Меню Рубрики

Установка по удалению золы и шлака

Удаление золы

Своевременное и качественное удаление продуктов сгорания — золы и шлака — имеет большое значение для производительности и эффективности работы всей котельной.

Шлак представляет собой расплавленную и затем спекшуюся минеральную массу. Зола может быть летучей — это пылевидные фракции, которые в процессе работы котла выносятся дымовыми газами по дымовой трубе в атмосферу. Более крупные частицы золы выпадают в холодную воронку топки, такая зола называется «провал». В котельной должны функционировать системы удаления и летучей золы, и провала.

Удаление золы может производиться вместе со шлаком либо отдельно. Раздельное шлакоудаление применяется там, где есть потребители этих продуктов — древесная зола может служить удобрением для сельского хозяйства, шлак применяться в производстве строительных материалов. В основном в котельных используется совместное золошлакоудаление по общим каналам и транспортировка до мест отгрузки или золошлакоотвалов.

Удаление золы может осуществляться двумя способами: сухим и мокрым. В свою очередь, в сухом и мокром золошлакоудалении применяются различные механизмы и технологические процессы.

Сухое золоудаление

Ручной способ

Ручной способ применяется в небольших по мощности котельных с ручной загрузкой топлива. Количество золы и шлака не должно превышать 200-300 кг/час. Зола удаляется из котла через зольную дверцу вручную, а из котельной и далее может перемещаться вагонетками или, если установлены, транспортерами. До того, как зола будет выгружена из зольных бункеров, она смачивается водой, чтобы предотвратить запыление, и охлаждается, чтобы не допустить травмирования персонала.

Механический способ

Удаление золы механическим способом может происходить периодически (при выходе золы и шлака до 4 тонн в час) или непрерывно (при выходе более 4 тонн в час).

Для периодического золоудаления применяют вагонетки, скиповые подъемники, скреперные установки. Для непрерывного золоудаления используют скребковые, ленточные, канатно-дисковые транспортеры. Наибольшее распространение получили скребковые системы золоудаления.

Скребковые транспортеры двигаются по золошлаковым каналам, захватывают продукты сгорания и транспортируют их далее в бункер и отвал. Зола в приемном золовом бункере предварительно смачивается водой. Хорошо зарекомендовали себя транспортеры скребковые ТС и УСШ.

При использовании ленточного транспортера температура золы не должна превышать 80 °С в целях недопустимости повреждения резиновой транспортерной ленты. Широко применяются скреперные установки. Зола сбрасывается из бункеров котлов в канал, по которому движется скрепер, перемещающий ее в бункер и далее в отвал.

Пневматический способ

Этот способ используется для раздельного удаления золы и шлака. Движущей силой в этой системе является воздух. Систему пневматического золоудаления подразделяют на вакуумную, напорную и комбинированную. В вакуумной системе используются вакуумные насосы или эжекторы, создающие разряжение. Поступающий воздух выносит золу и направляет ее в циклон, где происходит ее оседание и удаление в бункер. В напорной системе удаление золы и шлака происходит за счет сжатого воздуха. Комбинированная система сочетает обе системы, благодаря чему золошлакоматериалы могут транспортироваться на значительные расстояния.

Мокрое золоудаление

В системе мокрого золоудаления движущей силой является вода. Мокрый способ неприменим в районах с низкими температурами, в зимнее время, для быстроцементирующихся продуктов сгорания.

Для приведения воды в рабочее состояние применяют различные механизмы: багерные и шламовые насосы, гидроаппараты и побудительные сопла. Простейшей системой мокрого золоудаления является самотечная система с побудительными соплами. Движение пульпы происходит под воздействием сил тяжести. Такая система надежна и не требует больших затрат.

Системы с багерными и шламовыми насосами могут обеспечивать как совместное, так и раздельное удаление золы и шлака. Багерный насос предназначен для перекачивания золошлаковой пульпы, а шламовый — золовой.

В котельных малой производительности применяются золо- и шлакоотстойники.

Комбинированные способы

Существуют и комбинированные способы мокрого удаления золы: механогидравлический и пневмогидравлический. Так, при использовании механогидравлического способа происходит заполнение водой скреперного канала, имеющего уклон для стока. Мокрая зола подается к бункеру скрепером, а затем удаляется в отвал.

Скребковый конвейер подает золу в багерный насос, который по пульпопроводу откачивает смесь золы с водой в золоотвал. К багерным насосам можно подавать пульпу винтовым (шнековым) транспортером и роторным конвейером.

Пневмогидравлический способ предусматривает удаление золы по всасывающему трубопроводу до водовоздушного эжектора, где она смешивается с водой и далее по пульпопроводу направляется в канал и затем — в отвал.

источник

Сухое удаление золы: как превратить отходы в товар

Утилизация золы – актуальная проблема для угольной генерации России: ежегодно в стране образуется до 30 млн тонн золошлаковых отходов, большая часть которых отправляется в гигантские отвалы и никак не используется.

Чтобы зола превратилась в товар, необходимо модернизировать действующие на угольных ТЭС системы золошлакоудаления, заменив преобладающий сейчас мокрый способ более технологичным сухим. В России на этот шаг решились пока единичные компании.

В Европе свободной земли мало, и она дорогая; в России такой проблемы не существовало, поэтому формировать огромные по площади золоотвалы было дешевле, чем инвестировать в переработку золы. Оставшиеся после сжигания угля в котле зола и шлак смешивались с водой

и по каналам гидрозолошлакоудаления через решётки и шлакодробильные аппараты направлялись в золоотвалы.

Многолетнее применение этой системы золошлакоудаления (ЗШУ) привело к тому, что в РФ скопилось до 1,5 млрд тонн золы, занимающей общую площадь около 20 тысяч км2, что сопоставимо, например, с площадью Крыма. Но оказалось, что и в России есть предел

Читайте также:  Установка win 7 home premium

территориям: по данным Агентства по прогнозированию балансов в электроэнергетике, чуть менее 70% крупных угольных ТЭС исчерпали мощности золоотвалов, у оставшихся ресурс эксплуатации отвалов не превышает 10 лет.

Ещё один немаловажный аспект – токсичность золошлаковой гидромассы. Выделяемые ею щёлочи попадают напрямую в землю, заражая грунтовые воды. Очевидные экологические последствия дополняются экономическими. Экологические платежи за каждую тонну складируемого золошлака составляют 300–400 рублей, приводит

оценки экспертов в своём отчёте компания «Энергоаудит».

В настоящее время, по данным «Энергоаудита», на обслуживание систем гидрозолошлакоудаления приходится 10% общих эксплуатационных затрат угольных электростанций. При внедрении сухого ЗШУ эту цифру можно сократить. Исключаются затраты на использование технологической воды. Нет характерной для мокрого способа коррозии, а значит, меньше изнашивается оборудование. Отсутствуют или значительно сокращаются экологические платежи и плата за использование земель для размещения отвалов, гидротрубопроводов, насосных станций и других сооружений, необходимых для гидроудаления.

Более того, система СЗШУ позволяет на 0,5% повысить тепловой КПД котла за счёт дополнительного тепловыделения золы.

Первой генкомпанией, решившейся заменить мокрое

золошлакоудаление на сухое (СЗШУ), стала «Энел Россия», владеющая крупнейшей на постсоветском пространстве угольной ТЭС. Установленная электрическая мощность Рефтинской ГРЭС составляет 3,8 ГВт, тепловая – 350 Гкал/ч. Станция поставляет электроэнергию потребителям Уральского федерального округа, обеспечивая 40% потребления всей Свердловской области. В качестве основного топлива на ГРЭС используется

экибастузский каменный уголь, в результате сжигания в год образовывалось до 5 млн тонн золы. Как и многие другие угольные станции России, Рефтинская исчерпала ресурс золоотвала.

Постройка нового отвала на Рефтинской ГРЭС потребовала бы от «Энел Россия» вырубить более 300 га леса,при этом ресурс нового хранилища ограничивался бы 12 годами, после чего компании пришлось бы вновь решать ту же проблему. Внедрение СЗШУ позволило не

только снизить экологические риски, но и получить дополнительные доходы от реализации золы. Срок работы действующего золоотвала при этом увеличился на 35 лет.

В 2011 году компания подписала с правительством Свердловской области соглашение о сотрудничестве в области охраны окружающей среды. По этому документу, в частности, компания обязалась установить новые рукавные фильтры с эффективностью очистки дымовых

газов 99,9% на трёх из десяти энергоблоков и ввести СЗШУ. Оба проекта «Энел Россия» завершила в 2015 году.

Инвестиции в новую систему золошлакоудаления превысили 12,5 млрд рублей.

Поставщиками основных узлов СЗШУ для Рефтинской ГРЭС выступили немецкая Claudius Peters (силосный склад сухой золы), английская Clyde Bergemann Power Group (пневмокамерные насосы для транспортировки золы) и немецкая Tenova Takraf (конвейерное и отвальное оборудование). Помимо этих компаний оборудование для сухого удаления золошлаков выпускают Alstom (Швейцария), Magaldi Group (Италия), Tedo (Чехия), Lodige (Германия). В России производители подобного оборудования пока отсутствуют.

Пока в России помимо «Энел Россия» сухое золошлакоудаление применила только компания

«Интер РАО» – на Черепетской ГРЭС. «Юнипро» планирует построить аналогичную с Рефтинской ГРЭС систему СЗШУ на Берёзовской ГРЭС.

Сухая зола от бункеров газоочистных установок направляется на силосный склад, а потом либо на загрузочные устройства в железнодорожный и автотранспорт, либо на труболенточный конвейер длиной 4,5 км, доставляющий остатки нереализованной золы в золоотвал.

КАК РАБОТАЕТ СУХОЕ ЗОЛОШЛАКОУДАЛЕНИЕ

Основное технологическое отличие мокрого ЗШУ от сухого заключается в способе удаления золы и шлаков из бункеров котельных агрегатов. Гидравлический метод предполагает гашение золошлаковых отходов водой (при этом теряется до 1% теплового КПД котла) и передачу гидромассы с помощью багерных насосов на золоотвалы. В дальнейшем использовать эту золу невозможно. При СЗШУ гашение водой не используется, а применяется пневматическая система удаления продуктов горения. Зола из газоочистных установок через систему пневмокамерных насосов и промежуточных бункеров подаётся по золопроводам на силосный склад. В качестве движущей силы вместо воды используется подаваемый компрессорной станцией сжатый воздух. Размер силосного склада зависит от количества сжигаемого топлива. На Рефтинской ГРЭС его мощность составляет до 28 тысяч тонн – столько станция может произвести золы за 2,5 суток работы при полной нагрузке. Сухую золу, хранящуюся на силосном складе, в дальнейшем можно продать, прежде всего строительным компаниям. В зависимости от спроса золошлаковые материалы со склада направляются либо на узлы выгрузки сухой золы в железнодорожный и автотранспорт, либо на труболенточный конвейер длиной 4,5 км, доставляющий остатки нереализованной золы в золоотвал. На момент запуска СЗШУ «Энел Россия» заявляла о планах отгружать сторонним покупателям до 1 млн тонн золы в год – то есть 20% от годового производства, указывая, что потенциально объём поставок можно увеличить до 100% вырабатываемой золы. Организуя доставку по железной дороге, станция имеет возможность продавать этот побочный продукт потребителям не только Уральского, но и Центрального и Южного федеральных округов. Золошлаки используются как сырьё для производства силикатного кирпича, строительных твинблоков, цементных композиций и других материалов. Сухая зола широко используется в дорожном строительстве для создания

Читайте также:  Установка передних опор ss20

земляных насыпей и дорожного покрытия, в сельском хозяйстве – в качестве компонента для удобрений, в ландшафтных проектах и для стабилизации грунтов.

Труболенточный конвейер и Отвалообразователь

ПОТРЕБИТЕЛИ ВЫСТРОИЛИСЬ В ОЧЕРЕДЬ

Опыт Рефтинской ГРЭС показателен, но не уникален. Новые угольные станции в России теперь обладают дополнительной опцией заключения контрактов на использование золошлаков и сами заинтересованы в утилизации отходов, всё чаще становящихся вторичным сырьём. Например, современными системами золоудаления оборудованы энергоблоки «Интер РАО», введённые в рамках программы ДПМ на объектах ТГК-11, на Каширской и Черепетской ГРЭС, а также на строящейся в Калининградской области Приморской ТЭС.

В 2010 году на Каширской ГРЭС (Московская область) реконструировали золоотвал площадью 97 га. Он состоял из пяти секций: в трёх золошлаки намывали, две секции использовались как пруды-отстойники. Новый золоотвал – комбинированный, включает в себя секции и гидравлического, и сухого складирования. Модернизировали не только золоотвал, но и железнодорожный узел отгрузки золы. В итоге с 2009 года объёмы продажи золы выросли в два раза. В 2017 году из 22,7 тысячи тонн золовых отходов продали 19,7 тысячи тонн – на золоотвал отправилось лишь 13% от общего объёма выработанных за год отходов.

Ещё одна электростанция «Интер РАО», где технология сухого золошлакоудаления была предусмотрена уже на стадии проектирования, – строящаяся в Калининградской области Приморская ТЭС. Объект ещё не сдан в эксплуатацию, однако к энергетикам уже выстроилась очередь из желающих приобретать золу. В частности, подписан меморандум о сотрудничестве с местной компанией «Балтцемент плюс», производителем строительных материалов. После пуска Приморской ТЭС

калининградские бизнесмены хотели бы ежегодно покупать до 80 тысяч тонн сухих зол и шлаков и даже готовы построить в регионе завод по производству наноцементов.

Но поскольку ТЭС задумывалась как резервная, энергетики не могут гарантировать потенциальным потребителям необходимые им объёмы золы и шлака. Однако продавать те отходы, что будут образовываться в ходе работы станции, реально.

Мост на переезде Жилёво – Михнево (Московская область) целиком сделан

с использованием золошлаков Каширской ГРЭС

источник

14 Удаление золы и шлака

14.1 В котельных, работающих на твердом топливе, система золошлакоудаления должна обеспечивать надежное и бесперебойное удаление золы и шлака, безопасность обслуживающего персонала, защиту окружающей среды от загрязнения и выбираться в зависимости от:

  • количества золы и шлака, подлежащих удалению из котельной;
  • удаленности от отдельной площадки для организации золошлакоотвала;
  • физико-химических свойств золы и шлака;
  • наличия потребителя и его требований к качеству золы и шлака;
  • при гидрозолошлакоудалении — обеспеченности водными ресурсами.

14.2 Для котельных с общим выходом шлака и золы от котлов в количестве 150 кг/ч и более (независимо от производительности котлов) должно быть механизировано удаление шлака и золы.

При ручном золоудалении шлаковые и зольные бункера следует снабжать приспособлениями для заливки золы и шлака водой в самих бункерах или вагонетках. В этом случае под бункерами обязательно должны быть устроены изолированные камеры для установки вагонеток. Камеры должны иметь плотно закрывающиеся двери, надлежащую вентиляцию и соответствующее освещение, а двери камеры — закрытое с небьющимся стеклом отверстие диаметром не менее 50 мм.

Управление затвором бункера и заливкой шлака необходимо устраивать на безопасном для обслуживания расстоянии.

При ручной отвозке золы в вагонетках нижние части зольных бункеров необходимо располагать на таком расстоянии от уровня пола, чтобы под затвором бункера высота составляла не менее 1,9 м, при механизированной откатке затвор бункера следует располагать на 0,5 м выше вагонетки.

Ширина проезда в зольном помещении должна быть не менее ширины применяемой вагонетки, увеличенной на 0,7 м с каждой стороны. Уменьшение ширины допускается лишь в проездах между колоннами фундамента котлов и зданий.

Если золу и шлак выгребают из топки непосредственно на рабочую площадку, то в котельной над местом выгреба и заливки очаговых остатков должна быть устроена вытяжная вентиляция.

14.3 Удаление и складирование золы и шлака следует предусматривать совместным. Раздельное удаление золы и шлака применяют в зависимости от наличия потребителя и по его требованиям.

14.4 Технологический комплекс по переработке и утилизации золы и шлака допускается размещать как на площадке котельной, так и на месте золошлакоотвала.

14.5 Системы транспорта золы и шлака в пределах площадки котельной могут быть механическими, пневматическими, гидравлическими или комбинированными. Выбор системы золошлакоудаления проводят на основании технико-экономического сравнения вариантов.

14.6 Системы механического транспорта золы и шлака следует предусматривать в котельных с котлами, оборудованными топками для слоевого сжигания.

14.7 При проектировании общей для всей котельной системы механического транспорта золы и шлака непрерывного действия следует предусматривать резервные механизмы.

14.8 Системы периодического транспорта следует принимать при выходе золы и шлака до 4 т/ч; системы непрерывного транспорта — при выходе более 4 т/ч.

14.9 Для удаления золы и шлака из котельных общей массой до 150 кг/ч следует применять монорельсовый или автопогрузочный транспорт контейнеров-накопителей, узкоколейный транспорт в вагонетках, скреперные установки, конвейеры.

Читайте также:  Установка вентилятора в подвале

14.10 Для механических систем периодического транспортирования следует применять скреперные установки, скиповые и другие подъемники; для непрерывного транспортирования — канатно-дисковые, скребковые и ленточные конвейеры.

14.11 При использовании для транспортирования шлака ленточных конвейеров температура шлака не должна превышать 80°С.

14.12 При использовании скреперных установок следует применять:

  • системы «мокрого» совместного золошлакоудаления — при выходе золы и шлака до 0,5 т/ч;
  • системы «мокрого» раздельного золошлакоудаления — при выходе шлака до 1,5 т/ч;
  • системы «сухого» золошлакоудаления, когда «мокрые» системы неприемлемы (при сооружении котельной в Северной климатической зоне, дальних перевозках в зимнее время, при транспортировании золы и шлака, склонных к цементации во влажном состоянии, при промышленном использовании золы и шлака в сухом виде).

14.13 Скребковые конвейеры применяют в системах как «сухого», так и «мокрого» золошлакоудаления.

14.14 Скребковые конвейеры следует устанавливать в непроходных каналах, конструкция которых должна допускать возможность осмотра и ремонта узлов конвейера.

14.15 Для пневматического транспорта золы и шлака от котлов к разгрузочной станции следует применять всасывающую систему. При этом расстояние транспортирования должно быть не более 200 м.

Для пневматического транспорта золы и шлака от разгрузочной станции до отвала следует применять напорную систему при расстоянии транспортирования не более 1000 м.

14.16 При проектировании систем пневмотранспорта следует принимать:

  • концентрацию материалов от 5 до 40 кг на 1 кг транспортирующего воздуха;
  • наибольший размер кусков, транспортируемых пневмотрубопроводами, не превышающий значения, равного 0,3 диаметра пневмотрубопровода.

14.17 При проектировании систем пневматического транспорта следует принимать:

  • скорость движения золошлакоматериалов в начальных участках пневмотрубопроводов — не менее 14 м/с;
  • наименьший внутренний диаметр пневмотрубопроводов для золы — 100 мм;
  • наименьший внутренний диаметр пневмотрубопроводов для шлака — 125 мм;
  • наибольший внутренний диаметр — не более 250 мм.

14.18 Часовая производительность всасывающей системы, в зависимости от количества заборных точек, должна быть в 3-4 раза больше часового выхода транспортируемого материала.

14.19 Режим работы системы пневматического транспорта принимают периодическим; производительность системы определяют из условия продолжительности ее работы 4-5 ч в смену без учета времени на переключения.

14.20 Для дробления шлака, поступающего в вакуумную пневматическую систему, под шлаковыми бункерами котлов следует предусматривать дробилки:

  • двухвалковые зубчатые — для дробления непрочного слабоспекшегося шлака с максимальным начальным размером кусков до 100 мм, получаемого при сжигании в камерных топках углей с высокой температурой плавкости золы;
  • трехвалковые зубчатые — для дробления механически непрочных шлаков с размерами кусков 100-400 мм, шлаков с повышенной механической прочностью, с неравномерными фракциями.

14.21 Температура шлака, поступающего на дробление, не должна превышать 600°С.

14.22 Для пневмотрубопроводов следует применять трубы из низколегированной стали марки 14ХГС. Зависимость минимальной толщины стенки от диаметра применяемых труб — в соответствии с приложением Е.

Использование восстановленных стальных труб и бывших в употреблении материалов и арматуры не допускается.

14.23 Пневмотрубопроводы следует выполнять сварными, соединения с оборудованием и арматурой допускается выполнять фланцевыми.

14.24 Прокладку пневмотрубопроводов в помещениях котельной следует предусматривать над полом с устройством переходных мостиков. Минимальное расстояние от низа трубы до пола должно составлять 1,5 диаметра трубы, но не менее 150 мм.

14.25 Соединения деталей и элементов пневмотрубопроводов следует проводить сваркой. Угол наклона отвода не должен превышать 30°. При этом участок трубы против врезки отвода должен быть усилен укрепляющей накладкой, соединенной с трубой внахлест.

14.26 Для осмотра и прочистки пневмотрубопроводов следует устанавливать лючки или контрольные пробки.

14.27 В качестве запорной арматуры на пневмотрубопроводах следует принимать пробковые краны, устанавливаемые на вертикальных участках.

14.28 Участки пневмотрубопроводов, имеющие температуру свыше 40°С, должны быть ограждены сетками. Теплоизоляция пневмотрубопроводов не допускается.

14.29 Отделение золы и шлака от транспортирующего воздуха в вакуумных установках пневмотранспорта следует проводить в инерционных осадительных камерах.

Максимальная скорость воздуха в камере не должна превышать 0,15 м/с, аэродинамическое сопротивление осадительной камеры должно составлять 100-150 Па.

Рабочая вместимость камеры должна обеспечивать непрерывную работу системы в течение 45 мин.

14.30 Под осадительными камерами следует предусматривать установку сборных бункеров, изготавливаемых из металла или железобетона.

Угол наклона стенок должен быть не менее:

  • 50° — для металлических бункеров;
  • 55° — для железобетонных бункеров.

14.31 Системы гидравлического золошлакоудаления следует принимать в следующих случаях:

  • обеспеченности водными ресурсами;
  • отсутствия промышленного использования золы и шлака;
  • невозможности организации сухого складирования золы и шлака;
  • экологической целесообразности установки мокрых золоуловителей;
  • значительных расстояний от котельной до отвала.

14.32 При использовании в качестве золоуловителей электрофильтров следует принимать комбинированную пневмогидравлическую систему золоудаления, при которой золу из-под золоуловителя транспортируют пневмосистемами в промбункер, из промбункера — самотечными каналами гидроудаления в насосную.

14.33 Шлаковые каналы при твердом шлакоудалении следует выполнять с уклоном не менее 0,015, при жидком шлакоудалении — не менее 0,018. Золовые каналы должны иметь уклон не менее 0,01. Каналы, как правило, следует выполнять железобетонными с облицовкой из камнелитых изделий и перекрытиями на уровне пола легкосъемными плитами.

источник