивных и динамических параметров работы системы импульсного пневмотранспорта золы, определяющих ее оптимальную работу

4.4. Разработка единого технологического процесса (ЕТП) отбора, пневмотранспорта, временного хранения, погрузки сухой золы в авто- и железнодорожный транспорт. Результаты измерений и анализа состава золы-уноса электрофильтров Каширской ГРЭС

4.4.1. Методика измерений состава золы

4.4.2. Результаты измерений

4.4.3. Анализ результатов измерений

4.4.4. Оценка технико-экономической эффективности разработанной системы сбора и пневмотранспорта золы 85 Выводы по главе 88 Выводы по работе 89 Список использованных источников

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка экономичной технологии удаления и пневмотранспорта золы от бункеров электрофильтров ТЭС»

В 50-60 годы большинство ТЭС России проектировалось с использованием системы ГЗУ. Это определило высокую стоимость затрат на удаление золы на золоотвал.

Сжигание твердого топлива на ТЭС определяет необходимость удаления золы из бункеров в значительных объемах (—300 тыс. т в год), причем, в зависимости от типа сжигаемых углей и нагрузки блоков их величина может изменяться в 1,5-2 раза. Уменьшить эту негативную тенденцию возможно при использовании (утилизации) сухой золы непосредственно из бункеров ТЭС, это обеспечивается сухим удалением золы из бункеров электрофильтра и ее пневмотранспортом к месту отгрузки потребителю.

На ряде ТЭС делались попытки сухого удаления золы. Однако, существующие способы сухого удаления золы обладают значительным энергопотреблением, низким ресурсом работы узлов или высокой стоимостью внедрения на ТЭС. Это определяет необходимость разработки новых способов удаления и пневмотранспорта сухой золы, функционально связанных с работой системы узлов электрофильтра и ее отгрузкой потребителю.

Для интенсификации процесса утилизации золы, например, в США создана Национальная золовая ассоциация, объединяющая различные государственные и частные фирмы, занимающиеся утилизацией золы. Работа этой ассоциации координируется Агентством по охране окружающей среды. Одной из функций указанного агентства является поиск рынков сбыта и расширение ассортимента изделий из золы. Программа исследований, проводимая в США научно-исследовательским электроэнергетическим институтом, предусматривает три направления использования летучей золы:

- извлечение из золы ценных составляющих и производство теплоизоляционных материалов;

- в качестве добавки при производстве цемента, бетона и других строительных материалов;

- использование больших объемов летучей золы при проведении земляных работ при подсыпке территорий и планировке площадок.

В соответствии с этой программой предусматривается широкое использование золы в дорожном строительстве, сельском хозяйстве для обработки полей. С этой целью регистрируются все предприятия, обобщается опыт их работы, разрабатываются и рекламируются методы и направления использования золы.

В нашей стране разработан ряд комплексов по приготовлению гидроудаленной золы ТЭС, стоимость реализации и эксплуатации которых высока, что тормозит проведение работ по утилизации золы. Высокий уровень утилизации золы можно получить при наличии значительного количества ее потребителей в непосредственной близости от ТЭС, или при технологической переработке золы, которая обеспечит получение фракций золы со свойствами, определяющими широкое использование в промышленности. Поэтому в настоящей работе вопрос разработки системы удаления сухой золы из бункеров электрофильтра рассматривался совместно с возможностью ее утилизации в-промышленности, разработкой узлов, реализующих эту задачу.

Заключение диссертации по теме «Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты», Коновалов, Виктор Клавдиевич

Выводы по работе

1. Разработана теоретическая модель пневмотранспорта золы угольных ТЭС в импульсно-поршневом режиме с околозвуковыми скоростями пневмотранспорта, показано, что такой режим характеризуется значительно меньшим коэффициентом трения, сравнительно с существующими системами пневмотранспорта, следовательно, требует меньше энергозатрат на транспорт золы.

2. Проведены исследования по определению основных параметров системы импульсно-поршневого режима пневмотраспорта золы обеспечивающих надежную и экономичную транспортировку золы: величины давления, диаметра транспортного трубопровода, длины и необходимой порозности поршневых формирований золы, скорости пневмотранспорта в околозвуковом диапазоне.

3. Проведены исследования процесса гравитационного истечения золы из бункера электрофильтра, позволившие рекомендовать конструктивное выполнение узла вывода золы в транспортный трубопровод, обеспечившее стабильность выхода золы при всех режимах работы котла.

4. Разработан алгоритм построения электронного блока автоматического регулирования работы системой импульсного пневмотранспорта в зависимости от уровней золы в бункерах электрофильтров и силосах с альтернативной подачей золы в силосы или в промежуточный бункер багерной.

5. Анализ состава золы, улавливаемой разными полями электрофильтра, показал целесообразность объединения отбора золы полями 1 и 2, а также 3 и 4, золы которых отличаются своим фракционным и химическим составами. Показано также, что повышенное содержание горючих в золы из под 3-го поля, а при отборе золы, улавливаемой 4-ым полем, основная масса золы характеризуется размером менее бОмкм и имеет наименьшее содержание горючих в уносе ~ 10-12%.

6. Проведена оценка технико-экономической эффективности некоторых систем сбора и транспорта золы, согласно которой затраты электроэнергии в разработанной системе импульсного удаления и пневмотранспорта золы одновременно от нескольких бункеров в 50 раз ниже, чем при использовании камерных насосов и в сотни раз ниже, чем в системе гидрозолоудаления.

7. Разработана и реализована на блоке мощностью 300МВт Каширской ГРЭС система импульсного удаления одновременно из нескольких бункеров электрофильтров с последующим пневмотранспортом золы в автоматическом режиме с регулированием подачи золы в силосы, либо в промежуточный бункер багерной. Двухлетний опыт эксплуатации показал надежную и экономичную работу системы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Коновалов, Виктор Клавдиевич, 2009 год

1. Бергер М.И. и др. Справочник по пыле- и золоулавливанию. М., Энергоиздат. 1983. 261 с.

2. Способ пневмотранспорта порошкообразной среды. Патент РФ №2115611. МКИ3 B65G53/40.1998г. Шумилов Т.Н. и др.

3. Струйный насос для пневматического транспортирования сыпучих материалов. Авт. св. № 471263. МКИ3 B65G53/40. Гаврилов Г.Н. и др.

4. Установка для непрерывного пневмотранспорта сыпучих материалов. Авт. св. № 919960. МКИ3 B65G53/40. Кривой В.Г. и др.

5. Камерный питатель пневмотранспортной установки. Авт. св. № 735525. МКИ3 B65G53/40. Глотов В.Н. и др.

6. Камерный питатель пневмотранспортной установки. Авт. св. № 787308. МКИ3 B65G53/40. Куприянов ИГ. и др.

7. Камерный насос для пневматического транспортирования порошкообразных материалов. Авт. св. № 831693. МКИ3 B65G53/40. Пчелинцев В.Н. и ДР

8. Устройство для пневматического транспортирования сыпучих материалов. Авт. св. № 1344707. МКИ3 B65G53/40. Сажин В.П. и др.

9. Камерный питатель пневмотранспортной установки непрерывного действия. Авт. св. № 1131795. МКИ3 B65G53/40. Акинин Н.В. и др.

10. Установка для пневмотранспорта сыпучих материалов. Авт. св. № 893754. МКИ3 B65G53/40. Горвид A.A. и др.11 .Гаврилов Е.И. Топливно-транспортное хозяйство и золошлакоудале-ние на ТЭС. М. Энергоатомиздат. 1987. с. 154-156.

11. Устройство для загрузки сыпучего материала в пневмотранспортную установку. Авт. св. № 1416403. МКИ3 B65G53/40. Чальцов М.Н. и др.

12. Устройство для загрузки сыпучего материала в транспортный трубопровод. Авт. св. № 1041460. МКИ3 B65G53/40. Сенцов П.И.

13. Бункерный затвор. Авт. св. № 969610. МКИ3 B65G53/40. Кузнецов O.A. и др.

14. Устройство для ввода сыпучих материалов в трубопровод пнев-мотранспортных установок. Авт. св. № 703447. МКИ3 B65G53/40. Кинин М.Н. и др.

15. Камерный питатель Авт. св. № 874533. МКИ3 B65G53/40. Пичур В.Н. и др.

16. Камерный насос. Авт. св. № 796117. МКИ3 B65G53/40. Соломатин О.М. и др.

17. Способ пневматической выгрузки материала из емкости. Авт. св. №1418220. МКИ3 B65G53/40. Казначеев O.A. и др.

18. Устройство,для загрузки пылевидных материалов в железнодорожные вагоны. Авт. св. № 198217. МКИ3 B65G53/40. Ланин С.А. и др.

19. Питатель для сыпучих материалов. Авт. св. № 1528711. МКИ3 B65G53/40. Алешин МА

20. Способ пневмотранспорта порошкообразной среды из бункера золоуловителя. Пат. РФ № 2171216. МКИ3 B65G53/40. Шумилов Г.И. и др.

21. Устройство для регулирования работы тУ-секционного электрофильтра. Пат. РФ № 2192929. МКИ6 ВОЗСЗ/68. Ермаков В.В. и др.

22. Способ измерения уровня порошкообразной среды. Пат. РФ № 2139504. МКИ3 G01F33/16. Ермаков В.В., Шумилов ГЛ.

23. Дмитриенко Л.П. Приборы контроля и регулирования уровня сыпучих материалов. М. «Энергия». 1978, с. 9.

24. Макаров А.К., Свердлин В.М. Автоматические устройства контроля уровня. M.-JL «Энергия». 1966, с. 184.

25. Способ автоматического управления электрофильтром котлоагре-гата. Пат. РФ № 2192928. МКИ3 B603C3/68. Кунтулов Б.М.

26. Zenz F.A., Othmer D.E. Fluidization and Fluid-Particle Systems. New York, Reinhold, 1960. с. 85, 106.

27. Псевдоожижение (Под ред. Девидсона И.Ф. и др.). М. «Химия». 1974. с. 59,574,550.

28. Альтшулер B.C., Сеченов ГЛ. Процессы в кипящем слое под давлением. М. Изд. АН СССР, 1963, с. 72.

29. Способ определения порозности кипящей порошкообразной среды. Пат. РФ № 2209415, МКИ7 GO INI 5/08. Волков Э.П., Большаков В.П., Ермаков В.В.

30. Волков Э.П., Большаков В.П., Ермаков В.В. Комплексное удаление сухой золы из бункеров электрофильтров и ее накопление для расширения возможностей утилизации. Электрические станции. №3, 2003. с. 25-30.

31. Альтшулер B.C. Новые процессы газификации твердого топлива. М., Недра. 1976. С. 88.

32. Chem. Eng. Sei., 1954, т. 6, №12.

33. Успенский В.А. Пневматический транспорт материалов во взвешенном состоянии. М., 1952. с. 42.4 35. Ребу П. Кипящий слой. М., Изд. АН СССР,1959, с. 142.

34. Е.В. Чернышев, С.Н.Кочуров, В.А.Ильин, В.В.Ермаков. Система импульсного пневмотранспорта золы из бункеров электрофильтров. Электрические станции. 2007 г. №6. с. 17-18.

35. Поршневой пневмотранспорт золы электрофильтров ТЭС.Болынаков В.П., Кунтулов EJVT., Ермаков В.В.Теплоэнергетика. 2004 г. №12, стр.41-44.

36. Результаты исследований метода пневмотранспорта золы из бункеров золоуловителей в импульсном режиме. Большаков В.П., Ермаков В.В., Кунтулов Б.М.Теплоэнергетика 2006г. №5, стр.41-44.

37. Овчинников В.В. и др. Новая экономичная технология подачи цемента с использованием пневмоимпульсного метода. Технологии строительства. 2007 г. №6. с. 110-111.

38. Шустер Я.С. и др. Разработка новой экономичной технологии подачи цемента с использованием пневмоимпульсного метода. Строительный эксперт. 2007 г. №19. с. 8-9.

39. В.К.Коновалов.О.В.Яшкин,В.В.Ермаков. Оптимизация метода импульсного удаления и пневмотранспорта золы из бункеров электрофильтра. Энергетик.2007 г.№6.с.34-35.

40. Алферов К.Н., Зенков Р.Л. Бункерные установки. М., 1955. с. 29.

41. Зенков Р.Л. Механика насыпных грузов. М., 1952 г. с. 55.

42. Кенеман Ф.Е. и др. О механизме свободного истечения сыпучих тел: Инженерно-физический журнал. 1960 г. Т.З №3. с. 69 — 73.

43. В.К. Коновалов и др. Патент на изобретение № 2324638. Устройство для* пневмотранспорта порошкообразной среды из бункеров золоуловителей; 23108:2006 г.

44. Коновалов В.К.^Яшкин О.В., Ермаков В В. Автоматизированная система удаления и пневмотранспорта! золы из бункеров электрофильтров; решение задач по утилизации сухой золы. Электрические станции. 2008г. №2

45. Коновалов В.К. Разработка новой технологии пневмотранспорта золы и отпуска ее потребителю на Каширской ГРЭС. Энергетик. 2008 г. №7 с.

46. Пантелеев В.Г. и др. Состав и свойства золы и шлаков ТЭС. Справочное пособие. JI. Энергоатомиздат, 1985, с. 250.

47. Кизильштейн ЛЛ., Калашников А С. Магнетитовые микрошарикииз золы-зшоса пылезтольного смсигания углей на ТЭС. ХТТ №6, 1991, с. 128:t