Выход и характеристика зола и шлака. Золоулавливание. Системы шлакозолуудаления. Основное оборудование систем шлакозолуудаления.

Выход и характеристики зола и шлака

В процессе сжигания твердого топлива образовавшийся несгораемый остаток из минеральных примесей выделяется в виде шлака, остающегося в топке, и в виде летучей золы, уносимой продуктами горения, частично оседающей в газоходах и улавливаемой в золоуловителях, а частично удаляемой через дымовую трубу в атмосферу. Частицы золы имеют значительно меньшие размеры (0,1 мм), чем куски шлака (до 60 мм). Количество шлака и золы, которое необходимо удалять из топочных камер котлов большой производительности, достигает сотен тонн в сутки.

Таблица 14.1 – Выход шлака и золы в зависимости от конструкции топочной камеры

Золоулавливание

Золоуловители - газоочистительные устройства различной конструкции для улавливания летучей золы из дымовых газов.

По принципу работы и конструктивным особенностям золоуловители разделяют на 5 групп: механические сухие, мокрые (скрубберы), электрофильтры, фильтры тканевые, комбинированные с различными способами очистки. Механические сухие золоуловители разделяют на центробежные (блоки циклонов) и инерционные (или жалюзийные).

Принцип действия циклонного золоуловителя: к цилиндрическому корпусу продукты сгорания подводятся по касательно расположенной трубе с определенной скоростью. Двигаясь по инерции, частицы золы прямолинейно прижимаются к корпусу циклона, теряют скорость и по конической части под действием силы тяжести опускаются в бункер, откуда золу периодически удаляют. В жалюзийном золоуловителе газ проходит между лопастями решеток, увлекая с собой мелкие частицы золы, более крупные собираются в циклон, где отделяются от продуктов сгорания и периодически выбрасываются в сборный бункер через затвор - мигалку. Степень очистки: 70-80 %.

Достоинства: малые габариты, небольшое сопротивление, возможность установки их в вертикальных и горизонтальных газоходах; недостатки: быстрое истирание (износ) золой и необходимость частой замены решеток.

К мокрым золоуловителям относятся центробежные скрубберы, основное достоинство которых - высокая степень очистки уходящих газов
(до 99 %); недостатки - большое сопротивление (до 0,08 МПа), износ прутков, засорение оросительных сопел. Расход воды на очистку продуктов сгорания 0,15-0,2 л/м.

На мощных ТЭЦ и КЭС для улавливания золы и очистки продуктов сгорания в основном используют электрофильтры. Способ очистки в них основан на том, что при пропуске через электрическое поле высокого напряжения, создаваемого между отрицательными и положительными полюсами, происходит ионизация газового потока.

При этом частицы уноса, содержащиеся в продуктах сгорания, получают электрический заряд. Основная масса частиц заряжается отрицательными ионами и переносится к положительному полюсу - осаждающему электроду. Степень улавливания золы в электрофильтре возрастает с ростом напряженности электрического поля, определяемой свойствами пылегазового потока, и падает с увеличением скорости дымовых газов. Коэффициент обеспыливания в электрофильтрах 88,5-98 % при возможности улавливания частиц не менее 10 мкм. Расход электроэнергии на очистку газов 0,1-0,15 кВт*ч на 1000 м³ газа.

Достоинства: высокий коэффициент очистки газов, малое гидравлическое сопротивление; недостатки - большие габариты, высокая стоимость.

В энергетике с котлами D=20-90 т/ч получили применение тканевые фильтры. Фильтрация осуществляется через гибкую ткань, выполненную из тонких нитей (d=100-300 мкм). Ткань имеет цилиндрическую форму, поэтому фильтры называются рукавными. Рукавные тканевые фильтры различают по форме фильтров (плоские, рукавные), наличию опорных устройств (каркасные, рамные), месту расположения вентилятора или дымососа (всасывающие и нагнетательные), способу регенерации тканей (встряхивание, обратная продувка, вибровстряхивание, импульсная продувка), числу секций в установке (односекционная, многосекционная), виду используемой ткани.

Достоинства: если тканевые фильтры правильно сконструированы и обоснованно выбран пористый материал, то эффективность улавливания составит 99 %. Недостатки: скорость газового потока через ткань должна быть очень низкой: 0,01-0,02 м/с, а гидравлическое сопротивление высоким: 0,5-1,5 кПа: сложности при эксплуатации (удаление осевшей на ткани золы).