Системы очистки дымовых газов ТЭЦ от механических примесей

 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования  «Забайкальский государственный университет»

(ФГБОУ ВПО ЗабГУ)

Кафедра Тепловые электрические станции

Реферат по теме: «Системы очистки дымовых газов ТЭЦ от механических примесей».

 

 

 

 

Выполнил: ст-т гр. ТЭСм-12

 Попов М.А. 

Проверила: Морозова М.А.

 

Чита 2013

Содержание.

 

1. Типы и характеристики золоуловителей

2. Циклонные золоуловители.

3. Прочие инерционные  золоулавители

3.1 Жалюзийные пылеуловители;

3.2 Вихревые пылеуловители;

3.3 Отражательные инерционные пылеуловители;

3.4 Ротационные пылеуловители.

4. Мокрые золоуловители

5. Электрофильтры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Типы и характеристики золоуловителей

В зависимости от мощности ТЭС, зольности топлива, физико-химических свойств золы, санитарно-гигиенических условий в районе расположения электростанций выбирается тип золоуловителей. На выбор типа золоуловителей может повлиять и использование золы.

К основным требованиям, предъявляемым  к системам золоулавливания, относятся  высокая эффективность и эксплуатационная надежность.

На ТЭС применяются  три типа золоуловителей:

• аппараты сухой инерционной очистки газов (жалюзийные золоуловители, циклоны, прямоточные циклоны, батарейные циклоны):
• аппараты мокрой очистки газов:
• электрофильтры.

Фильтры, в которых используются пористые среды для очистки газов  от твердых частиц (волокнистые, тканевые или рукавные, зернистые), не нашли  широкого распространения из-за очень  больших габаритов и повышенной сложности в эксплуатации. Основная сложность заключается в накоплении золы в фильтрующем материале, что  требует его периодической регенерации. Основное достоинство таких фильтров заключается в очень высокой  степени очистки газов от пыли или золы, превышающей 99,9%.

Каждый тип золоуловителя  рассчитан на определенные условия  работы. К ним относятся допустимая температура уходящих газов, возможность  размещения на открытом воздухе и  восприятия нагрузок от подводящих газоходов  и площадок обслуживания, наличие  необходимого количества воды для мокрых золоуловителей, система транспорта и использования золы. При выборе типа золоуловителя следует сделать наброски возможных схем газоочистки и провести вариантные расчеты для выбора оптимальной из них по ожидаемой эффективности, капитальным и эксплуатационным затратам, компоновке оборудования и т. д.

Золоуловители всегда устанавливают  перед дымососами по ходу дымовых газов для предохранения последних от абразивного износа. При двухступенчатой системе золоулавливания возможна установка дымососов между золоуловителями (в рассечку).

Решение об установке золоуловителей внутри или вне зданий принимается  в зависимости от климатических  условий и типа аппаратов. Наиболее сложные по конструкционному оформлению газоочистные аппараты - электрофильтры - устанавливаются вне зданий. Для  защиты изоляторных коробок от осадков  и облегчения условий их обслуживания верх электрофильтра закрывается шатром или специальной кровлей. Подбункерное пространство электрофильтров также укрывается легкими материалами.

Степень улавливания золы в золоуловителях колеблется в зависимости  от свойств золы и условий эксплуатации в широких пределах. Так, степень  улавливания h электрофильтров составляет 96…99,9; мокрых золоуловителей 92…96; батарейных циклонов 82…90%.

Газоочистительные установки, как правило, не дают прибыли. Возможность  использовать уловленный продукт обычно лишь частично окупает их сооружение. Поэтому технико-экономическая оценка газоочистных сооружений строится в  основном на базе сравнительных данных. Сравнение аналога с оцениваемым  вариантом производится но капитальным  вложениям, численности обслуживающего персонала, производительности груда, эксплуатационным затратам, уровню приведенных  затрат.

 

2.Циклонные золоуловители.

Циклонные золоуловители:

а – принципиальная схема циклона; б – элемент батарейного циклона БЦУ типа “Энергоуголь”; в – батарейный циклон; 1 – входной патрубок запыленного газа; 2 – циклонный элемент; 3 – трубные доски; 4 – выходной патрубок очищенного газа; 5 – бункер для золы

В настоящее время циклоны  устанавливаются на котлах паропроизводительностью до 500 т/ч. Причем для повышения эффективности применяются батарейные циклоны, составленные из циклопов малого диаметра, обычно около 250 мм. Гидравлическое сопротивление батарейных циклонов составляет около 500…700 Па.

В качестве элемента батарейных циклонов используется большое число модификаций:

• с аксиальным подводом газа и лопаточными завихрителями;
• с тангенциальным подводом газа;
• прямоточные;
• др.

В маркировке циклонов содержатся основные данные по типоразмерам, например, 4´14´m означает 4-ех секционный аппарат с 14-ю элементами в глубину с m элементами по ширине (их может быть от 7 до 24).

Положительный опыт длительной эксплуатации батарейных циклонов на многих электростанциях позволяет  рекомендовать их для ряда случаев, в частности для очистки:

• дымовых газов от золы при сжигании малозольных топлив, главным образом – бурых углей;
• рециркуляционых газов котлов от золы с целью защиты дымососов системы рециркуляции от износа;
• сушильного агента от невзрывоопасной угольной пыли, например марок АШ, в системах подготовки топлива.

 

3. Прочие инерционные золоуловители

Не так широко, как циклоны  или батарейные циклоны применяются  на ТЭС другие типы инерционных золоуловителей. Однако, в промышленной теплоэнергетике, металлургии, нефтегазовой промышленности, деревообрабатывающем производстве и  некоторых других семейство циклонных  пылеуловители представлено достаточно разнообразно. К ним относят:

• жалюзийные пылеуловители;
• вихревые пылеуловители;
• отражательные инерционные пылеуловители;
• ротационные пылеуловители.

Кроме того, для улавливания  частиц размером от 100 до 1000 мкм применяют  также осадительные камеры.

3.1 Жалюзийные пылеуловители

Жалюзийные пылеуловители - это аппараты для очистки газов  от пыли инерционного действия. Движущийся в газопроводе запыленный поток  встречается с жалюзийной решеткой, состоящей из ряда наклонно установленных  пластин, рис.5.

Огибая пластины, струи  газа резко меняют направление движения, проходят на другую сторону решетки  и движутся в прежнем направлении. Частицы пыли, встречаясь с пластинами решетки, стремятся по инерции сохранить  первоначальное направление движения, не огибают пластину, а ударяются  о ее поверхность и отражаются в сторону, противоположную движению газов. Затем опять поворачивают по направлению газового потока, ударяются  о следующую по ходу газов пластину и т.д. В результате газы, прошедшие  через решетку, очищаются, а газы, оставшиеся по другую сторону решетки, обогащаются пылью. Эта часть  газового потока (около 10% газов) направляется для окончательной очистки в  другой пылеуловитель - циклон.

Жалюзийный пылеуловитель  применяют для улавливания пыли размером >20 мкм.

 

Схема действия жалюзийного  пылеуловителя

 

 

3.2 Вихревые пылеуловители

Вихревые пылеуловители (ВПУ) - это аппараты центробежного  действия для очистки газов от пыли. Отличительная особенность  ВПУ - высокая степень очистки  газов от тончайших фракций (<3...5 мкм) пыли. Существует две основные разновидности ВПУ: сопловой (рис.6, а) и лопаточный (рис.6, б).

Вихревые пылеуловители: сопловой (а) и лопаточный (б)

Процесс обеспыливания в ВПУ происходит следующим образом: запыленный газ поступает в камеру 5 через изогнутый патрубок 4. Для предварительного закручивания запыленного газа в камеру 5 встроен лопаточный завихритель типа розетки 2. Двигаясь вверх к выходному патрубку 6, газовый поток подвергается воздействию вытекающих из завихрителя 1 (наклонные сопла в ВПУ соплового типа, наклонные лопатки в ВПУ лопаточного типа) струй вторичного воздуха, которые придают потоку вращательное движение. Под действием центробежных сил, возникающих при закручивании потока, частицы пыли устремляются к периферии, откуда спиральными струями вторичного потока перемещаются вниз аппарата, в кольцевое межтрубное пространство. Безвозвратный спуск пыли в бункер обеспечивается подпорной шайбой 3. Вторичный воздух в ходе спирального обтекания потока очищаемого газа постепенно проникает в него.

3.3 Отражательные инерционные пылеуловители

Отражательные инерционные  пылеуловители - это аппараты для  выделения пыли из газового потока, в которых происходит изменение  направления газового потока. Сталкиваясь  с каким-нибудь телом, обтекая его, частицы пыли или капли, обладающие большей инерцией, ударяются о  поверхность тела и оседают на ней. Некоторые типы отражательных  пылеуловителей приведены на рис.7.

 

Отражательные инерционные  пылеуловители:

а - с перегородкой; б - с плавным поворотом газового потока; в - с расширяющимся конусом; г - с боковым подводом газа;

3.4 Ротационные пылеуловители

Ротационные пылеуловители - это аппараты для очистки газов  от пыли, центробежного действия, которые  одновременно с перемещением газов очищают его от фракций пыли крупнее 5 мкм. Конструктивная схема простейшего пылеуловителя ротационного типа представлена на рис.8.

Пылеуловитель ротационного типа:

1 - вентиляторное колесо; 2 - кожух; 3 - пылеприемное отверстие; 4 - выхлопной патрубок

При работе вентиляторного колеса 1 частицы пыли за счет центробежных сил отбрасываются к стенке спиралеобразного кожуха 2 и двигаются по ней в направлении выходного отверстия 3. Газ, обогащенный пылью, через специальное пылеприемное отверстие 3 отводится в пылевой бункер, а очищенный газ поступает в пылевую трубу 4.

4. Мокрые золоуловители

Простейшим типом мокрого  золоуловителя является центробежный скруббер (рис.9, а). Главным отличием его от сухого инерционного золоуловителя  является наличие на внутренней стенке стекающей пленки воды. Отсепарированная за счет центробежных сил зола лучше  отводится из скруббера в бункер, при этом уменьшается вторичный  захват зольных частиц со стенки газовым потоком. Характер зависимостей описывается такими же теоретическими формулами, как и для сухих инерционных золоуловителей.

Золоуловитель тина МП-ВТИ (мокропрутковый конструкции Всесоюзного теплотехнического института им. Ф. Э. Дзержинского) во входном патрубке 1 (рис.9, а) имеет шахматный пучок горизонтальных прутков диаметром 20 мм. Прутковые решетки орошаются водой, распыливаемой механическими форсунками, установленными но ходу очищаемых газов перед решетками. Улавливание золы в аппарате МП-ВТИ проходит две ступени: на орошаемых решетках за счет осаждения частиц золы и на внутренней орошаемой поверхности скруббера. Эффективность золоулавливания составляет 88...90%.

Недостатками золоуловителей МП-ВТИ кроме низкой эффективности  золоулавливания являются следующие:

• возникновение отложений золы в прутковых пучках, что приводит к увеличению аэродинамического сопротивления и снижению нагрузки котла;
• повышенный расход воды для обеспечения нормального функционирования золоуловителя.

Коагуляторы Вентури могут устанавливаться как вертикально, так и горизонтально с небольшим уклоном.

Принцип работы мокрого золоуловителя  с коагулятором Вентури заключается в следующем, рис.9, б. В конфузор 3 коагулятора через форсунки подается орошающая вода, которая дополнительно диспергируется (распыляется) скоростным газовым потоком на мелкие капли. Летучая зола при прохождении с дымовыми газами через коагулятор частично осаждается на каплях и на его орошаемых стенках. Далее капли и неуловленные частицы золы поступают в корпус аппарата - центробежный скруббер, где дымовые газы освобождаются от капель и дополнительно очищаются от золы, после чего дымососом выбрасываются в атмосферу. Гидрозоловая пульпа сбрасывается через гидрозатвор в канал системы гидрозолоудаления (ГЗУ).

Мокрые золоуловители:

а - центробежный скруббер; 1 - входной патрубок запыленного газа; 2 - корпус золоуловителя; 3 - оросительные сопла; 4 - выход очищенного газа; 5 - бункер; б - золоуловитель с коагулятором Вентури; 1 - входной патрубок запыленного газа; 2 - подача воды через оросительные сопла; 3, 4, 5 - конфузор, горловина и диффузор коагулятора Вентури; 6 - скруббер-каплеуловитель