Пособие для слушателей курса «Анализ качества угля»
|
Скачать 2.1 Mb.
|
Для использования в коммунально-бытовых и бытовых целях поступают угли практически всех марок, за исключением коксующихся (Гкокс, Ж, К, ОС). Последние, являясь дефицитным сырьём для коксохимической промышленности, если и направляются для использования в энергетике, то только в виде отходов углеобогащения (промпродукт, шлам), см. таблицу.Таблица – Основные типы углей, используемых в Алтайском крае.
Мы уже знаем, что угли разных марок обладают различными свойствами. Совершенно очевидно, что при сжигании эти различия обязательно проявляются. Их необходимо знать и учитывать при подборе топлива и выборе режимов сжигания. Для того, чтобы более полно и осмысленно разобраться в данном вопросе, рассмотрим коротко сам процесс горения угля. Органическая (горючая) масса угля состоит из летучих веществ и твёрдого (коксового) остатка. Летучие вещества составляют от 60% и более в бурых углях до нескольких процентов в антрацитах. В процессе сгорания угля можно выделить два этапа. На первом происходит сушка топлива, затем за счёт термической деструкции происходит выделение летучих веществ, которые при достаточном количестве кислорода быстро сгорают, давая длинное пламя, но незначительное количество тепла. Потом выгорает нелетучий (коксовый) остаток. Интенсивность выгорания нелетучего остатка и температура его воспламенения (реакционная способность) для углей разной степени метаморфизма различны - чем выше степень метаморфизма, тем ниже реакционная способность, т.е. выше температура воспламенения, ниже интенсивность горения. Вместе с тем количество выделяемого единицей топлива тепла (теплота сгорания) при этом значительно возрастает. Поэтому угли марок Б, Д, Г из-за высокого выхода летучих веществ и высокой реакционной способности коксового остатка быстро разгораются, но и быстро сгорают. Часто дают много копоти, за что в Донбассе получили название «курные». Угли этих марок наиболее распространены, пригодны практически для всех топок со слоевым сжиганием. Но именно высокий выход летучих веществ и высокая реакционная способность обусловливают необходимость строго соблюдать соотношение количества подаваемого воздуха к единовременно загруженному количеству топлива. Для экономичного горения эти угли должны подаваться небольшими порциями - для того, чтобы быстро выделяющиеся летучие вещества успевали связываться кислородом воздуха, т.е. сгорали полностью. Визуально экономичное горение угля выражается в соломенно-жёлтом пламени в топке и светло-сером дыме. Неполное сгорание летучих веществ выражается в багровом пламени и чёрном или буровато-чёрном дыме. Последнее наглядно можно наблюдать по утрам и вечерам, при пересмене на котельных, когда после чистки топок их загружают большим количеством топлива. Средне и высоко метаморфизованные угли - СС, Т, А - разжечь труднее. Иногда для их розжига необходимо применять более «легкие» угли. Зато горят они более длительное время и выделяют намного больше тепла. Требования к объёму топочного пространства и к количеству единовременно загружаемого топлива для этих углей не такие жёсткие, как для низко метаморфизованных ввиду того, что они «работают» в основном за счёт коксового остатка. Но режим поддува для этих углей особенно важен. При недостатке воздушной струи горение происходит медленно, возможно даже его прекращение. При чрезмерной подаче воздуха возможно повышение температуры в топке до критической и потери тепла за счёт его выноса. Визуально избыток воздуха проявляется в ярко-белесом пламени. Вышеназванные марки угля являются наиболее приемлемым топливом для бытовых печей, которые должны иметь относительно небольшой объём топки, хорошую и регулируемую естественную тягу. Эффективное сгорание угля в слое происходит неравномерно, и только в зоне так называемого деятельного слоя, толщина которого, прежде всего, зависит от крупности кусков угля и приблизительно равна 2-3 их диаметрам. Это свойство, наряду с реакционной способностью угля (скоростью возгорания и горения), необходимо учитывать при разработке технологических схем отопления. И потому угли, используемые для слоевого сжигания, подлежат сортировке. Особенно это важно для углей низких и высоких стадий метаморфизма - Б, Д, Т, А. Но потребительские свойства и других углей значительно улучшаются при более однородном их гранулометрическом составе. Объясняется это просто. При сжигании «разнокалиберного» угля сначала происходит выгорание мелких фракций, а потом более крупных. Но за счёт того, что образовавшаяся зола обволакивает ещё не сгоревшие крупные куски, они без достаточного доступа кислорода затухают, образуя т.н. механический недожог. При однородном грансоставе такое происходит в значительно меньшей степени. Очевидно, что загрузка в топку мелкого, а также рядового угля, в котором преобладают мелкие классы, должна производиться небольшими порциями, чтобы слой топлива не превышал мощность деятельного слоя. Но при этом не всегда возможно, особенно при экстремальных погодных условиях, обеспечить необходимую производительность котельной. Увеличение же загрузки сверх оптимальной может привести к уменьшению КПД за счет повышенного недожога и уноса. Общеизвестно, что для котлов, оборудованных топками с движущимися колосниковыми решетками и с дробилками для предварительного измельчения топлива пригодны рядовые угли низкой степени метаморфизма (Б, Д, ДГ), в том числе и карьерной добычи. Гранулометрический состав угля на них не имеет существенного значения. Главное, чтобы штыбистость (содержание классов – 13(10) мм.) не превышала 60%. Для котлов с неподвижными или поворотными колосниками проектным топливом являются отсортированные согласно ГОСТ 19242-73 угли энергетических марок (от Б до А). При этом для котлов с механизированной подачей топлива и золоудаления пригодны угли средних классов (О, М), для котлов с ручным обслуживанием предпочтительней крупные классы (П, К). Сортовые угли в регионе являются дефицитным товаром, так как в основной массе отправляются на экспорт и в европейскую часть РФ. Кроме того их использование на котельных у нас считается зазорным из-за более высокой цены. Это мнение обусловлено тем, что при организации углеснабжения наши потребители учитывают цену, а не стоимость товара. Потому и остается в нашем крае до сих пор «ДР (0-300)» эталонным топливом для всех случаев, в том числе и для бытовых нужд. Но «ДР» настолько неопределенное понятие, что под его «брендом» в край поступают и отсевы, и окисленные угли, и смеси углей разных марок, в том числе и шлам несколько «сдобренный» кусковым углем. При использовании угля на вышеперечисленных типах котлов определяющим показателем его потребительской ценности является гранулометрический (кусковой) состав. Установлено, что в зависимости от содержания в угле обломков мелких классов (-13(10) мм.) изменение КПД котлов по отношению к их паспортным значениям и, соответственно, удельные расходы топлива имеют следующий характер, см. рис. 9 и 10.  Тепловые нагрузки Тепловые нагрузки Рисунок 9 – Изменение КПД котлов и их максимальной мощности от неоднородности грансостава (содержание мелких классов (-13(10)мм.)) угля и величины тепловой нагрузки по отношению к их паспортным значениям.  Тепловые нагрузки Тепловые нагрузки Рисунок 10 - Зависимость удельных расходов угля (в кг. условного топлива) от его гранулометрического (кускового) состава и уровней тепловой нагрузки на котел (при КПД пасп. = 75%). Необходимо отметить также специфику использования спекающихся углей. Они к нам поступают в значительных количествах. Это, в основном, угли марок Гкокс., СС, КС, промпродукт, а иногда и свежий шлам с обогатительных фабрик. Особенностью их является то, что при загрузке в топку, особенно толстым слоем, при термическом воздействии они переходят в пластичное состояние и образуют т.н. «коксовую шапку» малопроницаемую для газов. В таком случае интенсивность горения сильно снижается. Во избежание этого угли данного типа требуют более интенсивной шуровки (перемешивания) и загрузки незначительными порциями. Весьма существенные осложнения могут возникать при использовании углей с повышенными содержаниями жирных кислот и смолы полукоксования. К таковым относятся угли месторождения Каражыра (Восточный Казахстан), некоторых шахт и разрезов центральной части Кузбасса. При сжигании их в условиях недостаточного притока кислорода образуется большое количество копоти, которая «конденсируясь» образует налеты на стенках газо-дымоходов, что препятствует теплообмену и даже может приводить к их непроходимости. Такие угли нужно сжигать только при достаточном поддуве и повышенной температуре дымо-газовых уносов. Как видим, даже из краткого обзора особенностей использования углей разного типа становится понятным, что технологически и экономически эффективное использование данного типа топлива совсем не простое дело. Поэтому желательно не только к разным типам котлоагрегатов, но и к конкретным топкам подбирать наиболее приемлемые типы угля (проектное топливо) и разрабатывать технологические схемы его сжигания при разных исходных условиях. Глава 3. Организация углеснабжения. 3.1. Расчеты при выборе вариантов углеснабжения Расчет потребного количества топлива для организации теплоснабжения населенных пунктов производится исходя из типа и объема отапливаемых зданий и сооружений, их технического состояния, климатических условий и других факторов. Эти данные приведены в соответствующих строительных нормах и правилах (СНиП), справочных и руководящих документах. В данной работе приведена методика расчетов потребного количества угля, разработанная в комитете администрации Алтайского края по жилищно-коммунальному и газовому хозяйству, с дополнениями авторов. 3.1.Определение тепловых потерь зданий и сооружений (необходимого количества тепловой энергии). Теплопотери (потребное количество тепла) зданий принимается по их проектным данным. При отсутствии таковых они вычисляются по формуле: Qoгод =Vн *qo*L*(tвн-tср)*no*24*10-6 , Гкал. Где Qoгод – Потребное количество тепла для отопления объекта в течение отопительного сезона; Vн – Наружный строительный объем здания, м3. Определяется путем обмера; qo – Удельная относительная характеристика здания. Определяется по таблицам или графикам, прил. 2.1.,2.2.; L – Районный коэффициент, для условий Алтайского края он составляет от 0,9 до 0,95. В последнее время данный коэффициент исключен согласно письму ЗАО «Роскоммунэнерго» от 10.09.2008 г. № 22-274; tвн – Расчетная температура внутреннего воздуха, 0С. Определяется по таблице, прил. 2.5; tср – Средняя температура наружного воздуха за отопительный сезон, 0С. Определяется по таблице, прил. 2.4; no - Продолжительность отопительного сезона, сутки. Принимается согласно таблице, прил.2.4; 24 – Продолжительность работы системы центрального отопления в течение суток, час. Определение необходимого объема выработки тепла. Общий объем выработки тепла каждой конкретной котельной определяется по формуле: ∑Q = Qгод+ Qс.н+ Qпот.., Гкал. Где ∑Q – Плановый объем выработки тепловой энергии, Гкал.; Qгод – Объем годового полезного отпуска тепла как сумма всех потребителей, Гкал.; Qс.н – Объем тепла расходуемого на собственные нужды, Гкал. Принимается не более 3,5% от Qгод; Qпот – Суммарный объем потерь тепла в тепловых сетях при его транспортировке, Гкал. Определяется по формуле: Qпот= q пoт*Vтр.*l, Гкал. Где q пoт – Удельные среднестатистические потери в тепловых сетях за отопительный сезон (принимаются в размере 35 Гкал на 1 м3 емкости сетей); Vт – Внутренний объем 1 км тепловых сетей в двухтрубном исполнении, м3. Определяется расчетом или по соответствующим таблицам. l – Протяженность тепловых сетей, км. Величина тепловых потерь при этом не должна превышать 15% от общего годового объема выработки тепла Но эти расчеты не могут претендовать на достаточно высокую степень корректности, так как при их проведении используются весьма приблизительные данные и могут присутствовать элементы субъективности: - многие здания и сооружения, особенно в сельской местности, являются нетиповыми, потому их теплотехнические характеристики требуют определения путем сложных и дорогостоящих исследований или приравнивания к аналогичным типовым объектам; - климатические показатели (средние температуры, скорость ветра), принимается по аналогии с ближайшими городами в которых имеются метеостанции. Но ведь они бывают разными не только в пределах отделенных климатических зон, но даже в пределах конкретных населенных пунктов. Расчетные данные могут рассматриваться как сугубо приблизительные и использоваться только для планирования, а не учета. Для учета выработанной и использованной тепловой энергии в настоящее время широко внедряются приборные методы. И в ближайшей перспективе это будет обязательным мероприятием. |
Похожие:
 |
Кредитный анализ в коммерческом банке учебное пособие Учебное пособие предназначено для студентов магистерских программ направления «Финансы и кредит» ивыпускного курса бакалавриата направления... |
|
Практическое руководство Стивен М. Джонсон. Психотерапия характера. Методическое пособие для слушателей курса «Психотерапия». М.: Центр психологической культуры,... |
|
Практическое руководство Стивен М. Джонсон. Психотерапия характера. Методическое пособие для слушателей курса «Психотерапия». М.: Центр психологической культуры,... |
|
Пояснительная записка (радиоспорт и радиолюбитель) Целью курса является... Целью курса является вооружение слушателей «Малой технической академии» знаниями теоретических основ, практических умений по направлениям... |
 |
Учебное пособие Рекомендовано методической комиссией института экономики... Национальный исследовательский нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского |
|
Учебное пособие к лабораторным занятиям по фармацевтической химии... Методическое пособие «Анализ органических лекарственных веществ» предназначено для проведения лабораторно-практических занятий у... |
|
Учебное пособие по английскому языку часть I для I курса Данное учебное пособие прнедназначено для студентов 1 курса миу и является первой частью пособия по общему языку |
|
Presidency of the United States of America Учебное пособие для студентов четвертого курса Учебное пособие предназначено для студентов 4 курса специальности 032301. 65- регионоведение |
|
Учебное пособие по английскому языку для студентов II курса Учеб пособие по англ яз для студентов II курса фак-та мэо / Е. В. Воевода, М. В. Тимченко. Моск гос ин-т междунар отношений (ун-т)... |
|
Учебное пособие для студентов 6 курса, обучающихся по специальности... Учебное пособие предназначено для самостоятельной работы студентов 6 курса при подготовке к практическим занятиям |
|
Учебное пособие «Русский язык и деловая документация» подготовлено... Пособие содержит теоретический материал по темам курса, вопросы для проверки знаний, упражнения для практической отработки навыков... |
|
Учебное пособие представляет собой часть учебного комплекса, предназначенного... Е-30 English for Specialists in Adapted Physical Education: учеб пособие для студентов первого курса Института медицины, экологии... |
|
Учебное пособие представляет собой часть учебного комплекса, предназначенного... Е-30 English for Specialists in Adapted Physical Education: учеб пособие для студентов первого курса Института медицины, экологии... |
|
Литература Приложение (экономические термины) Введение Данное учебное... Учебное пособие предназначено для студентов третьего курса отделения «Экономика и бухучёт (по отраслям)» Оно представляет собой пособие... |
|
Методическое пособие Практическое пособие предназначено для физиотерапевтов, а также рассчитано на врачей всех специальностей, слушателей институтов усовершенствования... |
|
Дробилка типа д-ар-55 Дробилка типа д-ар-55 предназначена для измельчения каменного угля до требуемых величин гранул перед подачей угля в топку |