4.9.4Топливно-транспортное хозяйство

По проектным решениям Томская ТЭЦ-3 предусматривалась для работы на твердом топливе, и топливно-транспортное хозяйство (ТТХ) ТЭЦ было запроектировано единым для обеспечения топливом котлов отопительной котельной и котлоагрегатов энергоблоков.

При намечаемой 1^ой очереди строительства часовой расход бурого березовского угля был равен 364 т/ч, при полном строительстве ТЭЦ общий часовой расход березовского угля по проекту составлял 924 т/ч. Производительность основного тракта топливоподачи была принята 1200 т/ч, а конвейеров котельной (на бункерной галерее) – 600 т/ч.

Проектные решения по топливно-транспортному хозяйству предусматривают его сооружение в следующем составе (рис.1):

- разгрузустройство с 2-мя вагоноопрокидывателями “ВРС-134”;

- дробильный корпус с дробилками “М20×30Г” – 4 шт. (производительностью 1000 т/ч каждая);

- ленточные конвейеры основного тракта топливоподачи - №1 (а,б), 2 (а,б), 3/1 (а,б), 3/2 (а,б), 4/1 (а,б) и 4/2 (а,б);

- ленточные конвейеры подачи топлива на склад (1-ой очереди) - №5/1, 5/2, 5/3;

- ленточные конвейеры подачи топлива со склада - №6/1, 6/2, 7 (а,б).

Емкость угольного склада для 1^ой очереди строительства принята 230 тыс.т, для полного строительства ТЭЦ – 600 тыс.т.

Операции на складе топлива предусмотрено выполнять с помощью бульдозеров. Для подачи топлива со склада на конвейерах № 6/1, 6/2 и 7 (а,б) имеются загрузочные бункера с питателями.

Основные технические характеристики перечисленных ленточных конвейеров топливоподачи приведены в следующей таблице 4.38.

Таблица 4.38 – Основные характеристики ленточных конвейеров

Основные технические решения по топливно-транспортному хозяйству

1. Строительство ТТХ ТЭЦ-3 было начато около 20 лет назад, частично выполнена была строительная часть по ряду устройств, у некоторых из них – только подземная строительная часть.

Работы давно уже не ведутся на этих объектах, при их визуальном осмотре, например, в июле 2009 г. установлено, что подземная часть разгрузустройства (включая металлические бункера) и др. сооружений полностью затоплена водой.

При продолжении строительства необходимо специальное обследование имеющихся сооружений ТТХ (особенно их подземной части) для определения их технического состояния и возможности использования.

2. По своим техническим характеристикам оборудование ТТХ в проекте было предусмотрено на значительный часовой расход топлива, особенно дробильный корпус с четырьмя дробилками.

При меньших фактических расходах топлива ТЭЦ необходима корректировка проектных решений по ТТХ, с существенным уменьшением основных параметров оборудования (ленточных конвейеров, молотковых дробилок, складских механизмов и др.).

Рисунок 4.10 – Технологическая схема ТТХ ТЭЦ-3 (проектная)

Следует отметить, что корректировка проекта необходима также из-за неудачных технических решений по ряду устройств ТТХ: разгрузустройству с вагоноопрокидывателями “ВРС-134” при разгрузке вагонов 60-70 т; дробильному корпусу с четырьмя дробилками “М20×30Г”; башне пересыпки с подачей топлива при помощи типовых перекидных шиберов по двум направлениям (на две бункерные галереи); складу топлива с четырьмя отдельными штабелями березовского угля; узлу пересыпки №1 с подачей топлива на склад (также при помощи перекидных шиберов и значительной высоте узла пересыпки).

Скорректированная технологическая схема ТТХ ТЭЦ, с использованием большей части существующих сооружений (у которых была выполнена только строительная часть частично), представлена на рисунке 4.11.

3. При работе на твердом топливе, с учетом возможного строительства на ТЭЦ-3 дополнительно котлоагрегатов, общий расход бурого березовского угля при различных вариантах строительства может составить величину, указанную в таблице 4.39.

Основной тракт топливоподачи от разгрузустройства до БСУ при этом должен иметь расчетную производительность не менее, чем с 20%-ым запасом к общему расходу топлива всеми котлоагарегатами, в соответствии с нормами проектирования.

Таблица 4.39 – Расход березовского бурого угля при различных вариантах строительства

Пиковая водогрейная котельная (ПВК) ТЭЦ-3 в одном из вариантов работает на твердом топливе, а в остальных вариантах продолжит работать на газе, и подача твердого топлива к его котлам при этом не предусматривается.

3. Для разгрузки вагонов с топливом грузоподъемностью 60-70т предлагается вместо четырехопорных вагоноопрокидывателей “ВРС-134” применить трехопорные роторные вагоноопрокидыватели (с двумя бункерами каждый), так как разгрузка таких вагонов (длиной ~ 13м) на 4-х опорных вагоноопрокидывателях (длиной ~ 23м, с 3-мя бункерами) вызывает ряд отрицательных последствий в работе вагоноопрокидывателей, при несимметричной установке вагонов, например, на два бункера из трех для разгрузки.

Поэтому для вагонов грузоподъемностью 60-70т необходимо применять трехопорные “ВРС-93-110” или двухопорные “ВРС-75С” вагоноопрокидыватели (длиной ~ 17м, с двумя бункерами), с меньшей собственной массой и меньшей мощностью привода, по сравнению с “ВРС-134”. В этом случае сокращается также общее количество питателей и дробильно-фрезерных машин, так как необходимо два питателя и две машины, вместо трех, на один вагоноопрокидыватель.

При этом необходимо предусмотреть усовершенствованные дробильно-фрезерные машины, которые имеют улучшенные технические характеристики и напорный привод передвижения, исключающий часто происходящие пробуксовки машин при рабочем ходе.

На питателях регулирование их производительности необходимо выполнить путем частотного регулирования скорости вращения электродвигателей привода.

Рисунок 4.11 – Технологическая схема ТТХ ТЭЦ-3 (скорректированная)

При разгрузке вагонов грузоподьемностью 60-70т вагоноопрокидыватели имеют расчетную производительность до 840 т/ч (каждый), при разгрузке 12 вагонов в час в соответствии с нормами проектирования.

3. На основном тракте топливоподачи, при всех указанных величинах расчетной производительности, предлагается предусмотреть конвейеры с лентой шириной 1000 мм, а производительность конвейеров подачи топлива в БСУ принять 450 т/ч при скорости ленты 1,50÷1,62 м/с.

Конвейеры подачи топлива на склад имеют производительность 840 т/ч (при ширине ленты 1400 мм и скорости ленты 1,42÷1,54 м/с), со cклада в БСУ – 450 т/ч.

3. На каждой нитке тракта топливоподачи необходимо установить по одной молотковой дробилке “М20×20Г”, имеющей паспортную производительность 600 ÷ 800 т/ч. В дробильном корпусе каждая дробилка должна быть расположена на одной оси (по вертикали) с конвейерами перед и после дробилки, чтобы обеспечить равномерную (по длине ротора) подачу топлива в дробилку (в соответствии с ПТЭ), следовательно нормальную ее работу и нормативное качество дробления топлива. В проектных решениях дробилки располагаются в дробильном корпусе иначе (не на одной вертикальной оси с конвейерами), что не обеспечивает перечисленные условия их нормальной работы, особенно для дробилок “М20×30Г”.

Так как у названных дробилок паспортная производительность обеспечивается именно длиной рабочей части ротора, следовательно, у них должна быть загружена и работать вся длина ротора. При неравномерной загрузке дробилки могут перегружаться, происходит неравномерный износ молотков и других рабочих поверхностей в дробилках по длине ротора, ухудшается качество дробления топлива. Из-за неравномерного износа молотков по длине ротора регулировать рабочие зазоры в дробилке становится невозможно.

Уменьшить в определенной степени перечисленные отрицательные последствия предлагается с помощью грохотов, установленных перед дробилками. Грохоты позволят разгрузить дробилки от мелкого топлива, исключив этим частично перегрузку дробилок. Грохоты должны быть достаточной длины и ширины, т.е. их рабочая площадь должна согласовываться с производительностью конвейеров, с величиной потока топлива, с физическими свойствами топлива. Поток топлива, поступающий на них, должен быть распределен по всей ширине и длине, должен падать на верхнюю часть грохота, чтобы пройти по всей их длине для более полного отсева мелкой фракции топлива.

Распределение потока топлива по длине ротора дробилки обеспечивается при выполнении грохота, например, в виде симметричных веерообразных колосниковых решеток из нескольких секций (двух-трех) по длине.

Предусматриваемые в проектных решениях типовые грохоты не обеспечивают вышеназванные условия.

3. По проектным решениям на складе предусмотрено топливо укладывать в четыре отдельных штабеля.

В соответствии с рекомендациями УралВТИ, следует весь необходимый запас топлива укладывать в один штабель, на одной определенной площадке.

При одном штабеле меньше общие поверхности штабеля и его откосов, меньше контакт с кислородом воздуха и меньше его проникновение внутрь штабеля, следовательно, в меньшей степени происходит окисление топлива. В этом случае существенно уменьшаются трудозатраты на оформление штабеля, на необходимое уплотнение (укатку) послойно всей поверхности, а особенно откосов, усиленное для бурых углей.

Таким образом, в больших штабелях, при правильном их оформлении значительно уменьшаются химические потери топлива, в них топливо хранится длительно без заметного снижения его теплоценности.

Формирование единого штабеля топлива сокращает также общее количество складских механизмов, в том числе ленточных конвейеров и узлов пересыпки.

Склад топлива для ТЭЦ с запасом на 30 суток по варианту с наименьшим расходом топлива должен вмещать не менее 150 тыс.т, а по варианту с наибольшим расходом топлива - не менее 300 тыс.т. Склад выполняется с механизацией всех операций при помощи бульдозеров.

Емкость склада в 300 тыс.т может быть обеспечена, например, при укладке угля в один штабель на площадке 190×130м, высотой до 15м.

На склад топливо сбрасывается с конвейера № 5/1 в нескольких точках (не менее трех). Опоры этого конвейера должны иметь исполнение, обеспечивающее засыпку их топливом. Со склада топливо подается бульдозерами через загрузбункеры с качающимися питателями на конвейеры № 6/1 , 6/2 и 7 (а,б).

Как вариант, предлагается также рассмотреть применение на складе для перегрузки топлива современной машины непрерывного действия – роторного заборщика на гусеничном ходу (ЗРГ) производительностью, например, 800÷900 т/ч, с общим радиусом действия до 40м (суммарная длина рабочей стрелы с ротором и отводящей стрелы), который может заменить в работе до 5 бульдозеров.

В угольных разрезах Экибастуза, например, все операции по добыче и перегрузке угля выполняются подобными машинами (роторными экскаваторами и перегружателями на гусеничном ходу). В зарубежных странах подобная техника широко применяется в настоящее время при работе с сыпучими материалами.

8. При разгрузке топлива на электростанциях потери времени на маневровые операции с определенными группами (ставками) вагонов, подаваемыми на разгрузку, могут быть значительными, особенно в зимнее время, при использовании паровых размораживающих устройств “тупикового типа”.

Поэтому для уменьшения этих потерь времени и, следовательно, для обеспечения суточной производительности вагоноопрокидывателей необходимо применение размораживающего устройства с электронагревателями “проходного” типа. На путях надвига перед вагоноопрокидывателями предлагается соорудить это устройство (две секции), по длине рассчитанное на 5 вагонов (каждая секция).

Режим разогрева вагонов при этом должен согласовываться по времени с режимом их разгрузки на вагоноопрокидывателях.

Потери времени на маневровые операции существенно снижаются также при применении специальных вагонотолкателей (позиционеров), которые находятся в начале каждой ставки разгружаемых вагонов, а не за последним вагоном в ставке.

8. По проектным решениям значительно усложнены узлы в башне пересыпки (БП) ввиду того, что необходимо подавать топливо с одного ввода топливоподачи на две разные бункерные, в главный корпус ТЭЦ и в котельную.

Для этого в БП предусмотрены дважды шиберные устройства (одно за другим по высоте)– сначала для подачи топлива по двум направлениям (двум бункерным), а затем по двум ниткам конвейеров на каждой бункерной.

Пересыпные течки при этом получаются значительной длины (до 15 метров), довольно сложной конфигурации, с изломами и перегибами в разных плоскостях.

При работе, особенно на топливе с ухудшенными сыпучими свойствами, в этих узлах пересыпки будут постоянно возникать трудности с прохождением топлива, повышенный износ течек, повышенное пылевыделение и др.

В данном случае на ТЭЦ-3 также существенно ухудшается оперативность управления трактом топливоподачи ввиду того, что по проекту производительность топливоподачи в БСУ энергоблоков равна 1200 т/ч, а конвейеры на бункерной галерее котельной имеют производительность 600 т/ч. При подаче топлива только в бункера котельной необходимо уменьшение производительности тракта топливоподачи, т.е. следует выполнить при этом определенные переключения с остановом оборудования топливоподачи и запуском его вновь.

Так как в скорректированной технологической схеме ТТХ ТЭЦ все конвейеры основного тракта топливоподачи, в т.ч. и конвейеры №4/2 (а,б) в котельной при ее работе на твердом топливе, имеют производительность по 450 т/ч, то операции с остановом для уменьшения производительности тракта топливоподачи исключаются. При этом переключения подачи топлива в БСУ энергоблоков или котельной необходимо предусматривать “на ходу”, без останова топливоподачи, т.е. с применением не типовых шиберных устройств.

В тех вариантах, когда котельная продолжает работать на газе, и технологическая схема ТТХ ТЭЦ не предусматривает подачу твердого топлива к котлам пиковой водогрейной котельной, в башне пересыпки часть шиберных устройств и пересыпные течки большой длины исключаются.

Данный узел пересыпки при этом упрощается, остающиеся пересыпные короба и течки только на бункерную энергоблоков будут иметь меньшую длину и не такую сложную конфигурацию.

8. Два шиберных устройства (одно за другим по высоте) предусмотрены и в узле пересыпки №1 после вагоноопрокидывателей, что значительно увеличило высоту этого здания, длину и мощность привода конвейеров №1 (а,б).

Следует уменьшить высоту падения топлива (и здания в целом), за счет исключения, например, одного шиберного устройства, установив плужковые сбрасыватели для подачи топлива на склад.

Уменьшится при этом длина и мощность привода конвейеров от вагоноопрокидывателей в этот узел пересыпки.

8. Эффективно действующие уловители длинномерных посторонних предметов из потока топлива устанавливаются в начале тракта топливоподачи в головных воронках приводных барабанов конвейеров, в виде шарнирно подвешенных роликов (одного-двух). Ролики располагаются около потока топлива таким образом, чтобы длинномерные предметы при сходе с приводного барабана попадали на эти ролики и скатывались по ним, удаляясь из потока. Крупные куски топлива при попадании на ролики раздвигают их своей массой и проваливаются в течку топлива. Количество используемых роликов и расстояние между ними зависит от места установки, траектории потока топлива, размеров кусков топлива.

Площадки сбора уловленных предметов при этом должны быть огорожены.

Улавливание и удаление из потока топлива металлических предметов (магнитных) осуществляется с помощью самоочищающихся металлоуловителей, устанавливаемых до молотковых дробилок.

Кроме самоочищающихся железоотделителей, удаление из потока топлива посторонних предметов выполняется с помощью колосниковых грохотов (с приводом), которые необходимо устанавливать на топливоподаче в узле пересыпке после дробильного корпуса.

Уловители колосникового типа способны удалять из потока дробленного топлива посторонние предметы металлические (немагнитные и магнитные), древесные и прочие.

8. Во всех узлах пересыпки предусматриваются аспирационные установки и гидрообеспыливание. Для повышения эффективности действия систем обеспыливания и снижения запыленности в узлах пересыпки на топливоподаче рекомендуется обеспечить следующие условия.

Приемные лотки (укрытия) на конвейерах должны быть достаточных размеров по высоте и по длине, с необходимым количеством пылегасительных завес (фартуков) по их длине.

Поэтому следует выполнять приемные лотки по апробированным решениям, принятым и выполненным на многих действующих ТЭС, и высоту приемного лотка на конвейере рекомендуется принимать соразмерной с шириной ленты на данном конвейере.

Для эффективной работы аспирационных установок, отсасывающие воронки на приемных лотках следует располагать на концевой секции, т.е. возможно ближе к концу лотков, при этом максимально погасив скорость пылевого потока с помощью серии пылегасительных завес (фартуков), установленных по всей длине лотков через определенные расстояния.

С обеих сторон отсасывающей воронки по длине лотка также должны быть установлены пылегасительные завесы.

В этом случае через воронки отсасываются меньшие объемы запыленного воздуха, из которого уже произошло оседание внутри лотка большей части крупных пылевых частиц.

На тракте топливоподачи сильные пылевыделения наблюдаются из приемных лотков, расположенных непосредственно после молотковых дробилок, а также при большой высоте падения топлива, например, в башне пересыпки.

Для снижения избыточного давления внутри приемных лотков и, следовательно, для уменьшения выбивания запыленного воздуха из лотков в помещения топливоподачи следует монтировать обводные трубы рециркуляции в указанных узлах пересыпки. Эти трубы (достаточного сечения) соединяют приемный лоток, где наблюдается избыточное давление, с зоной наибольшего разрежения в пересыпной течке (под приводным барабаном конвейера).

8. На тракте топливоподачи за пределами непосредственно мест пересыпок топлива, особенно на бункерной галерее, происходят также пылевыделения из-за наличия вторичных очагов пыления: при нестабильном ходе ленты по длине конвейера; от плужковых сбрасывателей и очистителей ленты от налипшего топлива; на натяжных барабанах и др.

Поэтому для снижения запыленности воздуха в помещениях топливоподачи, дополнительно к аспирационным установкам и гидрообеспыливанию на приемных лотках, необходимо выполнить обеспыливание распыленной водой указанных вторичных очагов пыления. Для этого рекомендуется установить форсунки во всех местах пыления (на выходе из приемных лотков, у натяжных барабанов, у плужковых сбрасывателей и др.), а также по длине каждого конвейера через определенные расстояния.

При этом форсунки применить водовоздушные (туманообразующие), с подводом воды и сжатого воздуха (или пара), чтобы увеличить их эффективность по обеспыливанию и уменьшить количество воды, попадающей в топливо.

8. Увеличению пылеобразования и загрязнения помещений топливоподачи способствует налипание топлива на ленту конвейеров и другие элементы (натяжные и отклоняющие барабаны, нижние ролики опор).

Применяемые на топливоподаче типовые очистители в виде скребков с очищающим элементом на всю ширину ленты конвейера не обеспечивают обычно качественную очистку ленты от налипшего топлива.

Устройства по очистке лент необходимо предусматривать более эффективные, состоящие из нескольких ступеней (двух-трех), в т.ч. и многосекционные очистители.

От налипшего топлива должны очищаться натяжные и отклоняющие барабаны конвейеров, при необходимости и нижние ролики опор на определенной длине конвейера в районе приводного барабана.

Для удаления просыпи топлива из-под головной части конвейера должны применяться специальные подборщики просыпи, которые собирают ее и сбрасывают в основную течку топлива (под приводным барабаном конвейера).

8. Для механизации в определенной степени операций при гидросмыве полов на наклонных конвейерах топливоподачи по проектным решениям предусматривается смонтировать под конвейерами специальные перфорированные трубы (через определенные расстояния по длине конвейеров).

На поверхности этих труб по всей длине имеются отверстия (диаметром 5-6 мм), в трубы подается вода под давлением, и выходящие через отверстия струи должны смывать с полов отложения пыли и просыпи топлива.

Ввиду малой эффективности, данный способ гидроуборки не получил распространения на топливоподачах электростанций. Для этого следует применять другие устройства, создающие более мощный поток воды (вал воды), например, самоопрокидывающиеся ванны, которые устанавливаются под конвейерами через определенные расстояния (25-30м) по всей длине. Ванны периодически создают поток воды, который смывает осевшую на полу пыль и более крупное просыпавшееся топливо.

8. На большинстве действующих ТЭС страны грязные смывные воды из приямков на тракте топливоподачи удаляются в систему гидрозолоудаления (ГЗУ).

В результате этого значительное количество воды из общестанционных систем, а также большое количество угольной пыли, смываемой с полов помещений и улавливаемой пылеуловителями аспирационных установок, выбрасывается на золошлакоотвал.

В настоящее время весьма актуальным является применение оборотных систем гидроуборки на топливоподачах электростанций, с утилизацией угольного шлама.

Утилизация топлива (шлама), удаляемого на топливоподаче из приямков гидросмыва, предусматривается нормами проектирования.

Учитывая сказанное, а также для улучшения экологической ситуации в районе ТЭЦ предлагается выполнить гидроуборку по оборотной схеме, т.е. со сбором всех грязных вод с топливоподачи в специальные траншеи-отстойники, сооруженные, например, в районе склада топлива, и повторным использованием очищенных вод для гидроуборки, с утилизацией при этом угольного шлама из отстойников.

С учетом климатических условий следует весь этот комплекс (траншеи-отстойники, емкость осветленной воды и насосную) предусмотреть в одном закрытом здании.

17. На тракте топливоподачи необходимо также смонтировать установки по отбору и подготовке проб топлива, в том числе и для входного контроля качества топлива; конвейерные и вагонные весы, с выносом их показаний на ЦЩУ топливоподачи.

18. В помещениях топливоподачи, по всей длине ленточных конвейеров должны быть предусмотрены автоматические системы обнаружения и тушения пожаров.

Управление всеми механизмами тракта топливоподачи осуществляется в автоматическом режиме с центрального щита управления (ЦЩУ) топливоподачи, в том числе и автоматическая загрузка бункеров сырого угля (АЗБ) всех котлоагрегатов.

Таким образом, в составе ТТХ ТЭЦ должен быть следующий перечень устройств и оборудования:

- вагоноопрокидыватель роторный “ВРС-93-110”(или “ВРС-75С”) - 2 шт;

- дробильно-фрезерные машины (“ДФМ-20 УМ”) – 4 шт;

- ленточные питатели (с шириной ленты 1600 мм) – 4 шт;

- устройство надвига вагонов (позиционер) – 2 шт;

- размораживающее устройство с электронагревателями (на 5 вагонов) – 2 секции;

- бульдозер “Т-20” – 5 шт;

- каток для укатки штабеля – 2 шт;

- дробилки молотковые “М20×20Г” – 2 шт;

- качающийся питатель “ПКЛ-10” – 8 шт;

- ленточный конвейер №1 (а,б) (b=1400 мм) – 2 шт;

- ленточный конвейер №2 (а,б) (b=1000 мм) – 2 шт;

- ленточный конвейер №3/1 (а,б) (b=1000 мм) – 2 шт;

- ленточный конвейер №3/2 (а,б) (b=1000 мм) – 2 шт;

- ленточный конвейер №4/1 (а,б) (b=1000 мм) с

плужковыми сбрасывателями - 2 шт;

- ленточный конвейер №4/2 (а,б) (b=1000 мм) с

плужковыми сбрасывателями(в здании котельной) 2 шт;

- ленточный конвейер №5/1 (b=1400 мм) с

плужковыми сбрасывателями и телескопическими течками - 1 шт;

- ленточный конвейер №6/1 (b=1000 мм) с загрузбункерами – 1 шт;

- ленточный конвейер №6/2 (b=1000 мм) с загрузбункерами – 1 шт;

- ленточный конвейер №7 (а,б) (b=1000 мм) с загрузбункерами – 2 шт.

- железоотделитель “ПС-160М” – 2 шт;

- железоотделитель “ПС-120М” – 4 шт;

- металлоискатель “МК-1” – 6 шт;

- конвейерные весы “Курс”

для ленты В=1400 мм – 1 шт;

для ленты В=1000 мм – 2 шт;

- пробоотбиратель “ПММ-12” – 2 шт;

- проборазделочная машина “МПЛ-150М” – 2 шт;

- вагонные ж.д. весы – 1 шт;

- установка для входного контроля качества топлива – 2 шт;

- оборотная система гидросмыва (здание в плане 36×18м,

в т.ч. двухсекционный отстойник, емкость осветленной

воды и насосная) – 1 комп.;

- узлы пересыпки (на тракте топливоподачи) – 5 комп.;

- здание топливно-транспортного цеха (с гаражом для

бульдозеров и ЦЩУ топливоподачи), в плане - 60×18м – 1 комп.