Здания и сооружения тепловых электростанций - Сооружения системы гидрозолоудаления

При сжигании в топках котлов электростанций твердого топлива образуется большое количество золы и шлака.
На некоторых мощных электростанциях, работающих на топливах с большой зольностью (бурые угли, сланцы), количество золы и шлака, подлежащее эвакуации, достигает 200 г/ч и более. На подавляющем большинстве тепловых электростанций удаление золы и шлака производится гидравлическим транспортом.
Различаются две системы гидрозолошлакоудаления (сокращенно — гидрозолоудаления):
а)  совместная (смешанная), когда пульпа от золоуловителей и шлакосборников смешивается в пределах зольного отделения главного корпуса, транспортируется в одном или нескольких пульпопроводах совместно и укладывается в один золоотвал;
б)  раздельная, когда транспортирование пульпы от золоуловителей и от шлакосборников производится по разным пульпопроводам и складирование золы и шлаков производится в отдельных шлако- и золоотвалах.
Раздельная система гидрозолоудаления применяется в тех случаях, когда имеется возможность использовать золу и шлак для производства цемента, строительных блоков, изоляционных материалов и нужд химической промышленности. При проектировании тепловых электростанций детально изучаются все возможности такого использования золы и шлака в прилегающем промышленном районе. При невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования золошлаков применяется совместная система их удаления.
Золошлаковая пульпа, состоящая из смеси золы, шлака и смывной воды, по специальным каналам, проложенным в полу котельного отделения и под золоуловителями, поступает в приямки (насосные), расположенные в котельном отделении. В приямках установлены гидроаппараты конструкции инженера Москалькова или багерные насосы.
Иногда багерные насосные сооружаются за пределами главного корпуса в отдельном здании, имеющем заглубленную подземную часть.
Напорные пульпопроводы выполняются из стальных труб диаметром 200—500 мм с толщиной стенки 10—13 мм. Трубы свариваются в плети длиной 60—100 м. Для обеспечения свободы температурных перемещений на пульпопроводах предусматриваются сальниковые компенсаторы. При транспортировке движущиеся под действием напора воды абразивные частицы золы и шлака интенсивно истирают нижнюю поверхность труб на 1/3—1/4 окружности. Для удлинения срока службы пульпопровода и полного использования металла труб все трубы периодически (1 раз в -полтора года) поворачивают на 120°—90°.

Рис. 11-22. Типы золоотвалов.
а — равнинный; б — пойменный (косогорный); в —овражный; 1 — магистральный пульпопровод; 2 — ограждающая дамба; 3 — водосбросной колодец; 4 — водосбросной коллектор; 5 — отстойный пруд; 6 — намытый золошлаковый материал; 7 — нагорная канава; I, II — секции золоотвала.
Для уменьшения износа пульпопроводов и сокращения затрат на их ремонт в последнее время начали производить бронирование внутренних поверхностей труб пульпопроводов лотками из износостойкого сплава типа легированного чугуна ОП-1, ОП-3 и ОП-4. При этом срок службы труб удлиняется в 2—2,5 раза. Пульпопроводы прокладываются на специальных опорах.
Описание конструкций опор пульпопроводов приведено в гл. 14.
Если по условиям рельефа местности золошлаковая пульпа может идти самотеком, то на этом участке трассы, примыкающем к золоотвалу, напорные пульпопроводы заменяют самотечными железобетонными каналами (облицованными базальтовыми плитами) или деревянными лотками.
Складирование золы и шлака производится в золошлакоотвалах, которые в зависимости от характера рельефа местности и ряда других условий делятся на несколько типов, приведенных на рис. 11-22.
Нормами технологического проектирования и СНиП рекомендуется располагать золошлакоотвалы на непригодных или малопригодных для других целей земельных участках.
Золоотвал располагают с подветренной стороны (по розе ветров) от электростанции, предприятий, населенных пунктов и охранной зоны источников водоснабжения. Площадки, отводимые под золоотвалы, должны обеспечивать прием золы при работе электростанции полной мощности не менее чем в течение 15 лет.
В зависимости от рельефа местности ограждающие дамбы, образующие золоотвалы, выполняются по всему периметру золоотвала (равнинные золоотвалы) или только на отдельных пониженных участках. Первичные дамбы, служащие для образования начальной емкости золоотвала, обычно выполняются из местных грунтов. Наращивание дамб шлакозолоотвалов, а также возведение дамб последующих очередей можно производить намывом из шлаков и крупной золы.
В зависимости от назначения дамб на золоотвалах различают напорные и безнапорные ограждающие дамбы (секционные). Напорные дамбы проектируются как водоудерживающие плотины при напоре с одной стороны и в зависимости от высоты относятся к II—IV классу капитальности. Заложение откосов ограждающих дамб золоотвалов следует принимать по табл. 11-3.

Та б лица 11-3
Среднее заложение откосов ограждающих дамб

Ширина гребня ограждающей дамбы не должна быть менее 4—4,5 м. Верхняя внутренняя часть откоса дамбы из грунта для предохранения от разрушения волновым воздействием при больших размерах отстойного пруда крепится отсыпкой из щебня, гравия или каменной наброской.
Наружные (низовые) откосы дамб во избежание их размыва поверхностными водами и выветривания закрепляются слоем растительного грунта, гравием или щебнем. В целях организованного перехвата воды, фильтрующейся из отстойного пруда, и для осушения прилегающей к золоотвалу местности вдоль низового откоса ограждающей дамбы устраиваются дренажные устройства в виде дренажных призм, колодцев, наслонного дренажа и водоотводные канавы.
Осветление (освобождение от взвешенных частиц золы) сточной воды перед спуском ее в водоемы производится в отстойном пруду, организуемом в пределах золоотвала.
Отвод осветленной и поверхностной воды из отстойного пруда производится через водосбросные колодцы шахтного типа. Колодцы размещают в наибольшем удалении от места выпуска золошлаковой пульпы из пульпопровода. Колодцы выполняются каркасной конструкции из железобетона и оборудуются железобетонными или деревянными шандорами, через гребень которых переливается осветленная вода. Водосбросной коллектор от колодцев выполняется из железобетонных труб и укладывается до начала заполнения отвала. При использовании осветленной воды для оборотного водоснабжения системы гидрозолоудаления, т. е. возвращения осветленной воды из золоотвала к смывным насосам в зольное отделение главного корпуса, сооружаются насосные станции для перекачки воды (береговые или плавучие на понтонах), трубопроводы обратной воды и открытые каналы.