Сушка топлива
Для улучшения размола топлива, хранения и транспорта пыли, а также интенсификации ее зажигания и горения используется сушка топлива. Однако чрезмерная сушка топлива (пыли) не допускается по условиям самовозгорания и взрывобезопасности.
Сушка топлива различается по замкнутой и разомкнутой схемам. При замкнутой схеме отработавший в системе пылеприготовления сушильный агент вместе с пылью сбрасывают в топку. При разомкнутой схеме отработавшие сушильные газы сбрасывают в атмосферу. Примером замкнутой схемы сушки является индивидуальная система пылеприготовления с прямым вдуванием (рис. 7.1,6), примером разомкнутой схемы - центральная система пылеприготовления (рис. 7.1, а). После подсушки топлива в индивидуальной системе пылеприготовления с промежуточным бункером сушильный агент обычно сбрасывается в топку.
Влажность рабочего топлива WP может быть представлена как сумма гигроскопической влажности Wги и внешней влажности Wвн. Значения Wги для разных видов топлива различны. Так, для антрацита Wги =2,5 %, для подмосковного угля 7,5 %, а для торфа 11 %. Для относительно сухих углей при внешней влажности, не превышающей 10%, сушка топлива производится одновременно с размолом в мельничном устройстве путем подачи внутрь мельницы горячего воздуха или продуктов сгорания (рис. 7.2, а).
Для влажных топлив с внешней влажностью 15 - 20% частичная предварительная подсушка топлива может осуществляться непосредственно перед мельничным устройством в коротких сушильных трубах. Окончательная досушка топлива проводится в мельнице в процессе размола (рис. 7.2, б). Для высоковлажных топлив с внешней влажностью более 20 % возможно применение предварительной сушки топлива в отдельном сушильном устройстве с разомкнутой сушкой, т. е. с выбросом отработавшего сушильного агента вместе с водяными нарами в атмосферу (рис. 7.2,в).
Расчеты подсушки топлива проводят, исходя из следующих соображений. Если первоначальная влажность топлива была W1, а конечная стала W2, то справедливо соотношение, характеризующее неизменяемость сухой массы топлива:
где В1 и В2 - соответственно массы сырого и подсушенного угля, кг/с. Отсюда
Действительная масса удаляемой при сушке влаги ΔWЛ, кг/с,
В конечном счете получаем
Количество испаренной влаги на 1 кг сырого топлива, кг/кг,
Тепловой баланс сушильной пылеприготовительной установки обычно составляют на 1 кг сырого угля. Баланс может быть составлен также на 1 кг сухого угля или на количество испаренной влаги ΔW. Расходными статьями баланса являются теплота, затраченная на испарение влаги и нагрев оставшегося топлива; теплота, уносимая отработавшим сушильным агентом; потеря теплоты установкой от наружного охлаждения.
Основной приходной статьей баланса является физическая теплота сушильного агента, которым могут быть горячий воздух, горячие продукты сгорания или газовоздушная смесь,
где GI - количество сушильного агента на 1 кг сырого угля, кг/кг;
Сса - теплоемкость сушильного агента перед сушильной системой, кДж/(кг*К), t1 - начальная температура сушильного агента,°С. При расчетах сушки, совмещенной с размолом топлива, учитывают также теплоту, выделяющую в результате работы мелющих органов, кДж/кг,
где Эрам - удельный расход энергии на размол топлива, кВт ч/т, Кмех - коэффициент, учитывающий долю энергии, превращаемую в теплоту в процессе размола (К = 0,6-0,8)
В приходной части баланса учитывают также теплоту присосанного холодного воздуха. Приравнивая приходные и расходные статьи теплового баланса, определяют необходимый расход сушильного агента Gx при известной его начальной температуре или начальную его температуру t\ при известном расходе сушильного агента.
Следует стремиться к максимальному повышению t1 что обеспечивает ускорение сушки топлива, а также приводит к снижению потери с выносом, так как количество сушильного агента при этом уменьша ется Ограничивающими факторами здесь являются надежность работы мельницы, а также взрывобезопасность. При влажности топлива до 30 % начальная температура сушильного агента выбирается в пределах 400-450 °С, а при влажности 30-40 % - в пределах 700-900 °С (при наличии перед мельницей предвключенных подсушивающих устройств) Конечная температура сушильного агента должна быть выше точки росы при конечном парциальном давлении водяных паров.
Для предварительной подсушки топлива перед мельницей применяют различные типы сушилок газовые барабанные, паровые трубчатые, пневматические (трубы-сушилки), с кипящим слоем и др. Значительно интенсивнее, чем в обычных сушилках, протекает сушка при совмещении ее с размолом топлива, что связано с резким увеличением при этом поверхности угля В настоящее время в большинстве случаев подсушка топлива проводится в основном в самом мельничном устройстве, часто в сочетании с короткой трубой-сушилкой, располагаемой перед мельницей Значение конечной влажности пыли может быть принято по рекомендациям ВТИ и ЦКТИ. Так, например, влажность подсушенной пыли АШ должна быть Wпл = 0,5/1%; подмосковного угля - Wпл = 11/16 %; торфа - Wпл = 35/40% По условиям взрывобезопасности конечная влажность пыли сланцев, а также бурых углей, у которых Wги < 0,4 Wp, не должна быть ниже гигроскопической. Для бурых углей с Wги ≥ 0,4 Wp и каменных углей влажность пыли не должна быть менее 50 % гигроскопической. Для фрезерного торфа требуется, чтобы Wпл > 25 %.