Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1. Топливное хозяйство. Назначение и необходимые требования.
Топливное хозяйство - тепловых станций (котельных) — сооружения, устройства и механизмы, необходимые для приема, разгрузки, хранения, перемещения и подачи топлива в котельные и топки котлов, а также,для его обработки и подготовки к ржиганию. Принцип, схема топливного хозяйства зависит от вида, свойств и способа сжигания топлива, производительности котельной и ее расположения, а также способа доставки топлива. В общем случае топливное хозяйство разделяют на следующие участки: узел доставки и приема поступающего топлива (разгрузка); склады топлива; устройства для подачи топлива в помещение (топливопадача); первичная подготовка топлива; учет прибывающего и расходуемого топлива; подготовка топлива к сжиганию; подача топлива а топку. Принцип, технологическая схема компоновки оборудования топливного хозяйства может иметь, несколько вариантов, но в общем случае состоит из вагонных весов, через которые проходит все поступающее топливо, помещения для размораживания вагонов с топливом в зимнее время, приемно-разгрузочного устройства, дробильной установки и склада. Топливное хозяйство должно обеспечивать бесперебойную подачу топлива к котлам и удовлетворять следующим основным требованиям: все процессы, связанные с подачей, разгрузкой и хранением, подготовкой к сжиганию и транспортом топлива, должны быть механизированы и по возможности автоматизированы. Потери топлива должны быть минимальными, и его химические и физические характеристики не должны ухудшаться; первоначальные затраты и эксплуатационные расходы на топливное хозяйство должны быть небольшими. При использовании для котлов твердого топлива в системе топливного хозяйства осуществляются следующие операции: прием поступающего топлива; доставка топлива от места приема к котлам или на склад, а также со склада к котлам; хранение запаса топлива на складе в количестве, необходимом для бесперебойного топливоснабжения котлов при возможных задержках доставки топлива внешним транспортом; первичная обработка топлива, учет^ прибывающего и расходуемого топлива. При газообразном топливе хранение его запаса не предусматривается и функции топливного хозяйства сводятся к приему газа, подаче его к котлам и учету расхода. На промышленных предприятиях обычно сооружается общее топливное хозяйство, которое используется для снабжения топливом всех потребителей, в том числе и котельных установок. Твердое топливо от места добычи к котельным установкам обычно доставляется железнодорожным транспортом в «саморазгружающихся» вагонах грузоподъемностью от 60 до 125 т. Разгрузка и обработка вагонов с топливом должны производиться в течение не более 2—3 ч. В общем случае топливное хозяйство включает следующие устройства и механизмы: устройства для взвешивания прибывающего топлива; устройства для размораживания или разрыхления топлива в вагонах; приемно-разгрузочные устройства; базисный и расходный склады топлива; механизмы для механизации работ на складе; механизмы для подачи топлива от приемно-разгрузочного устройства на склад и в систему подачи топлива к котлам; механизмы для подачи топлива к помещению дробилок; дробильные устройства; механизмы для подачи топлива к бункерам котлов; устройства взвешивания расходуемого топлива.
2. Топливное хозяйство. Операция осуществляемые при сжигании твердого топлива.
Топка для твердого топлива представляет собой камеру, футерованную огнеупорным кирпичом и отделенную порогом от рабочего пространства печи. Топливо забрасывается в топку через загрузочное окно на колосниковую решетку, а воздух для горения подается снизу под колосниковую решетку в зольник. В промышленных печах для сжигания угля применяют чаще всего топки с горизонтальной колосниковой решеткой, выкладываемой из стальных брусков с зазором между ними. Иногда вместо стальных брусков применяют чугунные колосники или чугунные плиты с продольными или круглыми отверстиями. Колосниковая решетка служит для поддержания слоя топлива при горении и равномерного распределения воздуха по всему слою топлива. Зола сгоревшего топлива проваливается в зольник и выгребается оттуда через зольниковое окно. Загрузочное и зольниковое окна закрываются во время работы печи дверками (на рисунке не показаны). Продукты горения из топки идут в рабочее пространство печи. Очень часто в зольник подается только часть воздуха, необходимого для горения топлива. При этом процесс, горения завершается на решетке не полностью. В связи с недостатком воздуха углерод превращается в окись углерода и продукты горения содержат много окиси углерода и водорода, которые дожигаются в рабочем пространстве печи при поступлении дополнительного (вторичного) воздуха, подводимого в верхнюю часть топки. Это делается для того, чтобы по возможности перенести горение топлива в рабочее пространство печи с целью получить в нем более высокую температуру при одновременном снижении температуры в топке. Такие топки называются полугазовыми.
3. Последовательность подготовки твердого топлива к сжиганию. Дробление топлива.
Подготовка твердого топлива обычно осуществляется в две стадии: удаление металла и щепы с предварительным грубым дроблением в дробильной установке; тонкий размол и подсушка в системе приготовления пыли. Для некоторых сортов влажных топлив, склонных к налипанию на поверхности размалывающих устройств, применяют предварительную сушку топлива до подачи его в дробильную установку. Предварительная подсушка топлива осуществляется либо в паровых сушилках (за счет тепла греющего пара), либо в газовых сушилках (за счет тепла полученного при сжигании части подсушиваемого топлива).
Дробление. На электростанцию топливо поступает в виде кусков различных размеров: от долей миллиметра до 150—200 мм и более. В процессе подготовки топливо измельчают и подсушивают. Превращение твердого кускового топлива в порошок осуществляют в два этапа: первый этап — дробление до размеров 15—25 мм; второй этап — размол до пылевидного состояния с одновременной подсушкой.
Схема наиболее распространенной одноступенчатой дробильной установки показана на рис. 5-4. В дробильную установку кусковое топливо подается ленточным конвейером 1. До поступления в дробилку из потока топлива удаляют металлические предметы, повышающие износ и вызывающие поломку оборудования, а также древесную щепу. Металлические предметы, несущиеся на поверхности потока топлива, улавливаются подвесными электромагнитными сепараторами 4, а находящиеся в глубине потока — барабанными электромагнитными сепараторами 5. Щепо-уловитель 8 представляет собой вращающийся гребенчатый барабан, который прочесывает поток топлива. Прошедшее между гребнями дробленое топливо проваливается в бункер 9, а щепа сбрасывается в отдельный бункер.
4. Жидкое топливо. Виды и их характеристика.
Естественным жидким топливом является нефть – смесь жидких углеводородов различных молекулярных весов и групп. Кроме того, в ней содержится некоторое количество жидких кислородных, сернистых и азотистых соединений. Природный газ чисто газовых месторождений состоит в основном из метана (95 –98% СН4). В искусственных газообразных топливах (газ доменных и коксовых печей, генераторный газ) метана содержится мало. Горючими составляющими в них является в основном водород Н2 и окись углерода СО.
Горючая часть топлива содержит углерод С, водород Н, кислород О, азот N и серу S. Основным элементом горючей части всех видов топлива является углерод С. Кислород и азот в топливе – органический балласт. Кислород, находясь в соединении с водородом или углеродом топлива, снижает количество теплоты, выделяющейся при сгорании. Азот при сжигании топлива в атмосфере воздуха не окисляется и переходит в продукты сгорания в свободном виде. Вредная примесь топлива – сера. При сгорании серы теплоты выделяется примерно в 3,5 раза меньше, чем при горении углерода. Содержание серы в топливе приводит к сильной коррозии низкотемпературных поверхностей нагрева. Негорючие минеральные примеси – балласт топлива. В газообразных топливах это углекислый газ СО2, азот N2 и водяные пары. В твердых топливах примеси состоят в основном из глины AL2O3 2SIO2 2H2O, свободного кремнезема SIO2 и железного колчедана FeS2. В горючих сланцах примеси – в основном карбонаты. В нефти негорючие примеси – это различные соли и окислы железа.
Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива. Высшей теплотой сгорания топлива Q называется количество тепла, выделяющееся при полном сгорании 1 кг твердого (жидкого) или 1 м3 нормального газообразного топлива. Теплоту сгорания топлива определяют экспериментально с помощью приборов – калориметров. Теплота сгорания топлива выражается в единицах кДж/кг.
Жидкие виды топлива получают путем переработки нефти. Сырую нефть нагревают до 300 ... 370 °С, после чего полученные пары разгоняют на фракции, конденсирующиеся при различной температуре:
- сжиженный газ (выход около 1 %); -бензиновую (около 15 %, tK = 30 ... 180 °С); -керосиновую (около 17 %, tK = 120 ... 135 °С); - дизельную (около 18%, tK = 180 ... 350 °С).
Жидкий остаток с температурой начала кипения 330 ... 350 °С называется мазутом.
Дизельное топливо (газойль, соляровое масло),Темное печное топливо,Светлое печное топливо,Мазут,Топливная нефть,Керосин,Лигроин,Бензин, газолин
Сланцевое масло,Отработавшее машинное масло,Растительные (рапсовое, арахисовое) или животные масла (жиры)
Этанол,Метанол,Пропанол
(Изомеры) спиртов -Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ),Диметиловый эфир (ДМЭ)
жирных кислот -Этерифицированные растительные масла (биодизель)
Водотопливная эмульсия,Этиловый спирт в бензинах,Масла в бензинах
Из угля (CTL),Из биомассы (BTL),Из природного газа (GTL)
5. Топливное хозяйство при сжигании твердого топлива.
При сжигании твердого топлива в слое система пылеприготовления в теплостанции отсутствует. Все поступающее твердое топливо до разгрузки должно быть взвешено. Топливо, доставляемое по железной дороге, разгружают на эстакаде котельной. Простейшая из них — насыпь высотой 1—3 м с уложенной на ней железнодорожными путями. Длина эстакады обусловливается суточным расходом топлива и должна обеспечить возможность одновременнной разгрузки нескольких вагонов. Иногда вместо эстакады сооружают закрытые разгрузочные сараи для размораживания топлива. После разгрузки топливо подают с помощью автопогрузчиков, грейферных кранов, конвейеров или других механизмов на склад, с которого по мере необходимости его подают в бункеры сырого угля и из них через систему пылеприготовлеиия в топкц котельной установки. Запас топлива, расходуемого в периоды перерывов в его поступлении, хранят на территории котельной либо поблизости от нее на специально сооруженных для этого складах. Уголь, сланцы и торф хранят на открытом воздухе в штабелях. В соответствии с назначением независимо от вида топлива склады разделяют на базисные — для длительного планового хранения, для обеспечения группы котельных при длительных задержках в его доставке и расходные (оперативные) - для хранения эксплуатационного запаса топлива, потребляемого котельной в отдельные дни или часы при кратковременных задержках в поступлении топлива. При доставке топлива автотранспортом расходные склады проектируют не более суточного расхода; при доставке по железной дороге — не более 14-суточного. Резервные аварийные склады в зависимости от степени надежности доставки топлива проектируют с одно-, двухнедельным или месячным запасом топлива. В домовых отопительных котельных при установке котлов под зданиями склады топлива располагают в смежных с котельными помещениях. В крупных отдельно стоящих котельных склады топлива сооружают открытыми на специально подготовленных ровных незатопляемых площадках, имеющих дренажи для отвода атмосферных и грунтовых вод.
При длительном хранении топлива в штабелях и бункерах могут происходить его самонагревание и самовозгорание. Во избежание самовозгорания сроки хранения различных категорий топлива ограничивают: бурые длиннопламенные угли — 4—12, газовое каменные угли — 12—36, антрациты и каменные тощие угли — 25 — З6 мес.
6. Жидкое топливо. Форсунки и горелки.
Жидкое топливо – это горючая жидкость, получаемая из нефтепродуктов или имеющая синтетическое происхождение, которая применяется для энергетических целей путем сжигания или преобразования химической энергии углеводородов в тепловую энергию.
К жидкому топливу можно отнести следующие продукты:
-нефтепродукты (бензин, дизельное топливо, мазут), которые получают из перегонки сырой нефти;
-креозот – это продукт низкотемпературного коксования и возгонки угля;
-синтетические масла, образуются в результате сжижения угля;
-прочие виды жидкого топлива, которые производятся из растений (картофель, рапс, кукуруза), к ним можно отнести биотопливо;
Единственное жидкое топливо, которое имеет естественное происхождение, и имеющее важное промышленное значение, является сырая нефть. Саму сырую нефть как топливо в печах и котельных установках не применяют, а используют продукт ее переработки – бензин, дизельное топливо, керосин
Преимущества жидкого топлива
-высокая теплотворная способность;
-простота и удобство хранения и транспортировки;
-экологичность;
-практически отсутствуют золошлаковые отходы;
-высокий КПД котлов при использовании жидкого топлива.
Недостатки жидкого топлива:
-дороговизна;
-взрыво- пожароопасно.
ФОРСУНКИ И ГОРЕЛКИ, устройства, используемые для подготовки жидкого топлива к горению, которая заключается в доведении топлива до такого состояния, в котором оно легко перемешивается с воздухом (окислителем). Для подготовки к горению топливо измельчается путем распыления или испаряется посредством нагревания. В соответствии с этим выделяют два класса топливных форсунок – распыливающие и испарительные. Последние называются также горелками. Подготовленное топливо подводится в зону горения, причем форсуночное устройство должно обеспечивать одновременную подачу нужных количеств топлива и воздуха и их равномерное перемешивание. Автоматические топливные форсунки и горелки, которые используются, например, в системах отопления и бытовых теплонагревающих агрегатах, регулируются в соответствии с командами системы управления. Они поджигают перемешанную смесь топлива с воздухом и поддерживают горение до тех пор, пока от системы управления не поступит команда на отключение.
Особенности применения.
Топливные форсунки находят применение повсюду, где могут быть использованы нефтепродукты, пригодные для сгорания. Наибольшее применение топливные форсунки находят в теплоэнергетике и промышленных технологических процессах. При сгорании нефтепродуктов образуются газы, состоящие главным образом из двуокиси углерода, водяного пара и азота, которые химически неактивны и не оставляют золы. По этой причине топливные форсунки и горелки могут применяться в процессах тонкой химической технологии, связанных с подводом тепла. При использовании высокоэффективных топливных форсунок и подходящих топлив продукты сгорания, приходя в соприкосновение с пищевыми продуктами, не загрязняют их. Так, работающие на жидком топливе зерносушилки производят сушку большей части годового урожая зерна, причем в таких сушильных камерах получают более высококачественное зерно и с меньшей долей брака, чем зерно, подвергнутое сушке в естественных условиях.
Распыливающие форсунки.
Пневматические форсунки.
Форсунки с вращающимся распылителем.
Горелки.
В форсунках испарительного типа (горелках) топливо перед сжиганием нагревается до испарения в капиллярных фитилях либо на металлической поверхности.
Капиллярные горелки.
Капсульные горелки.
Горелки бачкового типа.