Сушка топлива


Для улучшения розжига и горения топлива – его подсушивают. Однако чрезмерная подсушка пыли не допускается по условия самовозгорания и взрывобезопасности.

Сушка топлива может производиться по замкнутой и разомкнутой схемам. Сушка топлива при замкнутой схеме отработавший в системе пылеприготовления сушильный агент вместе с пылью сбрасывают в топку. Сушка топлива при разомкнутой схеме отработавшие сушильные газы сбрасываются в атмосферу. Примером замкнутой схемы сушки топлива является индивидуальная система пылеприготовления с прямым вдуванием (рис. 1, б), примером разомкнутой схемы — центральная система пылеприготовления (рис. 1, а). После подсушки топлива в индивидуальной системе пылеприготовления с промежуточным бункером сушильный агент обычно сбрасывается в топку.

Влажность рабочего топлива Wр может быть представлена как сумма гигроскопической влажности Wги внешней влажности Wвн. Значения Wги для разных видов топлива различны. Так, для антрацита Wги=2,5 %,для подмосковного угля 7,5 %, а для торфа 11 %.

Сушка топлива для относительно сухих топлив при внешней влажности, не превышающей 10 %, сушка производится одновременно с размолом в мельничном устройстве путем подачи внутрь мельницы горячего воздуха или продуктов сгорания (рис. 1, а).

Сушка топлива для влажных топлив с внешней влажностью 15—20 % может осуществляться частично перед мельничным устройством в коротких сушильных трубах, а окончательная сушка топлива проводится в мельнице в процессе размола (рис. 1, б).

Сушка топлива для высоковлажных топлив с внешней влажностью более 20 % возможно применение предварительной сушки в отдельном сушильном устройстве с разомкнутой сушкой, т. е. с выбросом отработавшего сушильного агента вместе с водяными парами в атмосферу (рис. 1, в).

Схема сушка топлива

Рис. 1. Схема организации сушки топлива:

1 – мельница; 2 – сушилка; 3 – труба-сушилка; 4 – топка котла

Расчеты подсушки топлива проводят, исходя из следующих соображений. Если первоначальная влажность топлива была W1, а конечная стала W2, то справедливо соотношение, характеризующее неизменяемость сухой массы топлива:

B1 (100 - W1) = B2 (100 - W2),   (1)

где B1 и B2 — соответственно массы сырого и подсушенного угля, кг/с.

Отсюда

B2 = B1 (100 - W1 / 100 - W2).   (2)

Действительная масса удаляемой при сушке влаги ΔWл, кг/с,

ΔWл = B1 - B2.   (3)

В конечном счете получаем

ΔWл = B1 (W1 - W2 / 100 - W2).   (4)

Количество испаренной влаги на 1 кг сырого топлива, кг/кг,

ΔW = W1 - W2 / 100 - W2.   (5)

Тепловой баланс сушильной пылеприготовительной установки обычно составляют на 1 кг сырого угля. Баланс может быть составлен также на 1 кг сухого угля или на количество испаренной влаги ΔW.

Расходными статьями баланса являются теплота, затраченная на испарение влаги и нагрев оставшегося топлива; теплота, уносимая отработавшим сушильным агентом; потеря теплоты установкой от наружного охлаждения.

Основной приходной статьей баланса является физическая теплота сушильного агента, которым могут быть горячий воздух, горячие продукты сгорания или газовоздушная смесь, кДж/кг,

qс.а = G1 cс.а t1,   (6)

где G1 — количество сушильного агента на 1 кг сырого угля, кг/кг; cс.а — теплоемкость сушильного агента перед сушильной системой, кДж/(кг*К); t1 — начальная температура сушильного агента, °С.

При расчетах сушки, совмещенной с размолом топлива, учитывают также теплоту, выделяющую в результате работы мелющих органов, кДж/кг,

qмех = 3,6 Эрзм Кмех,   (7)

где Эрзм — удельный расход энергии на размол топлива, кВт*ч/т; Кмех — коэффициент, учитывающий долю энергии, превращаемую в теплоту в процессе размола (К=0,6÷0,8).

В приходной части баланса учитывают также теплоту присосанного холодного воздуха.

Приравнивая приходные и расходные статьи теплового баланса, определяют необходимый расход сушильного агента G1 при известной его начальной температуре или начальную его температуру t1 при известном расходе сушильного агента.

Следует стремиться к максимальному повышению t1, что обеспечивает ускорение сушки топлива, а также приводит к снижению потери с выносом, так как количество сушильного агента при этом уменьшается. Ограничивающими факторами являются надежность работы мельницы, а также взрывобезопасность.

При влажности топлива до 30 % начальная температура сушильного агента выбирается в пределах 400-450 °С, а при влажности 30-40 % — в пределах 700-900 °С (при наличии перед мельницей предвключенных подсушивающих устройст). Конечная температура сушильного агента t2 должна быть выше точки росы при конечном парциальном давлении водяных паров.

Для предварительной подсушки топлива перед мельницей применяют различные типы сушилок: газовые барабанные, паровые трубчатые, пневматические (трубы-сушилки), с кипящим слоем и др.

Сушка топлива интенсивнее протекает при совмещении ее с размолом топлива, что связано с резким увеличением при этом поверхности угля.

В большинстве случаев подсушка топлива проводится в основном в самом мельничном устройстве, часто в сочетании с короткой трубой-сушилкой, располагаемой перед мельницей. Значение конечной влажности пыли может быть принято по рекомендациям справочной литературы. Так, например, влажность подсушенной пыли АШ должна быть Wпл = 0,5÷1 %; подмосковного угля — Wпл = 11÷16 %; торфа — Wпл = 35÷40 %. По условиям взрывобезопасности конечная влажность пыли сланцев, а также бурых углей, у которых Wги < 0,4 Wp, не должна быть ниже гигроскопической. Для бурых углей с Wги ≥ 0,4 Wp каменных углей влажность пыли не должна быть менее 50 % гигроскопической. Для фрезерного торфа требуется, чтобы Wпл > 25 %.