Экономия топлива на электростанциях малой и средней мощности - Организация правильного хранения твердого топлива

Топливный склад представляет собой участок электростанции, где могут происходить количественные и качественные потери топлива. Условный к. п. д. топливного склада может быть определен из выражения:
(12)
где: Q— низшая рабочая теплотворная способность топлива
при поступлении в котельную, на газогенераторную и т. п., ккал/кг;
Вм — месячный расход топлива по учету прихода в котельную, кг/мес·,
Q' и В'—соответственно обозначению тех же величин, но по состоянию прибытия свежего топлива на склад.
На отлично организованном топливном складе величина практически не отличается от единицы. При небрежном же хранении топлива на складе происходит потеря теплоты сгорания топлива (q<1) и теряется часть топлива по весу (β< 1). В результате ηск падает.
Понижение величины q может происходить по следующим причинам:
а)    механическое смешивание твердого топлива с землей складской территории;
б)    выветривание и частичное возгорание топлива из-за отсутствия надлежащего уплотнения поверхностей штабеля;
в)    обильное насыщение топлива влагой атмосферных осадков. При хранении в резервуарах жидкого топлива — обводнение его за счет неплотности подогревающих змеевиков;
г)    в зимнее время замерзание влаги топлива, что влечет за собой дополнительную затрату тепла на оттаивание льда.
Практика обследования ряда складов показывает, что величина q колеблется от 1 до 0,97 (меньшие величины для топлив с большим содержанием летучих и при длительном хранении до б месяцев). Бурые угли при хранении более 6 месяцев показывают уменьшение этого коэффициента до 0,95.
Плохая организация склада, отсутствие надлежащего контроля и непринятие необходимых мер против самовозгорания иногда приводят к тому, что топливо настолько теряет в своей теплоценности, что после 4—6 месяцев пребывания на складе фактически становится непригодным для сжигания в топках.
Весовое количество топлива, завезенное на склад, может уменьшаться (β<1) за счет:
а)    уноса части мелкого топлива ветром из штабеля вследствие плохого уплотнения поверхности штабеля. Здесь надо считаться с имеющей место способностью частиц топлива улетать при достижении скорости ветра до величин, указанных в табл. 3.
Таблица 3
Скорость ветра, при которой происходит улетание частиц топлива

Ветровые бури со скоростью 20 м/сек и выше уносят из плохо организованного штабеля и большие частицы топлива;
б)    уноса части мелкого топлива ветром при неудачной конструкции перегружателя топлива, при сбрасывании его с большой высоты, при неправильной конструкции устройств, транспортирующих топливо;
в)    втаптывания топлива в грунт основания склада из-за отсутствия соответствующего уплотнения основания склада.
Необходимость сокращения числа перегрузочных операций и правильного выбора механизмов видна из табл. 4 [2].
Помимо перечисленного, пережоги топлива на электростанциях могут иметь место по следующим причинам:

Среднее количество мелочи (в %), образующееся при перегрузках топлива

а)       плохо поставленный учет качества топлива, неправильная система отбора проб и отсутствие хорошо оборудованной лаборатории для систематического анализа топлива;
б)       плохо поставленный учет топлива подвесу при поступлении его на склад и по расходу его потребителями;
в)       отсутствие надлежащего внимания к благоустройству склада, отсутствие систематического расчета величины и анализа причин его снижения.

В заключение следует отметить, что на топливном складе могут иметь место завышенные расходы электроэнергии на перегрузку и транспортировку топлива, вследствие неподходящих по типу конструкций и недогрузки механизмов.
В частности, при перекачке жидкого топлива могут быть повышенные расходы электроэнергии или пара при наличии неправильной системы трубопроводов, неисправной арматуры, загрязнения трубопроводов и образования в них пробок.
Приведенный анализ причин отклонения условного к. п. д. топливного склада от единицы позволяет составить на каждой электростанции конкретный план простейших эксплуатационных мероприятий по налаживанию работы топливного склада и оперативного контроля его.
Правильная организация склада твердого топлива требует прежде всего хранения топлива на надлежащей по величине площади склада в штабелях определенной высоты, по различным маркам и сортам топлива раздельно.
Высоту штабеля при его специальном послойном уплотнении и наличии быстро работающих погрузочно-разгрузочных механизмов можно не ограничивать.
Для устранения причин самовозгорания топлива и сохранения его качества и количества территорию для хранения топлива необходимо выровнять строго по горизонту, очистить от растительности, мусора и уплотнить, чтобы избежать вдавливания топлива в грунт. Давление катков должно быть около 3—4 кг/см2.
Наилучшим основанием для штабелей являются плотные суглинки. При прочих видах грунта в качестве основания утрамбовывается слой глины со шлаком толщиной 120—150 мм.
Освобождение площадки склада от застоев и проникновения воды обеспечивается устройством дренажей с устойчивым стоком по всей площадке, в том числе и по контуру. Выпавший на поверхность штабеля снег необходимо сейчас же счищать. Снежный покров ухудшает отвод-тепла от средних слоев штабеля, а увлажнение штабеля тающим снегом способствует самовозгоранию топлива.
Топливо, особенно склонное к самовозгоранию, должно укладываться и укатываться плотно слоями по 250 мм.
С целью предохранения от проникновения воздуха необходимо уплотнить все наружные поверхности штабеля: верх и откосы. При длительном хранении на штабель кладется слой (толщиной до 100 мм) из смеси песка, глины и извести, по которому делается побелка известковым раствором для уменьшения восприятия теплоты солнечных лучей. Самовозгорание обнаруживается при систематическом замере температуры в различных точках штабеля. При этом следует вести журнал учета температур в перенумерованных по эскизу штабеля точках. Эти точки должны соответствовать различным положениям термометров в контрольных трубах по их высоте. Контрольные трубы, обычно стальные, диаметром 20—30 мм могут быть взяты из использованных в производстве. Они расставляются рядами с шагом по 4—8 м вдоль и поперек штабеля. При установке труб необходимо следить, чтобы они сами не явились бы причиной повышенной циркуляции воздуха в штабеле. Трубы имеют нижний конец закрытым, оттянутым на конус, место выхода труб на поверхность следует уплотнить и замазать глиной. Верхние концы труб, закрываемые плотными пробками, должны выступать над поверхностью штабеля не менее, чем на 200—300 мм.
Быстрое (3—5° С за сутки) и систематическое повышение температуры в какой-либо точке должно немедленно привлечь к себе внимание обслуживающего персонала. При достижении же 45—50° С для угля и 55—60° С для торфа должны приниматься меры по ликвидации самовозгорания топлива: дополнительное уплотнение и обмазка глиной или же расходование в первую очередь топлива из этого места штабеля.
Современный топливный склад оборудуется высокопроизводительными погрузочно-разгрузочными средствами, например, грейферными кранами на гусеничном ходу, передвижными транспортерами и другими подобными устройствами.
Весьма эффективным методом хранения самовозгорающихся углей является переход на сплошные штабели вместо отдельных. При этом уменьшается отношение наружной поверхности штабеля к его объему.
Хороший способ хранения бурого угля предложили работники ТЭЦ автозавода имени Сталина [3]. Вместо трапецеидального сечения штабеля с плоскостью наверху они применили треугольную форму с острой, слегка закругленной вершиной. Ширина основания — 50 м, высота — 8—9 м. Небольшой уклон боковых поверхностей позволил производить довольно плотную укатку боковых поверхностей гусеничными тракторами вместо катков. Перемещение массы угля с боковых частей в среднюю часть штабеля производится при этом с помощью скребка по типу бульдозерного. Перед укаткой с поверхности штабеля убираются крупные куски и делается выравнивание с подсыпкой мелкого угля. Гидроизоляции при этом не требуется. Преимуществом этого метода является то, что здесь работы по устройству открытого склада механизированы. Контроль температур здесь производится обычным методом. Практика хранения бурого угля на складах ТЭЦ автозавода показала, что в течение последних трех лет качество угля практически не ухудшается; ранее же срок хранения ограничивался 6—8 месяцами вследствие самовозгорания угля.
При отсутствии высоко стоящих грунтовых вод в местностях с сильными ветрами может быть применен метод ВНИИТ по хранению самовозгорающихся бурых углей в траншеях.
Опыт хранения таким методом Богословского бурого угля в течение пяти лет показал, что качество угля не понизилось, поскольку уголь был предохранен от смешивания с грунтом уплотнением ограждающих поверхностей, от увлажнения устройством скатов на верхней поверхности, от выветривания заглублением в траншею и от воздушных, конвекционных токов сильной послойной укаткой.
Уменьшение потерь топлива на складах от уноса мелочи должно идти по линии правильного использования складов. С этой точки зрения предпочтительно использовать в котельной уголь свежий, прямо из вагонов, сохраняя запасный уголь в сплошных, хорошо уплотненных массивах.
Потери топлива не должны превосходить величин, приведенных в табл. 5.
Таблица 5
Потери топлива (в %) при складских операциях

Для повышения качества древесного топлива необходимо использовать территорию склада для естественной подсушки топлива. Для этого длина штабелей дров не должна превышать 30 м, а разрывы между штабелями не должны быть меньше 2 м. Укладку поленьев необходимо делать с наибольшей проницаемостью господствующих ветров в просветах штабеля. Не следует поэтому в направлении этих ветров в штабеле выкладывать сплошные поперечные стенки из поленьев. При возможности необходимо разрежать укладку поленьев прокладками.
Для подсушки дров желательно использовать солнечные лучи. Дрова для ускорения сушки необходимо расколоть.
Следует иметь в виду, что сжигание свежесрубленных дров снижает производительность тепловых установок и увеличивает тепловые потери.