Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Dobranie instalacji i urzadzeń
spalania do kotła
Zakład Inżynierii i Technologii
Energetycznych
Wieslaw RYBAK
Wymiary kotłów
Temat wykładów:
Określenie zasad, pomocnych w projektowaniu, doborze i eksploatacji instalacji
kotłowych użytkowanych w energetyce cieplnej i zawodowej.
Rośnie wielkość/moc kotłów/wydajność – od 300 t/h pary w latach 50. do > 3 000
t/h. Przeciętna moc elektryczna 500-660 MWe (1200 -1600 MWt), ale są budowane
o mocy > 1000 MWe.
Zwiększają się parametry pary – zwiększa się sprawność Rankina. Dla bloku 500
MWe przeciętnie ciś. Pary -160 -170 barów, temperatura ścian parownika – 400
480oC, temperatura pary świeżej – 565oC -570oC, temperatura ścian
przegrzewaczy pary > 600oC. Podkrytyczne parametry pary.
Aktualnie pracuje wiele kotłów na nadkrytyczne parametry pary: 300oC,
600/620oC.
Wymiary kotłów
Wyprodukowanie 500 MWe wymaga doprowadzenia energii w paliwie
równej 1370 MWt, z czego 90% przekazywane jest do pary. To odpowiada
190 t/h węgla kamiennego (z 26 MJ/kg ) lub 115 t/h oleju (z 42 MJ/kg).
Komora ma wysokość ok. 35 m z przekrojem poprzecznym 300 m2.
Głównym czynnikiem wyznaczającym konstrukcję paleniska i rodzaj
zastosowanych urządzeń jest typ i rodzaj spalanego paliwa.
O wyborze paliwa decyduje cena i dostępność w długim okresie czasu,
aspekty związane z ochroną środowiska, transport i składowanie i inne
Paliwo
Konstrukcja kotła i komory paleniskowej
20% stanowi powietrze I (pierwotne), pozostałe II (wtórne)
30% energii doprowadzonej z paliwa przejmują ściany parownika na
drodze promieniowanie od płomienia
50% ciepła na drodze promieniowania i konwekcji przejmują powierzchnie
przegrzewaczy pary, podgrzewacza wody
10% energii przejmuje podgrzewacz powietrza
10% energii wyprowadzane jest ze spalinami – strata kominowa (ciepło
parowania i entalpia spalin)
Konstrukcja kotła i komory paleniskowej
Konstrukcja paleniska
Konstrukcja kotła i komory paleniskowej
Objętość komory paleniskowej V związana jest z ilością wydzielonego
ciepła Q i masy spalin m
Q = mcg (Tad – Tin) = rgV cg (Tad – Tin)/ t
Sqad = mcg(Tad – Tex) = hmcg(Tad – Tin) = hQ
h = 1 - (Tex – Tin)/(Tad – Tin)
St/V = hrgCg(Tad – Tin)/qad
S/V = 2 (1/H + (n+1)/W +1/D)
Konstrukcja kotła i komory paleniskowej
Konstrukcja kotła i komory paleniskowej
Konstrukcja kotła i komory paleniskowej
Parametry projektowe instalacji spalania
•Przekazywanie ciepła od płomienia
•Emisja zanieczyszczeń
•Niedopał
•Wpływ różnych czynników na powierzchnie kotła
•Optymalna wielkość nadmiaru powietrza
•Stabilność płomienia i spalania
•Niezawodność, pewność ruchowa
Przekazywanie ciepła od płomienia
Aby zminimalizować wymagana powierzchnię rur wymagana jest duża wartości
strumienia ciepła przekazywanego od płomienia do otaczającej powierzchni
1. Ograniczenia na wielkość strumienia ciepła
• lokalna wielkość strumienia ciepła powinna być poniżej krytycznej dla której
pojawia się tzw. „dry out” (kryzys wrzenia ) rur parownika.
• Kryzys wrzenia – moment w którym mieszanina parowo-wodna nie jest w
stanie utrzymać warunków przepływu z filmem wodnym na ścianach rurowych.
Powierzchnia wewnętrzna rury powyżej punktu krytycznego staja się sucha.
• Pojawienie się tego zjawiska może spowodować przepalenie rur lub ich korozję
• Wartość krytycznego strumienia ciepła zależy od jakości pary, ciśnienia,
średnicy rur, ich pochylenia oraz rozkładu strumienia ciepła.
• Wartość strumienia krytycznego dla zagrożonych miejsc ocenia się przez
porównanie profilu wartości krytycznej z aktualnym profilem strumienia ciepła.
• W nowoczesnych kotłach krytyczna wartość jest rzadko poniżej 350 kW/m2
Przekazywanie ciepła od płomienia
Najbardziej na kryzys wrzenia narażone jest dno kotła – taśmy skręcone,
gwintowanie refowanie, pokrywanie rur obmurzem.
Inne ograniczenie na wielkość przejmowanego strumienia ciepła wynika z
konieczności unikania przegrzania (spalenia) niechłodzonych elementów palnika
(np.. łopatki zawiriowywacza.
Stosuje się wysuwanie elementów lub powietrze chłodzące
Przekazywanie ciepła od płomienia – strumień ciepła
Przekazywanie ciepła od płomienia
Ruszt posuwowo-zwrotny
Spiralny
Wirowy
Promieniowy
NOx może powstawać w czasie spalania z azotu atmosferycznego i azotu
paliwowego
Przepisy wymagają redukcji NOx do poziomu 200 mg/Nm3 (6% O2)
W czasie spalania węgla w emisji NOx dominuje azot paliwowy, zależy od
szybkości mieszania z powietrzem i nadmiaru powietrza. 10-30% Nf przekształca
się do NOx. – zależy od konstrukcji palnika i komory.
NOx atmosferyczne zależą od temperatury (ilości wydzielonego ciepła w pasie
palnikowym)
Emisja zanieczyszczeń - NOx
Emisja zanieczyszczeń - NOxKonstrukcja kotła:
•Typ kotła (palniki naścienne, narożne)
•Typ palników (konwencjonalne, z niską emisją Nox)
•Liczba i moc palników
•Obciążenie pasa palnikowego
•Czas przebywania
•Umiejscowienie dysz powietrza dodatkowego (OFA)
Warunki pracy kotła:
•Obciążenie
•Liczba pracujących młynów
•Pochylenie palników
•Warunki pracy palników (liczba wiru, stosunek pow.I dp pow. II
Właściwości węgla:
•Zawartość części lotnych
•Wskaźnik paliwowy FC/VM
•Zawartość azotu, i inne
Emisja zanieczyszczeń - NOx
Technologia Koszt (US$/kW) % redukcji NOx
Modyfikacja
spalania
0 - 10 10 - 25
Dysze OFA 5 - 15 10 - 30
Palniki low-NOX 6 - 40 20 - 60
Reburning 14 - 50 40 - 60
SNCR 5 - 50 20 - 70
SCR 80 - 180 60 - 90
Emisja zanieczyszczeń - NOx
Powstawanie zanieczyszczeń - SOx
Zawartość siarki w paliwach (0,5 -5%) Większość przekształca się w SO2
Część jest wiązana przez lotny popiół – 5% dla węgli kamiennych do 50%
dla węgli brunatnych.
Mały ułamek przekształca się w SO3 który kondensuje na zimnych
powierzchniach.
Wymagana emisja 200 mg Nm3 dla 6% O2.
Redukcja poprzez urządzenia odsiarczania spalin lub spalanie węgli z
niską zawartością siarki
W temperaturach poniżej kwaśnego punktu rosy powstaje H2SO4 który
kondensuje i prowadzi to do tworzenia kwaśnych osadów sadzy
emitowanych z komina lub do korozji.
Cząsteczki sadzy powstają w procesie krakingu lotnych węglowodorów w
strefie płomienia z niedomiarem utleniacza.
Mają wymiar 0,02 – 0,04 mm i aglomerują, stężenia na poziomie 1 g/m3
(5x10-7 cm3/cm3)
W kotle stężenie zależy od szybkości ich tworzenia i szybkości utleniania
Emisja sadzy jest problemem kiedy płomień jest zimny przy rozruchu lub
ubogi w tlen
Powstawanie zanieczyszczeń – SO3, sadza
Powstawanie zanieczyszczeń – HCl
Niektóre paliwa zawierają duże zawartości chloru (0,1 -1%) wag.
Chlor w płomieniu może się przekształcić w HCl.
Dla węgla z 0,3% chloru oznacza stężenie HCl w spalinach 250 ppm HCl
Niedopał
Nie można spalić w 100% paliwo. Niedopał stanowi koks, CO, węglowodory,
sadza.
Niespalony węgiel przechwytuje elektrofiltr. Wpływa na sprawność kotła i
elektrofiltru.
Obecność w lejach grozi pożarem i wybuchem.
Obniża komercyjne walory lotnego popiołu (< 5-7%)
Emisje pyły poniżej 50 mg/Nm3.
W warunkach spalania sadza zwykle się wypala.
W warunkach nadmiaru powietrza CO niskie. W wysokich temperaturach
płomienia , w warunkach stechiometrycznych CO2 → CO + 0,5 O2 co daje nawet
3000 ppm CO w czasie spalania oleju.
Konstrukcja kotła i komory paleniskowej
Parametry projektowe instalacji spalania
•Przekazywanie ciepła od płomienia
•Emisja zanieczyszczeń
•Niedopał
•Wpływ różnych czynników na powierzchnie kotła
•Optymalna wielkość nadmiaru powietrza
•Stabilność płomienia i spalania
•Niezawodność, pewność ruchowa
Wpływ różnych czynników na powierzchnię kotła
Żużlowanie i popielenie
Niepożądane
•Obniża wymianę ciepła
•Podwyższa straty ciśnienie w układzie ciągu
•Blokuje lej żużlowy i popiołowy
•Zaburza aerodynamikę płomienia w palnikach
Powyższe czynniki ograniczają wymagane obciążenie
Temperatura płomienia wpływa na zachowanie się cząstek popiołu w czasie ich
zderzania się z powierzchnią ogrzewalna kotła
Wpływ różnych czynników na powierzchnię kotła
Żużlowanie i popielenie Wpływ temperatury
Gradient temperatury 103 K/m od 1660 do 750 oC. Cząstka 30 mm z prędkością 15
m/s
schłodzi się do temperatury ok. 800oC przy zderzeniu z powierzchnią ekranu.
Cząstka >100 mm będzie miała przy zderzeniu temperaturę 1250oC, tj. powyżej
temperatury topliwości popiołów ok. 1200 oC
Strumień ciepła do powierzchni komory paleniskowej, jego temperatura,
przewodność cieplna osadu, razem określają grubość warstwy osadu zanim
cząstki popiołu zaczną się topić i spiekać
Kiedy w spalinach występuje wysoki poziom CO to atmosfera redukcyjna
powoduje obniżenie temperatury topliwości popiołu o 200oC poniżej tej
obserwowanej w atmosferze powietrza.
W obecności atmosfery redukcyjnej przemianą ulegają tlenki żelaza Fe2O3 do FeO.
Należy unikać uderzeń o ściany paleniska podstechiometrycznego płomienia
Wpływ różnych czynników na powierzchnię kotła
Żużlowanie i popielenie Wpływ strumienia ciepła, atmosfera
redukcyjna
Wpływ różnych czynników na powierzchnię kotła – Korozja
wysokotemperaturowa
Korozja rur parownika od strony spalin może być podstawową przyczyną
odstawień kotła
Szybkość ubywania metalu może osiągnąć 1000 – 2000 nm/h, co prowadzi po roku
do uszkodzenia rur
Atmosfera redukcyjna w otoczeniu rur powoduje powstawanie H2S w miejsce
SO2.
Drugim czynnikiem sprzyjającym korozji jest wysoko poziom HCl (> 200 ppm – co
odpowiada zawartości Cl = 0,25%.
Atmosfera redukcyjna + obecność H2S powoduje powstawanie wtrąceń FeS w
ochronnej warstwie tlenkowej Fe3O4 na powierzchni rur. Obecność HCl
przyśpiesza ten proces. Obecność przyklejonych niedopalonych ziaren węgla
przyśpiesza proces na skutek tworzenia lokalnych stref redukcyjnych.
Warunki redukcyjne są najważniejszym czynnikiem sprzyjającym korozji. Dla
unikania żużlowania i korozji kluczowe znaczenie ma kontrolowanie wartości
nadmiaru powietrza w płomieniu
Wpływ różnych czynników na powierzchnię kotła – Korozja
Wysokotemperaturowa –przegrzewacze pary
Mechanizm korozji na powierzchni rur przegrzewaczy pary różni się od tego na
ścianach, ponieważ spaliny są równomiernie dotlenione.
Różne siarczany (sodu i potasu) kondensują i stopniowo akumulują się i reagują
tworząc stopione związki na powierzchni w temperaturach > 600oC.
Stężenie SO3 wyznacza punkt topliwości i agresywności stopionej warstwy.
Stopiona warstwa atakuje (rozpuszcza) ochronna warstwę tlenkową tworząc
siarczan chromu który dyfunduje do powierzchni.
Szybkość tego procesu zależy od wielkości strumienia ciepła , tj. od temperatury
spalin.
Należy unikać uderzeń świecącego płomienia na rury przegrzewaczy i aby
wysoka temperatura metalu była w miejscach gdzie temperatury spalin są niższe.
Wpływ różnych czynników na powierzchnię kotła – Korozja
Wysokotemperaturowa –przegrzewacze pary
Wpływ różnych czynników na powierzchnię kotła – Korozja
Niskotemperaturowa
Kondensacja H2SO4 na powierzchni poniżej temperatury punktu rosy powoduje
korozję na powierzchni metalu z szybkością proporcjonalną do szybkości
osadzania się. W czasie spalania oleju szybkość korozji osiąga maksimum w
temperaturach ok. 30oC poniżej punktu rosy (dla typowego stężenia SO3 – 20 ppm
dla oleju wynosi 130 oC).
Dla węgla niższe stężenia SO3 i obecność lotnego popiołu powodują że
szybkość korozji w 30oC poniżej punktu rosy nie jest groźna, ale niższe
temperatury już są.
Aby uniknąć korozji temperatura spalin w kotłach olejowych powinna być > 150oC,
a w węglowych > 120 oC.
Dlatego projektuje się instalacje z niskim nadmiarem powietrza, lub wdmuchuje
się dodatki MgOH
Wpływ różnych czynników na powierzchnię kotła – Korozja
Niskotemperaturowa
Temperatura „wodnego punktu rosy” to temperatura poniżej której para wodna zawarta
w gazie (np. w powietrzu) zaczyna się skraplać. Obecność w gazie (powietrzu) kwasu
solnego, kwasu fluorowodorowego i bezwodnika kwasu siarkowego, powoduje
podwyższenie temperatury poniżej której następuje wykraplanie się kwaśnych par.
Mówimy wtedy o „kwaśnym punkcie rosy”. Przy zbyt niskiej temperaturze spalin
urządzenia omywane takimi spalinami szybko korodują, co znacznie skraca ich
żywotność. Natomiast nadmierne zwiększenie temperatury spalin powyżej temperatury
punktu rosy powoduje pogorszenie sprawności energetycznej kotła oraz sprawności
odpylania elektrofiltrów.
Wpływ różnych czynników na powierzchnię kotła – Erozja
Ziarna węgla i popiołu powodują zużywanie metalowych i ceramicznych części bloku:
młyn, wentylator spalin, instalacja transportu, powierzchnie ogrzewalne.
Podatność węgla jest mierzona i określana na podstawie składu popiołu. Główne
składniki to kwarc, piryt, glinokrzemiany i popiół.
Al = qc + 0,5pc + 0,2 Ac
Wp = AlQs/Q
Gdzie qc = 0,01 A (SiO2 – 1,5 Al2O3)
pc = 1,3 (S – 0,3) piryty
Qs standardowa kaloryczność - 25 MJ/kg; Q – kaloryczność danego węgla
4<Al<12 wysoka abrazyjność 3<Wp<15 wysoka erozyjność
Poprawa:
• Obniżenie zawartości popiołu w węglu
• Poprawa pracy zdmuchiwaczy popiołu
• Usuwanie popiołu z przegrzewaczy pary i ECO
• Obniżenie temperatury podgrzewanego powietrza
• Zastosowanie tarcz hamujących w miejscach przyspieszeń
• Stosowanie odpornych materiałów i napawanych powierzchni
Optymalny poziom nadmiaru powietrza
Ważną informacją o efektywnej pracy kotła jest optymalna wartość %CO2 lub %O2 dla
danego obciążenia. To oznacza że powinna być optymalizowana całkowita ilość
podawanego powietrza. To wymaga minimalizowania dossań powietrza oraz
przeprowadzenia szeregu testów (zwykle 4-5) w celu określenia optymalnej wartości
dla różnych obciążeń.
Np. dla pełnego obciążenia należy oczekiwać w czasie spalania węgla kamiennego na
wylocie z kotła optymalnej wartości CO2 = 15.5% . Dlatego testy powinny być
przeprowadzone dla 14,0; 15,0;; 15,5 i 16% CO2 dla stałego obciążenia kotła.
Uzyskane informacje powinny pozwolić wyznaczyć (straty) sprawność kotła dla każdej
powyższej zmiany ilości powietrza. Optymalna wartość %CO2 i O2 jest wyznaczana
przez wykreślenie wszystkich strat (sprawności).
Następnie testy są powtarzane dla obciążeń 80%, 60% i 40% wartości nominalnej.
Optymalne wartości są przedstawione na rys.
Optymalny poziom nadmiaru powietrza
Optymalny poziom nadmiaru powietrza
Stabilność spalania – praca przy niskich
obciążeniach
Projekt kotła musi uwzględniać dobrą pracę kotła również przy niskich obciążeniach i w
czasie rozruchu. Jeśli kocioł jest przeznaczony do pracy w warunkach obciążeń
nominalnych to sprawność w niskich obciążeniach jest mniej ważna. Ale układ musi
utrzymać stabilne spalanie w zimnym kotle. Wymaga do czasami zainstalowania
instalacji wspomagającej – rozpyłowej.
Dla zimnego kotła stabilność płomienia ma podstawowe znaczenie, ponieważ utarta
zapłonu może powodować niedopał i następnie pożar w lejach , który może przenieść
się do kotła.
Stabilność ze względu na szerokie zmiany wartości A/F jest dodatkowym wymogiem dla
pracy przy niskich obciążeniach, ponieważ system kontroli nie jest w stanie utrzymać
tych parametrów w zmiennych warunkach. W przypadku spalania węgla te stany
przejściowe mogą wywołać zmiany z grupy palników związanych z jednym młynem do
innej grupy.
Stabilność spalania – praca przy niskich
obciążeniach – uruchomienie ze stanu zimnego
Czas rozruchu jest ograniczony ze względu na szybkość z jaka rury kotłowe i elementy
turbiny mogą osiągnąć ich nominalną temperaturę. Zakres ilustruje rys.
Po nocnym odstawieniu uruchomienie trwa 1 h. Większość młynów nie pracuje poniżej
50% ich wydajności ze względu na stabilność podawania pyłu. Co więcej, przepływ
powietrza musi być utrzymany na poziomie koniecznego utrzymania pyłu w rurach
zasilających, zwykle 70% MCR.
Stabilność spalania – praca przy niskich
obciążeniach – uruchomienie ze stanu zimnego
Zużycie ciepła na rozruch kotła zależy od jego parametrów konstrukcyjnych, sposobu
wyłączenia z ruchu, czasu postoju i stanu cieplnego kotła w momencie rozruchu.
Wykorzystanie oleju rozpałkowego może być główną pozycja w rachunku paliwa dla
kotła, ponieważ > 70 t oleju musi być zużyta dla kotła 500 MWe dla każdego zimnego
uruchomienia.
Starty rozruchowe wynoszą po postoju 8h – ok. 35%, po 20 h – ok. 45% i po 30 h – ok.
50% zapotrzebowania ciepła przy obciążeniu znamionowym kotła.
Warunkiem prawidłowego rozruchu jest właściwe rozmieszczenie palników zapłonowych
na ścianach komory. Ich łączna wydajność cieplna powinna wynosić 20-25% wydajności
palników głównych.
Stabilność spalania – praca przy niskich
obciążeniach – okno pracy młyna
Ograniczenia na młyn powodują obniżenie wydajności/mocy siłowni. Generalnie
instalacja młynowa powinna spełniać np. warunki:
• Musi być w stanie podawać projektowe ilości węgla i produkować akceptowany
produkt (pył)
• Pył musi być rozdrobniony do zgodnie z wymogami. Zbyt drobne rozdrobnienie
wiąże się ze stratą mocy na potrzeby własne i może spowodować obniżenie
wydajności. Zbyt gruby przemiał będzie powodował wzrost starty niedopału.
• Wilgotny węgiel musi być odpowiednio suszony, kiedy pełna wydajności jest
utrzymywana, mieszanina pyłowoowietrzna powinna mieć odpowiednią temperaturę,
zwykle w zakresie 70 oC
• Młyn powinien pracować w bezpiecznych warunkach.
Nawet kiedy te warunki są spełnione w młynie istnieje nadal szereg eksploatacyjnych
ograniczeń nałożonych na pracę młyna do których należy:
Stabilność spalania – praca przy niskich
obciążeniach – okno pracy młyna
410043,41
c
oiof
M
TTAW
Wydajność suszenia Jest określona przez dwa czynniki:
1.strumień masowy powietrza przez młyn
2.temperaturę powietrza podawanego do młyna. Im wyższą temperatura powietrza tym
mniejsza jest ilość strumienia masowego powierza potrzebnego do suszenia.
Przybliżony wzór suszenia jest np.:
Gdzie Wf (kg/s)jest wydajnością młyna, Ao – strumieniem powietrza na wylocie z młyna,
Ai strumieniem powietrza na wlocie do młyna = (Ao – Ai)/Ai jest zassaniem
fałszywego powietrza do młyna, Ti – temperatur ą powietrza na wlocie do młyna, To
temperatura mieszaniny pyłowopowietzrnej i Mc – zawartością wilgoci w węglu.
Należy zauważyć że pył węglowy opuszczający młyn zwykle zawiera nie więcej niż
5%wag. wilgoci.
Stabilność spalania – praca przy niskich
obciążeniach – okno pracy młyna
Granica stopnia rozdrobnienia To ograniczenie wynika z konstrukcji siłowni. Nawet
dla obciążeń nominalnych rozmiary ziaren pyłu węglowego nie powinny być poza
pewnym zakresem. Np. dla węgli kamiennych zwykle przyjmuje się, że w zmielonym
pyle węglowym ziaren o wymiarach poniżej 75 mm powinno być 70-80%.
Kiedy elementy mielące młyna są zużyte (starte)będzie trudno zapewnić wymagany
zakres rozmiarów.
Opadanie pyłu węglowego Jeśli szybkość transportowanego pyl w pyłoprzewodach
będzie zbyt niska to część pyłu będzie opadać lub tworzyć zawiesinę. To może grozić
pożarami w przewodach. Dlatego podczas transportu pyłu powinien by zapewniona
minimalna bezpieczna prędkość powietrza transportującego pył .
Zwykle minimalna prędkość mieszaniny pylowopowietzrnej przyjmowana jest na
poziomie 18-20 m/s.
Stabilność spalania – praca przy niskich
obciążeniach – okno pracy młyna
Granica erozyjnego zużywania Erozyjne zużywanie pyłoprzewodów zależy
wykładniczo od prędkości mieszaniny pyłowopowietrznej
Erozyjne zużywanie ~ (prędkość mieszaniny pyłowopowietrznej)5/2
Stąd kiedy prędkość mieszaniny wzrośnie dwukrotnie to szybkość erozyjnego
zużywania pyłoprzewodów zwiększy się sześciokrotnie. Dlatego wyróżnia się graniczną
prędkość mieszaniny pyłowopowietrznej powyżej której koszty wymiany elementów
staną się nieopłacalne. Najczęściej granica erozyjnego zużywania przyjmowana jest
jako 1,5 wartości prędkości opadania pyłu.
Granica bezpieczeństwa Kiedy stosunek A/F staje się zbyt wysoki stężenie pyłu w
mieszaninie pyłowopowietrznej może znaleźć się powyżej wartości określonych przez
dolną granicę wybuchowości.
Zwykle stosunek 5:1 traktowany jest jako bezpieczna granica, w pewnych źródłach
przyjmuje się wartość 3:1.
Stabilność spalania – praca przy niskich
obciążeniach – okno pracy młyna
Schładzanie powietrza Kiedy strumień węgla w młynie obniża się należy obniżyć
strumień powietrza aż do osiągnięcia punktu „minimalnej prędkości” Dalsze obniżanie
wydajności węgla powodowałoby nadmierną temperaturę mieszaniny
pyłowopowietrznej, dlatego należy rozpocząć podawanie powietrza chłodnego.
Kiedy strumień powietrza chłodzącego jest maksymalny, temperatura powietrza
podawanego do młyna będzie najniższa. Oczywiście dla ustalonego maksymalnego
strumienia powietrza chłodzącego uzyskanie temperatury zmieszania będzie zależało
od ilości gorącego powietrza.
Dla naszych celów możemy założyć ze minimalna temperatura powietrza która można
uzyskać jest stała.
Stabilność spalania – praca przy niskich
obciążeniach – okno pracy młyna
Graniczna moc wentylatora powietrza I Wentylator powietrza I dostarcza energii do
transportu mieszaniny pyłowopowietrznej. Przyjmuje się, że kiedy wentylatory pracują
maksymalnie wtedy to jest ograniczające młyn. Z badań wynika, ze wydajność
wentylatora może być przedstawiona w postaci prostej zależności z wystarczającą
dokładnością:
Wf + Wa = const
gdzie Wf i Wa są strumieniami masowymi paliwa i powietrza. Ta zależność pozwala na
wyznaczanie ograniczenia młyna dla różnych prędkości wentylatora i różnych wartości
ilorazu A/F.
Stabilność płomienia Zwykle przyjmuje się, że dla węgla kamiennego praca układu
palnik-komora spalania staje się niestabilna (wymaga włączenia palników rozpałkowych)
kiedy wydajność instalacji młynowej odnóży się poniżej 50% wartości maksymalnej.
Wyznaczenie okna pracy młyna
Wyznaczenie ilościowe wszystkich powyższych ograniczeń pozwala wyznaczyć tzw.
okno pracy danego młyna.
Stabilność spalania – praca przy niskich
obciążeniach – okno pracy młyna
Granica stabilności płomienia i wydajności młyna są ograniczeniami odnoszącymi się
do strumienia węgla
Górnym ograniczeniem dla strumienia węgla jest wydajność młyna. Jeśli strumień węgla
przekracza ta granicę to młyn jest zasypany. Zwykle ta wartość jest podana przez
producenta młyna . Jednak musi być skorygowana uwzględniając zużycie elementów
mielących W przybliżeniu można założyć 75% wydajności maksymalnej dla elementów
mielących pracujących 15 000 godz.
Dolna wartość strumienia węgla w młynie wynika z wartości potrzebnej dla stabilności
płomienia. Typowo przyjmuje się wartość wydajności wynoszącą 0,6 - 0,5 wartości
maksymalnej nominalnej.
Stabilność spalania – praca przy niskich
obciążeniach – okno pracy młyna
Granica transporty pyłu i erozyjnego zużywania są ograniczeniami odnoszącymi się
do strumienia powietrza jeśli prędkość mieszaniny pyłowopowietrznej będzie zbyt
niska to może to spowodować zatykanie przewodów.
Minimalna prędkość jest zwykle przyjmowana w transporcie pneumatycznym jako 20
m/s. Z drugiej strony jeśli prędkość powietrza jest zbyt wysoka to będzie powodowała
erozyjne zużywanie pyłoprzewodów. Jako maksymalna wartość przyjmuje się 1,5
wartości minimalnej.
Granica schłodzenia powietrza doprowadzonego do młyna i granica suszenia są
ograniczeniami na temperaturę mieszaniny pyłowopowietrznej Maksymalna wartość
strumienia węgla, która może być wysuszona przez dany strumień powietrza, zakładając
że ma on maksymalną możliwa temperaturę , jest wyznaczana przez graniczne
suszenie. Jeśli strumień węgla niebyły suszony zupełnie, młyn byłby zasypany lub
przeładowany i przez to obniżyłaby się sprawność kotła. Z drugiej strony, graniczne
schłodzenie powietrzem zapewnia, że niski strumień węgla opuści młyn z zadawalającą
temperaturą, niską wystarczająco aby nie spowodować samozapłonu . Oba
ograniczenia zależą od charakterystyki siłowni , takiej jak maksymalny i minimalny
dostępny strumień powietrza gorącego i chłodzącego oraz wydajności podgrzewacza
powietrza.
Stabilność spalania – praca przy niskich
obciążeniach – okno pracy młyna
Stabilność spalania – praca przy niskich
obciążeniach – odstawienie i obniżenie mocy
Możliwe są dwa rodzaje odstawień kotła: planowane i awaryjne.
Przed ostawieniem kotła do krótkotrwałego postoju (kilka godzin) należy stopniowo
zmniejszać obciążenie kotła, dla minimalnej wydajności urządzeń odciąć dopływ paliwa i
następnie przedmuchać kocioł świeżym powietrzem. Wyłączyć wentylatory i zamknąć
zasuwy. Chłodzenie kotła nie powinno przekraczać 55oC/h.
Jeśli wymagany jest przegląd i remont kotła to utrzymywane są w ruchu wentylatory
wyciągowe aby szybciej schłodzić kocioł.
W czasie awaryjnego odstawienia paliwo jest natychmiast odcinane i z kotła są
wydmuchiwane spaliny.
Questions