Топливное хозяйство котельной, работающей на твердом топливе


Топливное хозяйство котельной, работающей на твердом топливе, представляет собой систему механизмов, схема работы и компоновка которых определяются количеством сжигаемого топлива, видом его (уголь, торф, горючие сланцы), способом доставки, особенностями выбранных механизмов. Необходимость разгружать, перегружать и погружать большое количество топлива требует полной механизации всех этих операций, так как они очень трудоемки и ручное выполнение их требует большого числа рабочих и значительной затраты денежных средств. Этот принцип является основным при проектировании и эксплуатации топливного хозяйства котельной.

Обычно твердое топливо доставляют к котельной по железнодорожной колее принятой в СССР ширины 1 525 мм. Однако при подаче торфа в небольшие котельные, расположенные неподалеку от места добычи его, пользуются узкоколейными железными дорогами с шириной колеи от 750 до 1 000 мм. Топливо наиболее рационально доставлять в саморазгружающихся вагонах, так как при этом устраняется необходимость в ручной разгрузке.

В небольших котельных топливо часто доставляют автомобильным транспортом.

Большие трудности в эксплуатации создает смерзание влажных углей, происходящее при перевозке их в железнодорожных вагонах в зимнее время. Смерзшийся уголь теряет свою сыпучесть, что создает затруднения при его разгрузке, вызывает дополнительные расходы на эту операцию, нарушает нормальную работу транспортных и перегрузочных механизмов. Для устранения смерзания топлива при перевозке рекомендуется обмасливать топливо тяжелыми маслами, а также смешивать влажный уголь с сухим или с опилками.

Транспортирование твердого топлива в пределах территории котельной осуществляют конвейерами, по которым топливо перемещается непрерывным потоком, и емкостными устройствами, в которых топливо перемещают отдельными порциями в особой таре.

Конвейеры различают ленточные, пластинчатые, ковшовые и др., однако в котельных почти исключительное распространение получили ленточные конвейеры благодаря их дешевизне и простоте, а также применимости как при малом, так и при большом расходе топлива.

Ленточный конвейер (рис. 1) состоит из бесконечной гибкой резиновой ленты 2, охватывающей два концевых барабана — 1 и 5. Верхняя — рабочая и нижняя — холостая ветви ленты поддерживаются рядом роликовых опор 3 и 4, выполняемых из роликов диаметром 100 — 150 мм и устанавливаемых на рабочей ветви через 1 — 1,2, а на холостой через 2 — 3 м и более. Ширина ленты в зависимости от производительности конвейера может изменяться в пределах 500 — 2 000 мм. Верхнюю, рабочую, ветвь выполняют плоской либо желобчатой. В последнем случае верхние роликовые опоры выполняют из трех роликов под углом 20 ° к горизонту. Производительность конвейеров с желобчатой лентой при данной ширине ее в 2 раза выше производительности конвейеров с плоской лентой, но последние более просты, дешевы и могут подавать куски большого размера.

Ленточный конвейер

Рис. 1. Ленточный конвейер.
а — желобчатая лента; б — плоская лента

Концевые барабаны оперты на подшипники, размещенные на концевых рамах 7, которые скрепляются со строительной конструкцией здания. Один из барабанов (1) приводной и служит для привода в движение ленты. Он соединен с электродвигателем 9 через редуктор 8. Другой барабан (5) натяжной. Его подшипники могут перемещаться под действием особых натяжных болтов в раме 6 для создания постоянного по силе натяжения ленты при изменении ее длины в результате изменения температуры или вытягивания

Топливо на ленту подают через особую загрузочную воронку; сбрасывать топливо можно в любой точке особым сбрасывающим устройством. Ленточный конвейер перемещает топливо горизонтально и может поднимать его под углом до 20 ° к горизонту. Скорость движения ленты 1,5—2,0 м/сек.

Примерами емкостного транспортера могут служить автопогрузчик, а также скрепер, грейфер и скип. В котельных малой мощности для транспорта топлива в пределах котельной получило распространение скиповое устройство системы Шевьева.

Первичная обработка топлива в малых котельных осуществляется в пристройке к основному зданию, а в котельных средней и большой мощности она обычно сосредоточивается в отдельно стоящей дробильной установке, входящей в систему топливоподачи. В последнем случае (рис. 2) топливо со склада конвейером 1 подают в верхнюю часть дробильного помещения, где установлен электромагнитный отделитель металла 2. При сходе с конвейера топливо проходит через щепоуловитель 3, а затем поступает на транспортер 4, которым распределяется по приемным бункерам 5 дробильной установки. Из бункера 5 топливо питателем 6 подается на грохот 7, где происходит отсев мелких фракций, не требующих дробления, которые по обводному рукаву 9, минуя дробилки 8, направляются в бункер дробленого топлива 10, расположенный под дробилкой.

Схема дробильной установки, обработка топлива

Рис. 2. Схема дробильной установки

Более крупные куски топлива, оставшиеся на грохоте, поступают в дробилку 8, из которой они в раздробленном виде попадают в тот же бункер 10, а из него конвейером 11, на котором установлены автоматические весы для регистрации количества поступившего топлива, подаются в бункера котлов.

Отделители металла размещают над ленточным конвейером на высоте 150—200 мм над слоем топлива либо встраивают в концевой барабан этого конвейера. Наилучший эффект достигается при совместной установке уловителей обоих типов. Расход электроэнергии па питание магнитных отделителей невелик, так как их мощность не превышает нескольких киловатт.

Дробилки применяют двух типов: молотковые — для дробления угля, сланцев и фрезерного торфа и валковые — для дробления угля и сланцев.

Молотковые дробилки представляют собой камеру, где вращается горизонтальный ротор, состоящий из вала, на котором расположены ступицы с шарнирно укрепленными стальными или чугунными билами. Топливо, поступающее в дробилку, раздробляется ударами быстро движущихся бил. Скорость вращения ротора составляет 500—1 500 об/мин в зависимости от размеров дробилки. Привод дробилки осуществляют непосредственно от электродвигателя. Производительность дробилок составляет от 3 до 1 000 т/ч.

Начальный размер кусков топлива, поступающего в дробилку, не должен превышать 250—300 мм; минимальный размер кусков, выходящих из дробилки, может быть доведен до 10—25 мм и менее. Большая кратность дробления, характерная для молотковых дробилок, приводит к тому, что их применяют в основном для мелкого дробления.

Молотковые дробилки хорошо работают на сухом топливе с малым содержанием серного колчедана. При дроблении влажного топлива происходит замазывание дробилки и снижение ее производительности, особенно при мелком дроблении. При дроблении топлива с большим содержанием серного колчедана происходит усиленный износ бил. Удельный расход электроэнергии на дробление топлива в молотковых дробилках колеблется в пределах от 0,6—0,8 до 1,4—1,5 квт-ч/т, возрастая с увеличением кратности дробления, твердости и влажности топлива.

Валковые дробилки выполняют в виде двух параллельно расположенных горизонтальных валков с зубчатой поверхностью, вращающихся встречно со скоростью 2—6 об/сек. Топливо дробится раздавливанием при попадании между валками. Производительность валковых дробилок составляет 40—300 т/ч; в них можно подавать топливо с размером кусков до 500 мм и более. Кратность дробления валковых дробилок невелика и обычно не превышает 5, поэтому их применяют в основном для дробления топлива, содержащего очень крупные куски.

Валковые дробилки отличаются спокойным ходом и относительно малой чувствительностью к попаданию в них металлических предметов. На сухом топливе они работают хорошо, но при дроблении влажного топлива замазываются. В процессе работы зубья дробилки постепенно изнашиваются. Срок службы их зависит в основном от твердости топлива и колеблется в пределах 1 000—10 000 ч. Восстанавливают зубья наваркой твердым сплавом.

Грохочение топлива можно производить на грохотах различных типов.

Топливные склады различают базисные и расходные. Базисные склады имеют большую емкость и размещаются вне территории котельных в удобных местах, хорошо связанных с железной дорогой; они по большей части предназначены для централизованного хранения топлива, подлежащего подаче в различные котельные района. Расходные склады размещают на территории котельных, предназначая их для хранения более ограниченного запаса топлива — только для данной котельной

Топливные склады выполняют открытыми, так как сооружение закрытых складов связано с затратой большого количества материалов и производством больших строительных работ, в результате чего такие склады получаются очень дорогими. В зависимости от степени надежности доставки топлива расходный склад проектируют на одно-двухнедельный запас топлива. При отсутствии или удаленности базисного склада емкость расходного склада может быть увеличена.

Механизацию погрузочно-разгрузочных работ на складах, предназначенных для хранения угля, осуществляют на складах котельных малой и средней мощности с расходом топлива до 100—120 т/ч автопогрузчиками, бульдозерами, поворотными грейферными кранами и скреперными установками, а на складах мощных котельных — мостовыми грейферными кранами (перегружателями), скреперами и бульдозерами.

На рис. 3, а и б показано выполнение системы углеподачи и угольного склада для небольшой котельной с применением автопогрузчиков и вертикально-горизонтального транспортера системы Шевьева. Топливо из штабеля 1 доставляется автопогрузчиком 4 по пандусу 6 к приемному бункеру 7 котельной 13. Из этого бункера топливо наклонным питателем подается в дробилку 8 и после дробления поступает в промежуточную воронку, размещенную под дробилкой. Из этой воронки уголь периодически засыпается в ковш 9 транспортера системы Шевьева, который, перемещаясь лебедкой 11, по специальным непрерывным вертикально-горизонтальным направляющим 10 доставляет уголь в бункера 12 котельной. В бездействии автопогрузчик содержится под навесом 2. Взвешивают топливо на автомобильных весах 5.

На рис. 3, в представлен пример выполнения топливного хозяйства крупной котельной. Разгрузка топлива производится в сдвоенную траншею 1, оборудованную скреперными устройствами, приводимыми от лебедок 5. Разгруженное топливо подается в бункера 2 и 3. Из бункеров 2 топливо подается на склад, а из бункеров 3 — в грохот 4 и дробилку 6 и далее ленточным конвейером 11 в пересыпной узел 12, из которого уголь перегружается на конвейер 13, распределяющий топливо по бункерам котлов.

системы хранения и транспорта топлива

Рис. 3. Пример выполнения системы хранения и транспорта топлива.
а — склад небольшой котельной; б — топливоподача небольшой котельной; в — топливоподача крупной котельной

На склад уголь подается конвейерами 7 и 14 через первичную кучу, из которой он распределяется по территории склада бульдозерами 8. Ими же уголь доставляется и со склада через приемный бункер 9, из которого уголь конвейером 10 подается в дробильное устройство и далее уже описанным путем в котельную.

Топливо хранят в штабелях правильной формы, вид которых определяется конфигурацией площади склада и родом погрузочно-разгрузочных механизмов; чаще всего штабель имеет форму прямоугольной усеченной пирамиды. Размеры штабелей по ширине, длине и высоте на механизированных складах не ограничиваются и определяются только возможностями складских механизмов. Высота штабеля для всех углей, кроме антрацита, ограничивается лишь при отсутствии механизации погрузочно-разгрузочных работ на складе

Хранение топлива на складе связано с потерями, которые разделяют на механические и химические. Первые вызываются распыливанием топлива, выносом с атмосферными осадками и увлажнением; вторые возникают в результате выветривания топлива и озоления его вследствие саморазогревания и самовозгорания. При правильном хранении потери топлива не превышают 0,5—1,0 %, но при отсутствии должного внимания к организации хранения потери могут оказаться значительно большими.

Саморазогреванию и самовозгоранию подвержены все виды твердого топлива, кроме углей с малым выходом летучих — тощего и антрацита.

Саморазогревание и самовозгорание топлива представляют собой большую опасность, так как они могут привести к пожару. Поэтому при хранении всех видов твердого топлива, кроме антрацита и тощего угля, систематически контролируют температуру внутри штабеля, которая не должна превышать 60 °С.

Важным условием нормальной эксплуатации является плановый обмен запаса топлива на складе. При отсутствии ненормального повышения температуры в штабеле и строгом соблюдении правил техники безопасности допускается хранение топлива на складе в течение следующих сроков:

Бурые и каменные угли, за исключением угля марки Т 6-8 мес.
Уголь марки Т до 12 мес.
Антрацит до 2 лет