Длительность хранения топлива в бункерах обычно невелика. Бункера, как правило, используют для хранения оперативного резерва топлива, время хранения которого составляет от нескольких часов до нескольких суток. Более продолжительное хранение топлива в бункерах считается нарушением технологического регламента.
Бункера оперативного резерва, которые входят в Технологическую схему топливоподачи и пылеприготовления на электростанциях, обычно называют промежуточными. В схемах топливоподачи электростанций, сжигающих уголь или торф, бункера устанавливают после приемно-разгрузочных устройств и после устройств тонкого дробления топлива; последние обычно называют бункерами сырого топлива, и они являются границей раздела топливоподачи и пылеприготовления.
Бункера имеют обычно форму перевернутой усеченной пирамиды или призмы с коническим днищем. Изготовляют их из бетона или металла. Топливо загружают в бункер периодически, по мере опорожнения, через отверстия в верхней крышке, а разгружают через нижние течки, связанные с теми или иными видами питателей. В зависимости от характера топлива при эксплуатации бункеров встречаются трудности, такие, как зависание и загорание топлива в бункере, что приводит к нарушениям эксплуатационных режимов и правил противопожарной охраны.
В бункерах неудачной конструкции топливо вытекает не по всему сечению равномерно. Это обусловливает образование в бункере застойных участков, где топливо может задерживаться на длительное время, слеживаться, терять сыпучесть и даже самовозгораться. В целях предупреждения местного слеживания топлива правилами технической экусплуатации рекомендуется во время работы бункеров периодически полностью опоржнять их, а в периоды плановых остановок котлоагрегатов и мельниц производить полное освобождение бункеров от топлива до вывода их в резерв.
Зависание топлива представляет собой одно из наиболее распространенных затруднений, возникающих в эксплуатации промежуточных бункеров. Оно обусловлено, с одной стороны, несовершенством конструкции бункеров, а с другой — использованием топлива с ухудшенными сыпучими свойствами. Борьбу с зависанием ведут по пути улучшения конструкции бункеров, главным образом увеличивая крутизну стенок бункера и организуя различные системы обрушения зависшего топлива.
Загорание топлива в промежуточных бункерах в принципе возможно в результате самовозгорания и под воздействием посторонних источников тепла, попадающих в бункер извне. В отличие от штабелей в промежуточных бункерах возникает новая форма тепло- и газообмена, вызванная движением топлива. Непрерывное истечение топлива из бункера обеспечивает довольно интенсивный газообмен в бункере и хороший отвод тепла. В силу этого температура топлива не может повышаться до опасных значений. Расчеты показывают, что за время прохождения топлива через промежуточный бункер сырого угля температура даже очень активных углей может в среднем подняться не более чем на 2—5°С.
В бункерах с нерегулярным или замедленным обменом топлива ухудшаются отвод тепла и газообмен. Но даже при сильно ограниченном газообмене окисление топлива, как правило, не тормозится недостатком кислорода, тепловыделение остается на прежнем уровне при ухудшенном теплоотводе. Это создает благоприятные условия для развития самонагревания топлива. При полном прекращении протока топлива через бункер и сохранении очень слабого газообмена, например естественной тягой, может произойти самовозгорание топлива, если бункер заполнен топливом, склонным к окислению и самовозгоранию.
Предупреждение самовозгорания топлива в бункерах, находящихся в резерве, возможно, например, путем полной герметизации бункера, созданием в нем инертной атмосферы, организации усиленной естественной или искусственной вентиляции и т. д. Однако применение этих способов защиты связано с усложнением и удорожанием эксплуатации, а поэтому не всегда может быть экономически оправданным. Эксплуатационный опыт показывает, что наиболее простым способом избежания горения топлива в бункерах является опорожнение их перед вводом в резерв.
Загорание топлива в бункерах от постороннего источника тепла не связано какими-либо общими закономерностями с технологическими режимами бункеров и определяется индивидуальными свойствами топлива и случайным стечением обстоятельств. Возможной причиной загорания топлива может быть подача горящего топлива со склада. Установлено, что на открытом воздухе способны гореть обособленные раскаленные частицы торфа, угли Б2 Канско-Ачинского бассейна и многие другие угли.
В бункерах твердого топлива иногда происходят взрывы большой разрушительной силы. Они обусловлены воспламенением аэрозоля, скапливающегося в бункере над слоем топлива. Взрывоопасная концентрация пыли в надугольном пространстве бункера может достигаться во время его загрузки сухим и мелким углем или в момент обрушения зависшего топлива.
Энергию запала, возбуждающего воспламенение горючей смеси, обычно определяют как энергию электрического разряда, вызывающего взрыв смеси в специальных лабораторных бомбах [42]. В последнее время метод искрового разряда стали использовать для оценки взрываемости пыли, и в частности пыли твердых топлив в воздухе. В табл. 5.4 приведены значения минимальных энергий разрядов, вызывающих взрывы газо- и пылевоздушных смесей оптимального состава. Из сопоставления данных видно, что минимальная энергия запала пыли самых активных углей в воздухе, например углей Канско-Ачинского бассейна, Назаровского и Ирша-Бородинского месторождений, на 3—5 порядков больше, чем энергия запала смеси воздуха с горючими газами, и что для возбуждения взрыва аэросмесей этих углей совершенно недостаточно таких слабых импульсов, как фрикционные искры или искры разрядов статического электричества.
Таблица 5.4. Минимальные энергии запала пыли некоторых энергетических углей и горючих газов [42] в воздухе
В отличие от газовых смесей энергия запала угольных аэрозолей сильно зависит от зрелости или активности топлива, т. е. природы и состава горючей составляющей. Так, минимальная энергия запала пыли наиболее активных углей составляет несколько джоулей, углей средней активности — несколько сот джоулей, а у малоактивных топлив эта величина на обычных лабораторных установок не поддается измерению. Наиболее вероятным источником запала пыли в бункерах сырого угля является горящее топливо, поступившее со склада.
