Хранение угля и торфа на ТЭС - Свойства фрезерного торфа

ГЛАВА СЕДЬМАЯ
ХРАНЕНИЕ ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА

1. ПРИРОДА И СВОЙСТВА ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА

Торф как основное топливо используется на электростанциях преимущественно малой и средней мощности. На некоторых электростанциях одновременно с торфом сжигают уголь, поэтому на топливных складах этих электростанций приходится одновременно хранить оба вида топлива, что существенно усложняет складское хозяйство.
Торф представляет собой продукт процесса гумификации отмерших растений в результате их биологических, физико-химических и физических изменений, протекающего при ограниченном доступе атмосферного кислорода и большой влажности. Торф — полидисперсная система, состоящая из частиц остатков растений, легко различимых невооруженным глазом, до мельчайших коллоидных частиц. Дисперсность торфа является важнейшим фактором, определяющим его физические и механические свойства, а также и внешний вид материала. По внешним признакам различают три вида торфа.
Волокнистый торф — рыхлая масса с большим количеством растительных остатков, сохранивших свою первоначальную форму. Волокнистый торф, содержащий значительные количества совсем неразложившихся остатков растений, называют очесом.
Землистый торф — масса с небольшим количеством неразложившихся остатков растений, различимых невооруженным глазом, напоминающий рыхлую огородную землю.
Слоистый торф — плотная слоистая масса черного или черно-бурого цвета, практически не содержащая неразложившихся остатков растений, различимых невооруженным глазом.
Более точно, чем внешний вид, полидисперсность торфа отражается степенью разложения, или степенью гумификации отмерших растений, которая выражается содержанием в торфе гумуса — бесструктурной массы, образовавшейся в результате глубокого разложения отмершего растительного материала. По степени гумификации различают торф с низкой степенью разложения, содержащей до 20% гумуса; средней — 20—30% и высокой — более 35%. Степень разложения является одним из важных показателей, характеризующих свойства торфа. Так, торф со степенью разложения 35,% и выше является хорошим топливом, а со степенью разложения менее 10—15% как топливо не используют.
В зависимости от условий торфообразования торф подразделяется на верховой, низинный и переходный. Верховой торф образовался преимущественно из мхов; низинный — из луговых и болотных растений и переходный — мхов и луговых растений. По генетическим признакам торфообразования и ботаническим признакам торфообразующих растений верховой, низинный и переходный торф подразделяются на виды.
Общегеологические запасы торфа по странам приведены в табл. 7.1. В СССР, как видно из данных таблицы, сосредоточено более 60% мировых запасов торфа. Однако удельный вес торфа в топливном балансе страны невелик и составляет всего лишь 1,0—1,5%. Торф является местным топливом и на дальние расстояния обычно не перевозится. Ранее считалось целесообразным перевозить торф на расстояние не более 100 км, в настоящее время к электростанциям торф доставляют за 200—500 км.
Мощность торфяников весьма различна и в некоторых случаях достигает 10—15 м; средняя мощность промышленных торфяников равна 2 м; торфяники с мощностью пласта 0,8 м обычно не разрабатываются. Добычу торфа в СССР ведут почти исключительно фрезерным способом. При этом способе добычи верхний, наиболее сухой слой залежи измельчают специальными фрезерными машинами до крошкообразного состояния и полученную массу оставляют на  месте добычи для подсыхания. При снижении влажности крошки до 40—50% ее собирают специальными торфоуборочными машинами и без какой-либо дополнительной обработки отправляют потребителю под названием «фрезерный торф» или укладывают в штабели на хранение. В течение сезона торфодобычи одна и та же площадь торфяника подвергается фрезерованию до 20—25 раз, в результате чего за сезон снимается слой залежи от 250 до 400 мм. Фрезерная крошка сушится только на открытом воздухе в летние месяцы, в силу чего торфодобыча носит сезонный характер. Поэтому торф, поставляемый потребителю с октября по май, отгружается только из запасов торфопредприятия.

Таблица 7.1. Мировые запасы торфа

 Основными показателями, характеризующими качество торфа, является степень разложения, влажность, зольность, удельная теплота сгорания и насыпная плотность. Степень разложения определяет, в первую очередь, физические и механические свойства торфа. При увеличении степени разложения торфа уменьшается его влагоемкость, возрастает удельная теплота сгорания, увеличивается объемная масса.

По своей природе торф относится к малозольным материалам. Торф верхового типа содержит 2—4% золы, состоящей преимущественно из двуокиси кремния. Зольность низинного торфа в коренном залегании изменяется обычно от 6 до 18%, но в некоторых случаях может достигать 50%. В составе золы низинного торфа преобладают соединения кальция и магния. Товарный фрезерный торф имеет зольность от 15 до 23%. Торф с более высокой зольностью как топливо не используют. Характеристики плавкости золы для торфа верхового и низинного типов приведены в табл. 7.2.

Таблица 7.2. Температурные границы плавкости торфяных зол, С

Торф гигроскопичен и весьма гидрофилен. В коренном залегании влажность верхового торфа достигает 89—94%, а низинного 89— 92%. Осушением залежи можно понизить влажность верхового торфа до 85—87%, а низинного —до 82—85%. Воздушно-сухой торф имеет влажность около 33%. Рабочая влажность торфа как топлива колеблется в пределах 40—55%, временами достигая 62—64%. С повышением влажности торфа уменьшается его удельная теплота сгорания, увеличивается суммарное количество балласта, повышаются транспортные расходы и усложняется работа котельных установок. При влажности выше 60% торф приобретает способность к налипанию, что затрудняет его продвижение по тракту топливоподачи. Торф обычно относят к несмерзающимся материалам, однако при влажности около 60% он начинает смерзаться и в штабелях во время хранения, и в вагонах при транспортировке. Так, при перевозке торфа с повышенной влажностью в железнодорожных вагонах широкой колеи на расстояние 200—300 км и морозе 10—15°С на стенках вагона образуется прочный слой смерзшегося торфа толщиной около 100 мм, а при —40°С толщина его достигает полуметра. В вагонах, постоянно оборачиваемых между топливоприемными устройствами топливоподачи и резервным складом, происходит постепенное нарастание слоя смерзшегося торфа на стенках и днище вагонов, что затрудняет его разгрузку и искажает количественный учет топлива, доставляемого со склада. Смерзание торфа в вагонах требует применения тяжелого ручного труда, содержания специального штата грузчиков, занятых на зачистке вагонов, и сопряжено с простоем вагонов под разгрузкой. Торф с влажностью ниже гигроскопической временно приобретает гидрофобные свойства и перестает смачиваться водой. Это свойство сильно затрудняет тушение горящего торфа.
Наибольшей механической прочностью обладает торф сфагновых и пушицевых видов, наименьшей — лесной с большим содержанием остатков древесины. Удельная теплоемкость сухого торфа не зависит от его вида и степени разложения; она равна приблизительно 1,97 кДж/(кг-°С) [0,47 кал/(г-°С)]. Сухой торф обладает небольшой теплопроводностью, и поэтому его используют как материал для теплоизоляции.
Качество фрезерного торфа, поставляемого для пылевидного сжигания, регламентируется ГОСТ 11804—76 и характеризуется следующими показателями:

Содержание рабочей влаги Wр, % . Не... более 52
Зольность Ас, % ... Не.. более 23
Засоренность посторонними горючими примесями (куски размером более 25 мм), %
Не ... более 8
Минимальная степень разложения, %:
для низинного торфа ... Не. менее 10
для верхового и переходного . Не. менее 15
Примечания: 1. Нижний предел содержания влаги устанавливается соглашением между поставщиком и потребителем.

1. Предельная расчетная норма зольности устанавливается Государственной инспекцией по качеству торфа (Гикторфом) для каждого торфодобывающего предприятия.
2. Правила приемки торфа — ГОСТ 13674-68.

Предельные годовые нормы потерь торфа при хранении на складах электростанций установлены в 1980 г. и приведены ниже, %.
При разгрузке ... 0,4
При укладке, перевалке механизмами на складе и подаче со склада   0,4
При хранении в течение года   3,0
Потери торфяной продукции на торфопредприятиях в процессе хранения, погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки предусмотрены нормами технологического проектирования торфопредприятий [44]. Среднегодовые потери топливного торфа приведены ниже, %
Степень разложения      Доля потерь
До 25 ... 10
26—40 ..  7
Более 40 5