CC BY
66
УДК 662.61:537.32 © П.С. Малышев, 2018
Система измерения расхода угольной пыли в пылепроводах к горелкам котла ГРЭС
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-5-78-79
МАЛЫШЕВ Павел Сергеевич
Ведущий инженер технической поддержки ООО «МСС-СИСТЕМС», 127055, г. Москва, Россия, e-mail: pavel_swr@mail.ru
В ближайшей перспективе прогнозируется повышение роли угля в топливно-энергетическом балансе страны, что обусловлено его крупными запасами. Однако экологические ограничения требуют разработки и внедрения новых экологически чистых угольных технологий, обеспечивающих высокую полноту использования топлива при максимально низкой вредной нагрузке на окружающую среду.
Ключевые слова: расходомер угольной пыли, стабилизация подачи угольной пыли, модернизация угольных ТЭС.
ВВЕДЕНИЕ
На современных тепловых электрических станциях твердое топливо при сжигании в камерных топках предварительно измельчают и в виде пыли в смеси с воздухом вдувают в топочную камеру, где оно сгорает, находясь в потоке газов во взвешенном состоянии. Для превращения крупных кусков влажного топлива в пригодную для сжигания сухую угольную пыль твердое топливо подвергают процессу подготовки в системе пылеприготовления, заключающемуся в предварительном грубом дроблении на куски в несколько десятков миллиметров, подсушке и дальнейшем размоле до пылевидного состояния с размером частиц в несколько десятков или сотен микрометров.
СИСТЕМА НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ
ПЫЛЕВИДНОГО ТОПЛИВА
Для пылеугольных энергоблоков остается актуальным создание системы непрерывного измерения пылевидного топлива, поступающего по пылепроводам к горелкам котла, которая была бы не только надежной, простой и высокоточной, но также и экономически целесообразной. Стабилизация подачи угольной пыли обеспечивает необходимую полноту сгорания топлива, дает значительную экономию и уменьшение вредных выбросов в атмосферу.
При сжигании твердого топлива в котлах энергоблоков применяется несколько видов схем авторегулирования по соотношению:
• топливо - воздух;
• пар - воздух;
• теплота - воздух;
• задание нагрузки - воздух.
Последние три схемы регулирования отличаются простотой и надежностью, но не являются точными.
При использовании схемы авторегулирования по соотношению топливо - воздух (если качество топлива постоянное или имеется информация об изменении его состава) его расход и количество воздуха, необходимое для обеспечения требуемой полноты сгорания, связаны прямой пропорциональной зависимостью. Следовательно, есть возможность поддерживать прямое соотношение топливо - воздух таким, которое позволит при полном сгорании топлива держать коэффициент избытка воздуха оптимальным и постоянным.
Значение коэффициента избытка воздуха оценивается по содержанию свободного кислорода (О2) в газах покидающих топочную камеру. Поддержание оптимально свободного кислорода (О2) ведет к снижению таких вредных выбросов, как оксиды азота (N0^, концентрация которых в дымовых газах, парового котла зависит в первую очередь от коэффициента избытка воздуха в топке и от вида сжигаемого топлива.
Измерение точного количества воздуха, подаваемого в топку котла, в настоящее время не вызывает затруднений.
Непрерывное точное измерение расхода пылевидного топлива, поступающего по пылепроводам к горелкам котла, в настоящее время является практически нерешенной проблемой.
Для устранения неравномерности подачи пыли на го-релочные устройства предлагается создать систему измерения расхода угольной пыли в пылепроводах к горелкам котла, которая точно и непрерывно вела бы измерение расхода во всем рабочем диапазоне нагрузок энергоблока и позволяла управлять процессом подачи воздушно-топливной смеси при ее интеграции в АСУ ТП.
Сигнал по расходу топл и ва должен отвечать требова ни-ям, которые предъявляются к процессу горения:
- стабильность характеристик в широком диапазоне изменения параметров объекта и во времени, погрешность измерения в процессе эксплуатации не должна превышать 5%;
- изделие не должно реагировать на изменения давления, температуры и вибрации;
- высокая надежность - безотказная работа преобразователя в течение двух лет;
- автоматизация процесса измерения и регистрации результатов. Связующий компонент изделия должен обладать набором стандартных цифровых интерфейсов для связи с удаленными объектами и с персональными переносными компьютерами, результаты измерений должны передаваться в АСУ ТП ТЭС по стандартным протоколам;
- простота и технологичность конструкции, монтажа, эксплуатации.
Существует большое количество методов измерения расхода сыпучих материалов: механический, радиоизотопный, ультразвуковой, оптический. Использование бесконтактных расходомеров при пневматическом транспортировании сыпучих материалов имеет некоторые преимущества перед контактными: не нарушается структура потока; нет необходимости замены датчиков при их изнашивании; не нарушается целостность пневмотрассы. Бесконтактные методы измерения зависят от температуры, давления и влажности вещества (оптический метод), концентрации вещества (ультразвуковой метод) или являются небезопасными (радиоизотопный).
Расходомер сыпучих материалов SolidFlow, созданный в 1994 г. немецкими специалистами компании SWR engineering, успешно применяется в задачах измерения расхода угольной пыли в цементной и угольной промышленности. На сегодняшний день датчик работает на множестве цементных заводов в Германии (Lafarge, Holcim, Heidelberger Zement, Portland Zement) и угольных электростанциях (Mainova AG, E.ON, RWE Energy AG, Bewag).
Прибор использует в своей работе последние достижения микроволновых технологий и используется только в металлических трубопроводах. Измерительное поле образуется при специальном взаимодействии микроволн со стенками трубопровода. Электромагнитная энергия рас-
сеивается частицами материала и принимается сенсором, затем этот сигнал обрабатывается по частоте и амплитуде.
Сенсор работает в режиме счетчика, который подсчитывает количество движущихся частиц в единицу времени. Благодаря частотной селекции принимаемого сигнала, измеряются только движущиеся частицы, а сигнал от неподвижных отложений подавляется.
Система измерения расхода состоит из сенсора, монтируемого в канал, и модуля обработки (трансмиттера), устанавливаемого на расстоянии до 1000 м от места монтажа. Для трубопроводов диаметром до 250 мм устанавливается один сенсор, свыше 250 мм - два или три сенсора, подключенных к одному трансмиттеру. Максимальный диаметр канала для установки прибора SolidFlow - 700 мм.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные преимущества расходомера SolidFlow: бесконтактный метод измерения расхода, непрерывный учет материала, легкий монтаж (не требует изменений схемы процесса), компактность системы, интеграция в систему АСУ ТП (стандартный сигнал 4-20 мА, открытый протокол MODBUS RS485).
В октябре 2014 г. SWR engineering выпустила обновленную, улучшенную версию расходомера SolidFlow, специально созданную для измерения потока сыпучих материалов в пневмотранспорте.
При поддержке СуЭК в хакасии начала работу фотовыставка «Люди угля»
10 апреля 2018 г. в Республиканском музейно-культурном центре Республики Хакасия в г. Абакане состоялось торжественное открытие фотовыставки «Люди угля». Выставка посвящена шахтерскому труду и образам тружеников угольной отрасли.
Председатель Верховного Совета республики Владимир Штыгашев, который начинал свой трудовой путь в горнодобывающей промышленности Хакасии, выступая на открытии выставки, отметил: «Это замечательный проект, посвященный людям труда, героям угольной отрасли. В СУЭК работает прекрасный отряд горных инженеров, мастеров, специалистов. Это является гордостью не только Кузбасса — нашего великого соседа по углю, -но и Хакасии».
Говоря о шахтерском труде, главный парламентарий Хакасии привел в пример водителя 220-тонного БелАЗа с разреза «Черногорский» ООО «СУЭК-Хакасия» Марину Василькину. За ее работой В.Н. Штыгашев наблюдал, посещая угольное предприятие в начале апреля 2018 г. «Она одна заменила 50 водителей семидесятых годов» - подчеркнул председатель Верховного Совета Республики Хакасия В.Н. Штыгашев.
Министр культуры Республики Хакасия Татьяна Чапты-кова отметила важность выставки как значимого культурного события: «Это уже наш второй совместный проект с компанией СУЭК. Присутствующих в зале представителей «СУЭК-Хакасия» и «СУЭК-Кузбасс» я благодарю за этот
СУЭК
СИБИРСКАЯ УГОЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ
проект. Кузбасс - это сердце шахтерского труда! Такая выставка - это важное культурное событие для региона и это большая удача».
Заместитель генерального директора ООО «СУЭК-Хакасия» Владимир Азев зачитал приветствие генерального директора Сибирской угольной энергетической компании Владимира Рашев-ского: «Вновь в Музейно-культурном центре Хакасии СУЭК открывает фотовыставку. И снова эта выставка посвящена прекрасному. Если в прошлом году выставка «Первозданная Россия» была посвящена прекрасным уголкам природы нашей страны, то сегодня в центре внимания прекрасные люди России - шахтеры. Зритель, который сможет смотреть сопереживая, смотреть неравнодушно, безусловно, увидит главные качества людей угля - их выдержку, силу, красоту».
Автор представленных на выставке работ - известный российский фотограф-индустриалист Максим Мармур. С 2016 г. он работал более чем на двадцати добывающих, перерабатывающих и транспортных предприятиях угольной отрасли в восьми регионах России: Красноярском, Забайкальском, Приморском и Хабаровском краях, Кемеровской области, Республиках Хакасия и Бурятия, в Мурманске. На выставке в Хакасии представлено около 90 фотографий, которые и показывают современный уровень оснащения отрасли, и создают многогранный художественный образ горняка.
Выставка «Люди угля» будет работать с 10 апреля по 31 августа 2018 г.
