Пылеприготовление

4.2.1. При эксплуатации пылеприготовительных установок должна быть обеспечена бесперебойная подача к горелкам котла угольной пыли требуемой тонкости и влажности в количестве, соответствующем нагрузке котла.
Все исправные системы пылеприготовления с прямым вдуванием при нагрузке котла 100-60% номинальной, как правило, должны быть в работе. Режим работы систем пылеприготовления должен быть организован в соответствии с режимной картой, разработанной на основе заводских характеристик и испытаний пылеприготовительного и топочного оборудования.

От бесперебойной работы пылеприготовительных установок зависит надежная работа котла и поддержание номинальных параметров пара и необходимой нагрузки.
Бесперебойная подача к горелкам угольной пыли необходимой тонкости и влажности в количестве, соответствующем нагрузке котла, может быть обеспечена при соблюдении следующих условий:
— непрерывного истечения (пыли) из бункера, а так же стабильной дозировки количества топлива (пыли) каждым питателем;
— минимального различия в производительности параллельно работающих питателей пыли, подключенных к указанным в режимной карте котла горелкам (ко всем горелкам котла или группам горелок, расположенных в
каждом ярусе или на противоположных стенках топки,
или др.);
— стабильного и равномерного распределения первичного воздуха по пылепроводам, исключающего забивание отдельных пылепроводов;
— стабильной, соответствующей производительности вентиляции систем пылеприготовления прямого вдувания с молотковыми (ММ) и среднеходными (СМ) мельницами.
В системах пылеприготовления с промежуточным бункером режим работы мельницы не связан так тесно с топочным режимом, как у систем прямого вдувания. Наличие бункера с готовой пылью и достаточного запаса производительности систем пылеприготовления позволяет останавливать при необходимости мельницы в резерв или на кратковременный ремонт без изменения количества работающих горелок или нагрузки котла. Допустимая продолжительность нахождения в резерве или ремонте одной из мельниц определяется в основном условиями обеспечения надежной работы питателей пыли при снижении уровня пыли в бункере. Система становится еще более гибкой при наличии шнековых связей между системами пылеприготовления соседних котлов. Однако опыт показывает, что по условиям взрывобезопасности шнековые связи могут быть рекомендованы при размоле только слабореакционных топлив типа антрацитового штыба (АШ) и тощих углей или высокозольных каменных углей (типа экибастузского) и промпродуктов с выходом летучих менее 30%.
Несмотря на известную автономность систем пылеприготовления с промежуточным бункером от режима работы котла, резкие нарушения режима мельниц и других элементов системы пылеприготовления могут отрицательно отразиться на топочном процессе. Так, при транспорте пыли к горелкам отработавшим (мельничным) сушильным агентом перегрузка мельницы топливом может привести к уменьшению давления в коробе первичного воздуха, снижению скоростей в пылепроводах и, как следствие, к возможному забиванию их пылью с нарушением нормальной работы котла. Забивание течки под циклоном или нарушение работы мигалки на этой течке приводит к забросу большого количества пыли в топку через сбросные горелки, помимо питателей пыли, что влечет за собой резкое увеличение паропроизводительности котла, если это барабанный котел, и недопустимые отклонения параметров пара от номинальных значений.
Для предупреждения забивания пылепроводов необходимо обеспечить постоянную скорость пылегазовоздушной смеси в каждом из них не ниже 25 м/с для систем с промежуточным бункером и 18 м/с для систем с прямым вдуванием. При этом следует иметь в виду, что чрезмерно высокие скорости также нежелательны из-за усиления интенсивности износа пылепроводов и увеличения расхода электроэнергии на транспорт пыли. При большой разнице в длине пылепроводов выравнивание скоростей в них осуществляется разной степенью открытия регулирующих шиберов или шайбованием наиболее коротких пылепроводов. При изменениях нагрузки котла поддержание необходимых скоростей в пылепроводах систем пылеприготовления с промежуточным бункером пыли обеспечивается соответствующей загрузкой вентиляторов первичного воздуха или мельничных вентиляторов, а при их отсутствии — перераспределением первичного и вторичного воздуха. Для контроля за расходом первичного воздуха в пылепроводах систем с промежуточным бункером на участках до пылесмесителя рекомендуется устанавливать измерительные устройства типа труб Вентури, сегментных шайб (на горизонтальном участке) или мультипликаторов.
Специальными испытаниями котла и его пылеприготовительных установок определяется оптимальное качество готовой пыли (тонкость помола и влажность), при котором обеспечивается длительная работа котла в допустимом диапазоне нагрузок с минимальными потерями тепла.

Известно, что с угрублением помола пыли уменьшается расход электроэнергии на пылеприготовление, но одновременно ухудшаются условия воспламенения и выгорания пыли, что приводит к росту потерь тепла от механической неполноты сгорания, нарушению устойчивости горения и выхода жидкого шлака. С другой стороны, переход на более тонкий помол уменьшает производительность мельниц, изменяет расход электроэнергии на пылеприготовление. Оптимальной тонкостью помола обычно считается такая, при которой сумма потерь от механической неполноты сгорания и расхода электроэнергии на пылеприготовление минимальна.
Влажность готовой пыли влияет на надежность работы системы пылеприготовления с промежуточным бункером и котла. При повышенной влажности пыли ухудшаются условия ее транспортирования по тракту пылеприготовления, происходит налипание и застревание ее в бункерах и питателях пыли. Одновременно ухудшается воспламенение пыли, нарушается устойчивость процесса горения, появляется пульсация факела.
В системах с промежуточным бункером пыли кратковременный (на 1 — 2 ч) выход из строя одной из мельничных установок не приводит обычно к нарушению нормальной работы котла. Более длительный останов мельницы приводит к необходимости разгрузки котла, а при наличии у котла одной системы пылеприготовления и отсутствии шнековых связей с системами пылеприготовления соседних котлов — к его останову.
Выход из строя одной из пылеприготовительных установок с прямым вдуванием в топку котла обычно не приводит к ограничению нагрузки котла, однако требует существенной перестройки воздушного режима и соответствующего перераспределения топлива и воздуха по оставшимся в работе горелкам, Длительная работа котла в таком режиме может привести к снижению экономичности, шлакованию поверхностей нагрева

Поддержание стабильной, соответствующей текущей производительности вентиляции молотковых и среднеходных мельниц необходимо для того, чтобы обеспечить их надежную работу без перегрузки, с минимальной инерцией, а также оптимальную тонкость и влажность пыли.
Включение в работу в диапазоне нагрузок котла 100 — 60% номинальной всех систем пылеприготовления с прямым вдуванием позволяет оптимизировать режим работы котла.
При отключении одной или нескольких систем пылеприготовления, когда отключается часть горелок, нарушаются условия, обеспечивающие симметричное расположение факела в топке, увеличиваются местные тепловые потоки на экраны, неравномерность температур газов на выходе из топки, снижается надежность работы котла, а при сжигании шлакующих топлив усиливается загрязнение поверхностей нагрева. Одновременно снижается экономичность котла, так как для сохранности неработающих горелок приходится подавать на них часть вторичного воздуха, снижая избыток воздуха в работающих горелках.
По приведенным соображениям работа котла с максимальным числом мельниц предпочтительна даже в тех случаях, когда это приводит к некоторому увеличению расхода электроэнергии на размол топлива.
Для выполнения диспетчерского графика в энергосистеме необходимо иметь достаточно широкий диапазон допустимых нагрузок котлов при ручном регулировании и отключении части вспомогательного оборудования, а также регулировочный диапазон, когда состав вспомогательного оборудования не меняется, а изменение нагрузки производится под воздействием систем автоматического регулирования. Постоянный состав работающих систем пылеприготовления облегчает ручное управление котлом в диапазоне допустимых нагрузок и является абсолютно необходимым в пределах регулировочного диапазона нагрузок, когда изменение нагрузки котла осуществляется под воздействием системы автоматического регулирования.
Следует отметить, что указанный в настоящем пункте регулировочный диапазон нагрузок котла (100-60% номинальной нагрузки) желательно обеспечить не только для котлов с ММ и СМ, но и для котлов с мельницами-вентиляторами (MB). Это требование не отражено в ПТЭ в связи с трудностями его реализации в установках с МБ, в которых отсутствует возможность принудительного регулирования расхода используемых в качестве сушильно-вентилирующего агента высокотемпературных топочных газов, вследствие чего с уменьшением размольной производительности мельницы вместо требуемого уменьшения вентиляционная производительность возрастает.
В результате совмещения в одной мельнице двух операций — размола и не регулируемой вентиляции часты случаи выбора для котла завышенного с точки зрения вентиляционной производительности типоразмера MB. Причиной этого является стремление иметь достаточный резерв по размольной производительности на случай износа мелющих органов и поступления топлива ухудшенного качества. В результате из-за завышенного количества газов, забираемых из топки при снижении производительности котла, приходится уменьшать количество работающих систем пылеприготовления уже при нагрузках котла 90 — 80% номинальной,
Для снятия ограничения диапазона регулирования производительности MB необходимы разработка и применение устройств для регулирования подачи сушильного агента с помощью изменения частоты вращения ротора MB или дросселирования напора. Некоторое расширение регулировочного диапазона MB при снижении нагрузки котла возможно за счет использования присадки воздуха или “холодных” дымовых газов, но менее предпочтительно из-за возможного нарушения топочного режима.
Для поддержания в широком диапазоне нагрузок неизменного числа работающих систем пылеприготовления с прямым вдуванием (горелок котла) требуется иметь достаточный диапазон регулирования производительности питателей сырого топлива. Необходимая минимальная производительность питателя Вмин (т/ч) определяется по формуле
Вмин = 0.6 (Bк)л / Zп,
где 0,6 — коэффициент, учитывающий необходимость использования в параллельной работе всех установленных на котле систем пылеприготовления в диапазоне нагрузок котла 100 — 60%; (Вк)л — расход поступающего на ТЭС топлива лучшего качества, необходимый для несения котлом номинальной нагрузки, т/ч;
Zn — количество установленных на котле систем пылеприготовления (питателей сырого топлива), шт. Необходимая максимальная производительность питателя сырого топлива Вмакс (т/ч) определяется по формуле
Вмакс = (Вк)ух / [Zn – 1),
где (Вк)ух – расход поступающего на ТЭС топлива ухудшенного качества, необходимый для несения котлом номинальной нагрузки, т/ч.
Для систем пылеприготовления с ММ и СМ работа в соответствии с режимной картой означает главным образом выдерживание оптимальной вентиляции.
Требуемая вентиляция определяется на основе следующих соображений:
— работа без присадки холодного воздуха или с минимальной присадкой слабо подогретого воздуха, поскольку увеличение присадки ведет к ухудшению использования воздухоподогревателя и росту потерь тепла с уходящими газами;
— поддержание в допустимых пределах температуры
сушильного агента за мельницей и соответствующее обеспечение необходимой влажности пыли;

• поддержание приемлемых скоростей в пылепроводах, исключающих отложение пыли либо повышенный абразивный износ;

— поддержание оптимальной тонкости пыли.
Для систем пылеприготовления прямого вдувания с MB требование оптимизации режима работы, учитывая отсутствие в настоящее время приемлемых способов регулирования вентиляционной производительности, в основном означает обеспечение их работы без присадки холодного воздуха.
Режим работы шаровой барабанной мельницы (ШБМ) или ММ в системе с промежуточным бункером пыли должен поддерживаться стабильным независимо от нагрузки котла.
Оптимальным является такой режим, при котором поддерживаются заданные тонкость помола и влажность пыли при максимально возможной загрузке мельницы топливом и допустимой по условиям обеспечения взрыво-безопасности температуре сушильного агента за мельницей, значения которой указаны в таблице 4.1 пункта 4.2.7.
Надежная и экономичная эксплуатация систем пылеприготовления котельных установок обеспечивается соблюдением общего порядка, последовательности и условий выполнения основных технологических операций, регламентированных местной инструкцией, составление которой осуществляется в соответствии с [1] —[4].