4. Priprema i dobijanje ugljenog praha

Proces dobijanja ugljenog praha, može biti u jednom centralnom ili u više pojedinacnih uredjaja za svaku termoenergetsku jedinicu. Ako se priprema uglja obavlja u jednom sistemu, tada se u bunkeru za ugljeni prah obavlja raspodela za sve kotlove u energetskom sistemu. Ovaj način pripreme ugljenog praha nije pogodan zbog toga sto postoji opasnost od eksplozije veće količine prašine u bunkeru i moraju se graditi duži kanali za dopremu i transport ugljene prašine. Kod savremenijih termoenergetskih postrojenja, za svaki kotao ugradjuje se 4 do 5 mlinova za mlevenje ugljene prašine. U termoenergetskoj praksi poznati su sporohodni i brzohodni mlinovi. Na slici (4.1) prikazan je brzohodni mlin čekićar. Čekići kod ovog mlina izradjeni su od kvalitetnog čelika, koji su zglobno vezani za bubanj mlina. Ugalj dopremljen iz drobilice izbacuje se kroz kanal (1) na slici (4.2) da se suši u struji dimnih gasova ili toplotnog vazduha na temperaturi od oko C700 .

slika (4.1)

Sušenje uglja nastavlja se i u mlinu, jer se dimni gasovi za sušenje uglja odvode iz ložišta kroz otvor (2). Slobodnim padom ugalj ulazi u mlin (3) koji ga sitni u ugljani prah. Tako usitnjen ugalj u vidu praha, pod pritiskom ventilatora, nosi primarni vazduh u odvajač ugljenog praha (4) u kome se odvajaju krupnije čestice ugljene prašine, koje se ponovo vraćaju kanalom (5) u mlin. Iz odvajača ugljenog praha, primarni vazduh potiskuje ugljeni prah kroz kanal (6) u gorionik (7), a potom u ložište kotla. Primarni vazduh koji potiskuje ugljenu prašinu, može se zagrejati najviše do C160 . Ukoliko je temperatura primarnog vazduha viša, postoji opasnost od izazivanja eksplozije gasova ugljene prašine u kanalima sistema.

26

slika (4.2)

Pritisak primarnog vazduha, kojim se ugljeni prah ubacuje u ložište kotla, kreće se od 0,015 bara, brzine ubacivanja oko 15 m/s. Pri loženju ugljenimprahom, radni pritisak kreće se oko 25% od pritiska primarnog vazduha sa temperaturom od C120 , a ostali vazduh od oko 75% ostvaruje pritisak preko zagrejača vazduha sa temperaturom od 400 do C500 . Na ovaj način ložište se manje hladi, pa se povećava stepen iskorišćenja goriva. Sekundarni vazduh služi za sagorevanje ugljene prašine i usmeravanje plamena u ložište, slika (4.3). Pritisak sekundarnog vazduha mora biti veći za 20 do 25% od pritiska koji vlada u ložištu, da bi se na taj način sprečio povraćaj plamena u rasprsivač i kanal ugljene prašine, kroz koji se dovodi ugljena prašina do gorionika. Ugljena prašina za loženje kotlova proizvodi se tako što se ugalj predhodno osuši, a potom se melje u veoma finu prašinu pomoću specijalnih mlinova (čekićara, drobilica ili ventilacionih mlinova i drugih). Kvalitet ugljene prašine vrednuje se veličinom čestica koje prolaze kroz sita koja na 1 2m imaju od 900 do 1000 rupica stranice od 0,1 do 0,05mm. Ugljena prašina za efikasno sagorevanje, treba da bude tako samlevena da na situ od 900 rupica na 1 2cm ne ostane ostatka goriva, a na situ od 1000 rupica da ostane oko 10% gpriva. Približna veličina čestica ugljene prašine, koja se dobija mlevenjem struktuirana je priblizno sa oko: - 50% čestica ima veličinu od 0,08mm - 10% ćestica ima veličinu od 0,09 do 0,2mm - 40% čestica ima veličinu od 0,2 do 1,00mm Broj obrtanja mlinova čekićara kreće se od 900 do min/1500 . Ploča po kojoj udarački čekići, najviše se haba, pa je potrebno menjati je posle 2500 do 3000 radnih časova. Proizvodni učinak po jednom mlinu ostvaruje se 20 do 100 t/h proizvodnje ugljene prašine, sa pogonskom snagom elektromotora, koji pokreće mlin od 2000 do 12000 KW.

27

slika (4.3)

Za sagorevanje ugljenog praha u ložištu, koristi se više konstrukcija gorionika za loženje ugljenim prahom. Oblik otvora gorionika za ubacivanja ugljenog praha u ložišni prostor, može biti pravougaonog, kružnog i elipticnog preseka. Bolji je oblik gorionika onaj koji ostvaruje efikasnije vrtloženje i mešanje ugljene prašine i sekundarnog vazduha. Iz tih razloga, neki gorionici sa unutrašnje strane, imaju zavojne žljebove, koji obezbedjuju efikasno vrtloženje i mešanje sekundarnog vazduha sa ugljenom prašinom, sto pospešuje i dovodi do potpunog sagorevanja goriva, a na slici (4.4) predstavljeno je tangencijalno uduvavanje ugljenog praha u ložište.

slika (4.4)

28

Prednosti termoenergetskih sistema, koji za svoj rad koriste ugljeni prah kao gorivo, ogledaju se u sledecem: - bolje se iskoriscavaju goriva nize toplotne moci, - efikasnije se koristi gorivo koje raspolaze pepelom do 30%, - stepen iskoriscenja termoenergetskog postrojenja povecava se za 20% koriscenjem ugljenog praha kao goriva, - povecava se proizvodnja pare u kotlu za oko 60%, - gorivo sagoreva sa manje dima, - sagorevanje goriva je brze i burnije, - termoenergetsko postrojenje stavlja se brzo i efikasno u pogonsku spremnost, - mesanje vazduha sa ugljenim prahom je brzo i efikasno, - lako se regulise kolicina goriva prema promenama opterecenja postrojenja, - veca je cistoca grejnih povrsina postrojenja, - postoji mogucnost daljinskog automatskog termickog upravljanja sistemom.

Nedostaci upotrebe ugljenog praha kao goriva, obuhvaceni su u sledecim pojavama: - kotao u sistemu koji koristi kao gorivo ugljeni prah, ekonomican je samo u slucaju ako proizvodi paru iznad 60% svoih nominalnih mogucnosti. Ako proizvodnja pare padne ispod 30%, smanjuje se temperatura u lozistu i vatra se gasi, pa se u ovom slucaju postrijenje lozi tecnim ili gasovitim gorivom, sto poskupljuje proizvodnju pare, - loziste za sagorevanje ugljenog praha mora se potpaljivati lako upaljivim gorivom, gasom ili mazutom, - odstranivanje pepela i sljake u pogonu sistema, dosta je otezano i cesto izaziva zastoje u radu sistema, - za pogon mlinova za mlevenje uglja, trosi se velika kolicina pogonske energije, - kotlovi lozeni ugljenom prasinom ekonomicniji su za vecu proizvodnju vodene pare, cije su grejne povrsine preko 400 2m .

Da bi se sprecilo zagadjivanje zivotne sredine, sve vece termoelektrane imaju ugradjene filtere za hvatanje neizgorelih sastojaka goriva i pepela. Najcesce se ugradjuju elektrostaticki filteri, no i pored toga dolazi do zaprasivanja okoline i stetnog uticaja na vegetaciju i ostali zivi svet.

29