Модернизация котлоагрегатов ТЭС - Оптимизация разомкнутой схемы пылеприготовления

1.2.      Оптимизация параметров и совершенствования разомкнутой схемы пылеприготовления
Дальнейшее повышение надежности и экономичности РПС достигается усовершенствованием оборудования и отработкой режимов эксплуатации. Для получения динамических характеристик работы РПС в эксплуатационных условиях и определения влияния различных режимных факторов разработана автоматизированная система измерений (АСИ) на системе пылеприготовления ПБ. Для определения топливного баланса системы пылеприготовления в автоматическом режиме необходимо измерять следующие параметры: концентрацию угольной пыли и расход газов в сбросном пылепроводе; концентрацию угольной пыли и расход газов перед мельничным вентилятором; расход угольной пыли под циклоном; расход угольной пыли под БЦУ; расход угля на входе в мельницу.
Для измерения концентрации угольной пыли НПО ЦКТИ им. Ползунова И. И. разработал оптический концентратомер КО-1,
состоящий из измерительной и осветительной головок и стандартного самопишущего прибора. В приборе предусмотрена очистка наружных оптических элементов. Для АСИ на системе пылеприготовления смонтированы два концентратомера: один на пылепроводе перед мельничным вентилятором, второй на сбросном коробе. Для передачи сигналов об изменении концентрации в аналоговую ЭВМ вторичные приборы концентратомеров оснащены устройством передачи показаний.
Для измерения расхода угля применили объемный углемер интегрального типа. В приборе используется принцип измерения площади поперечного сечения слоя топлива на ленте питателя сырого угля (ПСУ) с помощью датчиков перемещения.
Расходы газа в пылепроводах на сбросе и перед мельничным вентилятором измеряли мультипликаторами, установленными на специальной штанге по оси потока. Определение расходных характеристик мультипликаторов производилось по тарировке сечения пылепроводов с помощью трубок Прандтля. На основе методики НПО ЦК.ТИ им. Ползунова И. И. рассчитаны пылемеры для измерения расхода пыли под циклоном и под БЦУ.
Принцип действия АСИ заключается в следующем. Сигналы всех дистанционных устройств с помощью нормирующих преобразователей направляются в АВМ-7. Вычислительный блок по заданным алгоритмам вычисляет текущие значения расходов топлива в тракте системы пылеприготовления. Сигналы расходов в определенных масштабах записываются на многоканальной регистрирующей аппаратуре, оснащенной прибором для определения стационарности работы системы пылеприготовления — двухкоординатного самописца ПДП-4. На одну координату прибора подается величина Вх, определяющая вход топлива в систему пылеприготовления, а на другую — B9 = В4 + В3, характеризующая выход топлива из системы. Система находится в стационарном режиме при соблюдении равенства B1 = В4 + В6 + В8 = В9.
Если В1 ≠ В9, в системе пылеприготовления происходят переходные процессы. Расходы В1—В8 показаны в схеме пылеприготовления (рис. 1.9). Во время испытаний с применением АСИ определены переходные процессы по следующим возмущениям — по изменению расходов топлива (шибером ПСУ), газов (шибером дымовых газов перед ШБМ), рециркуляции (шибером рециркуляции), а также по изменению температуры сушильного агента (шиберами рециркуляции и сбросных газов). При этом регистрировались: расход топлива под циклоном В4; сопротивление пылегазовой смеси в мельнице ∆Рм; температура газов за мельницей tм; расход газов перед мельничным вентилятором G1.
Во время испытаний в системы пылеприготовления поступал львовско-волынский уголь с теплотворной способностью=

минимальные. В то же время увеличение доли рециркуляции приводит к снижению сушильной производительности системы пылеприготовления, уменьшаются максимальная производительность мельницы, количество топлива в барабане и вентиляция системы. Таким образом, с одной стороны, доля рециркуляции сушильного агента уменьшает выброс топлива из системы пылеприготовления и снижает присосы воздуха в нее и, с другой стороны, ухудшает сушильную и размольную производительность системы. Следовательно, должна быть обеспечена такая доля рециркуляции сушильного агента, при которой получают достаточно высокую производительность системы пылеприготовления и низкие потери с выбросом топлива. В результате регрессионного анализа показателей работы системы пылеприготовления определена зона оптимальной работы РПС с производительностью В — 65т/ч, коэффициентом рециркуляции 0,43 % и выбросом топлива 0,6 т/ч. 

Таким образом, оптимальная загрузка РПС в отличие от ЗПС несколько меньше максимальной, что связано с зависимостью выброса топлива от доли рециркуляции сушильного агента.

Для увеличения оптимальной производительности РПС необходимо увеличить ее возможности по сушке. Во время испытаний были проведены опыты по определению максимальной загрузки мельницы топливом при уменьшенном шаровом заряде 63т. Это вызвано тем, что при размоле влажных топлив размольная производительность значительно выше сушильной, и уменьшение шарового заряда ведет к экономии электроэнергии на привод мельницы.
Оптимальную производительность системы пылеприготовления можно определить по максимальной (рис. 111). Исходя из возможностей обеспечения блока пылью одной или двумя мельницами для заданной мощности блока системы пылеприготовления могут работать с оптимальной или максимальной производительностью. Ограничение максимальной производительности до уровня оптимальной, таким образом, не всегда возможно по условиям обеспечения мощности блока готовой пылью. На 112 приведены зависимости максимального и оптимального выбросов ныли из системы пылеприготовления от ее загрузки.

Сравнительные испытания котлоагрегата с замкнутыми и разомкнутыми системами пылеприготовления проводили по согласованной методике. С учетом сложности конфигурации газоходов котлоагрегата за воздухоподогревателями в непосредственного влияния выброса отработавшего сушильного агента РПС балансовую точку перенесли в газоход за дымососами, где обеспечивается надежное перемешивание потоков отработавших газов котлоагрегатов и системы пылеприготовления.
Перенос измерений температуры и состава уходящих газов н газоходы за дымососами существенно упростил измерения, повысил надежность определения потерь и позволил рассчитать эти потери по единой методике по отношению к теплу сырого угля. Однако при сравнительных испытаниях ЗПС и РПС необходимы также параллельные измерения температуры и состава газов до смешения, что является важным методическим приемом для определения изменений состава газов и их температуры в различных сериях испытаний.
Экономия топлива от перевода системы пылеприготовления с замкнутой на разомкнутую схему сушки обусловливается прежде всего снижением потери тепла с уходящими газами котлоагрегата. Потери тепла в схемах с РПС определены по рис. 1.13, где приведены значения потерь тепла в зависимости от избытка воздуха α и температуры vyx уходящих газов при сжигании львовско-волынского угля с влажностью 6%. При переводе топки на сжигание сухой пыли с приведенной влажностью 0,15 %•кг/Мкал вместо сжигания угля с приведенной влажностью 1,3 %•кг/Мкал повысилась адиабатическая температура горения на 80 °С. Снижение потерь тепла с механическим недожогом при переходе к РПС составляет 0,3 %. 

Уровень температуры над летками при нагрузках котлоагрегата 532—574 т/ч пара оказался практически одинаковым для условий работы топки с ЗПС и РПС, если не принимать во внимание некоторое повышение избытка воздуха в случае РПС.
В диапазоне нагрузок 300—460 т/ч уровень температур над летками в опытах с РПС выше на 10—70 °С даже при более высоком избытке воздуха 1,28...1,3 в опытах.
При минимальной нагрузке наблюдался устойчивый выход шлака. Это обстоятельство, а также общий пологий характер зависимости температуры над летками от изменения нагрузки котлоагрегата показывает, что при использовании РПС устойчивый выход шлака обеспечивается в диапазоне нагрузок энергоблока 60—100 % против 65—100 % при ЭПС. Температурные уровни в топке для ЭПС и РПС мало отличаются, т. е. влияние РПС на этот параметр при сжигании стабильного сухого топлива незначительно и проявляется при сжигании нестабильных топлив.
При ЭПС имела место рециркуляция газов через поверхности нагрева, расположенные между топкой и местом отбора газов на сушку, в размере 6—7 %. С учетом уменьшения приведенных объемов продуктов горения котлоагрегата на 4 % применение РПС уменьшило расход газов через топку и пароперегреватель на 10—11 %. Уменьшение расхода газов через топку, сопровождавшееся увеличением тепловыделения, практически не повлияло на работу радиационных и полурадиационных поверхностей первичного пароперегревателя. В целом температурный уровень первичного пароперегревателя снизился, что создало определенный запас по температуре газов на выходе из топки для перехода к сжиганию низкосортных углей, при этом уменьшилась доля впрыска, а при частичных нагрузках (70 % номинальной нагрузки и ниже) температура вторичного пара не превышала 540 °С. Для вторичного пароперегревателя, рассчитанного на обеспечение номинальной температуры пара при 70 %-й нагрузке котлоагрегата, переход на РПС позволил получить требуемую температуру вторичного пара при существенном уменьшении впрыска. Эго сокращение составило по котлу 10— 15 т/ч. Уменьшение доли выработки пара на среднем давлении дает экономию топлива 0,35—0,43 %.
Получены положительные результаты исследований РПС по снижению температуры уходящих газов и потери q2. В диапазоне нагрузок Дн = 530...567 т/ч при αр.ст = 1,15...1,3 температура уходящих газов за дымососами в опытах с РПС составила vyx = 117... 121 С и оказалась на 21—22 °С ниже, чем в опытах с ЗПС. Анализ результатов испытаний позволяет провести итоговое сопоставление показателей, характеризующих экономичность работы котлоагрегата с ЗПС и РПС.
Сопоставлены показатели котлоагрегата ТП-100 Бурштынской ГРЭС для условий его работы с нагрузкой 560 т/ч (N = 190 МВт) при избытке воздуха перед регулирующей

Испытания котлоагрегата выявили уменьшение затрат электроэнергии на вспомогательные механизмы. Эти затраты в РПС на 0,1 кВт • ч/т пара меньше, чем при работе с ЗПС. Это обусловлено увеличением вентиляции мельницы в РПС на 12—15 %, что связано с уменьшением сопротивления напорного тракта мельничного вентилятора из-за подключения его к газоходам котлоагрегата перед электрофильтром.
Наиболее значительная экономия электроэнергии на собственные нужды в котлоагрегате с РПС обусловлена уменьшением затрат электроэнергии на тягу, так как в РПС мельничные вентиляторы принимают на себя частично функции дымососов, транспортируя через пылесистемы 12 % продуктов сгорания непосредственно в газохол перед электрофильтрами. Уменьшение разрежения перед дымососами при работе РПС резко увеличивает всасывающую способность и производительность дымососов, что играет важную роль при сжигании нестабильных низкосортных топлив, уменьшающих производительность котлоагрегата.
Суммарная экономия электроэнергии на собственные нужды при использовании РПС составляет 0,22 % по отношению к теплу сожженного топлива в условиях работы одной системы. Уменьшение расхода воды на впрыск во вторичный пароперегреватель в среднем на 10 т/ч обеспечивает дополнительную экономию топлива, равную 0,35 %. В результате суммарная экономия при работе одной РПС составит с учетом выброса 1,36 %.
Рассмотрим показатели работы котлоагрегата при работе его с двумя РПС. В этом случае обеспечивается экономия электроэнергии 0,15 %, в то же время температура уходящих газов снижается дополнительно на 8—7 °С по сравнению с одной работающей РПС, а доля впрыска во вторичный пароперегреватель увеличивается на 2—3 т/ч. Потеря qун при работе двух РПС возрастает и составляет 0,76 %. Для условий работы двух РПС экономия топлива составит 1 %.
Более экономичным является режим с одной включенной РПС. Ухудшение качества топлива приводит к увеличению числа часов работы двух систем пылеприготовления, что несколько снижает экономию топлива по учитываемым показателям.
При нагрузках технического минимума в условиях полупикового графика электрических нагрузок (130 МВт) в начальный период эксплуатации РПС температура пара уменьшилась на 5—10 °С и увеличился избыток воздуха. После наладки топочного режима, освоения РПС и подачи пыли высокой концентрации эти затруднения были устранены.
Таким образом, в маневренном режиме нагрузок от 330 до 570 т/ч перевод котлоагрегата на РПС обеспечивает существенное увеличение экономичности в пределах 1 —1,36 % удельного расхода топлива энергоблоком или на 0,9—1,2 % по КПД брутто котлоагрегата.
Теоретическая оценка различных вариантов и практика повышения эффективности пылеулавливания показала, что повысить КПД можно установкой третьей ступени пылеулавливания. При этом ухудшаются условия выхода малых количеств пыли из системы, а также создается дополнительное сопротивление до 1000 Па, что отрицательно сказывается на работе системы пылеприготовления.

Рис. 1.14. Схема компоновки пылеконцентратора (1) с мельничным вентилятором (2) и мельницей (3)

Учитывая это, для повышения КПД пылеулавливания рекомендована сравнительно простая конструкция пылеконцентратора на выходе из мельничного вентилятора (рис. 1.14). Концентрированный пылегазовый поток, отжатый центробежной силой к пристенной зоне улитки вентилятора, направляется в специальные каналы и по ним в трубопровод диаметром 273 мм. Концентрированный сброс в виде постоянной рециркуляции 10—15 % возвращается в выходную горловину мельницы [4]. Пылеконцентратор не усложняет конструкцию пылесистемы, не требует площадей для установки дополнительного оборудования и повышает эффективность системы пылеприготовления. Конструктивно пылеконцентратор содержит корпус, включающий два канала обогащенного сброса, расположенные со стороны периферийной стенки улитки.
Хотя РПС обеспечивает существенную экономичность и повышение надежности работы котельного оборудования, однако вторая ступень пылеулавливания — батарейный пылеуловитель БЦУ-1 X 10 X 16 с элементами диаметром 231 мм недостаточно надежен в эксплуатации из-за осаждения пыли на трубных досках с точки зрения взрывобезопасности. В связи с этим разработана конструкция батарейного циклонного пылеуловителя во взрывобезопасном исполнении. Батарейный циклонный пылеуловитель БЦП-500 установлен в качестве второй ступени обеспыливания при дальнейшем переводе систем пылеприготовления на работу по разомкнутому циклу. При этом пыль из пылеуловителя второй ступени поступает не в бункер пыли, а с помощью парового эжектора в одну из горелок котла. На рис. 1.15 показана конструкция батарейного циклонного пылеуловителя, представляющего собой цилиндрический корпус с установленными в нем 48 циклонными элементами диаметром 512 мм. Особенностью циклонных элементов является розеточный завихритель винтового типа со средним углом наклона лопаток к горизонтали β = 12°, т. е. существенно меньших углом наклона лопаток элементов, чем в применявшихся ранее конструкциях БЦУ. Следующей особенностью является уменьшение Да/Д (Да — диаметр выхлопной трубы, Д — диаметр элемента) с 0,55 до 0,4 за счет установки конуса на выхлопной трубе элемента. Одновременное уменьшение угла наклона лопаток и отношения диаметров повышает закручивание потока и позволяет обеспечить высокую степень отделения пыли в элементе, несмотря на увеличение диаметра с 231 до 512 мм. Как показали исследования, этот элемент равноценен по КПД элементу с односторонним спиральным входом ранее установленных БЦУ. Циклонные элементы новой конструкции батарейного пылеуловителя установлены таким образом, чтобы исключить возможность отложений пыли на трубных досках за счет их расположения под углом к вертикали 40—45. Переход от спирального входа потока в элемент к аксиальному практически исключает отложения пыли непосредственно в элементе.

Рис. 1.15. Батарейный циклонный пылеуловитель БЦП-500

 Отсос уловленной пыли с частью сушильного агента (2—3 %) паровым эжектором в топку, т. е. превращение эжектора, по существу, в батарейный пылеконцентратор, позволяет:
повысить эффективность очистки второй ступени улавливания и всей установки в целом; обеспечить стабильность КПД пылеулавливания во времени, так как из схемы исключаются клапаны и мигалки, износ которых в процессе эксплуатации приводит к увеличению присосов в пылеуловитель и к снижению КПД;
уменьшить взрывоопасность схемы пылеприготовления благодаря исключению отложений в батарейном циклоне и за счет подачи тонкой (и, как следствие, наиболее пересушенной и мелкой) пыли непосредственно в горелку, минуя промежуточный бункер.
Для определения эффективности двухступенчатой системы пылеулавливания после установки в качестве второй ступени батарейного циклонного пылеуловителя в круглом корпусе и оценки влияния пылеконцентратора проводилось сравнение работы пылесистем с батарейными пылеуловителями старой (БЦУ-1 х 10 х 16) и новой (БЦП-500) конструкций. Испытания выполняли в два этапа. На первом этапе определили эфективность двухступенчатой системы пылеулавливания при отключенном пылеконцентраторе, на втором — проанализировали влияние пылеконцентратора. Эксперименты проводили при переменной влажности топлива, изменявшейся в пределах 7—15 %, что, несмотря на подвод высокотемпературных газов для сушки топлива, вызывает дефицит сушильной производительности мельниц. В этих режимах автоматика температуры аэросмеси за мельницей и загрузки мельницы не всегда справляется со своими задачами, в результате чего поддержание допустимого температурного режима аэросмеси автоматически корректируется периодическим отключением ПСУ. При работе системы пылеприготовления без отключения ПСУ или при кратковременной его остановке в ходе опыта КПД двухступенчатой системы пылеулавливания составил 99,0—99,2 %. При времени работы ПСУ в диапазоне 13—30 мин при общей длительности опыта до 1 ч эффективность системы пылеулавливания составляла 98,8—99,2 %.
Данные по эффективности системы пылеулавливания с батарейными пылеуловителями новой и старой конструкции показывают, что установка БЦП-500 с отсосом пыли в тех же условиях эксплуатации, что и БЦУ-1 X 10 X 16, повышает КПД пылеулавливания при включенном пылеконцентраторе до 99,2 %.
Угрубление пыли от  = 25 % при отключенном пылеконцентраторе и от= 25% при включенном пылеконцентраторе не оказывает существенного влияния на степень очистки. Средний медианный размер пыли в выбросе составляет 6,5 мкм при практически полном отсутствии частиц более 60 мкм. Гидравлическое сопротивление БЦП-500 вместе с патрубками в диапазоне изменения вентиляции от 90 до 120 • 103 м³/ч составляло 165—200 кг/м² (1650—2000 Па).
Совместно с Днепропетровским университетом разработана новая конструкция батарейного циклона-пылеуловителя. Особенностью конструкции является то, что с целью повышения эффективности очистки и надежности работы циклонные элементы закреплены между верхней и нижней трубными досками, а входные закручиватели выполнены в виде щелевых тангенциальных отверстий в боковых стенках корпусов, параллельных их осям. Пылевыводы циклонных элементов каждого верхнего яруса расположены внутри соответствующих элементов нижеследующего яруса. Длина щелевых отверстий равна расстоянию между верхней и нижней трубными досками.
В одновентиляторной системе пылеприготовления с ШБМ при газовой сушке топлива и пневмотранспорте с помощью мельничного вентилятора создается значительное разрежение перед мельницей. Применение в качестве нагнетателя дымовых газов в систему пылеприготовления специальных дымососов требует больших затрат, не всегда возможно по компоновке оборудования и ограничивает температуру дымовых газов, подаваемых в мельницу.
Более приемлемым является применение газовоздушного эжектора. Побудителем в нем является горячий воздух после II ступени воздухоподогревателя, который подсасывает высокотемпературные дымовые газы. Эффективность системы пылеприготовления с работающим газовоздушным эжектором оценивали по изменению количества тепла, вносимого в мельницу сушильным агентом, в сравнении с режимами работы без эжектора.
В режимах полного включения эжектора при коэффициенте 0,25—0,35 сушильная производительность повышается на 5—10 % [10]. При этом уменьшаются присосы воздуха в течку ПСУ в полтора-два раза, однако снижается температура газов перед мельницей на 30—50 °С. Эго вызвано тем, что разница температур горячего воздуха и высокотемпературных инертных газов составляет 50—80 °С в зависимости от конструктивных особенностей схемы и нагрузки блока. В диапазоне нагрузок 60—100 % номинальной энергоблок с РПС и газовоздушным эжектором работал без ухудшения экономичности, выход шлака оставался устойчивым. Газовоздушный эжектор при использовании взрывоопасного топлива может применяться только при стабильной работе систем пылеприготовления, а во время пуска-остановки системы при длительных перерывах в подаче угля и других нарушениях его следует отключать. Это связано с увеличением содержания кислорода в сушильном агенте на 3—5 % по сравнению со схемой чисто газовой сушки топлива.
Существенным резервом повышения производительности систем пылеприготовления с ШБМ является угрубление помола пыли до величины, допустимой с точки зрения обеспечения нормального топочного режима, исключения шлакования топки и пароперегревателя, сохранения допустимых значений содержания горючих в уносе. Угрубление помола низкосортных углей может привести к затягиванию горения и повышению температурного уровня газов на выходе из топки, что должно быть проверено испытаниями.
Угрубление помола может быть достигнуто совершенствованием конструкции сепаратора. Однако пока не разработана такая конструкция, которая дала бы ощутимый результат. Допустимая тонина помола с точки зрения вышеуказанных факторов может составлять 32 % при достижимой в эксплуатации тонине помола (остаток на сите R90) 22—24%. Недоиспользование такой возможности ограничивает производительность системы пылеприготовления в среднем на 20 %.
Возможные варианты угрубления готовой пыли при изменении проектной схемы сепарации и опытном сжигании пыли угрубленного помола проверены на системах пылеприготовления с ШБМ 370 850 (Ш-50А). Измельченную пыль разделяют в двухступенчатом центробежном сепараторе диаметром 4750 мм, а готовую пыль отделяют от отработавшего сушильного агента в циклоне типа НИИОГАЗ диаметром 3250 мм. Котел оборудован 16 прямоточными горелками, расположенными на боковых стенах топки в два яруса. К горелкам подведены трубопроводы подачи пыли высокой концентрации под разрежением. Испытания проводились при шаровом заряде мельниц 60—62 т и величинах присосов воздуха: в пылесистемах 50—60 %, в топке и конвективной шахте до регулирующей ступени промперегревателя — 12—13 %, в тракте от регулирующей ступени до дымососов — 55—60 %. Для изменения проектной схемы сепарации на центробежном сепараторе смонтированы байпасный трубопровод диаметром 478 мм с отключающим шибером и приспособление для закрытия мигалок трубопроводов отвода пыли возврата из наружного и внутреннего конусов (рис. 1.16).
В период испытаний пределы изменения характеристик газовых углей составляли = 16,31...20,62 МДж/кг; W = 11,6... 14,2 %; Vг = 23,7...34,7 %; V’r = 28,1...39,7 %. Испытания проводили в два этапа. На первом этапе проверяли различные варианты получения готовой пыли угрубленного помола, на втором — при выбранной схеме сепарации промежуточный бункер наполняли угрубленной пылью и проверяли работу котлоагрегата. Методическая особенность испытаний — выполнение в течение одного дня при одном и том же состоянии оборудования и одинаковых режимных условиях парных опытов: в режимах работы системы пылеприготовления или котла по проектной схеме и по измененной схеме сепарации и сжигания пыли угрубленного помола. С проектной схемой сепарации сравнивали следующие режимы угрубления готовой пыли: байпас сепаратора открыт; возврат пыли из наружного конуса отключен; возврат пыли из внутреннего конуса отключен; возврат пыли из сепаратора отключен полностью (закрыты полностью мигалки возврата). Эксперименты выполняли при максимально возможной вентиляции системы пылеприготовления и минимальном слое угля на ленточном питателе (ПСУ).
Температуру аэросмеси за мельницей 90—100 °С, необходимую при повышенной влажности угля, поддерживали периодическим включением-отключением ПСУ. В связи с этим производительность системы пылеприготовления определялась с учетом суммарного времени работы ПСУ в течение эксперимента. Общая продолжительность парных экспериментов составляла для систем пылеприготовления 3—4 ч, для котла — 5—6 ч.

Продолжительность стабилизации режима составляла для пылесистем 30—40 мин, а для котла, включая время наполнения бункера пылью угрубленного помола, — 5—6 ч.
На рис. 1.17 показано изменение качества готовой пыли и пыли, возвращенной из сепаратора при проведении комбинированного опыта, состоящего из трех последовательно выполненных режимов: при проектной схеме сепарации, при открытом байпасе сепаратора и при отключенном пылепроводе возврата из наружного конуса. Во всех проверенных режимах остатки готовой пыли на сите 200 мкм не превышали 15 %, на сите 500 мкм — 2 %, а на сите 1000 мкм отсутствовали. Коэффициент полидисперсности находился в пределах 0,8—1,1.
При отключенном трубопроводе возврата наружного конуса максимальное угрубление пыли возврата из внутреннего конуса достигало= 43 % при проектной схеме работы сепаратора. Наружный конус практически не разделяет пыль, отводя в пылепровод возврата часть мельничного продукта. Сепарация и удаление грубых фракций пыли осуществляются во внутреннем конусе. При исключении наружного конуса из схемы сепарации возврат пыли уменьшался в среднем на 25—35 %, а производительность систем пылеприготовления увеличилась в среднем на 10 % по сравнению с проектной схемой.
Из проверенных вариантов угрубления помола пыли до 30— 32 % на сите 90 мкм наиболее простым является отключение пылепровода возврата наружного конуса сепаратора, что и применялось в дальнейших исследованиях.
Сравнительные испытания котлоагрегата выполнены таким образом. что в течение одного эксперимента обеспечивалось последовательное проведение трех режимов: работа котлоагрегата на пыли с сепарацией по полной схеме: наполнение промежуточного бункера пылью угрубленного помола: сжигание пыли угрубленного помола. Блок работал на пыли без подсветки в диапазоне нагрузок 150— 180 МВт при подаче пыли от двух систем пылеприготовления. В период испытаний пределы изменения тонины помола составляли: при полной схеме сепарации= 4,2...7,7 %:
при одноступенчатом сепараторе с отключенным возвратом наружного конуса= 6,2...9.3 %.
При этом получено, что не превышала 1,5 % при угрублении помола до 32 % по остатку на сите 90 мкм.
На основании полученных результатов реконструированы центробежные сепараторы ряда энергоблоков путем установки конической вставки (см. рис. 1.16). При этом исключается из работы наружный конус. При опытном сжигании пыли угрубленного помола не было зафиксировано каких-либо нарушений в топочном режиме и жидком шлакоудаления.
Оптимизация работы РПС. совершенствование ее конструкции позволили снизить выбросы угольной пыли в нестационарных режимах. Системы пылеприготовления оснащены надежно работающими концентратомерами и расходомерами сушильного агента после мельничного вентилятора. Такое сочетание приборов, имеющих записывающие устройства, обеспечивает постоянный эксплуатационный контроль выбросов. Наличие сигнализации увеличения концентрации пыли в сбросе совместно с мерами по предотвращению забивания пылеуловителей исключили периодическое увеличение набросов из-за недостатков эксплуатации. КПД брутто котлоагрегатов с РПС по сравнению с котлоагрегатами с ЗПС в среднем повысился на 0,8 %. Данные эксплуатационных наблюдении и измерений показывают, что при практически одинаковых присосах в однотипных котлоагрегатах температура уходящих газов за котлами с РПС значительно ниже, чем за котлами с ЗПС. Например, среднемесячная температура уходящих газов за котлом № 7 с РПС составляла 117—128 °С против 144—148оС на котлах с ЗПС. В тот же период, при

Сравнение эксплуатационных показателей котлоагрегатов после их перевода на разомкнутую сушку с аналогичными показателями однотипных котлов подтверждает установленное испытаниями снижение потери тепла с уходящими газами. 

Таблица 1

Внедрением РПС достигнуто повышение надежности работы котлоагрегатов, особенно при поступлении углей с нестабильными качественными характеристиками; повышение экономичности котлоагрегата не менее чем на 0,8 % по КПД брутто; снижение температуры уходящих газов котла на 15— 20 °С; повышение стабильности несения нагрузок блоком и обеспечение бесшлаковочного режима работы поверхностен нагрева без применения средств очистки топки и пароперегревателя в диапазоне нагрузок (60—100 % номинальной); уменьшение расхода воды на впрыск во вторичный пароперегреватель в 1,5—2 раза, соответственнo уменьшение доли выработки пара при среднем давлении на 8— 10 т/ч; увеличение производительности системы пылеприготовления із-за уменьшения сопротивления напорного тракта мельничного вентилятора на 12—15 %; значительное уменьшение износа мельничных вентиляторов, работающих на обеспыленном сушильном реагенте, — их ремонтируют в период капитального ремонта энергоблока, т. е. один раз в 4—5 лет. Среднегодовые данные по экономичности работы блоков с РПС приведены в табл. 1. Взрывобезопасность пылегазовоздушного потока, отводимого в электрофильтры после РПС, гарантирована следующими условиями:

1. Содержание кислорода в потоке на выдаче мельничного вентилятора, регистрируемое самопишущим прибором, не превышает 16 %, и этот поток сбрасывается в среду с содержанием кислорода менее 10 %.
2. Массовая концентрация угольной пыли в сбрасываемом сушильном агенте составляет 5 г/м³ и практически изменяться не может, так как вентиляция пылесистемы неизменна — 100—10 тыс. м³/ч, а величина выброса пыли находится на уровне 500 кг ч. согласно правилам взрывобезопасности возникновение взрыва в объеме возможно при массовой концентрации пыли в пределах 0,32—4,0 кг/м³.

Следует также отметить, что в батарейный циклон, являющийся порой ступенью пылеулавливания, поступает пылегазовоздушная смесь, уже очищенная в циклоне более чем на 90 %. Применение усовершенствованных пылеуловителей типа БЦП-500 с отсосом пыли паровым эжектором позволило достичь КПД пылеулавливания 99,2 %, а среднеэксплуатационное значение КПД составляет 9,0 % при размоле и сушке нестабильных по влажности углей.
Установка калориферов подогрева холодного воздуха исключила загрязнение и коррозию воздухоподогревателей I ступени из-за дополнительного снижения температуры уходящих газов в условиях применения РПС. При этом обеспечивается расчетное и подтверждаемое испытаниями снижение потери с уходящими газами котлоагрегата q2. Таким образом, испытание и длительная эксплуатация котлоагрегатов ТП-100 и ТП-100А с РПС позволяет сделать вывод о целесообразности перехода систем пылеприготовления котлоагрегатов на разомкнутую схему сушки. При сжигании нестабильных во влажности каменных углей РПС обеспечивают повышение экономичности котлоагрегата, увеличивается маневренность котлоагрегата с жидким шлакоудалением благодаря независимости работы топки от изменения качества топлива, прежде всего его влажности.