Технологічний комплекс по підготовці та спалюванню водовугільного палива

Реферат: Технологічний комплекс по підготовці та спалюванню водовугільного палива, який включає вугільний склад, устаткування для дроблення вугілля, установку для подрібнення дробленого вугілля, представлену барабанними млинами з кульовим завантаженням, станцію з котлоагрегатами для отримання теплової та (або) електричної енергії, причому комплекс додатково обладнаний установкою приготування водовугільної суспензії, що складається з ділянки прийому вугільного шламу і дозованої подачі його на змішування, вузла приготування водного розчину реагенту-пластифікатора, змішувача(ів) для змішування вугільного шламу і розчину реагенту-пластифікатора, що подаються дозовано, акумулюючих ємкостей для прийому і зберігання водовугільної суспензії, насосів для дозованої подачі отриманої водовугільної суспензії на додаткове подрібнення, при цьому кульове завантаження, як мінімум, одного з барабанних млинів, в який(і) дозовано спільно з сухим вугіллям подається водовугільна суспензія, замінене на стрижньове, зумпф(и) якого(их) забезпечений пристроєм для відділення крупних і сторонніх предметів з вивантажуваного з млина(ів) водовугільного палива, при цьому котлоагрегат(и) обладнані форсунками для розпилення водовугільного палива, яке дозовано подається насосами на спалювання. UA 93869 U (54) ТЕХНОЛОГІЧНИЙ КОМПЛЕКС ПО ПІДГОТОВЦІ ТА СПАЛЮВАННЮ ВОДОВУГІЛЬНОГО ПАЛИВА UA 93869 U UA 93869 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технології і устаткування по підготовці та спалюванню вугілля і вугільного шламу в котельних установках та на ТЕЦ. Відомі технологічні комплекси по підготовці і спалюванню вугільного палива, що включають вугільний склад, устаткування для дроблення вугілля і його подрібнення, станцію з котлоагрегатами, що спалюють дрібно подрібнене вугілля. При цьому для остаточного подрібнення вугілля використовуються млини-вентилятори [див. 1. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - С. 185]. Найбільш близьким рішенням по технічній суті і результату, що досягається, є технологічний комплекс, який включає вугільний склад, устаткування для дроблення вугілля, устаткування для подрібнення вугілля, яке представлене барабанними млинами з кульовим завантаженням типу КБМ, станцію з котлоагрегатами, що спалюють тонко подрібнене вугілля [див. 1. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - С. 184]. Враховуючи, що в собівартості теплової та (або) електричної енергії вартість палива складає від 50 до 70 %, на сучасних технологічних комплексах прагнуть понизити собівартість одиниці теплової та (або) електричної енергії, що виробляється, за рахунок зниження вартості палива шляхом використання більш дешевого вугільного палива - вугільних шламів, представлених дрібними частками вугілля з високими значеннями вологості і зольності. При цьому головним недоліком аналога і прототипу, так як і інших відомих технологічних комплексів для підготовки і спалювання вугільного палива, є їх непридатність для прийому, підготовки і подачі на спалювання вугільного палива, отриманого на основі вугільних шламів. Даний недолік проявляється в тому, що при прийомі, підготовці і подачі на спалювання вугільних шламів з використанням існуючих комунікацій відбувається замазування бункерів, перевантажувальних тічок, конвеєрних стрічок вологими і зольними частками твердої фази шламів. Тому використання вугільного шламу на існуючих комплексах приводить до частих зупинок технологічного устаткування для його додаткового обслуговування, а в результаті собівартість теплової та (або) електричній енергії, що виробляється, не зменшується, а навпаки збільшується. Задачами, що вирішуються пропонованою корисною моделлю, є: - усунення недоліків, властивих аналогу і прототипу; - зниження собівартості одиниці теплової та (або) електричної енергії, що виробляється, на існуючих або новостворюваних технологічних комплексах за рахунок використання в якості палива не лише вугілля, але і вугільних шламів. Поставлені завдання вирішуються тим, що комплекс додатково обладнується установкою приготування водовугільної суспензії, що складається з ділянки прийому вугільного шламу і дозованої подачі його на змішування, вузла приготування водного розчину реагентупластифікатора, змішувача(ів) для змішування вугільного шламу і розчину реагентупластифікатора, що подаються дозовано, акумулюючих ємностей для прийому і зберігання водовугільної суспензії, насосів для дозованої подачі отриманої водовугільної суспензії на додаткове подрібнення, при цьому кульове завантаження, як мінімум, одного з барабанних млинів, в який(і) дозовано спільно з сухим вугіллям подається водовугільна суспензія, замінюється на стрижньове, а приймальний(і) зумпф(и) забезпечується(ються) пристроєм(ями) для відділення крупних і сторонніх предметів з вивантажуваного з млинів водовугільного палива (ВВП), при цьому котлоагрегат(и) обладнуються форсунками для розпилення водовугільного палива, яке дозовано подається насосами на спалювання. Обладнання технологічного комплексу установкою приготування водовугільної суспензії, яка складається з ділянки прийому вугільного шламу і дозованої подачі його на змішування, вузла приготування водного розчину реагенту-пластифікатора, змішувача(ів) для змішування вугільного шламу і розчину реагенту-пластифікатора, що подаються дозовано, акумулюючих ємностей для прийому і зберігання водовугільної суспензії, забезпечує можливість прийому і ефективної переробки вугільного шламу, перетворюючи його на технологічно прийнятний стан стабільну водовугільну суспензію. Отриману суспензію можливо зберігати в ємкостях, перекачувати насосами по трубопроводах і дозовано подавати на додаткове подрібнення. Використання змішувачів дозволяє здійснити ефективне перемішування вугільного шламу з водним розчином реагенту-пластифікатора. При цьому стабільність суспензії забезпечується використанням відповідного реагенту-пластифікатора. Заміна кульового завантаження, як мінімум, в одному з барабанних млинів, в який(і) дозовано спільно з сухим вугіллям подається водовугільна суспензія, на стрижньове, а також забезпечення приймального(их) зумпфа(ів) пристроєм(ями) для відділення крупних і сторонніх предметів з вивантажуваного з млинів водовугільного палива, забезпечують отримання готового для прямого спалювання в котлоагрегаті(ах) водовугільного палива з мінімальними 1 UA 93869 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 енерговитратами. Експериментальні дослідження показали, що зниження витрат на додаткове подрібнення водовугільної суспензії, отриманої з вугільних шламів, в барабанному млині із стрижньовим завантаженням на 20-30 % менше в порівнянні з аналогічним процесом в барабанному млині з кульовим завантаженням. Обладнання котлоагрегату(ів) форсунками для розпилення водовугільного палива, яке дозовано подається насосами на спалювання, забезпечує ефективне спалювання суспензійного вугільного палива, отриманого на основі вугільних шламів. В результаті досягається істотне зниження собівартості одиниці теплової та (або) електричної енергії, що отримується на комплексі. На кресленні показана технологічна схема комплексу, що пропонується. Технологічний комплекс складається з вугільного складу 1, устаткування для дроблення вугілля 2, установки для подрібнення дробленого вугілля, представленій барабанними млинами з кульовим завантаженням 3, станції з котлоагрегатами 4 для отримання теплової та (або) електричної енергії. Крім цього комплекс обладнаний установкою для приготування водовугільної суспензії, яка складається з ділянки прийому вугільного шламу 5, вузла приготування водного розчину реагенту-пластифікатора 6, змішувачів для змішування дозовано поданих вугільних шламів і реагенту-пластифікатора 7. Кульове завантаження в одному (або декількох) з барабанних млинів 8, в який подається водовугільна суспензія із змішувачів, замінена на стрижньову. Приймальний зумпф 9 вказаного(их) млинів обладнаний пристроєм 10 для відділення крупних і сторонніх предметів з вивантажуваного водовугільного палива. Для дозованої подачі ВВП в котлоагрегати встановлені насоси 11. На станції один або декілька котлоагрегатів обладнано форсунками 12 для розпилення водовугільного палива, що подається на пряме спалювання. Пропонований технологічний комплекс працює наступним чином. Вугільне паливо у вигляді рядового вугілля надходить на вугільний склад. З вугільного складу вугілля прямує на дроблення і подальше подрібнення в кульових барабанних млинах. Отриманий вугільний пил у вигляді повітряно-пилового потоку подається в котлоагрегати станції, на якій виробляється теплова та (або) електрична енергія. Одночасно на технологічний комплекс доставляється вугільний шлам, який подається в змішувачі. Одночасно в змішувачі дозовано подається розчин реагенту-пластифікатора, який приготовлений на вузлі приготування водного розчину реагенту-пластифікатора. Дозування шламу в змішувачі забезпечується рівнем заповнення об'єму змішувача. Після перемішування вихідних матеріалів в змішувачі(ах) отримана водовугільна суспензія розвантажується в зумпф, звідки насосами прямує в акумулюючу ємність. З акумулюючої ємкості водовугільна суспензія насосами з регульованим приводом дозовано подається в барабанний млин, кульове завантаження якого замінене на стрижньове. В результаті подрібнення і гомогенізації водовугільної суспензії в стрижньовому барабанному млині виходить водовугільне паливо, яке розвантажується в приймальний зумпф, обладнаний пристроєм для відділення крупних і сторонніх предметів. Підрешітний продукт пристрою насосами подається в акумулюючу ємність, звідки готове водовугільне паливо дозуючими насосами направляється у форсунки для розпилення, якими обладнані деякі або всі котлоагрегати станції. Таким чином забезпечується ефективна заміна частині вугільного палива на ВВП, яке отримане на основі вугільних шламів. При цьому собівартість отримання одиниці теплової і (або) електричної енергії знижується на 10-30 %. Ефективність пропонованого технічного рішення підтверджується техніко-економічним обґрунтуванням, виконаним для умов ТЕЦ м. Жовті Води (Дніпропетровська область). Для заміни вугілля на ТЕЦ розглядалося водовугільне паливо, яке приготоване з вугільних шламів. Як вугільні шлами випробовувалися шлами ЦЗФ "Торезька", ЗФ "Дзержинська" та ЦЗФ "Селідовська". В таблиці 1 представлені результати отримання ВВП на основі вказаних шламів за пропонованою технологією. В таблиці 2 представлені результати спалювання, отриманих дослідних партій ВВП на основі вугільних шламів. Згідно з виконаними розрахунками, зниження собівартості вироблення електричної енергії складає до 50 %. 2 UA 93869 U Таблиця 1 Характеристика водовугільного палива, яке приготоване на демонстраційній досвідно-дослідній установці. Гранулометричний склад, класи, мм Нижча Кількість Масова теплота добавки доля №№ Номер Зольність, згорання, від твердої d п/п проби A,% +1.0 0.3551,0 0.2500.355 0.0710,250 твердої фази, 0.071 Q r , МДж/кг i фази, % Ст, % (ккал/кг) 1 104 2 101 35,0 3 103 Вугілля + шлам ЦЗФ "Торезька" (30:70) 1,0 62,0 2,7 4,3 32,3 Вугілля + шлам ЗФ "Дзержинська" (30:70) 1,0 65,0 0,2 8,0 2,9 45,5 Вугілля + шлам ЦЗФ "Селідовська" (30:70) 0,3 60,0 2,6 14,9 35,0 35,0 60,7 15,48(3700) 43,4 15,91(3800) 82,5 14,65(3500) Таблиця 2 Технологічні параметри процесу спалювання водовугільного палива Параметри Тиск стислого повітря, Витрата стислого повітря, Коефіцієнт надлишку повітря  Температура в топці, Витрата палива Розрідження 5 10 15 20 Одиниця Вугілля + шлам вимірювання ЦЗФ "Торезька" (зразок № 1) кг/см 3 Вихідний матеріал Вугілля + шлам ЗФ Вугілля + шлам ЦЗФ "Дзержинська" "Селідовська" (зразок № 2) (зразок № 3) 1,5-1,8 1,0-1,5 1.2-1,5 1,0-1,3 0,5-0,8 0,7-1,0 1,05-1,15 1,05-1,40 1,10-1,20 °С л/год. мм вод. ст. 1000-1100 65-75 6 850-1050 65-75 5 850-1000 65-75 6 3 м /кг ВВП ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Технологічний комплекс по підготовці та спалюванню водовугільного палива, який включає вугільний склад, устаткування для дроблення вугілля, установку для подрібнення дробленого вугілля, представлену барабанними млинами з кульовим завантаженням, станцію з котлоагрегатами для отримання теплової та (або) електричної енергії, який відрізняється тим, що комплекс додатково обладнаний установкою приготування водовугільної суспензії, що складається з ділянки прийому вугільного шламу і дозованої подачі його на змішування, вузла приготування водного розчину реагенту-пластифікатора, змішувача(ів) для змішування вугільного шламу і розчину реагенту-пластифікатора, що подаються дозовано, акумулюючих ємкостей для прийому і зберігання водовугільної суспензії, насосів для дозованої подачі отриманої водовугільної суспензії на додаткове подрібнення, при цьому кульове завантаження, як мінімум, одного з барабанних млинів, в який(і) дозовано спільно з сухим вугіллям подається водовугільна суспензія, замінене на стрижньове, зумпф(и) якого(их) забезпечений пристроєм для відділення крупних і сторонніх предметів з вивантажуваного з млина(ів) водовугільного палива, при цьому котлоагрегат(и) обладнані форсунками для розпилення водовугільного палива, яке дозовано подається насосами на спалювання. 3 UA 93869 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4