Технологическое топливо

Склад и хранение угля, типы углей.

Твердое топливо используют при теплоте сго­рания не ниже 20 МДж/кг, зольности не выше 10-12%, содержании летучих 10-30%. Выбор твердого топлива определяется типом печного агрегата. Для шахтных печей необходимы кокс и антрацит наиболее употребительных марок AM, AC, АРШ, АШ с содержа­нием летучих до 7% и золы до 9-16%. Для обжига во вращающихся печах применяют преимущественно каменные угли, а также бурые угли, горючие сланцы, коксовую мелочь. Различают: каменные угли-длиннопламенные (Д), тощие (Т), газовые (Г), паровично-жирные (ПЖ) и др., бурые угли-мелкие (БМ), сред­ние (БС), крупные (БК) и рядовые (БР) с размерами зерен соответственно 13-25; 25-50; 50-100 и до 100 мм.

Возможность применения твердого топлива в цементной промышленности регламентируется соответ­ствующими ГОСТами на угли конкретных месторожде­ний или регионов. При сжигании во вращающейся печи в виде пыли угли с повышенным содержанием летучих веществ (га­зовые) воспламеняются на близком расстоянии от фор­сунки и дают длинный факел. Тощие угли воспламеня­ются поздно, а горят быстро, образуя короткий факел. Подбор смеси газовых и тощих углей позволяет регули­ровать длину и форму факела в печи.

Твердое топливо предпочтительно должно храниться в угольных скла­дах с подпорными стенками. Пол склада должен быть хорошо утрамбован или забетонирован и снабжен сто­ками для отвода воды. Уголь складывают в штабеля высотой до 2 м. Высота штабелей зависит от типа угля и, следовательно, самовозго­раемости топлива, которая тем выше, чем влажнее уголь и больше в нем летучих. Температуру сложенного в шта­беля угля контролируют при помощи термометров или вставленных в штабеля железных стержней. Если уголь загорается, стержни сильно нагреваются. Уголь различ­ных сортов складывают в отдельные штабеля. Транс­портируют его со склада обычно механизированным путем — кранами, штабелеразборщиками, транспортерами. Вместимость уголь­ного склада в зависимости от местных условий рассчи­тана на одно-двухмесячный запас угля.

Измельчение угля.

Крупнокусковой уголь дробят в быстроходных мо­лотковых дробилках до размеров кусков 5-10 мм.

Ис­пользование угля как форсуночного топлива возможно в сухом и тонкоизмельченном виде. Необходимая тон­кость помола определяется зольностью угля и содержа­нием летучих веществ: остаток на сите № 008 должен быть для газовых углей порядка не более 16%, для тощих не более 10-12%.

Чем грубее размолот уголь, тем больше вре­мя, необходимое для сгорания угольной пылинки, и выше расход топлива. Обычно ско­рость ее горения равна 1—2 с. Угольная пыль вдувается в печь с большим количеством воздуха со скоростью 40—120 м/с. На расстоянии 1—2 м от головки горелки смесь воздуха и пыли теряет скорость. При крупном по­моле угля горение пылинки не успеет закончиться, она упадет на клинкер и будет вынесена вместе с ним из пе­чи. Это вызовет понижение температуры факела и недо­жог клинкера. Поэтому топливо должно быть надлежа­щим образом измельчено.

Скорость горения топливной пыли зависит не только от тонкости ее помола, но и от содержания летучих. Чем оно выше, тем меньше время полного сгорания. При не­достаточном содержании летучих топливо приходится измельчать весьма тонко, чтобы добиться приемлемой скорости сгорания. Тонкость помола влияет на полноту освоения золы топлива обжигаемым материалом. Более тонкие частицы золы быстрее реагируют с обжигаемым материалом и равномернее распределяются в его массе. Влажность топливной шихты должна быть 1-1,5%, но не более 2%.

Использование твердого топлива тре­бует организации на предприятии специального углеподготовительного отделения для помола и сушки угля.

Процессы сушки и помола твердого топлива обычно совмещаются в одном аппарате — мельнице вертикальной или шаровой, рабо­тающей по замкнутому циклу.

Подготовка твердого топлива к сжиганию может производиться по схеме центрального пылеприготовления для всего завода или по индивидуальной схеме для каждой печи.

Чаще всего применяется индивидуальная схема, по которой мельницу устанавливают вблизи печи, а сушка производится избыточным горячим воздухом от колосниковых холодильников или горячими газами от специальной топки. Уголь из бун­кера питателем направляется в мельницу; туда же поступают топочные газы с температурой 800-1000 °С и холодный воздух; необходимый для снижения темпера­туры газов до 400°С.

Применяются замкнутые схемы индивидуального углеприготовления со сбросом венти­лирующего агента в печь или разомкнутые — со сбро­сом вентилирующего агента в атмосферу. Замкнутые ин­дивидуальные схемы бывают с промежуточным бунке­ром для угольной пыли и с прямым вдуванием ее в печь. Разомкнутые схемы применяются только с промежуточ­ным бункером. Индивидуальные замкнутые схемы подготовки угля с пря­мым вдуванием в печь применяются при угле однородного состава и постоянной размолоспособности. На цементных заводах подготовка угля в большинстве случаев ведется по индивидуальной замк­нутой схеме с промежуточным бункером для создания запаса порошка угля перед подачей в печь..

Измельченный уголь выносится в воздушно-проходной сепаратор, где выделяется крупная фракция, возвращаемая на домол. Готовый продукт-угольная пыль-отделяется от дымовых газов в цикло­не, откуда через промежуточный бункер и питатель по­дается форсункой в печь. Очищенные в циклоне горя­чие газы также вдуваются в печь. Вся установка рабо­тает под разрежением.

Уголь нельзя пересушивать. Полностью высушен­ный уголь воспламеняется трудно. Это связано с тем, что углерод не вступает во взаимодействие непосредст­венно с атмосферным кислородом. Его сжигание до СО и СО2 идет по цепному механизму, при котором угле­род сначала реагирует с наиболее активным радикалом ОН, а потом с кислородом. Поэтому для воспламенения угля необходимо присутствие небольшого количества водяного пара.

При начальной влажности угля более 15% или при использовании сланца целесообразны разомкнутые схемы углепылеприготовления.

Выбор типа мельницы зависит от вида топлива, коэф­фициента его размолоспособности, содержания в нем летучих, необходимой тонкости помола.

При сжигании твердого топлива применяют одноканальные и реже двухканальные горелки. Перемешива­ние пылеугольного топлива с воздухом в первом случае происходит в канале форсунки. Качество перемешива­ния зависит от конструкции форсунки и скорости (40-70 м/с) вылета топливно-воздушной смеси. В двухканальных форсунках, представляющих собой две ци­линдрические трубы, вставленные одна в другую, по центральному каналу в печь вдувается топливно-воздушная смесь с первичным воздухом, а по периферий­ному каналу-вторичный воздух.

Предметный указатель: