4. Автоматизация шаровых барабанных мельниц с промбункером

Автоматизация пылеприготовительных установок с промбункером возможна независимо от автоматизации процесса горения котла. Особенность работы тихоходных шаровых мельниц состоит в том, что расход электроэнергии на вращение барабана, заполненного шарами и углем, при холостой работе лишь немного отличается от расхода при максимальной нагрузке. Поэтому снижение производительности мельницы приводит к перерасходу электроэнергии на помол тонны угля. Следовательно, экономически выгодно вести работу мельниц при максимально допустимой нагрузке, накапливая излишек пыли в промежуточном бункере. При заполнении бункера пылесистема на некоторое время отключается, а после срабатывания ее вновь пускается в работу. Такой режим наиболее экономичен в отношении расхода электроэнергии на помол, однако он не всегда применяется, так как усложняет работу персонала. Кроме того, низкий уровень пыли в бункере приводит к неустойчивому горению в топке.

Пылеприготовительные установки должны вырабатывать пыль заданной тонины помола и влажности при минимальной затрате электроэнергии на помол. Тонина помола пыли зависит от скорости смеси воздуха и пыли (аэросмеси) в барабане и горловинах, а также от загрузки барабана мельницы углем. При увеличении скорости воздух будет выносить из мельницы более крупные частицы угля. При малых скоростях помол будет слишком тонким и затрата электроэнергии на размол тонны угля увеличится. Скорость аэросмеси определяется ее расходом, поэтому оптимальные условия работы мельницы достигаются при поддержании этого расхода постоянным.

Величину расхода аэросмеси обычно определяют по перепаду давлений на измерительной диафрагме или на участке пылепровода системы пылеприготовления. Удобнее всего измерять расход с помощью диафрагмы, установленной на прямом участке трубопровода между циклоном и мельничным вентилятором. На этом участке протекает воздух, оставивший большую часть вынесенной из мельницы пыли в циклоне, поэтому дроссельная диафрагма будет изнашиваться меньше, чем при уста­новке до циклона.

Работа шаров, размалывающих уголь, происходит с наивысшим к. п. д. при определенном заполнении барабана мельницы углем. Как при выхолащивании, так и три переполнении барабана условия работы мельницы ухудшаются. При переполнении производительность мельницы падает, и она начинает пылить, что недопусти­мо в эксплуатации. О величине загрузки мельницы углем можно судить по ее гидравлическому сопротивлению или непосредственно по положению уровня смеси шаров и угля в барабане. Оценка заполнения мельницы может быть получена также по уровню шума, издаваемого шароугольной смесью при вращении барабана.

В первом случае нагрузка определяется по разности разрежений во входной и выходной горловинах бара­бана. Это сопротивление однозначно определяет загруз­ку мельницы только в том случае, когда расход аэросмеси поддерживается постоянным. Во втором случае для определения уровня измеряется разность между разрежениями в двух трубках, введенных в барабан, одна из которых заканчивается в верхней части его объема, а вторая опущена изогнутым под углом концом под уровень смеси.

Угли с высоким содержанием летучих веществ взрывоопасны. При нагревании аэросмеси, содержащей пыль этих углей, может произойти взрыв, поэтому при размоле таких углей необходимо поддерживать заданную температуру аэросмеси за мельницей путем подачи слабоподогретого или холодного воздуха в поток горячего воздуха, поступающего в мельницу. Поддержание заданной температуры за мельницей позволяет получить пыль с постоянной влажностью, что способствует улуч­шению условий транспортирования и сжигания пыли угля в топке. Угли с малым содержанием летучих, на­пример антрациты или тощие угли, не опасны в отно­шении возможности взрыва, поэтому при их помоле регулировать температуру аэросмеси не требуется.

Между температурой аэросмеси при постоянном ее расходе и производительностью мельницы для всех углей существует определенная зависимость. Использование этого свойства позволяет регулировать загрузку мельницы, поддерживая заданную температуру за мельницей путем воздействия на подачу сырого угля.

При помоле углей с очень высокой влажностью, например отходов обогащения коксующихся углей, часто встречаются случаи, когда максимальная производительность мельницы определяется не размольной способностью шаров, а возможностью подсушки угля теплом, содержащимся в транспортирующих газах, подаваемых в мельницу. В этих случаях к мельнице подводится смесь горячего воздуха и газов, отведенных из топки котла, а загрузку мельницы ведут, поддерживая допустимую по условиям взрывобезопасности температуру аэросмеси за мельницей. Размольная способность шаров при этом часто используется не полностью.

На рис. 3-5 показана схема автоматизации пылеприготовительной установки с помощью регулятора, действующего по соотношению между гидравлическим со­противлением мельницы и перепадом давления на измерительной диафрагме Д, за циклоном, характеризующим расход воздуха через мельницу. Регулятор РЗМ воздействует на питатель сырого угля ПСУ. При постоянном гидравлическом сопротивлении системы пылеприготовледия производительность мельничного вентилятора постоянна, поэтому, поддерживая заданное соотношение между перепадами давления на мельнице и на измерительной диафрагме, регулятор будет поддерживать неизменной и загрузку мельницы. При размоле взрывоопасных углей в схему авторегулирования включается регулятор температуры аэросмеси за мельницей, воздействующий на шибер трубопровода слабо подогретого воздуха, отведенного из промежуточной ступени воздухоподогревателя. Чтобы устранить влияние воздушного режима топки котла, применяется регулятор РР давления (разрежения) перед мельницей, управляющий шибером на трубопроводе, подводящем горячий воздух к мельнице. Гидравлическое сопротивление мельницы не вполне четко характеризует величину загрузки ее барабана углем, поэтому схемы автоматизации по сопротивле­нию в большинстве случаев не обеспечивают требований экономичной эксплуатации систем пылеприготовления

Часто применяется способ автоматического регулирования загрузки мельницы по уровню смеси шаров и топлива в барабане, контролируемому с помощью измерительных трубок. Схема автоматизации по этому способу приведена на рис. 7-20.

Рис. 3-5. Схема авторегулирования шаровой барабанной мельницы.

РЗМ—регулятор загрузки мельницы; Рt°_м—регулятор температуры аэросмеси за мельницей; РР — регулятор разрежения воздуха перед мельницей; М-мельница; С —сепаратор; Ц — циклон; БСУ—бункер сырого угля; Д — измерительная диафрагма

Рис. 3-6. Схема автоматического регулирования загрузки шаровой барабанной мельницы по условному уровню угле-шаровой смеси в барабане.

РЗМ-регулятор загрузки мельницы;

ИМ-исполнительный механизм.

На наружных концах измерительных трубок 1 и 2 установлены дроссельные диафрагмы 3 с отверстиями малого диаметра. Через эти отверстия наружный воздух засасывается в мельницу. Сечение отверстий выбирается таким, чтобы при выхолощенной мельнице гидравлическое сопротивление обеих трубок было одинаковым. При повышении уровня угле-шаравой смеси в барабане изогнутый конец трубки 1 погружается в размалываемое топливо и гидравлическое сопротивление ее увеличивается. Разность давлений в верхней и нижней трубках воспринимается чувствительным органом авторегулятора 4 загрузки мельницы. Для контроля за загрузкой на щите машиниста устанавливается тягомер 5. Регулятор загрузки воздействует на питатель 6 сырого угля, увеличивающий подачу топлива по мере уменьшения разности давлений в измерительных трубках. Для защиты от износа трубки наплав­ляются твердым сплавом или загораживаются специальными щитками. Схема регулирования по уровню дает удовлетворительные результаты при автоматизации мельниц, работающих на углях с малым содержанием летучих (типа АШ).

В работе была опробована схема с измерительными трубками, не имеющими прососа воздуха. Наружные концы трубок в этом случае наглухо закрыты. Эта схема также дала удовлетворительные результаты, но оказалась менее удобной в эксплуатации, чем схема с прососом воздуха.

Ведутся опыты автоматизации загрузки мельницы углем по шуму углешаровой смеси в барабане. Однако промышленного значения этот способ до настоящего времени не имеет.

Несмотря на разнообразие способов автоматического регулирования загрузки тихоходных шаровых мельниц углем, эту задачу нельзя еще считать решенной. Очевидно, само разнообразие способов свидетельствует о том, что ни один из них в полной мере не удовлетворяет требованиям эксплуатации. Таким образом, автоматизация шаровых барабанных мельниц оказалась одной из наиболее трудных задач автоматизации теплового оборудования электростанций, над решением которой до последнего времени работают сами электростанции, научно-исследовательские и наладочные организации.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОРАБОТКИ

1. В чем состоят основные задачи системы автоматического регулирования процесса горения котла?

2. Чем определяются условия максимальной экономичности сжигания топлива?

3. Почему ввод воздействия по содержанию кислорода в газах в схему авторегулирования процесса горения нужен для повышения экономичности сжигания топлива?

4. Каково назначение главного (корректирующего) регулятора в системе регулирования процесса горения на электростанции с по­перечными связями?

5. В каких случаях целесообразно применять схему регулирования расхода воздуха по расходу топлива (схему «топливо - воздух»)?

6. На каких предположениях основана схема регулирования расхода воздуха по расходу пара (схема «пар - воздух»)?

7. На чем основано регулирование процесса горения с воздействием «по теплу»?

8. В чем состоят особенности регулирования процесса горения на котлах с индивидуальным пылеприготовлением (с шахтно-мельничными топками)?

9. Какие затруднения возникают при регулировании темпера-

туры перегрева пара с помощью поверхностного пароохладителя, установленного до пароперегревателя?

10. Объяснить порядок действия схемы регулирования перегрева впрыском «собственного» конденсата.

11. По каким соображениям при авторегулировании непрерывной продувки одновременно с основным воздействием по солесодержанию котловой воды вводится воздействие по расходу пара из котла?

12. Сравнить между собой свойства барабанных и прямоточных

котлов как объектов регулирования.

13. Требования к регулированию температуры пара по тракту

и на выходе прямоточного котла и способы их обеспечения.

14. Почему регулировать температуру вторичного пара путем

впрыска в его поток охлаждающей воды нецелесообразно, а для регулирования первичного пара этот способ вполне приемлем?