Характеристика угольной пыли.

Поверхность пыли. Теоретическую поверхность пыли, состоящей из пылинок различных размеров, согласно кривой распределения по фракциям (рис. 3.8, а), но имеющих форму куба, можно определить по следующей упрощенной формуле

(3.20)

где ρ_ПЛ - удельная плотность размалываемого топлива, кг/м³; обычно ρ_ПЛ = 1700…1840 кг/м³.

Однако частицы пыли не имеют точной формы куба. Для определения действительной поверхности в расчет вводится коэффициент формы частиц k_Ф, который зависит от размера частиц, больше для крупных фракций (k_Ф = 2,0…2,5) и близок к единице для мелких. Среднее значение коэффициента формы для угольной пыли принимают k_Ф = 1,75. Тогда действительная поверхность пыли f_ПЛ=k_Фf_Т.

Влажность пыли. Важной характеристикой пыли является ее влажность W^ПЛ, %, оказывающая большое влияние на производительность мельниц и сепараторов, бесперебойность подачи готовой пыли, безопасность работы пылесистемы. Определяющей величиной для выбора допустимой влажности пыли принята гигроскопическая влажность топлива W^ГИ.

Допустимая по условиям взрывобезопасности и транспортировки влажность пыли после мельницы должна находиться в следующих пределах:

для топлив марок А, ПА, Т W^ГИ+1 > W^ПЛ > W^ГИ,

для каменных углей и сланцев W^ГИ > W^ПЛ > 0,5W^ГИ;

для бурых углей W^ГИ+8 > W^ПЛ > W^ГИ.

Повышение влажности пыли сверх допустимых значений ведет к потере текучести и слеживанию пыли в бункерах. Вместе с тем пересушенная пыль бурых и каменных углей склонна к самовозгоранию при доступе воздуха в местах ее хранения или скопления, а пылевоздушная смесь взрывоопасна.

Взрываемость пыли. Взрыв в объеме, заполненном взвешенной в воздухе угольной пылью, будет тем интенсивнее, чем больше удельная поверхность пыли (чем мельче фракции) и чем выше выход летучих веществ. Существенное значение имеет температура смеси. Наиболее опасными являются концентрации пыли от 0,3 до 0,6 кг на 1 м³ воздуха. Именно такие концентрации обычно имеют место при эксплуатации пылесистем. Поэтому жестко ограничивается температура сушильного агента на выходе из мельницы - не выше 80…100°С при наличии бункеров пыли и до 130°С в пылесистемах с прямым вдуванием пыли в топку.

Воспламенение объема аэропыли сопровождается резким ростом температуры и давления. Для уменьшения силы взрыва служат предохранительные клапаны, которые при росте давления выбрасывают часть смеси из системы. При недостатке кислорода в смеси возникновение взрыва невозможно. Это имеет место при содержании Q₂ в сушильном агенте не более 16…19% для различных видов топлив. Поэтому использование в качестве первичного потока смеси горячего воздуха с топочными газами способствует надежности работы пылесистемы. Такое же влияние на предотвращение взрыва пыли оказывает повышенная зольность топлива. Так, экибастузский каменный уголь не относится к взрывоопасным при содержании минеральной части А^Р > 40%.

Примеры

Пример 1. При лабораторных исследованиях получен элементный состав кузнецкого угля марки СС на горючую массу С^Г = 84,0%, H^Г = 4,5%, N^Г = 2,0%, O^Г = 9%, S^Г = 0,5%.

Влажность и зольность топлива при его анализе составили:

W^Р = 12%, А^Р = 11,4%. Определить состав рабочей массы топлива.

Решение

Определим коэффициент пересчета с горючей массы на рабочую:

Тогда С^Р = С^Гk_Г-Р = 84,0 · 0,766 = 64,34%; аналогично по другим составляющим: Н^Р = 3,45%, N^Р = 1,53%, O^Р = 6,9%, S^Р = 0,38%.

Проверим суммарный состав рабочей массы

Пример 2. Для того же состава угля известно Q^Г_Н = 7332,2 ккал/кг в технической системе единиц. Определить теплоту сгорания рабочей массы Q^Р_Н в международной системе единиц (СИ).

Решение

Переведем значение теплоты сгорания Q^Г_Н в систему СИ. Исходя из соотношения 1 ккал = 4,187 кДж, получаем

По формуле (3.8) значение теплоты сгорания составит

Пример 3. На сколько увеличится теплота сгорания Q^Р_Н бурого угля Назаровского месторождения при переходе на электростанции от замкнутой к разомкнутой схеме сушки топлива с получением подсушенного топлива (сушонки) с окончательной влажностью пыли W^ПЛ = 10,0%. Исходная рабочая масса топлива Q^Р_Н =13,02 МДж/кг, W^Р = 39,0%.

Решение

По формуле (3.9) при сохранении постоянной зольности топлива теплота сгорания сушонки

Теплота сгорания подсушенной пыли увеличится в 1,56 раза.

Пример 4. При размоле испытуемого топлива в лабораторной мельнице получена пыль с R^И₉₀=53%. Найти значение коэффициента k_Л.О

Решение

Коэффициент размолоспособности по методике ВТИ определяют по формуле

Таким образом, размолоспособность испытуемого топлива составит

Указанное топливо достаточно мягкое при размоле.

Пример 5. На электростанции сжигается экибастузкий каменный уголь, имеющий коэффициент k_Л.О = 1,29 и выход летучих V^Г_Л = 24,0%. На электростанции установлены валковые среднеходные мельницы. Определить оптимальную тонкость размола топлива R^ОПТ₉₀ и максимальный размер частиц пыли х_МАКС.

Решение

Для среднеходной мельницы коэффициент полидисперсности n = 0,85. По формуле (3.18)

За максимальный размер частицы принимается х_МАКС, которому соответствует R_х = 0,1%. Используя формулу (3.16), выразим х_МАКС при Rх = 0,1 коэффициент тонкости размола