Фильтр для очистки газообразных продуктов аварии атомных электростанций. Фильтры электростанций


Фильтры для генератора / Статьи / ГЕНЕРАТОРВДОМ.РУ

Чистота топлива и технических жидкостей является важным фактором, необходимым для обеспечения бесперебойной эксплуатации оборудования, позволяющего организовать автономное электроснабжение.

Для генераторов, работающих на неочищенном или некачественном топливе, характерно значительное снижение мощности двигателя и эффективности выработки энергии. Наличие в топливе низкосортных присадок, воды или примесей приводит к неполадкам в работе топливной системы, выходу из строя насоса высокого давления, другим поломкам генератора и необходимости в проведении дорогостоящего ремонта.

 

Топливные фильтры для генератора

Для обеспечения стабильной работы дизельные генераторы рекомендуется оснащать фильтрами-сепараторами и элементами для проведения тонкой очистки используемого топлива. Сепараторы позволяют разделить дизтопливо на легкую и тяжелую фракции, дополнительно выполняют удаление механических загрязнений, ржавчины, воды и органических примесей.

Герметичные корпуса сепараторов производятся из материалов с антикоррозийной защитой, стойких к действию механических нагрузок и высоких температур. Прозрачные колбы сепараторов позволяют определять наличие воды в дизтопливе для своевременного выявления необходимости его замены.

Фильтр для электростанции эффективно защищает топливную систему установки от преждевременного износа, окислительных процессов и возникновения коррозии. Многоступенчатая система очистки, включающая дополнительные фильтрующие элементы, обеспечивает долговечность форсунок, подкачивающего насоса и других важнейших узлов двигателя.

 

Масляные, воздушные фильтры для электростанций

Качественное и тщательно очищенное масло позволяет гарантировать стабильное функционирование, высокие показатели мощности, небольшой расхода топлива и высокие эксплуатационные характеристики агрегата. Неразборные масляные фильтры выполняются в виде единого узла, включающего фильтрующий элемент и корпус. В процессе техобслуживания агрегата фильтр полностью заменяется. Также могут использоваться сменные фильтрующие элементы, конструкция которых позволяет выполнять их замену по мере засорения, что упрощает процесс удаления отходов.

Воздушные фильтры позволяют защитить систему смазки и камеру сгорания дизельного двигателя от пыли, органических веществ, сажи и частиц различных загрязнений, находящихся в воздухе. Применение качественных фильтрующих элементов предотвращает преждевременный износ компонентов двигателя, исключает потери мощности и обеспечивает защиту генератора от появления серьезных неисправностей. К признакам необходимости замены фильтрующего элемента относят затрудненный пуск двигателя, падение мощности и повышенный расход используемого топлива.

В компании GENERATORVDOM.RU владельцы электростанций могут купить фильтр для генератора, отвечающий наиболее строгим современным требованиям к качеству очистки.

generatorvdom.ru

Фильтр для очистки газообразных продуктов аварии атомных электростанций

 

Использование: очистка газообразных продуктов аварии ядерных реакторов от радиоативных веществ, в частности от радиоактивных аэрозолей и летучих форм радиоактивного иода, в том числе и от огранических летучих соединений иода. Сущность изобретения: конструкция фильтра представляет собой теплоизолированный корпус с штуцерами входа и выхода очищаемой газообразной среды, внутри которого установлены перфорированные перегородки с размещенными на них слоями фильтрующего адсорбирующего материала с уменьшающимся размером гранул в каждом последующем слое по ходу движения очищаемой среды, причем в первом слое фильтрующего адсорбирующего материала находится катализатор для сжигания водорода, размер гранул первого слоя составляет 2-4 мм, последнего слоя- 50-200 мкм, величина фильтрующей поверхности последнего слоя больше величины фильтрующей поверхности первого слоя в 1,5-3 раза, а в качестве фильтрующего адсорбирующего материала используют термостойкий и влагостойкий сорбент на основе двуокиси титана. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам, которые используются в системах для очистки газообразных продуктов аварии ядерных реакторов от радиоактивных веществ, в частности для очистки парогазовой среды, сбрасываемой из-под защитной оболочки реактора (контайнмента) с целью предотвращения выбросов радиоактивных веществ через неплотности оболочки сверх допустимого значения при запроектных авариях с расплавлением активной зоны (топлива) реактора.

Известна система Filtra-MVSS, разработанная двумя шведскими фирмами, предназначенная для фильтрации парогазовой смеси с расходом до 13 кг/с с коэффициентом очистки от 500 до 10000 [1] Устройство представляет собой сосуд (скруббер) объемом около 400 м3, внутри которого установлено множество труб Вентури и налито 270 м3 водного раствора тиосульфата натрия, стабилизированного до рН 10 добавкой соды. На выходе из скруббера в качестве второй ступени установлен гравийный фильтр. Парогазовая смесь пропускается через трубы Вентури, которые размещены под уровнем раствора, и очищается от аэрозолей и молекулярного иода. Однако это устройство не чистит от органической формы иода (иодистого метила). Кроме того, оно отличается высокой стоимостью из-за сложности конструкции. Фирмой Siеmens (ФРГ) разработана система Multiventuri Skrubber-Aerosol Filter Combination [2] Это устройство включает скруббер с трубами Вентури и фильтровальный слой из металлического волокна. Благодаря этому коэффициент очистки по аэрозолям увеличился до 10000, а по молекулярному иоду составляет 100. Диаметр устройства 5,0 м, высота около 12 м, производительность 13,5 кг/с. Недостатками устройства являются невысокая эффективность из-за низкой степени очистки от органической формы иода ( 5%), количество которого составляет до 20% от всех газообразных форм, а также относительно большая стоимость вследствие больших габаритов. Первое работающее устройство для очистки аварийных выбросов из контайнмента было построено на АЭС Barseback в Швеции. Здесь использован гравийный фильтр из железобетона диаметром 20 м, высотой 40 м и объемом 10000 м3. В него загружено 15000 т кварцевого гравия с размером гранул 25-35 мм. Коэффициент очистки, включая и молекулярный иод, составляет 1000. Однако данное устройство не обеспечивает очистку от органической формы иода и отличается высокой стоимостью конструкции. Наиболее близким к изобретению является фильтр для адсорбирования иода из отработанных радиоактивных газов [3] представляющий собой корпус с штуцерами входа и выхода рабочей среды. Внутри корпуса установлены перфорированные перегородки. На перегородках размещены слои фильтрующего материала цеолита, произвольного гранулометрического состава. Для поддержания температуры фильтрующего материала в корпусе фильтра установлены нагреватели. Недостаткими данного фильтра являются потенциальная взрывоопасность фильтра, низкая эффективность работы по причине практически полного проскока органической формы иода через цеолит, а также из-за пыления в процессе фильтрации, что связано с низкой механической прочностью цеолита. Кроме того, цеолит неприменим для очистки газов с высоким содержанием влаги, что характерно для аварийных сбросов АЭС. Использование в фильтре фильтрующего материала цеолита произвольного гранулометрического состава снижает надежность и срок службы фильтра из-за возможной забивки аэрозолями. Преимуществами изобретения по сравнению с прототипом являются более высокая эффективность работы фильтра за счет обеспечения очистки парогазовой радиоактивной смеси от летучей органической формы иода (иодистого метила), увеличение срока работы фильтра за счет предотвращения забивки гранул адсорбента частицами аэрозолей, а также возможность использования фильтра для очистки парогазовых радиоактивных сред, имеющих в своем составе аэрозоли различной дисперсности и высокое содержание влаги. Кроме того, к преимуществам фильтра для очистки газообразных продуктов аварии АЭС относится также снижение уровня водородной взрывоопасности работы фильтра. Указанные преимущества обеспечиваются за счет того, что в фильтре, включающем корпус с штуцерами для входа и выхода рабочей среды, установлены перфорированные перегородки, с помощью которых размещен и зафиксирован насыпной фильтрующий материал, представляющий собой термостойкий высокоактивный по отношению к газообразным формам иода и влагостойкий сорбент на основе двуокиси титана, причем этот сорбент в фильтре размещен не менее чем в два слоя и гранулы сорбента в каждом последующем по ходу среды слое мельче, чем в предыдущем, причем последний по ходу среды слой сорбента имеет фильтрующую поверхность в 1,5-3 раза больше, чем аналогичная поверхность других слоев. Для того, чтобы повысить эффективность фильтра по улавливанию газообразных форм иода, путем исключения конденсации пара и повышения температуры процесса, он снабжен нагревателями и теплоизоляцией. В составе парогазовой среды, удаляемой из контайнмента, возможно наличие водорода, поэтому при конденсации пара может образоваться взрывоопасная концентрация водорода. Учитывая, что повышение температуры увеличивает эффективность улавливания газообразных форм иода, а при каталитических реакциях улучшаются условия осаждения аэрозолей, в первом по ходу среды слое сорбента размещен катализатор для сжигания (рекомбинации) водорода. По имеющимся проработкам фильтр, в котором будут использованы все указанные выше конструктивные элементы, удовлетворит требованиям АЭС повышенной безопасности с реактором ВВЭР-1000 и при производительности до 20 кг/с обеспечивает коэффициент очистки от аэрозолей и газообразных форм иода, включая и иодистый метил от 1000 до 10000. На чертеже показан фильтр для очистки газообразных продуктов аварии на АЭС в разрезе. Фильтр содержит корпус 1 с штуцером 2 для входа рабочей среды и штуцером 3 для выхода рабочей среды. Внутри корпуса установлены перегородки 4 с отверстиями для прохода рабочей среды. На перегородках 4 размещен и зафиксирован насыпной фильтрующий материал 5. В качестве насыпного фильтрующего материала 5 применен высокоактивный по отношению к газообразным формам иода термостойкий и влагостойкий сорбент на основе двуокиси титана. Сорбент в фильтре размещен не менее чем в два слоя и гранулы в каждом последующем слое мельче, чем в предыдущем. Последний по ходу среды слой сорбента 6 с толщиной 10-40 мм из гранул размером 50-200 мкм для увеличения поверхности фильтрации размещен в фильтрующих элементах 7, выполненных в виде стаканов, боковая поверхность которых выполнена из двух соосно расположенных перегородок с отверстиями. Между перегородками размещен слой сорбента 6. За счет этого фильтрующая поверхность становится в 1,5-3 раза больше, чем аналогичная поверхность других слоев. Внутри корпуса 1, до и после фильтрующих элементов установлены нагреватели 8, а наружная поверхность корпуса покрыта теплоизоляцией 9. В первом по ходу среды слое фильтрующего материала 5 размещен катализатор 10 для сжигания водорода. Фильтр работает следующим образом. При нормальной эксплуатации АЭС фильтр отключен от защитной оболочки реактора и находится в постоянной готовности в режиме ожидания. При аварии, сопровождающейся плавлением активной зоны (топлива) реактора, в защитной оболочке поднимается давление до опасной величины и фильтр подключается к защитной оболочке и вентиляционной трубе с помощью разрывных мембран или запорных устройств (не показаны). Парогазовая смесь поступает через штуцер 2 в фильтр, последовательно фильтруется через насыпной фильтрующий материал 5, слой сорбента 6 и очищенная от радиоактивных примесей смесь сбрасывается через штуцер 3 и вентиляционную трубу в атмосферу. Газообразные формы иода сорбируются в порах сорбента, а аэрозоли осаждаются на его поверхности. Количество слоев сорбента, толщина каждого слоя и размеры гранул принимаются исходя из размеров и количества частиц аэрозоля. Благодаря тому, что в каждом последующем слое сорбента гранулы мельче, чем в предыдущем, в первых по ходу среды слоях преимущественно удерживаются более крупные частицы аэрозоля, а на последующие слои поступают более мелкие частицы и в меньшем количестве. Самые мелкие частицы удерживаются в последнем слое сорбента 6, размещенном в фильтрующих элементах 7, где используются самые мелкие фракции сорбента и скорость фильтрации существенно меньше, чем в других слоях. Размер гранул в первом по ходу среды слое сорбента зависит от природы и размеров частиц аэрозоля и выбирается таким образом, чтобы в этом слое не образовался прочный автофильтрующий слой из частиц аэрозоля, из-за которого может произойти забивание фильтра. Так, например, опытным путем установлено, что для эффективной очистки и предотвращения забивания фильтра для аэрозролей с твердыми частицами среднего размера 0,4-0,7 мкм размер гранул в первом по ходу среды слое сорбента должен составлять 4-2 мм. Таким образом, при относительно небольшом размере фильтра и количестве сорбента обеспечивается эффективная очистка от всех видов радиоактивных загрязнений, включая органическую форму иода и мелкие частицы, а также предотвращается забивка фильтра, при этом обеспечивается достижение всех ранее перечисленных преимуществ фильтра по сравнению с прототипом. В режиме нормальной эксплуатации АЭС с помощью нагревателей 8 и теплоизоляции 9 обеспечивается температура сорбента на 20-30оС, выше, чем температура насыщения паров воды в защитной оболочке в момент его включения. При этом исключается конденсация пара на сорбенте и в корпусе фильтра, что приводит к увеличению активности сорбента по отношению к газообразным формам иода. Благодаря размещению в первом слое сорбента катализатора для сжигания водорода, существенно повышается температура фильтра, что способствует увеличению активности сорбента по отношению к газообразным формам иода и увеличивает эффективность улавливания аэрозолей вследствие разности температуры между катализатором и газовым потоком, а также снижает водородную взрывоопасность. На основании проведенных исследований и расчетов ожидается, что выполненный согласно изобретению фильтр диаметром 4,5 м и высотой 5,5 м удовлетворит всем требованиям АЭС с энергоблоком ВВЭР-1000 и обеспечит коэффициент очистки не менее 1000 при расходе среды до 20 кг/с (70 т/ч).

Формула изобретения

ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ АВАРИИ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, включающий теплоизолированный корпус со штуцерами для входа и выхода очищаемой газообразной радиоактивной среды, установленные внутри корпуса перфорированные перегородки с размещенными на них слоями гранулированного фильтрующего адсорбирующего материала, а также нагревательные элементы, отличающийся тем, что в качестве гранулированного фильтрующего адсорбирующего материала использован термостойкий и влагостойкий сорбент на основе двуокиси титана с уменьшающимся размером гранул в каждом последующем слое, расположенном по ходу движения очищаемой газообразной радиоактивной среды, причем в первом по ходу движения очищаемой газообразной радиоактивной среды слое расположен катализатор для сжигания водорода, размер гранул первого слоя составляет 2 4 мм, последнего слоя 50 200 мкм, а величина фильтрующей поверхности последнего слоя больше величины фильтрующей поверхности первого слоя в 1,5 - 3,0 раза.

РИСУНКИ

Рисунок 1

www.findpatent.ru

запчасти дизельная электростанция, ремонт электростанция, фильтр для дизельгенератора

Воздушный фильтр для дизельной электростанции – казалось бы, простая деталь, и уход за ней проще простого. Особенно если речь идет о современном, одноразовом фильтрующем элементе. Поэтому большинство пользователей просто забывают про него, «заезживая» до ужасного состояния. А вот к чему такая эксплуатация может привести - знают немногие. В инструкциях такие сведения не пишут.

 

Дизельная станция с объёмом двигателя 3,5 литра без учёта турбонаддува за час работы "проглатывает" около 80 м3 атмосферного воздуха. Ведь для полного сгорания горючей топливной смеси необходимо, чтобы в ее составе содержалось воздуха (по массе) в 15-20 раз больше, чем топлива.

Если этот воздух не очищать, вся находящаяся в нем твердая взвесь (главным образом, пыль) попадет внутрь двигателя и действует на трущиеся пары как абразив. Попадание загрязнений в двигатель приводит к ухудшению его работы и, в конечном счете, к преждевременному выходу двигателя из строя.

Устройство для очистки воздуха служит защитой от подобных неприятностей. Кроме своего основного назначения, фильтр также выполняет функцию глушителя шума, распространяющегося по впускному тракту.

Эффективность системы очистки обычно характеризуется коэффициентом пропускания пыли, который зависит как от типа самой системы, так и от режима работы двигателя. Например, в инерционных системах очистки коэффициент уменьшается с ростом расхода воздуха, а в системах с сухими (картонными) сменными фильтрами такой зависимости почти нет.

У фильтрующего элемента есть и еще один важный показатель - так называемое предельное сопротивление засасываемому воздуху. По мере засорения фильтрующего элемента его сопротивление воздушному потоку растет, вследствие чего уменьшается количество воздуха, поступающего на смесеобразование. Это может привести к избыточному обогащению смеси, а значит к неполному ее сгоранию. Соответственно, снижаются мощностные показатели двигателя, увеличиваются показатели расхода топлива и концентрации токсичных веществ в выхлопных газах. Словом, с формальной точки зрения, предельно допустимое сопротивление воздушного фильтра - это та граница, после которой фильтрующий элемент из помощника превращается во вредителя. Этот важнейший показатель в значительной степени определяет и конструкцию фильтра, и материалы, из которых он делается.

Если говорить о классификации фильтрующих систем, то их принято разделять по количеству ступеней очистки и по принципам улавливания пыли.

По количеству ступеней различают одно-, двух- и трехступенчатые системы, которые подразделяются на шесть групп:

1) сухие инерционные воздухоочистители со сбором отсепарированной пыли в бункер; 

2) сухие инерционные с отсосом пыли посторонним устройством; 

3) сухие инерционные с выбросом пыли в атмосферу; 

4) инерционно-масляные; 

5) системы, использующие фильтрующие элементы со смоченной маслом набивкой; 

6) системы с сухими элементами, имеющими фильтрующую перегородку.

В дизельных генераторах чаще всего применяют одноступенчатые воздухоочистители первого и шестого типов.

Системы очистки воздуха со сменными фильтрующими элементами

Современные сменные сухие фильтры - это достаточно сложные конструкции из легких металлов, полимеров и тонкого пористого картона (почти бумаги). Они отличаются массой достоинств: высокая степень очистки и низкое сопротивление – словом, именно то, что улучшает эксплуатационные характеристики двигателя и продлевает срок его службы. Еще один неоспоримый плюс - простота и удобство замены элемента.

Решающую роль в долговечности элементов играет, конечно, площадь фильтрующей поверхности. Судите сами. Фильтр для двигателя Ricardo R4100 с турбиной ZD, имея площадь фильтрации около 1кв. м, достигает предельного сопротивления при наработке 300 моточасов. У фильтра для R6120 с турбиной IZLD эти цифры равны 20 кв. м и 400 часов соответственно. Разумеется, приведенные цифры наработки достаточно приблизительны, они получены для условий с малой запыленностью воздуха, поэтому в реальных условиях рекомендуется менять фильтры каждые 200 часов работы, а при работе станции в условиях аренды или на строительных объектах по мере фактического загрязнения. Для этого на корпусе установлен индикатор степени загрязнения фильтра.

Коэффициент пропуска пыли, достаточно высокий в самом начале работы фильтра (у изделий разных производителей он колеблется от 2,5 до 4,5%), быстро снижается до значений, не превышающих 1%. Объясняется это тем, что пыль, забивая поры картона, по сути, сама создает дополнительный фильтрующий слой на его поверхности. Это происходит достаточно быстро – буквально в течение одной минуты работы.

У дизельных двигателей с турбонаддувом, как и у бензиновых инжекторных, к очистке воздуха предъявляются более жесткие требования. Это связано, в первую очередь, с особенностями их эксплуатации. При прочих равных условиях фильтры на таких двигателях меняют чаще, либо применяют фильтрующие элементы с повышенной площадью фильтрации.

По вашему запросу компания «ЭнергоПростор» предоставит вам необходимые фильтры, а также другие расходные материалы и запасные части для проведения технического обслуживания и ремонта дизель-генераторных установок.

energoprostor.ru

Фильтры для ТО ДГУ GS500 (363 кВт)

Фильтры необходимые для регулярного технического обслуживания дизельной электростанции (ДГУ) SDMO GS500

 

 

 

 PEW478736      Фильтр масляный  PEW477556      Фильтр масляный BY-PASS  PEW3825133    Фильтр топливный  C301345           Фильтр воздушный  PEW1699830    Фильтр системы охлаждения 

 

Группа компаний Power Element по мимо поставок расходных материалов предлагает и услуги по проведению технического обслуживания дизельных электростанций.Т.О. проводят специалисты проходившие практику и аттестацию у производителя.

Профилактика

Регулярное профилактика считается залогом качественной работы ДЭС. Рекомендуется ежедневно осматривать технику на наличие поломок, проверять уровень охлаждающей жидкости и масла, следить за крепежом.Все профилактические действия должны проводиться согласно регламенту, прописанного в технической документации.

Неисправности и их диагностика

В случае поломок или обнаружения неисправностей рекомендуется обращаться в нашу компанию по телефонам:- Москва (495) 255-14-74 ;

Часто встречающиеся неисправности дизельных электростанций:

- Отсутствует запуск двигателя;- Проблемы при запуске силового агрегата;- Быстрое падение мощности у запущенного мотора;- Система зажигания действует не стабильно;- ГСМ быстро расходуются;- Выхлопные газы имеют белый, синий или черный цвет;- Отсутствует давление в смазочной системе;- Стук двигателя;- Неравномерная работа мотора;- Сильная вибрация;- Сильно греется масло;- Низкий показатель сжатия;- Двигатель запускается, но тут же стопорится;- Низкая скорость запуска стартера.

Наблюдение и мониторинг

В каталог услуг нашей организации есть: компьютерная диагностики, мониторинг дизельных электростанций. Полученная в результате удаленного мониторинга информация может быть передана, как собственнику, так и на пульт нашей компании компании. Обработав данные, наша ремонтная бригада может тут же выехать на место для устранения неисправности. Возможен сбор и накопление информации для ее дальнейшего использования в корректировке мероприятий планового технического обслуживания дизельной электростанции.

powerelement.ru

Золоулавливание на ТЭС

Основная часть минеральной составляющей топлива переходит в процессе сжигания в летучую золу, уносимую дымовыми газами. Зольность отечественных углей колеблется в широких пределах (10–55 %). Соответственно изменяется и запыленность дымовых газов,

которая для высокозольных углей становится равной 60–70 г/м3 .

Химический состав золы твердого топлива достаточно разнообразен. Обычно зола состоит из оксидов кремния, алюминия, титана, калия, натрия, железа, кальция и магния. Кальций в золе может находиться в виде свободного оксида, а также в составе силикатов, сульфатов и других соединений. В зависимости от содержания оксида кальция в золе твердого топлива меняется ее токсичность.

Физико-химические свойства золы (плотность, дисперсионный состав, химический состав, электрическое сопротивление, слипаемость, абразивность) определяют эффективность работы газоочистных устройств. Например, при повышенном содержании оксидов кальция в золе становится невозможной работа мокрых золоуловителей из-за цементации золы. А для инерционных золоуловителей существенное значение имеет свойство слипаемости золы.

Масштаб загрязнения окружающей среды выбросами золы твердого топлива значителен. Так, для электростанции мощностью

2400 МВт при средней зольности топлива Аг = 17–20 % массовый выброс летучей золы через дымовые трубы составляет около 700 г/с (2,5 т/ч). В отличие от газовых компонентов, которые в процессе диффузии распространяются как на нижние, так и на верхние слои атмосферы, вследствие чего их концентрация в приземном слое значительно снижается, золовые частицы в основном оседают на землю.

Твердые частицы, имеющие размер более 2–5 мкм, отделяются в верхних дыхательных путях и, следовательно, не слишком опасны. Однако иногда эти частицы могут оказывать большее разрушающее действие, чем мелкие. При попадании в глаза крупные частицы могут вызвать сильное раздражение и даже ожог. Частицы меньшего размера поступают внутрь дыхательного тракта, накапливаются в лимфатических узлах и могут привести к отложениям пыли в легких. Помимо общего отрицательного эффекта загрязнения приземного воздуха и поверхности земли твердыми частицами, вредными для дыхательных путей, в золе топлив содержатся в малых дозах примеси металлов, имеющих высокую токсичность, например мышьяк, свинец, ртуть и др.

Тепловые электростанции оказывают существенное влияние на состояние воздушного бассейна в районе их расположения. На рис. 9.1. показаны основные источники выбросов вредных веществ ТЭС, оказывающих влияние на состояние атмосферы в районе ее расположения.

 

Таблица 9.1.

 

Нормативы удельных выбросов в атмосферу твердых частиц котельными установками для твердого топлива всех видов (ГОСТ Р 50831–95)

Тепловая мощность котла Q,МВт (паропроизво- дительность котла D, т/ч)   Приведенное содержание золы Aпр, % кг/МДж   Ввод котельных установок на ТЭС до 31 декабря 2000 г. Ввод котельных установок на ТЭС с 1 января 2001 г. V',
Массовый выброс твердых частиц на единицу тепловой энергии, г/МДж Массовый выброс твер­дых частиц, кг/т у.т. Массовая* кон­центрация частиц в дымовых газах при α = 1,4, мг/м3 Массовый выброс твердых частиц на единицу тепловой энергии, г/МДж Массовый выброс твер­дых частиц, кг/т у.т. Массовая* кон­центрация частиц в дымовых газах при α = 1,4, мг/м3
До 299 (до 420)   Менее 0,6 0,06 1,76 0,06 1,76
0,6–2,5 0,06–0,20 1,76–5,86 150–500 0,06–0,10 1,76—5,86 150—500
Более 2,5 0,20 5,86 0,10 5,86
300 и более (420 и более)   Менее 0,6 0,04 1,18 0,02 0,59
0,6–2,5 0,04–0,16 1,18–4,70 100–400 0,02–0,06 0,59—1,76 50—150
Более 2,5 0,16 4,70 0,06 1,76

 

* При нормальных условиях (температура 0 °С, давление 101,3 кПа).

 

Количество частиц золы и несгоревшего топлива в продуктах сгорания зависит от вида и характеристики топлива, способа его сжигания и конструкции топки. Часть золы топлива и несгоревших его частиц осаждается в топке и газоходах парогенератора. В парогенераторах с топками для слоевого сжигания топлива вместе с продуктами сгорания удаляется до 10–15 % золы топлива. При факельном сжигании пылеугольного топлива и жидком шлакоудалении унос золы продуктами сгорания составляет 30–40 %, а при топках с сухим шлакоудалением достигает 75–85 %. Удельное содержание золы в уходящих газах составляет, например, при работе парогенератора на АШ и сухом шлакоудалении до 20 г/м3, а при использовании бурых углей – до 40 г/м3, что значительно превышает допустимые концентрации твердых частиц в газах, установленные санитарно-техническими нормами. В парогенераторных установках для очистки продуктов сгорания от твердых частиц применяют следующие устройства:

1. Механические инерционные золоуловители, в которых частицы уноса отделяются от газов под влиянием сил инерции при вращательном вихревом движении потока газов.

2. различные конструкции циклонов, в том числе с омываемыми водой стенками и решетками.

3. Электрофильтры, очистка газов в которых основана на ионизации газовой среды и притяжении заряженных частиц уноса к электродам.

4. Комбинированные золоуловители, состоящие из последовательно установленных золоуловителей различной конструкции, например циклон и электрофильтр.

 

Рис. 9.1. Схема взаимодействия ТЭС с атмосферой

 

Основной характеристикой золоуловителей являются коэффициенты очистки (коэффициенты обеспыливания) газов, общий и фракционный:

и , (9.1)

 

где Gул, , Gвx, – общая масса уловленных частиц уноса, масса данной его фракции, общая масса частиц уноса, входящих в золоуловитель, и масса данной его фракции соответственно.

Коэффициенты обеспыливания зависят от характеристик уноса и режимов работы парогенератора.

Важными показателями золоуловителей являются добавочный расход электроэнергии на тягу, вызываемый аэродинамическим сопротивлением золоуловителя, удельный расход воды на очистку газов при мокрых золоуловителях, а также стоимость золоуловителя.

    Рис. 9.2. Схема действия циклона: 1 – корпус циклона; 2 - входной патрубок; 3 - крышка; 4 - выходной патрубок; 5 - конусная часть корпуса
Инерционные золоуловители-циклоны. Инерционные золоуловители применяются различной конструкции. На рис. 9.2 показана схема простейшего циклона. Запыленный поток газов подводится в циклон тангенциально, выход газов осуществляется через трубу, расположенную в центре циклона. Под воздействием центробежной силы твердые частицы отбрасываются к стенкам циклона, теряют скорость и выпадают в бункер. Эффективность обеспыливания в циклоне повышается при увеличении окружной скорости газов wг, увеличении массы частицы m и уменьшении радиуса циклона rц.

В простейших циклонах скорость газов, отнесенная к его сечению, принимается примерно 3,5 м/с, на входе – 20–25 м/с и на выходе – 12–15 м/с. Аэродинамическое сопротивление циклона, Па,

 

, (9.2)

 

где x – суммарный коэффициент сопротивления,x = 10-12;

рг – плотность газов, кг/м3.

Простейшие циклоны используются в парогенераторных установках малой мощности при слоевом сжигании топлива. Согласно ГОСТ установлена шкала диаметров циклона от 200 до 3000 мм. Цилиндрические циклоны НИИОГАЗ применяются с диаметром до 2000 мм

Батарейные циклоны.

 

Для повышения эффективности работы инерционного золоуловителя, а также для уменьшения его габаритов применяют батарейные циклоны, состоящие из большого числа параллельно включенных циклонных элементов малого диаметра. Схема батарейного циклона показана на рис. 9.3, а применяемые конструкции элементов батарейных циклонов – на рис. 9.4. Максимально допустимая запыленность газов при входе в батарейный циклон зависит от диаметра и конструкции элемента. При диаметре элемента 250 мм она составляет 100 г/м3 при «винтовой» насадке и 75 г/м3 при насадке в виде «розетки». При диаметре элемента 150 мм – соответственно 50 и 35 г/м3. Температура газов в циклоне допускается не более 450 °С.

а б в

Рис. 9.3. Схема батарейного циклона: 1 - входной патрубок; 2 - распределительная камера; 3 - циклонные элементы; 4 - выхлопные трубы; 5 - направляющие аппараты; 6 - пылевыводящие отверстия; 7 - сборный бункер; 8 - камера очищенного газа; 9 - опорные решетки; 10 - опорный пояс   Рис. 9.4.. Конструкция элементов батарейного циклона: а - с направляющим аппаратом типа «винт»; б - с направляющим аппаратом «розетка»; в - с направляющим аппаратом «розетка» и безударным входом

 

Эффективность пылеулавливания в батарейном циклоне в процессе эксплуатации парогенератора и при наличии вторичного уноса отсепарированной пыли из бункера значительно уменьшается при отклонениях скорости газов от расчетной. Потеря напора в батарейном циклоне при обычно принятых скоростях газа 3,5–4,75 м/с и номинальной нагрузке составляет 500–700 Па. При очистке газов в парогенераторах со слоевыми топками hоч = 80–90 %, а при пылеугольном сжигании топлива hоч = 65-70 %.

Батарейные циклоны применяются в парогенераторных установках с производительностью до 320 т/ч. Промышленностью выпускаются батарейные циклоны типа БЦ, состоящие из одной, двух, четырех и шести секций с числом элементов от 25 до 792 шт. Число элементов циклона может быть приближенно определено по формуле

(9.3)

 

где V – объем газов, м/с; d – диаметр элемента; x– общий коэффициент сопротивления для элемента d = 250 мм с винтовым направляющим аппаратом x = 85; Dр – сопротивление элемента циклона, Па; rг – плотность газа, кг/м3.

 

«Мокрые» циклонные золоуловители.

 

С целью повышения коэффициента улавливания пыли применяют «мокрые» циклонные золоуловители, в которых орошаются водой стенки циклона и поток газов.

На рис. 9.5 показана схема центробежного скруббера-золоуловителя ЦС – ВТИ, в котором орошаются водой его стенки. Такие золоуловители выполняют диаметром от 600–1700 мм и производительностью 1,1–11 м3/с. Расход воды на орошение стенок составляет 0,2–0,9 кг/с; на промывку бункера - 0,85 кг/с. Перепад давлений в золоуловителе 650–800 Па.

 

Рис.9.5. Центробежный скруббер ЦС - ВТИ: 1 - корпус; 2 - входной патрубок; 3 - оросительные сопла; 4- смывные сопла; 5 - золосмывной аппарат   Рис 9.6. Мокропрутковый золоуловитель МП - ВТИ: 1 - корпус; 2 - входной патрубок; 3 - оросительные сопла; 4- распределительное кольцо; 5 - смывные сопла; 6 - прутковая решетка; 7 - оросительные форсунки прутковой решетки

 

На рис. 9.6. показана схема мокропруткового золоуловителя МП-ВТИ, в котором на входе газов в золоуловитель имеется прутковая орошаемая водой решетка. Золоуловители применяются диаметром от 2300 до 3300 мм, производительностью от 18 до 38,2 м3/с. Расход воды составляет 2,9–4,1 кг/с. Перепад давлений 650–800 Па. В усовершенствованных золоуловителях вместо трубной решетки применяются трубы Вентури, служащие для коагуляции частиц золы. Степень очистки в мокропрутковом золоуловителе достигает hоч = 92 %. Мокрые золоуловители могут применяться при приведенном содержании серы в топливе менее 0,3 % на 1 МДж/кг и содержании свободной щелочи в золе менее 12 %. Жесткость воды, подаваемой на орошение, должна быть не выше 15 мг-экв/кг. Основным преимуществом мокрых золоуловителей является исключение вторичного уноса уловленной пыли, что повышает их КПД. Мокрые золоуловители в эксплуатации сложнее и менее надежны, чем батарейные циклоны, и их применение ограничивается предельным содержанием серы в топливе и щелочностью золы. Помимо этого, при применении таких золоуловителей необходима очистка загрязненной воды.

В процессе очистки газов происходит их насыщение парами воды, увеличение объема и частичное охлаждение.

Электрофильтры.

 

Очистка газов в электрофильтрах основана на том, что вследствие коронного разряда, происходящего между двумя электродами, к которым подведен пульсирующий электрический ток высокого напряжения до 60 кВ отрицательного знака, проходящий через электрофильтр поток газов заполняется отрицательными ионами, которые под действием сил электрического поля движутся от коронирующего к осадительному электроду. При этом находящиеся в газе частицы адсорбируются и увлекаются к осадительным электродам. Накапливающийся на осадительных электродах унос периодически стряхивается специальными устройствами в бункеры, из которых затем удаляется. Коронирующие электроды выполняются в виде металлических стержней, ленточно-игольчатыми или в виде стержней штыкового сечения. Осадительные электроды делаются из труб или пластин. Применяются электрофильтры с горизонтальным и вертикальным потоком газов. Для парогенераторных установок преимущественно применяются горизонтальные электрофильтры с пластинчатыми электродами. В зависимости от числа последовательно расположенных электродов различают одно-, двух-, и четырехпольные электрофильтры.

Схема конструкции горизонтального двухпольного электрофильтра показана на рис. 9.7. Оптимальная скорость газов в электрофильтре 1,5–1,7 м/с. При этом аэродинамическое сопротивление электрофильтра составляет 200–300 Па. Расход электроэнергии на очистку газов составляет 0,1–0,15 кВт×ч на 100 м3 газа. Температура газов перед электрофильтром должна быть не более 200 °С. Степень очистки газов в электрофильтре зависит от скорости газов, длины электродов и расстояния между ними, а также характеристик пыли.

В применяемых конструкциях электрофильтров улавливается большая часть пыли с размерами частиц более 10 мкм; коэффициент очистки составляет hоч = 96-97 %.

 

Рис. 9.7. Горизонтальный пластинчатый двухпольный электрофильтр: 1 - газораспределительная решетка; 2 - коронирующие электроды; 3 - осадительные электроды; 4 - механизм встряхивания коронирующих электродов; 5 - механизм встряхивания осадительных электродов

 

Тканевые фильтры.

 

В настоящее время в энергетике получают применение тканевые фильтры, применявшиеся ранее в других отраслях промышленности для улавливания пыли. Фильтрация осуществляется через гибкую ткань, выполняемую из тонких нитей (диаметр нитей около 100-300 мкм). Ткань имеет цилиндрическую форму, поэтому фильтры получили название рукавных. С помощью тканевых фильтров можно получить очень высокую степень улавливания - более 99 %. Однако их использование связано с рядом трудностей и значительными капитальными затратами. Скорость газового потока через ткань должна быть очень низкой - 0,01-0,02 м/с, гидравлическое сопротивление оказывается высоким, на уровне 0,5–1,5 кПа. Наибольшую трудность в эксплуатации представляет удаление осевшей на ткани золы. Для ее удаления применяется либо механическое встряхивание, либо продувка воздухом ткани в обратном направлении, причем на это время очищаемая секция должна отъединяться от газового потока соответствующими шиберами.

Тканевые фильтры за паровыми котлами должны выполняться из материала, выдерживающего работу при температуре уходящих газов. В частности, получили применение ткани из стекловолокна (до 300 °С) или оксалина (до 250 °С). Длительность работы ткани составляет обычно 1–3 года.

Комбинированные золоуловители. Комбинированный золоуловитель обычно состоит из батарейного циклона в качестве первой ступени очистки и электрофильтра с горизонтальным или вертикальным ходом газов, объединенных в один агрегат. В батарейном циклоне происходит улавливание крупных частиц уноса, что улучшает работу электрофильтра. Коэффициент очистки в комбинированных золоуловителях достигает hоч = 98 %.

 

Похожие статьи:

poznayka.org