Котлы тепловых электростанций и защита атмосферы

, кг влаги/кг сырого топлива.
Дальнейшая сушка топлива осуществляется в процессе размола в мельнице-вентиляторе и частично в пылепроводе от мельницы до горелки, где температура пылегазовоздушной смеси еще достаточно высока (до 180 °С).
Рис. 3.12. Мельница-вентилятор М-В 3300/800/490: 1 – муфта; 2 – система смазки; 3 – ходовая часть откатной дверки
Благодаря предварительной подсушке топлива увеличивается размольная производительность мельницы, уменьшается износ мелющих органов и снижается расход электроэнергии на пылеприготовление. Подсушенные частицы топлива разрушаются при меньшем времени пребывания их в мельнице за счет снижения кратности циркуляции.
Кроме дымовых газов на всас М-В подается горячий воздух, изменение количества которого позволяет регулировать температуру сушильного агента.
Мельницы-вентиляторы устанавливают как можно ближе к горелкам, чтобы уменьшить длину (а следовательно, и сопротивление) газовоздушного тракта. Для отключения мельницы от топки до и после нее предусматривают установку шиберов. Индивидуальная схема пылеприготовления с прямым вдуванием, мельницей-вентилятором и пылеконцентратором представлена на рис. 3.13.
Рис. 3.13. Схема пылеприготовления с мельницей-вентилятором М-В 2700/850/590 блока 150 МВт: 1 – бункер топлива; 2 – отсекающий шибер; 3 – питатель сырого топлива; 4 – сушильная шахта; 5 – мельница-вентилятор; 6 – инерционный сепаратор; 7 – горелочное устройство; 8 – окно отбора газов для сушки топлива; 9 – смесительная камера; 10 – отключающий шибер; 11 – котел; 12 – дутьевой вентилятор; 13 – воздуховод горячего воздуха; 14 – воздухоподогреватель; 15 – взрывной клапан; 16 – клапан присадки холодного воздуха; 17 – мигалка; 18 – форсунка для впрыска воды; 19 – пыледелитель; 20 – газопровод дымовых газов; 21 – смесительная камера газов и горячего воздуха; 22 – пылеконцентратор; 23 – сбросная горелка
Мельница-вентилятор для высоковлажного бурого угля – агрегат, состоящий из улитки-корпуса и консольного мелющего колеса, состоящего из основного диска, покрывающего диска и лопаток. Корпус изнутри покрыт броневыми плитами толщиной 70–80 мм. На каждой лопатке закреплена изнашивающаяся сменная часть толщиной 30–50 мм. Вал, на котором сидит мелющее колесо, опирается на подшипники и через муфту соединяется с электродвигателем.
Входной патрубок выполнен в виде открывающейся или отодвигаемой дверки, что позволяет производить замену мелющего колеса. Узел крепления дверки к корпусу для М-В небольшой производительности выполняют в виде консольной подвески. Но для более крупных мельниц-вентиляторов, когда масса дверки приближается или даже превышает Ют, дверку подвешивают на балки и оснащают колесиками, которые по направляющим позволяют свободно открывать ее в осевом направлении.
Для замены мелющего колеса используют специальные автопогрузчики, которые должны иметь доступ к мельнице-вентилятору со стороны открывающейся дверцы.
Основным изготовителем мельниц-вентиляторов в России является Сызранский завод тяжелого машиностроения в Самарской области (ОАО «Тяжмаш»). В  табл. 3.2 приведены характеристики М-В, выпускаемых этим заводом в последние годы.
Таблица 3.2. Мельницы-вентиляторы завода «Тяжмаш»
*Цифры типоразмера соответствуют: наружному диаметру рабочего колеса, мм; ширине лопаток, мм; частоте вращения ротора, об/мин.
Стремление к повышению интенсивности размола топлива в мельницах-вентиляторах привело к установке перед лопаточным колесом дополнительных бил, закрепляемых обычно на консольном валу во всасывающем патрубке мельниц. На рис. 3.14 показана двухопорная мельница-вентилятор с четырехрядными предвключенными билами производительностью 80 т/ч по бурому углю.
Рис. 3.14. Мельница-вентилятор двухопорного типа: 1 – вал; 2 – упорный подшипник; 3 – броня улитки; 4 – приемный патрубок; 5 – предвключенные била; 6 – выступ мелющей лопатки; 7 – электродвигатель; 8 – штурвал для прижатия люка; 9 – окно для замены лопаток и бил
Предвключенные била измельчают уголь до его поступления в ротор и увеличивают равномерность распределения топлива по его окружности. Опыт эксплуатации мельниц-вентиляторов подтверждает, что замена обычной М-В на М-В с предвключенными билами значительно уменьшает долю грубых фракций с размером более 1000 мкм.
 
3.1.4. Пылеконцентраторы
 
В последние десятилетия при использовании высоковлажных и низкокалорийных твердых топлив на тракте между мельницей и горелкой стали устанавливать пылеконцентраторы (рис. 3.15). Необходимость их установки объясняется следующим образом.
Рис. 3.15. Схема пылеконцентратора: 1 – корпус; 2 – завихритель; 3 – рассекатель; 4 – основной отвод; 5 – сбросной отвод
При сжигании, например, болгарского лигнита с Qir = 5,46 МДж/кг и Wr = 56 % теоретическая (адиабатическая) температура горения составляет всего 1373 К (1100 °С). Столь низкое значение ϑa объясняется не только большой влажностью, но и сушкой топлива газами рециркуляции для получения достаточно подсушенной пыли. Подача в ядро горения вместе с топливом большого количества инертных газов приводит к дополнительному снижению теоретической температуры горения топлива. Расчеты показывают, что, например, для получения достаточно сухой пыли (Wpf <20 %) при размоле болгарских бурых углей доля газа, идущего на сушку, а затем вдуваемого вместе с пылью в ядро факела в виде сравнительно холодного агента (140–200 °С), составляет 40–60 % всех топочных газов. Кроме того, наличие в первичной аэросмеси такого большого количества инертного продукта и водяного пара уменьшает концентрацию кислорода, что также затрудняет нормальное развитие топочного процесса.
Для надежного сжигания высоковлажных углей типа болгарского бурого, путем повышения температуры и концентрации кислорода в ядре факела при сохранении всех преимуществ системы с прямым вдуванием, был использован пылеконцентратор, позволяющий отделить часть слабозапыленного влажного сушильного агента и сбросить его в верхнюю часть топки.
Принцип действия пылеконцентратора заключается в разделении исходной пылегазовой смеси на сильно– и слабозапыленные потоки за счет различных гидродинамических свойств твердой и газовой фазы. В центробежном пылеконцентраторе, схема которого приведена на рис. 3.15, поток аэросмеси проходит через лопаточный завихритель и приобретает вращательное движение. За счет действия центробежной силы пылевые частицы отжимаются к внутренней поверхности корпуса, увеличивая концентрацию несущего газового потока. Рабочий процесс в пылеконцентраторе заканчивается выделением в самостоятельные отводы части несущего газового потока, имеющего большую, по сравнению с исходным потоком, концентрацию пыли и другой части с соответственно меньшей, чем у исходного, концентрацией пыли.
Основными режимными параметрами пылеконцентратора являются gc и l, где gc – это доля пыли, поступающей в основной отвод, то есть