ГЛАВА ПЕРВАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВ И ВЫБОР МЕЛЬНИЦ
1.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВЕТСКИХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТОПЛИВ, РАЗМАЛЫВАЕМЫХ В СРЕДНЕХОДНЫХ И ТИХОХОДНЫХ МЕЛЬНИЦАХ
Ниже рассмотрены характеристики отечественных и зарубежных топлив, для размола которых применяют шаровые барабанные и среднеходные мельницы. Говоря о характеристиках топлив, прежде всего отметим различия в классификации углей в СССР и по ASTM. В СССР принято угли делить на три основных типа: бурые, каменные и антрацит.
К первым относят угли с теплотой сгорания
5700 ккал/кг; к каменным— с теплотой сгорания
-5700 ккал/кг и при выходе летучих
; к полуантрацитам и антрацитам —
при
5700 ккал/кг и Vг<9% [3].
По классификации ASTM в США различают четыре основных типа углей: лигниты, суббитуминозные, битуминозные и антрациты. К первым относят угли (бурые), у которых Qгв меньше 4600, но больше 3500 ккал/кг; ко вторым — с Qгв меньше 6400, но больше 4600 ккал/кг, к третьим — с Qгв>6400 ккал/кг и к четвертым — с Qгв>6400 ккал/кг и Vг<10%. Кроме того, в классификации имеются пределы влагосодержания в топливе: для лигнитов — примерно до 50%, суббитуминозных углей — до 36%, битуминозных·—до 16%; количество золы в топливе (каменных углях) должно быть в пределах 4—8%, серы — меньше 1%.
Таблица 1.1
Содержание летучих горючих в марках каменных углей
Превышение содержания влаги, золы и серы понижает сорт топлива и влияет на его цену. В табл. 1.1 дано деление каменных углей на марки, принятое в СССР и за границей, по выходу летучих горючих, показывающее, что для одинаковых марок выход летучих может заметно отличаться в зависимости от принятой классификации. Кроме того, есть различие и в самих марках каменных углей. Эта таблица, как будет показано далее, позволяет ориентировочно определить принимаемую у нас и за границей тонкость размола каменных углей. По крупности также имеется различие в классах, принятых в СССР и за границей. Так, например, в классе «Орех» (О) за границей имеется пять групп, а классов М, С и Ш не существует. Имеются и другие различия в характеристиках энергетических топлив, принятых в СССР и за рубежом. Размолоспособность топлив за границей принято оценивать по методу Хардгрова. Пересчет этих значений в размолоспособность Кло, выбранную для наших топлив, можно выполнить по формуле:
или с помощью рис 1.1.
Характеристики топлив СССР и зарубежных приведены соответственно в табл. 1.2 и 1.3. Для удобства пользования они составлены единообразно. Состав топлива в них дан на горючую массу, а содержание минеральной части топлива (золы) приведено на рабочую и сухую массы.
Рис. 1.1. Зависимость между коэффициентами размолоспособности, рассчитанными по методам Хардгрова и ВТИ
Основные характеристики топлив СССР, размалываемых в среднеходных и тихоходных мельницах
Таблица 1.2
Примечания: 1. ПМО—продукт мокрого обогащения; окисл.—окисленное.
2. Тонкость пыли R90 дана за сепаратором.
* Могут иметь большие колебания в величинах Vг и Кло.
При расчете принимать Кло =1,1.
Некоторые характеристики зарубежных топлив, размалываемых в среднеходных и тихоходных мельницах
Таблица 1.3
Теплота сгорания указана для горючей массы топлива, я также низшая и высшая на рабочую массу, поскольку за рубежом принято пользоваться последней. Для топлив СССР даны предельные значения влажности и зольности на рабочую массу по данным нормативного метода теплового расчета котлов [4].
Поскольку вопрос о топливах, используемых в энергетике СССР, многократно и подробно освещался, на особенностях его характеристик задерживаться не следует. Можно лишь отметить, что применение открытых способов разработки месторождений, механизация и увеличение производительности машин, используемых для добычи угля из тонких прослоек, привели к увеличению содержания минеральной части (золы) в топливе. Эти же обстоятельства вызвали в рядовом угле увеличение содержания мелочи с размером менее 6 мм. Несколько возросла и засоренность топлива посторонними металлическими и неметаллическими предметами больших размеров. Эти обстоятельства требуют при использовании топлива на электростанциях принятия дополнительных мер по защите пылеприготовительного оборудования от повреждений.
В табл. 1.2 даны рекомендуемые количества остатка на сите 90 мкм за сепаратором, необходимые для экономичного сжигания топлива.
Различия в значениях тонкостей размола пыли для СМ. и ШБМ в табл. 1.2 объясняются в основном тем, что ШБМ устанавливаются в СССР в системах пылеприготовления с промежуточным бункером, где тонкие фракции пыли уносятся из циклона, а пыль, поступающая из бункера к горелкам, получается более грубой. Это обстоятельство, а также меньшие удельные расходы энергии на размол угля в СМ (за счет более экономичного принципа размола) и меньшие расходы энергии на пневмотранспорт пыли дают дополнительные преимущества установкам с СМ по сравнению с установками с ШБМ.
В табл. 1.3 приведены некоторые характеристики зарубежных топлив, однако следует оговориться, что сообщаемые в ней данные собраны по многочисленным источникам и не могут претендовать на точность. Все же материалы табл. 1.3 представляют интерес, так как позволяют при выборе типа мельницы сопоставить отечественное топливо с зарубежным. При этом нужно помнить о различии в классификациях углей в СССР и за границей: в большинстве капиталистических стран принята методика США.
Из данных табл. 1.3 следует, что для большинства зарубежных топлив является характерным меньшие, чем в СССР, зольность топлива на сухую массу Ас и рабочая влажность Wp, а также большее значение Qpв— высшей теплоты сгорания топлива. Даже в угле мокрого обогащения, весьма часто используемом на тепловых электростанциях США, содержание золы на сухую массу обычно Ас≤10%, а влаги Wp≤10%.
Несколько отличается и деление углей на марки, которое ведется, исходя из содержания летучих на горючую массу. Если же обратиться к данным о размолоспособности зарубежных топлив, значения которой приведены в той же табл. 1.3, то можно указать на меньшую точность их определения и на более высокие значения коэффициентов размолоспособности для топлив США и ФРГ. Так, например, в табл. 1.4 приведены остатки R90 и R200 в зависимости от выхода летучих, рекомендуемые фирмой «Бабкок». Из этих данных следует, что и тонкость помола зарубежных топлив будет отличаться от принятой в СССР.
Таблица 1.4 Тонкость помола каменных углей за рубежом в зависимости от Vг
Сопоставление значений R90 из этой таблицы с данными для среднеходных мельниц из табл. 1.2 показывает, что принимаемые за рубежом остатки на сите 90 мкм близки к значениям, рекомендуемым в СССР, а для топлив с Vг>35% даже несколько выше наших. С учетом сказанного ранее о зольности зарубежных топлив увеличение R для топлив с более высоким выходом летучих становится понятным. В табл. 1.3, составленной по имеющимся в литературе данным, сделана попытка выяснить, имеется ли за рубежом тенденция к повышению зольности и влажности топлив, сжигаемых на электростанциях, т. е. приведены значения предельных значений A и W. Если взять топлива только США и ФРГ, для которых сведения даны наиболее подробно, то и по ним заметна тенденция ухудшения качества сжигаемого на электростанциях топлива.
