автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Разработка и исследование технологий и оборудования подготовки, подачи топлива в разомкнутых пылесистемах и новых установках экологически чистого сжигания угля

На правах рукописи

ВТЮРИН ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ПОДГОТОВКИ, ПОДАЧИ ТОПЛИВА В РАЗОМКНУТЫХ ПЫЛЕСИСТЕМАХ И НОВЫХ УСТАНОВКАХ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГ О СЖИГАНИЯ УГЛЯ

Специальность 05.14.14. - Тепловые электрические сгаиции, их энергетические системы и arpera™

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Иваново 2003

Работа выполнена во Всероссийском дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническом научно-исследовательском институте ОАО "ВТИ"

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Шувалов С.И. доктор технических наук, профессор Мацнев В.В. доктор технических наук, профессор Бурдуков А. П.

Ведущее предприятие: ОАО "Сибэнергомаш"

Защита диссертации состоится. Ж ю 2003 г. в if ч. на заседании диссертационного совета Д 212.064.01 при Ивановском государственном энергетическом университете по адресу: г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34, корпус Б, ауд. 237.

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью организации) просим направлять по адресу: 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34, ученый совет ИГЭУ.

Тел.: (0932)38-57-12; 41-60-56; факс (0932)38-57-01; 41-60-56;

E-mail: admin@tes.ispu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан б^^/сЯ^е^2003 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.064.01 профессор, доктор технических наук А.В. Мошкарин

j 4 ( 0~J ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В Российской Федерации сосредоточено 23 % мировых запасов угля, из которых 83 % находятся в регионах Сибири и Дальнего востока и только 8,2 % в европейской части России. В соответствии с концепцией развития энергетики прогнозируется к 2015 г. увеличение выработки электроэнергии с 860 до 1300 млрд. квт.ч, при этом доля сжигаемого угля должна возрасти от 68 до 135 млн. т у.т. Реализация этих решений требует технического перевооружения действующих угольных электростанций, оборудование которых к 2010 г. исчерпает на 50-60 % свой парковый ресурс, и строительства новых электростанций, которые будут использовать экологически чистые технологии сжигания топлива.

Надежность и экономичность котельных установок во многом определяются схемными решениями и работой сушильно-размольного оборудования систем пылеприготовления (пылесистем), в том числе разомкнутых, в которых отработанный сушильный агент с парами влаги выбрасывается в атмосферу.

Накопленный положительный опыт эксплуатации в США, Германии и России разомкнутых пылесистем на электростанциях, сжигающих влажные низкосортные угли подтверждает это. Впоследствии в зарубежных странах данная проблема была решена путем обогащения топлива и поставки на ТЭС угля с хорошими теплотехническими свойствами.

Для отечественных электростанций, оснащенных разомкнутыми пылесистема-ми (Каширская, Шахтинская, Штеровская ГРЭС и др.), разработку технологий, изготовление оборудования, а также пневмотранспортных установок осуществляли зарубежные фирмы, которые гарантировали соблюдение основных технико-экономических показателей.

Отечественная технология пылеприготовления в разомкнутых системах была разработана и реализована в 1968 г. на головных энергоблоках 500 МВт Назаровской ГРЭС, сжигающей влажный бурый уголь Канско-Ачинского бассейна и 800 МВт Славянской ГРЭС, работающей на АШ ухудшенного качества. Пылесистемы были оснащены паровыми трубчатыми сушилками фирмы "Zernag" (Германия), а угольная пыль подавалась пневмовинтовыми насосами, предназначенными для работы на цементе. Впервые готовая угольная пыль в бункеры котельных цехов транспортировалась сжатым воздухом по трубопроводам большой протяженности (до 650 м).

Отсутствие опыта работы с мощными паровыми сушилками фирмы "Zernag" с поверхностью нагрева 4070 м2 на влажных углях Канско-Ачинского бассейна и АШ ухудшенного качества, а также методик расчета пневмотранспортных установок и разомкнутых пылесистем не позволили обеспечить надежную и экономичную работу оборудования. Пыль транспортировалась при недопустимых пульсациях давления среды в трубопроводах, производительность пневмотранспортных систем не превышала 50 % проектных показателей. В конечном итоге это ограничило мощность и сроки освоения энергоблоков.

Для решения этой важной проблемы потребовались проведение ком-

плексных исследовании разомкнутых систем

НАЦИОНАЛЬНАЯ 3 j БИБЛИОТЕКА

| С.Петербург

1 ОЭ 300 "

iee-

мотранспортных установок энергоблоков 500 и 800 МВт, разработка методов их расчета и технологического оборудования.

В процессе испытаний определились основные направления исследований, пути усовершенствования оборудования, интенсификации процессов подсушки топлива, движения угольной пыли в бункерах, в пневмовинтовых насосах и транспортных трубопроводах. Были разработаны методики расчета. Реализация результатов исследований и методик расчета позволили повысить производительность пылесистем почти в 2 раза.

Выполненные исследования технологий подготовки топлива в разомкнутых системах пылеприготовления энергоблоков 500 и 800 МВт, анализ и использование этих результатов определили новые подходы к решению проблем технического перевооружения энергетики: использование углей повышенной зольности, с высоким содержанием влаги и серы; выбор рациональной технологии подготовки углей Канско-Ачинского бассейна для энергоблоков с супер-сверхкритическими параметрами пара (р = 30 МПа; t = 600/600 °С); разработка и внедрение новых технологий подготовки и сжигания топлива в котлах со стационарным, циркулирующим кипящим слоем и в газогенераторах.

Следует также отметить, что большинство электростанций получают уголь ухудшенного по сравнению с проектными показателями качества. Расход топлива увеличивается, при этом размольная производительность мельниц должна возрасти в 1,3-1,5 раза, а сушильная - в 1,5-2 раза. Такого запаса производительности пылесястемы не имеют, поэтому приходится сжигать мазут. Возникает и проблема перевода ТЭС, сжигающих мазут и газ, на твердое топливо. Размещение дополнительного размольно-сушильного оборудования вблизи котлов на большинстве электростанций практически невозможно. Поэтому эти проблемы можно решить только путем установки этого оборудования в отдельно стоящем здании вблизи котельного цеха.

Одним из комплексных решений проблемы технического перевооружения энергетики является разработка и внедрение новых экологически чистых технологий подготовки и сжигания топлива в котлах со стационарным и циркулирующим кипящим слоем, а также в газогенераторных установках различных модификаций. В этом случае необходимо: разработать технические требования к подготовке углей разных марок, наполнителя слоя и сорбентов; создать новые системы и нестандартное отечественное оборудование для подсушки и дозирования, а также решить проблемы транспортирования этих компонентов сжатым воздухом по разветвленной сети трубопроводов и подачи их в определенном соотношении в зону горения.

Таким образом, выявилось, что изучение и исследование технологий пылеприготовления в разомкнутых системах и разработка новых схемных решений и нестандартного оборудования для подготовки и подачи топлива и сорбентов в установки экологически чистого сжигания угля органически связаны.

Исследование проводилось в соответствии с целевой комплексной научно-технической программой ОЦ. 002, утвержденной ГКНТ СССР, Госпланом СССР и Академией наук СССР от 12.12.80 г "№474/250/132. Отраслевой научно-технической программой - 0,03 "Создание и совершенствование котельных

установок ТЭС, подготовки и сжигания топлива, разработка воднохимических режимов ТЭС", задание №01.04.01, федеральной научно-технической программой "Экологически чистая энергетика", а также с учетом координационного плана по пуску, освоению и исследованию первого отечественного котла с кипящим слоем БКЗ 420-140 КС ст. №6 Барнаульской ТЭЦ-3.

Цель работы.

Комплексное исследование технологий пылеприготовления в разомкнутых системах головных энергоблоков 500 и 800 МВт, создание и совершенствование эффективного технологического оборудования, разработка научно обоснованных методик расчета и проектирования разомкнутых пылесистем для энергоблоков с суперсверхкритическими параметрами пара и ТЭС при замещении сжигания газа и мазута твердым топливом, а также разработка новых технологий подготовки и транспортирования дробленого угля, наполнителя слоя и сорбентов для экологически чистого сжигания в котлах со стационарным или циркулирующим кипящим слоем и в газогенераторных установках, их внедрение при техническом перевооружении энергетики.

Научная новизна работы, выполненной автором:

- разработаны и реализованы новые способы подсушки топлива с вводом отработавшего, горячего мельничного агента в загрузочную камеру сушилки, получены расчетные зависимости и решения по интенсификации теплообмена в новых паровых панельных сушилках, уточнена методика расчета геометрических размеров и пропускной способности сушилки, параметров греющего пара, расхода тепла на испарение влаги из сорбентов и угля с различными физико-механическими свойствами;

- исследованы процессы движения угольной пыли по трактам пнев-мотранспортных систем и выявлена синхронная взаимосвязь режимов ее движения в бункерах, пневмовинтовых насосах и трубопроводах большой протяженности, разработаны мероприятия и способы, обеспечивающие стабильность работы и повышающие технико-экономические показатели мощных пнев-мотранспортных систем в целом;

- изучены процессы движения двухфазных концентрированных потоков угольной пыли по трубопроводам большой протяженности и выявлен механизм нестационарности режимов транспортирования и появления пульсаций давления среды в трубопроводах, приводящих к резкому снижению экономичности и надежности работы. Разработана система определяющих критериев подобия и выполнено экспериментальное обоснование численных значений критерия Фруда, граничных условий, концентрации и крупности пыли, дробленого угля, сорбентов, обеспечивающих стационарность движения аэросмеси в трубопроводах при изотермическом расширении воздуха;

- разработана методика расчета мощных пневмотранспортных систем, учитывающая полученные выражения для определения: диаметра трубопровода, коэффициента сопротивления движению аэросмеси, численных значений критерия Фруда, физико-механических свойств транспортируемых материалов и предельно-допустимого давления среды на начальном участке трубопровода.

- создана модель механизма движения топлива и сорбентов в межвитко-вом пространстве быстроходного шнека пневмовинтового насоса, возникновения герметичной "пылевой пробки" и выдачи материала в зону, находящуюся под избыточным давлением среды, учитывающая частоту вращения материала и давление среды в трубопроводе; получены аналитические выражения для расчета мощности пневмовинтовых насосов;

- разработана методика расчета геометрических и технологических параметров и затрат мощности электропривода пневмовинтовых насосов с учетом физико-механических свойств угольной пыли, дробленого угля, инертных наполнителей слоя и сорбентов; проведено графоаналитическое исследование и определено, что 75 % затрат мощности приходится на вращение "пылевой пробки" в зоне выходного витка, который от общей длины шнека занимает всего 20 %;

- разработаны и реализованы новые методы исследования процессов распределения статических и динамических усилий в слое угольной пыли, ее движения в бункерах и определены границы переходных уровней, оказывающих влияние на стационарность истечения пыли и область существования гидравлического и канального режимов движения, выявлено влияние этих факторов на производительность пневмовинтовых насосов и режимы транспортирования;

- впервые выполнен комплекс промышленных исследований разомкнутых систем пылеприготовления и пневмотранспортных установок головных энергоблоков 500 и 800 МВт, оснащенных мощным оборудованием, получены новые экспериментальные данные, выявлены высокие технико-экономические показатели, разработаны методика расчета и рекомендации по проектированию подобных систем для новых энергоблоков и технического перевооружения действующих электростанций;

- сформулированы технические требования к подготовке углей разных марок, наполнителя слоя и сорбентов и получены основные расчетные технико-экономические показатели разомкнутых систем подготовки и подачи топлива и сорбентов в котлы со стационарным и циркулирующим кипящим слоем.

Практическая ценность результатов исследований:

- производительность разомкнутых пылесистем головных энергоблоков 500 и 800 МВт Назаровской и Славянской ГРЭС увеличена почти в 2 раза; доля тепла от сжигания пыли АШ на энергоблоке 800 МВт возросла с 30 до 90 %;

- на энергоблоке 800 МВт с 1991г. внедрены три модернизированные паровые панельные сушилки, с вводом отработавшего горячего мельничного агента в загрузочную зону сушилок, повышена более чем в 2 раза их пропускная способность, увеличен почти в 3 раза удельный съем влаги с единицы греющей поверхности сушилок, а также обеспечены надежность и простота их в эксплуатации;

- разработана новая отечественная паровая панельная сушилка ППС-5х8, предназначенная для подсушки углей всех марок, сорбентов и других сыпучих материалов;

»

- внедрены и эксплуатируются в течение 35 лет в пылесистемах энергоблоков 500 и 800 МВт модернизированные пневмовинтовые насосы, отличающиеся новыми камерами смешения с улучшенной аэродинамикой, новыми шнеками с оптимальными геометрическими параметрами, которые учитывают физико-механические свойства угольной пыли и давление среды в трубопроводах, что позволило повысить производительность пневмовинтовых насосов почти в 2 раза;

- разработаны пневмовинтовые насосы НПВу-10 для дозирования топлива, наполнителя слоя и сорбентов; восемь насосов этого типа изготовлены Красногорским заводом (ОАО "Бицема" г. Красногорск) и внедрены на первом отечественном котле со стационарным кипящим слоем БКЗ 420-140 КС Барнаульской ТЭЦ-3, подобные насосы предусмотрены для котла Е-200-9,8-540 АФН ЦКС Несветай ГРЭС;

- разработанная методика расчета геометрических размеров и сопротивления трубопроводов, а также параметров несущей среды используется ОАО "ВТИ", ВНИПИЭнергопромом, "Алтайэнергопроектом", Ростовским отделением ТЭП'а при проектировании пневмотранспортных систем подачи топлива, наполнителя слоя в топку котла БКЗ 420-140 КС и Е-200-9,8-540 АФН ЦКС;

- впервые в энергетике внедрены и испытаны системы и нестандартное оборудование для подсушки и пневмотранспорта наполнителя слоя (шлак крупностью 0-5 мм) и дробленого угля (8 = 0-25 мм) с подачей их в секции котла БКЗ 420-140 КС. В процессе работы котла с подачей угля в две секции получены параметры пара, близкие к проектным показателям;

- разработаны разомкнутые системы подсушки с паровыми панельными сушилками и подачей по пневмотранспортным системам топлива, наполнителя слоя и сорбентов в котлы с циркулирующим кипящим слоем Е-220-9,8-540 АФН ЦКС Несветай ГРЭС, а также в газогенератор горнового типа ОПГу-250, предназначенный для новых газогенераторных установок на угле;

- выполнены расчетные проработки для разомкнутой централизованной системы пылеприготовления влажных бурых углей Канско-Ачинского бассейна для котла энергоблока 550 МВт на суперсверхкритические параметры пара, которая включает: паровые панельные сушилки, отечественные среднеходные валковые мельницы и подачу сжатым воздухом готовой угольной пыли от пы-лесистем непосредственно в горелки котлов.

Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечиваются:

- подтверждением эффективности научно-технических решений, предложенных автором и длительной работой, в течение почти 35 лет модернизированного технологического оборудования и разомкнутых централизованных систем пылеприготовления головных энергоблоков 500 и 800 МВт;

- соответствием расчетных данных результатам исследований процессов движения концентрированных двухфазных потоков угольной пыли, дробленого угля и сорбентов, полученных на крупномасштабных стендовых установках и в промышленных условиях;

- использованием результатов работы заводами - изготовителями, проектными организациями и электростанциями.

Автор змшщ«(гг

- результаты комплексных исследований, модернизации оборудования и освоения мощных разомкнутых пылесистем энергоблоков 500 и 800 МВт;

- результаты промышленных и стендовых исследований пневмовинтовых насосов, дифференцированного подхода к расчету затрат мощности и пропускной способности пневмовинтовых насосов, анализу влияния геометрических параметров быстроходного шнека, физико-механических свойств транспортирующего материала, давления несущей среды в трубопроводе на эти показатели;

- модель механизма движения угольной пыли, наполнителя слоя и сорбентов в межвитковом пространстве быстроходного шнека пневмовинтового насоса, создания на выходе из шнека герметичной "пылевой пробки" и выдачи этих компонентов в трубопровод, находящийся под давлением среды; полученные аналитические выражения для расчета потребляемой мощности насосов при движении материалов на разных участках шнека;

- методику расчета геометрических параметров и пропускной способности быстроходного шнека, затрат мощности пневмовинтового насоса при подаче угольной пыли, дробленого угля, инертного наполнителя слоя и сорбентов; новые конструктивные решения, использованные в разработке отечественных пневмовинтовых насосов НПВу-10, оснащенных камерами смешения с улучшенной аэродинамикой;

- результаты исследований процессов движения двухфазных концентрированных потоков угольной пыли по трубопроводам большой протяженности (до 600 м); предложенную систему определяющих критериев подобия и экспериментальное обоснование численных границ критерия Фруда, граничных условий, которые обеспечивают стационарность движения концентрированных потоков аэросмеси;

- уточненную методику расчета геометрических параметров трубопроводов, потерь напора при движении аэросмеси в пневмотранспортных системах большой протяженности, рекомендации по трассировке трубопроводов и выбору основного оборудования, включая воздуходувные машины;

- положение о комплексном подходе при расчете пневмотранспортных систем во взаимосвязи частных решений и режимных особенностей по элементам (бункер, пневмовинтовой насос, транспортный трубопровод) и физико-механических свойств материалов;

- результаты и методы исследований процессов движения угольной пыли и других сыпучих материалов в бункерах пневмотранспортных систем, определение переходных режимов движения и влияние этих факторов на стационарность работы пневмотранспортных систем в целом.

- новые схемные решения по подготовке топлива, наполнителя слоя и сорбентов для котлов со стационарным и циркулирующим кипящим слоем и газогенератора горнового типа;

- новые конструкции и методики расчета паровых панельных сушилок и пневмовинтовых насосов;

- результаты испытаний системы и нестандартного оборудования для подсушки шлака в установке с кипящим слоем и подаче готового наполнителя слоя по пневмотранспортным системам в секции котла БКЗ 420-140 КС;

- новые технологии, схемные решения и их расчетные технико-экономические показатели по разомкнутым пылесистемам и пневмотранспортным установкам для разрабатываемого котла энергоблока 550 МВт с супер-сверхкритическими параметрами пара, предназначенного для сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна.

Личный вклад н участие автора в решении проблем, изложенных в диссертации, заключается:

В проведении комплексных исследований мощных разомкнутых систем пылеприготовления и пневмотранспортных установок с трубопроводами протяженностью до 650 м, разработке новых способов подсушки и интенсификации теплообмена, их реализации на трех модернизированных паровых панельных сушилках энергоблока 800 МВт; создании отечественной паровой панельной сушилки и методики ее расчета (совместно с кандидатом техн. наук П.Я. Кузнецовым);

- результатах исследований движения двухфазных концентрированных потоков угольной пыли, разработке: системы определяющих критериев подобия и граничных условий, обеспечивающих стационарность движения аэросмеси; методики расчета геометрических размеров и аэродинамического сопротивления трубопроводов большой протяженности с учетом физико-механических свойств транспортирующих материалов, изотермического расширения агента и предельных давлений среды в трубопроводе;

- разработке модели механизма движения угольной пыли и сорбентов в пневмовинтовом насосе и выдачи этих компонентов в трубопровод, находящийся под давлением среды до 150 кПа; методики расчета пневмовинтовых насосов с учетов физико-механических свойств угольной пыли, дробленого угля, инертных материалов и сорбентов, создании и внедрении нового пневмовинто-вого насоса НПВу-10;

- реализации новых методов исследований процессов движения угольной пыли в бункерах и определении границ трансформации гидравлического и канального режимов истечения, которые влияют на надежность дозирования и подачи пыли и наполнителя слоя в пневмотранспортных установках большой протяженности;

- результатах разработки и расчета новых схемных и конструктивных решений систем и нестандартного оборудования для подготовки, подсушки и транспортирования сжатым воздухом не только угольной пыли, но и дробленого угля, наполнителя слоя (частиц шлака 5 < 0-5 мм) и сорбентов для котлов со стационарным и циркулирующим кипящим слоем БКЗ 420-140 КС, Е-220-9,8-540 АФН ЦКС и газогенератора горнового типа ОПГу-250 и их реализации при освоении котла БКЗ 420-140 КС, а также разомкнутой системы пылеприготовления для разрабатываемого котла на суперсверхкритические параметры пара

энергоблока 550 МВт, предназначенного для сжигания влажных бурых углей Канско-Ачинского бассейна.

Апробация основных положений работы.

Материалы диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях Ивановского энергетического института в 1973-1974 гг., Советско-Финском симпозиуме по проблемам сжигания низкосортных твердых топлив в 1983 г., на Всероссийском семинаре по горению энергетических углей (г. Москва, 1998 г.), семинаре "Новые технологии сжигания угля на ТЭС" (Алтайский ГТУ, 1998 г.), Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы использования Канско-Ачйнских углей на электростанциях" (г. Красноярск, 2000 г.), Всероссийском научно-техническом семинаре "Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем" (г. Москва, 2001 г.) и в ОАО НПО "ЦКТИ", ОАО "Сибэнергомаш", ОАО "Белэкергомаш", ОАО "ВНИПИЭнергопром", ОАО 'Тяжмаш", Академии Промышленной Экологии.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, заключения, списка литературы и приложений. Текст диссертации изложен на 432 страницах, содержит 170 рисунков. Общий объем диссертации 499 страниц. Список литературы содержит 211 наименований.

Публикации. В диссертации представлены результаты исследований, опубликованные в течение 27 лет в центральных научных журналах, сборниках, трудах научных конференций и симпозиумах. Всего по теме диссертации опубликовано 43 научных труда, в том числе 11 авторских свидетельств на изобретение и патентов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность, научная и практическая значимость проблемы, даны общая характеристика и аннотация основных результатов диссертационной работы.

В первой главе проанализировано развитие и обобщен опыт освоения технологии пылеприготовления в разомкнутых системах в США и Германии. Эти системы рекомендовались зарубежными фирмами для ТЭС, которые сжигают влажные и разные по качеству угли. Рассмотрены процессы теплообмена в газовых и паровых сушилках при подсушке углей разных марок, приведен обзор работ о движении и гидродинамике концентрированных двухфазных потоков с учетом имеющихся особенностей пневмотранспортных систем, методик расчета транспортирующих скоростей воздуха, геометрических размеров и аэродинамического сопротивления трубопроводов большой протяженности. Отдельно изучены проблемы, связанные с процессами движения пыли в бункерах, в пневмовинтовых насосах разных конструкций, которые практически до 70-х годов не исследовались. Это тот перечень оборудования и процессов, которые определяют надежность и технико-экономические показатели работы разомкнутых систем пылеприготовления.

Надежность и высокая маневренность котлов электростанций США и Германии, оснащенных централизованными разомкнутыми системами пыле-приготовления, приемлемые затраты тепла и электроэнергии послужили основными мотивами для строительства отечественных ТЭС с подобными системами, работающих на АШ и влажном подмосковном угле. Надо отметить, что в дальнейшем за рубежом решение этой проблемы вышло за рамки подготовки топлива на ТЭС и пошло по пути обогащения на фабриках и обеспечения поставок угля с хорошими теплотехническими и физико-механическими свойствами.

Исследования процессов теплообмена в барабанных и трубчатых газовых сушилках выполнены учеными ВТИ: Н.М. Михайловым, А.П. Ворошиловым, И.М. Федоровым. Процессы теплообмена при подсушке угля, как правило, исследовались в режиме постоянной скорости испарения влаги, что приводило к неточностям при расчетах мощных сушилок. В дальнейшем из-за низких технико-экономических показателей и высокой взрывопожарной опасности от этих сушилок в энергетике отказались. Более совершенные и экономичные паровые трубчатые сушилки отечественной промышленностью не изготавливались, поэтому имеется только ограниченный материал (Ю.П. Курочкин, П_Я. Кузнецов и др.) об испытании малопроизводительных паровых трубчатых сушилок (поверхность нагрева - 2000 м2) фирм "Buckau" и "Zernag".

В 1968 г. были пущены головные энергоблоки 500 и 800 МВт с централизованными разомкнутыми системами пылепригсгговления. Однако отсутствие научно обоснованных методик расчета и опыта изготовления пневмовинтовых насосов для подачи угольной пыли, пневмотранспортных систем большой протяженности, а также опыта подсушки угля в мощных паровых трубчатых сушилках (4070 м2) не позволили на первой стадии освоения обеспечить котлы угольной пылью; доля сжигаемого твердого топлива не превышала 50 %. Крайне ненадежно осуществлялись дозирование и подача пыли АШ и бурого угля пневмовинтовыми насосами в трубопроводы протяженностью до 650 м. В процессе транспортирования наблюдались недопустимые колебания давления среды (пульсации) и забивание трубопроводов угольной пылью, что ограничивало мощность и увеличивало сроки освоения головных энергоблоков.

Практически не изучены процессы движения и поступления пыли из бункеров в пневмовинтовые насосы и влияние высоты слоя пыли на производительность и стабильность их работы. Здесь отрицательно сказалось то обстоятельство, что отечественная промышленность не изготавливала пневмовинтовые насосы для угольной пыли.

Показано, что наиболее систематизированные исследования процессов транспортирования сыпучих материалов сжатым воздухом по трубопроводам выполнены: И. Гастерштадтом, А.О. Спиваковским, А.Е. Успенским, З.Р. Горбисом, В. Бартом. Как правило, транспортирующая скорость воздуха выбиралась с учетом скорости витания частиц топлива или задавалась на основании опыта эксплуатации. По данным О.М. Тодеса, взвешивание частиц идет за счет вертикальных составляющих пульсационных скоростей воздуха, однако

в работах А.С. Сукомела и В.А. Шваба показано, что этими скоростями можно пренебречь.

Заслуживают внимания, предложенные М.И. Соловьевым и JI.A. Кесовой (Киевский политехнический институт) формулы для расчета транспортирующих скоростей воздуха на горизонтальных участках, но расчеты, выполненные по 'этим формулам для условий транспортирования пыли на большие расстояния, дают погрешность.

Изучение процессов движения концентрированных аэропотоков при турбулентных течениях воздуха осложняется тем обстоятельством, что происходит неупорядоченное соударение частиц между собой и стенками трубопровода, при этом траектории движения крупных частиц пыли и золы не совпадают с линиями тока. В нормативных документах по пылеприготовлению отсутствуют методики и рекомендации по расчету и проектированию пневмотранспорт-ных систем, оснащенных пневмовинтовыми насосами. Остаются вне поля зрения исследователей нестационарные процессы, связанные с сепарацией и отложениями угольной пыли и появлением пульсаций давления среды в трубопроводах большой протяженности.

Изучению процессов моделирования и использования системы критериев подобия для описания движения угольной пыли в воздушных потоках посвящены работы Н.И. Зверева, С.Г. Ушакова, В.М. Маслова, В.В. Мацнева, А.П. Бурдукова и других исследователей.

Анализ развития современных экологически чистых технологий сжигания угля в стационарном и циркулирующем кипящем слое на ТЭС "Rivesvill", "Shawnee" (США), "Takehara" (Япония), "Эскатрон" (ЛГУ КСД мощностью 350 МВт, Испания), "Трейсли" и "КоВга" показывает, что уголь и сорбент подсушиваются и транспортируются воздухом по разветвленной сети трубопроводов в зону горения. В процессе освоения этих технологий выявлены идентичные проблемы, изучению которых посвящена данная работа.

В настоящее время за рубежом эксплуатируется более 700 котлов со стационарным кипящим слоем общей установленной мощностью более 30000 МВт. Большой вклад в изучение процессов гидродинамики и сжигания топлива в кипящем слое внесли ученые: О.М. Тодес, З.Р. Горбис, А.П. Баскаков, М.Х.-Г. Ибрагимов, Е.М. Марченко, Н.С. Рассудов, С.С. Забродский, В.В. Мацнев, И.В. Распопов, И.Д. Фурсов, Г.П. Пронь, Г.А. Рябов и др.

Эти работы велись в основном НПО "ЦКТИ", ОАО "ВТИ", Московским энергетическим институтом (технический университет), Алтайским государственным техническим университетом, институтом теплофизики (Сибирское отделение Российской Академии наук), Академией Промышленной Экологии совместно с заводами ОАО "Сибэнергомаш", ОАО "Бийскэнергомаш" и ОАО "Белэнергомаш".

Поэтому особое место в разработке и практическом освоении экологически чистой технологии сжигания угля (включая низкосортные угли) принадлежит первому отечественному котлу БКЗ 420-140 КС со стационарным кипящим слоем Барнаульской ТЭЦ-3 (ОАО "Сибэнергомаш", НПО "ЦКТИ"), и Е-220-9,8-540 АФН ЦКС Несветай ГРЭС (ОАО "Белэнергомаш", ОАО "ВТИ"), пред-

назначенным для решения экологических проблем в техническом перевооружении энергетики.

Таким образом, можно сделать вывод, что основные технологические операции в разомкнутых системах пылеприготовления и в новых системах подсушки и пневмотранспорта топлива и сорбентов для экологически чистых технологий сжигания угля идентичны. Поэтому полученные результаты исследований разомкнутых пылесистем энергоблоков 500 и 800 МВт были использованы для разработки унифицированного оборудования и методов расчета новых технологий подготовки топлива.

В результате анализа и обобщения имеющихся схемных решений, конструктивных особенностей технологического оборудования для подсушки, размола и пневматического транспортирования топлива и сорбентов, а также результатов их эксплуатации сформулированы цели и задачи исследований, разработки методик расчета отечественного оборудования, мощных пневмотранс-портных систем для подачи не только угольной пыли, но и дробленого угля, наполнителя слоя и сорбентов.

Вторая глава посвящена методикам измерений, обработке и оценке результатов промышленных исследований.

Перед проведением испытаний проводилась большая серия наладочных работ для обеспечения заданных режимов эксплуатации оборудования, систем и измерительных схем. Поэтому наладочные работы представляют собой важный этап организации экспериментальных исследований, определяющих достоверность полученных результатов.

Перед поступлением в приемный бункер сушилки сырой угль с точностью ± 1 % взвешивался на тракте топливоподачи на весах ВЦ-150. Для повышения точности определения производительности пылесистем и отдельных механизмов количество угля в опыте составляло не менее 1500 - 2000 т. Относительная погрешность пропускной способности сушилок составила о„ = ± 0,56 %, расхождения результатов расчета затрат тепла на сушку по тепловому балансу и опытным данным не превышает 7 %.

Для уменьшения погрешности полученные в процессе испытаний данные о затратах тепла на сушку, электроэнергии на размол, на пневмотранспортные системы и другие технологические операции, включая потери топлива, были приведены к единым сопоставимым удельным показателям "кг у. т/т н. т".

Часть тепла, затраченного в сушилке на нагрев топлива, возвращается в топку котла, поэтому эта составляющая затрат исключалась. Учитывалось также дополнительное количество подсушенного топлива, необходимого для компенсации отобранного тепла пара турбины.

Для регистрации давления в концентрированных запыленных средах (трубопроводы, бункеры, пневмовинтовые и камерные насосы) был разработан специальный измерительный узел заполненный разделительной жидкостью, через которую давление запыленной среды передавалось на образцовые манометры и датчики с унифицированным выходным сигналом. Абсолютная погрешность не превышала 5 %, что является подтверждением правильности выбора датчиков и методики измерения давления среды в запыленных средах.

Дополнительно был выполнен сравнительный анализ результатов расчета коэффициента трения X для гладких и шероховатых трубопроводов (таблица 2.1). Погрешность расчетов не превышает о* = ± 6,2 %. Полученные данные показали, что стенки трубопроводов можно считать относительно гладкими.

Таблица 2.1

Формула для определения коэффициента X Полученные значения Границы критерия Ые

Л = 0,2461^22 0,0259 >25.103

177 А, = 0,01+ ' ' Яе0' 0,0259 >25.10*

Блазиуса А. = 0,3164 0,0245 <100.103

Шиллера-Германа А. = 0,0054 + 0,396.Ке^3 0,0237 <2,6.10'

Никурадзе А = 0,0032 + 0,221.Яе"0 257 0,0227 СЮОЛО3

Коэффициент пропорциональности К определялся в опытах при установившихся режимах транспортирования материалов

АРтр !

(1)

И

где Др^ и Дрв - потери напора на трение в трубопроводе при движении запыленного и чистого потока, Па; ц- концентрация аэросмеси, кг/кг.

Учитывая высокую точность приборов, приходилось увеличивать количество опытов и вес переработанного угля, пока случайные погрешности эксперимента и погрешности приборов не становились одного порядка.

Вероятная относительная результирующая погрешность о в случае некоррелируемых между собой суммирующих составляющих рассчитывалась по известной формуле

о=Л/Ца])2 , (2)

где а, - вероятная относительная погрешность 1 - ой составляющей.

Относительная погрешность определения подачи угольной пыли в трубопровод не превышала а^ ± 2,4 %, результирующая относительная погрешность

определения расхода воздуха а0 = ± 2,3 %, концентрации - ± 3,3 %.

Таким образом, использование в промышленных и стендовых условиях усовершенствованных методов исследований процессов сушки и движения пыли в концентрированных запыленных потоках позволили обеспечить высокую точность полученных результатов, которые подтверждены длительной работой централизованных разомкнутых систем энергоблоков 500 и 800 МВт.

Третья глава посвящена комплексному исследованию и совершенствованию процессов подсушки углей, а также повышению технико-экономических показателей разомкнутых систем пылеприготовления энергоблоков 500 и 800 МВт.

Рассмотрены технико-экономические предпосылки строительства разомкнутых систем пылеприготовления с размещением оборудования как в непосредственной близости от котлов, так и в отдельно стоящем здании. Показано, что размещение оборудования в отдельно стоящем здании приводит к незначительному удорожанию энергоблоков, не превышающему 5-6 %, при этом 40 % от этой суммы приходится на строительство здания.

Комплекс разомкнутых систем пылеприготовления энергоблока 500 МВт включает пять технологических ниток. При подаче (В = 90 т/ч) наза-ровского бурого угля в паровую сушилку фирмы "Zernag" (D = 5,2 м; L = 8 м; F = 4070 м ) он подсушивается от Wrt= 39-41 % до W= 16-18 % и размалывается в молотковых мельницах ММТ-2600/3350/590. Готовая угольная пыль (Rso = 55-60 %; Riooo = 1 %) пневмовшгговыми насосами подается в трубопроводы (Dtp = 0,25 м, L„p = 350 м) и сжатым воздухом транспортируется в бункеры котла П-49. На энергоблоке 800 МВт исследовалась разомкнутая система пылеприготовления, которая включает три технологические нитки (по 150 т/ч) с той же последовательностью операций и размолом АШ в невентилируемых шаровых барабанных мельницах НШ-70.

В ходе исследований процессов сушки назаровского бурого угля и АШ подтверждено, что основная доля тепла к слою угля передается кондукцией от поверхностей нагрева труб сушилки (D = 90-100 мм, п = 1580 пгг), доля конвективной и радиционной составляющих незначительна. С увеличением Заполнения труб углем кондуктивная составляющая теплообмена уменьшается, и конечная влажность угля на выходе из сушилки возрастает. Результаты исследования процессов сушки взрывоопасного назаровского угля показаны на рис. 1. Пропускная способность сушилок увеличивается пропорционально частоте ее вращения (рис. 1), расход тепла и количество испаренной влаги также возрастают (рис. 1, б, кривые 4, 5). С увеличением крупности угля (рис. 1, в), интенсивность прогрева и испарения влаги за то же время пребывания топлива в сушилке уменьшаются (рис. 1, б, кривые 2 и 3). Возрастание влагосодержания паров влаги в воздухе, омывающем топливо, также приводит к увеличению времени прогрева топлива и уменьшению потенциала сушки.

Однако наличие в отработавшем воздушном агенте водяных паров (d = 400-500 г/кг сух. воздуха) снижает содержание кислорода в среде до 1012 %, что обеспечивает взрывобезопасные условия сушки угля. В процессе исследования подсушки АШ ухудшенного качества установлено, что увеличение влажности W*t > 8,5 % и большое количество мелочи, находящейся в угле (медианный размер частиц угля равен 2,5 мм) резко увеличивают адгезионные и когезионные сипы сцепления, удельный съем влаги с единицы греющей поверхности не превышал 2 - 2,5 кг/(м2. ч). Из-за неудовлетворительной работы сушилок доля твердого топлива, сжигаемого в котле 11111-200 энергоблока 800 МВт, составляла только 30 %. Появились проблемы с надежностью обеспе-

чения выхода жидкого шлака из летки котла. Для поддержания нагрузки котлов приходилось дополнительно сжигать мазут.

л

Рис. 1. Основные показатели работы паровой трубчатой сушилки фирмы "Zernag" при подсушке бурого угля (Наэаровская ГРЭС):

а - зависимость пропускной способности сушилки от частоты ее вращения (Wt = 39 %), б - зависимость количества тепла, затраченного на сушку угля и испарение влаги от пропускной способности сушилки; в - зерновые характеристики угля; 1- пропускная способность сушилки, 2, 5 - количество испаренной влаги; 3,4- количество тепла, затраченного на сушку угля; б, 7 - фракционный состав угля после дробления в молотковых дробилках

Расчеты показали, что для обеспечения энергоблока 800 МВт угольной пылью необходимо установить 9 барабанных газовых сушилок (D = 2,8 м; L = 14 м; t = 850 °С; V = 250 м3/ч) или 8 труб - сушилок (D = 1,1 м; L = 12 м; t = 850 °С; V = 350 м3/ч), что оказалось неприемлемо.

В результате проведенных исследований на энергоблоках 500 и 800 МВт разработаны и реализованы новые подходы и научно-технические решения по интенсификации теплообмена в паровых панельных сушилках. Внедрены также новые способы подсушки путем ввода в загрузочную часть сушилок горячего отработанного воздушного агента от мельничных систем НП1-70, который раньше через систему очистки выбрасывался в атмосферу. Три внедренные модернизированные паровые панельные сушилки энергоблока 800 МВт обеспечивают почти в 3 раза увеличение пропускной способности и более чем в 2 раза удельного съема влаги с единицы греющей поверхности. В процессе вращения барабана сушилки происходит более интенсивное перемешивание и обновление поверхности слоя угля, его омывание горячим потоком воздуха, что интенсифицирует процессы кондуктивного и конвективного теплообмена.

Получены экспериментальные данные пропускной способности и испарения влаги из угля в зависимости от заполнения углем и угла наклона сушилки, частоты вращения барабана и температуры греющей поверхности (рис. 2). Доля твердого топлива, сжигаемого на энергоблоке, возросла с 30 до 90 %, повысилась эффективность сжигания пыли АШ. Сокращение на 25 % выбросов запыленного воздушного агента из мельничных систем и ввода его в сушилки оздоровило экологическую обстановку.

3 \

ь

к oq 200

о

i X -о У- 150

и о

7) с о x 100

о ш

а с о о 50

о

с о о,

4> 6- / *

\ у'

7

<f ч2 \з

X ~

О 3 \

к

3 I л

(Li

4

Э)

О 2 4 6 8 10 Частота вращения п,об/мин

а)

У2

у ✓ А £

У /

у

У/

5 6 7 8 Влажность

9 10 угля \LV.

б)

Рис. 2. Основные показатели работы паровой панельной сушилки (Славянская ГРЭС):

а - изменение пропускной способности от заполнения и частоты вращения сушилки, В = f (п, В,): 1-6 - ^ = 0,1; 0,15; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; б - изменение удельного съема влаги от исходной влажности угля. 1,2, 3 - температура греющих панелей 150, 160,170 °С.

В паровой панельной сушилке удалось совместить положительные стороны паровых и газовых барабанных сушилок. В результате исследований уточнена формула для расчета пропускной способности паровой панельной сушилки

В = 45 Н (А +Б) 5"1а .рн п [Н (1-у,) + ], (3)

^т2^,.,-зтга 2

где А, Б и Н высота и основания трапецеидального канала; а = (р + у«) - угол наклона поверхности к горизонту, по которой скатывается поток угля; р - угол наклона сушилки; \|/ск - угол ската угля по наружной поверхности топлива, принят равным углу естественного откоса; р„ - насыпная плотность угля; у, - степень заполнения канала углем; Ъ - количество каналов в сушилке; п - частота вращения барабана.

Кроме того, построены расчетные кривые для определения пропускной способности, количества испаренной в паровой панельной сушилке влаги для АШ разной влажности, температуры греющей поверхности и других показателей, необходимых для расчета геометрических и технологических параметров

сушилки, ее пропускной способности и расхода греющего пара. В результате разработана методика расчета паровых панельных сушилок, которая с использованием результатов лабораторных исследований кинетики сушки углей разных марок и сорбентов позволяет распространить полученные результаты на широкую гамму углей. Впервые разработана отечественная паровая панельная сушилка ППС-5 х 8, конструкция сушилки защищена патентом № 2059953.

Мельничные системы.

С ростом производительности пылесистем от 60 до 90 т/ч, оснащенных молотковыми мельницами ММТ-2600/3350/590, удельные затраты электроэнергии в мельничной системе изменяются от 16,3 до 13,3 кВт.ч/т н. т. Приведенная к проектным показателям (1^90= 60 %; 16 %) размольная производительность мельницы равна 85 т/ч. Головные образцы мельниц НШ-70 (Ь - 13,6 м, Б = 3,4 м) испытывались большим коллективом Сызранского завода тяжелого машиностроения, Московским отделением ЦКТИ, Донецким отделением ОРГРЭС, ВТИ и Славянской ГРЭС.

В результате проведенных испытаний мельничных систем было выявлено, что суммарная производительность одной ггылесистемы на АШ (\У= 1,5 -2 %; СдГуп = 1) составила 150 т/ч. Это является на сегодняшний день своеобразным рекордом. Удельный расход электроэнергии на мельничную систему не превышает 20-23 кВт.ч/т.

Пневмотранспортные системы. Исследования пневмотранспортных систем на энергоблоке 800 МВт показали, что при подаче пыли АШ в трубопровод длинной 650 м производительность пневмовинтовых насосов, оснащенных быстроходными шнеками, не превышала 30 т/ч (проектная 90 т/ч). Потребляемая мощность электропривода насоса составила только 25-30 кВт при установленной мощности 320 кВт.

На энергоблоке 500 МВт наблюдалась другая картина - мощность установленных электроприводов 200 кВт оказалась недостаточной для подачи 6065 т/ч пыли назаровского угля в трубопроводы длиной 300-350 м. В результате исследований были определены геометрические размеры шнеков, которые соответствовали физическим свойствам угольной пыли, разработаны новые камеры смешения с улучшенными аэродинамическими характеристиками. Красногорский завод цементного машиностроения изготовил 15 комплектов усовершенствованных камер, которые были смонтированы на всех пневмовинтовых насосах энергоблоков 500 и 800 МВт.

Внедрение усовершенствованных узлов и шнеков с новыми геометрическими параметрами увеличило производительность пневмовинтовых насосов до 60 т/ч. Следует отметить, что эти экспериментальные данные были получены для конкретных условий, поэтому для изучения процессов подачи угольной пыли и расширения области транспортирования других сыпучих материалов сжатым воздухом потребовалось проведение более тщательных исследований.

Технико-экономические показатели. В процессе испытаний установлено, что предварительная подсушка угля до влажности, близкой к гигроскопической, резко повышает эффективность измельчения, затраты электроэнергии на измельчение подсушенного угля уменьшаются в среднем на 15 - 20 %.

Несмотря на повышенные окружные скорости бил мельниц ММТ-2600/3350/590 (и = 80 м/с) срок их службы (3500 - 4000 ч) более чем в 3 раза больше, по сравнению с мельницами ММТ-1500/1910/735 (и = 60 м/с) котлов ПК-38, оснащенных пылесистемами с прямым вдуванием пыли. В паровых сушилках экономия тепла на сушку по сравнению с индивидуальными системами пылеприготовления больше в среднем на 21,5 кг у.т/т влаги за счет использования отборного пара турбины с низким коэффициентом ценности тепла пара (С = 0,5-0,64).

Обобщение показателей на пылеприготовление (кг у. т/т н. т) с учетом потерь топлива показали, что суммарные затраты не превышают 5,5 % общего расхода угля на энергоблок 500 МВт, в том числе по системам: сушильной 68 %, мельничной 20 %, пневмотранспортной 7,7 % и вспомогательному оборудованию всего 4,5 %.

Таким образом, исследования показали, что основные затраты тепла и электроэнергии в разомкнутых системах пылеприготовления приходятся на подсушку и измельчение угля и составляют около 88%. Эти технологические операции более экономичные по сравнению с аналогичными затратами индивидуальных систем пылеприготовления с прямым вдуванием пыли.

Разработана комплексная методика расчета централизованных разомкнутых систем пылеприготовления. Выполненная работа способствовала решению важной народнохозяйственной проблемы по освоению головных энергоблоков 500 и 800 МВт.

В четвертой главе приведены результаты исследований процессов транспортирования концентрированных потоков пыли сжатым воздухом и изучения влияния параметров несущей среды на стационарность движения и сопротивление трубопроводов большой протяженности.

Установлено, что при равных прочих условиях, уменьшение скорости воздуха или увеличение диаметра трубопровода приводит к возрастанию сопротивления участков трубопровода, а транспортирование пыли сопровождается колебаниями давления среды (пульсациями). На первый взгляд это противоречит расчетным данным, полученным по формуле Дарси-Вейсбаха

и

Ар =(1 + Кц) вв пр. (4)

Утр к 2еО

тр

Характерной особенностью влияния пульсаций давления среды являются синхронные колебания мощности пневмовинтовых насосов (рис. 3), хотя при этом количество подаваемой пыли в трубопровод не изменяется.

Й1Ю Ьо

Л

70

8

| 50

I 30

О

|з.г дгд

X

8 г.*

а.

гд

Ы,кВт ?

Г \ \\ / ( 1\ /2

Р 4 \ А А к 1 1 4 С (/ "С ч, Л /А. УХ

Г

УхКЙнн/'и

1 1 1 1

0 10 го 30 40 50 во 70 во

Воемя*.мин

Рис. 3. Характер изменения давления среды в трубопроводе и потребляемой мощности электродвигателя насоса от расхода транспортирующего воздуха н крупности пыли:

1 -1*1000 = 2,4 %; Л» =67 %; 2 - Кюоо = 1 %; Ям = 60 %; 3 - Яюоо = 0,1 %; Я» = 40 %.

С уменьшением концентрации или увеличения крупности пыли вероятность появления пульсаций возрастает. Из-за пульсаций происходят недопустимые колебания трубопроводов и снижение технико-экономических показателей пневмотранспорткых систем.

Как показали исследования на горизонтальных участках трубопроводов большого сечения (Цф = 0,25 - 0,3 м) не обеспечивается соблюдение одного из условий устойчивого транспортирования угольной пыли:

Эи

(5)

р (о -и )-'в в м'

Я .3

Ж 2

При нестационарном процессе движения пыль из центральной зоны сепариру-

5и

ется к нижней пристеночной части трубопровода, где —- > 0. Верхняя, под-

Ж

вижная часть отложений имеет форму дюн высотой до 15-20 мм, расположенных под углом 40° к продольной оси трубопровода, и движется в виде прядей, уменьшая сечение трубопровода. В итоге такой неустойчивый режим пневмотранспортирования приводит к появлению периодических колебаний давления среды в трубопроводах.

Следует также отметить, что при турбулентном течении несущей среды и сравнительно больших размерах частичек угольной пыли время их релаксации больше временного масштаба турбулентности, поэтому траектории движения

частиц пыли и воздуха не совпадают и здесь большую роль играют столкновения частиц со стенками трубопровода. Таким образом, источником пульсаций являются инерционные и гравитационные силы движущегося потока аэросмеси.

Известно, что уравнение подобия для гидравлического сопротивления в трубопроводе имеет вид:

Е = ^еДе (6)

Рассмотрев системы критериев подобия для запыленных потоков, разработанные С.Н. Бартом, С.Н. Сыркиным, С.Г. Телетовым, Н.И. Зверевым, С.Г. Ушаковым для подачи пыли высокой концентращш получены определяющие критерии подобия

ЯеДде .Рг,ц. (7)

Исследования показали, что в отличие от X коэффициент К в формуле (4), характеризующий влияние твердой фазы при движении концентрированных потоков аэросмеси, является сложной функцией K = f(Re,Fr,R,„„,u,D ) и

1000 тр

сильно зависит от режимных факторов транспортирования (рис. 4).

Для сыпучих материалов, имеющих близкие физико-механические свойства, одинаковые процессы пневмотранспортирования обеспечиваются при подобных условиях однозначности и граничных условий и выполнения равенства определяющих критериев

и D 2

Re = " ^ = idem, (8); Fr = = idem. (9)

v gD

тр

В ходе испытаний было выявлено, что с увеличением значений Re и Fr коэффициент К уменьшается. Из анализа выражений (8) и (9) следует, что увеличить значения критериев Re и Fr можно путем повышения чю и наблюдается при транспортировании пыли на Назаровской и Славянской ГРЭС (Dtp = const), или изменения диаметра трубопровода (ъв = const). Но при этом для критерия Re необходимо увеличить, а для повышения значений критерия Fr - уменьшить Отр. При уменьшении D^, профиль скоростей воздуха по сечению трубопровода более крутой, что создает благоприятные условия для поддержания частиц пыли во взвешенном состоянии, а следовательно, и для стабилизации режима транспортирования.

В работах С.С. Кутателадзе указывалось, что движение утольной пыли по трубопроводам промышленных пневмотранспортных систем, включая подачу пыли высокой концентрации в горелки котлов, как правило, осуществляется в автомодельной области, где поток автомоделей по отношению к Re.

Таким образом, при рассмотрении процессов движения концентрированных потоков аэросмеси и расчете пневмотранспортных систем предпочтитель-

нее руководствоваться значением критерия Fr, определяющим соотношение инерционных и гравитационных движущегося потока.

Оказалось, что при отложениях пыли в трубопроводах (рис. 4, а) значения коэффициента К в 6-8 раз больше, чем при установившемся режиме транспортирования (рис. 4, б). В процессе испытаний были определены границы значений критерия Fr, при которых отложения пыли в трубопроводах сводятся к минимуму и устраняются пульсации давления среды. Минимальное значение From = 115, максимальные значения соответственно равны: Rjooo = О, Fw=145; R10oo=l%, Fr=155; R100o=2,4%, Fr. = 165. Для условий транспортирования аэросмеси по трубопроводу D^ = 0,25 м получена формула

185 + 15,7Rin0(.

К = 0,38-0,014R1(X)0+-^ 1000 -0,06ц. (10)

При транспортировании пыли по трубопроводам, отличающихся от трубопровода Dtp = 0,25 м (при обеспечении подобия условий однозначности) коэффициент К необходимо уточнить по полученной формуле

*

К =К[—2-]0,2 , (11)

рас 1 £) 1 ' v '

тр

где D'rp - диаметр трубопровода, для которого уточняется коэффициент К

рас

Результаты расчета коэффициента К^, выполненные по предложенным

формулам ПО) и (И) для условий подачи концентрированной пыли АШ к го-релочным устройствам котлов, показаны на рис. 5 откуда видно, что полученные расчетные и экспериментальные данные хорошо коррелируются.

Исследование транспортирования дробленого угля показало, что коэффициент пропорциональности К возрос от 0,7 до 1,1, а для цементного клинкера до 1,4, граничные числовые значения критерия Фруда так же выросли и равны 300 - 350.

Отмечено, что в трубопроводе происходит самоизмельчение угля, в то время как при транспортировании цементного клинкера (0-5 мм) этого не наблюдается. Ситовой анализ дробленого угля после транспортирования и подачи в специальную камеру, имитирующую секцию котла БКЗ 420-140 КС, показан на рис. 6, при этом большая часть мелочи выноситься из камеры. Поэтому при таком способе подачи топлива в секции котлов со стационарным кипящим слоем более рационально подавать поток аэросмеси под кипящий слой.

Для определения диаметра транспортного трубопровода, в котором сводятся к минимуму отложения угольной пыли, наполнителя слоя получена расчетная формула

%=Кз(-)°,4рГ°'2^' О2)

''в

где К^ - опытный коэффициент пропорциональности для транспортируемых материалов, V - расход воздуха (при нормальных условиях).

0>

100 120 140 160 Fr 6)

Рис. 4. Изменение коэффициента пропорциональности К в зависимости от критерия Фруда:

а - 6: концентрация 18 кг/кг 1 - Riooo = 2,4 %, Rso = 67 %; 2 - Riooo = 1 %, Rso = 60 %; 3 - Riooo = 0,01-0,1 %, Rso = 40 %; концентрация 10 кг/кг: 4 - Riooo = 2,4 %, R*o = 67 %; 5 - Riooo = 1,0 %, R90 = 60 %; 6 - R1000 = 0,01-0,1 %, Rso = 40%; W = 16-20 %.

IV III Д I 0

104 118 132 146 160 Fr

Рнс. 5. Изменение коэффициента пропорциональности К в зависимости от критерия Фруда:

2, 3 - ц =18 кг/кг, 4, 6 - ц =10 кг/кг, 1, 5 - расчетные значения коэффициента К при ц =18 кг/кг и ц = 10 кг/кг для трубопровода = 0,07 м, полученные с учетом опытных данных при подаче пыли по трубопроводу Вф = 0,25 м (кривые 3 и 6).

0 18 3 4 5 * 7 » «1111

Размер частиц агля с1,н

Рис. б. Фракционный состав угля по длине камеры:

1 - перед началом транспортирования; 2-5 - после транспортирования соответственно на участках камеры 0-1; 1-П; П-Ш; Ш-1У.

Следует отметить, что вертикальные и горизонтальные участки трубопроводов пневмотранспортных систем на энергоблоках 500 и 800 МВт за 50 тыс. ч эксплуатации изнашиваются на 1,5 мм. Интенсивность абразивного износа стенок трубопровода при подаче 1 тыс. т угольной пыли составила: для горизонтального участка 0,6 цкц; дня вертикального 0,08 дох и для поворотов 4 цкц. В процессе лабораторных исследований была установлена взаимосвязь абразивности топлива с общей зольностью в частности, с содержанием в золе окиси кальция и суммы основных окислов (81С>2 + АЬОз). По предварительным оценкам, на абразивные свойства влияет и влажность материалов. Так, увеличение влажности АШ от до ^ приводит к росту относительного индекса абразивности примерно в 2 раза.

Полученные результаты исследований позволили разработать уточненную методику расчета геометрических размеров трубопровода, его сопротивления с учетом крупности и физико-механических свойств транспортируемых материалов. Методика использована при расчете подобных систем при подаче полнителя слоя (дробленый шлак 5 = 0-5 мм) и мелкофракционного топлива в секции котла БКЗ 420-140 КС Барнаульской ТЭЦ-3. Подобные пневмотранс-портные системы рассчитаны для подачи сорбента и топлива для котлов ЦКС Несветай ГРЭС и для газогенератора горнового типа ОПГу-250.

В пятой главе рассмотрены результаты исследований процессов движения угольной пыли в бункерах и их влияния на производительность пневмо-винтовых насосов и пневмотранспортных систем в целом.

Установлено, что на устойчивость движения и дозирования угольной пыли и других сыпучих материалов оказывает влияние не только высота материала в бункере, но и характер, и распределение статических и динамических усилий от давления столба материала над пневмовинтовым насосом (дозатором).

Показано, что в статическом состоянии при увеличении уровня угольной пыли вертикальная составляющая давления на горизонтальную плоскость рп возрастает не пропорционально высоте слоя (рис. 7, кривая 1). Начиная с некоторого переходного уровня пыли Н"^, значения составляющей давления пыли р„ практически не изменяются. При работе пневмовингтового насоса и обеспечении разрежения воздушной среды в выпускной течке бункера Рв = -1 кПа, на протяжении всего времени срабатывания пыли из бункера высотой Н = 10 м отмечены ее устойчивое дозирование и подача пневмовинтовым насосом в трубопровод, находящийся под давлением среды до 100 кПа (рис. 8, кривая 3). С уменьшением уровня пыли в бункере изменяется давление столба пыли в районе выпускной течки бункера и при Н = 3 м становится р„ ~ 0 (рис. 9, участок I).

Производительность насоса также изменяется в соответствие с падением давления столба пыли перед питателем. Это очень важные результаты исследований, так как позволяют по-новому представить картину влияния процессов движения пыли на работу всей пневмотранспортной системы. При создании небольшого подпора воздуха (р,= 0,5-1 кПа) производительность насоса, как и в первом случае, изменялась прямо пропорционально частоте вращения питателя (рис. 8, кривая 4).

Рис. 7. Изменение вертикальной составляющей давления столба пыли Рп в выпускной течке бункера:

давление воздуха в течке бункера 1- Рв * 0; 2 - р, = 1 кПа; 3-рв = 4кПа; 4-рв = 8кПа

Рис. 8. Зависимость производительности пневмовинтового насоса от частоты вращения пред-включенного питателя:

1 - давление воздуха в течке бункера Рв + 15 кПа (в бункер подается пыль в количестве 65 т/ч); 2 - подача пыли в бункер уменьшена до 45 т/ч; 3 - давление воздуха в течке бункера Рв = - 1 кПа ( пыль в бункере не восполняется); 4 - давление в течке бункера Рв = + 1 кПа (пыль в бункере не восполняется); 5 - рв = + 1 кПа, подача пыли в бункер в количестве 80 т/ч.

130

'ШШ

Г7П

h

,Г

Л/

-1

1

Рп^нПа

го-

ю

о

Ш

■у

ы

у

0 4

1_L

0 4

J I-IL

О 4 В 12 16

-J I-ш-

J 1.

О 4 8 1г 16

Воемят.мин

Рис. 9. Изменение параметров пневмотранспортной системы во времени:

1 - давление среды на начальном участке трубопровода; 2 - вертикальная составляющая давления столба пыли в выпускной течке бункера, 3 - мощность потребляемая электродвигателем пневмовинтового насоса; I - V - режимы работы пневмотранспортной системы

Но неожиданным оказался тот факт, что при равных условиях (Н = const; n = const) производительность пневмовинтового насоса увеличилась почти на 20 %. Здесь также отмечено падение давления столба пыли рп в районе выпускной течки (рис. 9, участок П) и уменьшение производительности насоса при снижении уровня пыли в бункере. При сравнении давления пыли р„ в режимах при рв= -1 кПа и Рв= + 0,5-1 кПа оказалось, что во втором случае давление столба пыли перед питателем возросло на 3-4 кПа.

При увеличении подачи угольной пыли в бункер до 80 т/ч давление пыли возросло до 27 кПа, соответственно увеличились и производительность пневмовинтового насоса до 80 т/ч, и давление среды в трубопроводе до 140 кПа.

Лабораторные опыты показали, что при изменении вертикального давления от 0 до 25 кПа насыпная плотность пыли назаровского угля увеличивается от 650 до 850 кг/м3, наиболее интенсивный рост ее происходит при р„= 0 - 40 кПа.

Таким образом, при ограниченной подаче воздуха в выпускную течку бункера скорости фильтрации не превышают 0,05 м/с. Часть воздуха фильтруется по пути наименьшего сопротивления между поверхностью пыли и стенками бункера. Это приводит к уменьшению коэффициента трения f и сил трения между пылью и поверхностью стенок бункера. В результате происходит перераспределение статических и динамических эпюр давления в слое пыли, рост насыпной плотности пыли, «по в конечном итоге увеличивает производительность дозирующего устройства. В режиме с подпором воздуха в выпускной течке бункера при тех же условиях наблюдается обратная картина. С увеличением рв нарушается режим фильтрации воздуха через слой пыли. Необходимо подчеркнуть, что высота пыли в бункере равная 3-3,5 м является переходной высотой, как при статическом состоянии пыли в бункере, так и в динамике,т.е. при движении пыли из бункера Н"^ »Н^пер

В итоге можно отметить, что эта высота пыли является переходной зоной, в которой происходит трансформация режимов ее движения. Устранение проникновения воздуха в выпускную течку бункеров является одним из основных условий стабильной работы пневмовинтовых насосов. Результаты исследований использованы для решения подобных задач для систем дозирования топлива и сорбентов в котлы с кипящим слоем.

В шестой главе рассмотрены результаты исследования процессов движения угольной пыли, дробленого угля и других сыпучих материалов в быст- ; роходных шнеках пневмовинтовых насосов и выдачи их в трубопровод.

В процессе исследований установлено, что в отличие от тихоходных шнеков, выдающих материал в зону с атмосферным давлением, пропускная способность пневмовинтовых насосов в значительной мере зависит от соответствия величины углов наклона лопастей на входе а„ и выходе шнека а*:

a»=aretg^-. (13)

Отличительной особенностью явилось так же и то, что пропускная способность пневмовинтовых насосов изменяется пропорционально размерам межвиткового

объема последнего витка шнека, частоте его вращения и коэффициенту трения исследуемых материалов.

Однако оказалось, что для подачи угольной пыли увеличивать шаг последнего (напорного) витка шнека, т.е. угол наклона лопасти, можно только до аи = 12°30' (S„ = 0,7Dnm), иначе нарушается герметичность шнека и уменьшается его производительность. Угол наклона лопастей шнека в заборной камере может быть увеличен до а, = 19° (S, = 1,05 Цщ,). Такие же результаты были получены на Каширской ГРЭС, где углы наклона лопастей шнека а„ = 12°, а* = 19°, на Славянской ГРЭС-а„= 11°, аг = 21°; (Sh = 0,63 Dm; S, = 1,1 Dm,)

Опытами так же установлено, что при подаче угольной пыли пневмовин-товыми насосами давление среды в трубопроводах не должно превышать предельных значений рпр, в противном случае коэффициент производительности шнеков Тщ, и соответственно их пропускная способность автоматически уменьшаются. Из формулы (4) следует, что при одинаковых расходах воздуха и диаметре трубопровода предельное значение давления в трубопроводе зависит от д. С увеличением Lnp условие р„р = const будет соблюдаться при соответствующем уменьшении ц, то есть при уменьшении производительности насосов. Коэффициент производительности шнека цц, и Рщ, зависят от коэффициента трения пыли: для бурых углей (f = 0,45), р„р = 150 кПа, для АШ (f = 0,25), p„p= 80 кПа.

Пропускная способность пневмовинтового насоса возрастает пропорционально увеличению частоты вращения шнека от 490 до 990 об/мин, но удельные затраты мощности на перемещение 1 т пыли изменяются незначительно и не превышают 10-18 %. Таким образом, при дальнем транспортировании сыпучих материалов нерационально снижать частоту вращения шнеков пневмовин-товых насосов. Рекомендуемая частота вращения шнека равна 990 об/мин.

На рис. 10 представлены опытные кривые изменения потребляемой мощности электропривода пневмовинтового насоса N = f(p; В) для пыли разной тонины помола, откуда видно (рис. 10, а), что она изменяется плавно и прямо пропорционально его пропускной способности, а увеличение давления среды в трубопроводе (В = const) приводит к интенсивному возрастанию мощности (рис. 10, б). Поэтому выявление факторов, оказывающих влияние на уменьшение сопротивления трубопроводов и их устранение являются одним из основных направлений по снижению затрат мощности пневмовинтовых насосов.

Получены формулы по определению частоты вращения пыли и других сыпучих материалов в межвитковом пространстве шнека

Юм = 0>шн(1 -Упр), (14)

и для расчета мощности пневмовинтовых насосов (кВт)

N = К 2 В ехр (0,94р10 ~2), (15)

где Кг - коэффициент производительности, зависящий от конструктивных параметров шнека и физических свойств пыли.

Для угольной пыли бурых углей Канско-Ачинского бассейна Кг = 0,65, для пыли АШ значение коэффициента равно Кг = 0,5 , для дробленого угля и наполнителя слоя Кг= 0,8-0,9.

Результата расчета хорошо согласуются с опытными данными в широком диапазоне изменения пропускной способности пневмовинтовых насосов и давления среды в трубопроводе. Абсолютная погрешность не превышает 7 %.

Однако в промышленных условиях не представляется возможным детально исследовать эта сложные процессы. Затруднительно также выявление механизма увеличения выталкивающей способности шнека и роста затрат электроэнергии при нестационарных процессах движения пыли в трубопроводах. Поэтому для решения этих вопросов необходимо было разработать модель механизма движения пыли и сорбентов в межвитковом пространстве шнека пнев-мовингового насоса.

Производительность В,т/ч а>

б)

Рис. 10. Изменение потребляемой мощности электродвигателя пневмовинтового насоса:

a-N = f(B, р = const), 1, 2, 3, 4, 5, б, 7, 8 - давление среды в трубопроводе. 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140кПа; б - N = f (р, В = const), 1, 2, 3, 4 - пропускная способность насоса- 45, 55, 65, 75 т/ч; W = 16-22 %; угольная пыль: R10oo = 0,1-2,4 %; Rso= 40-67%

В седьмой главе рассмотрены результаты исследования и разработки модели механизма движения и выдачи угольной пыли и сорбентов из межвит-

нового пространства быстроходного шнека в трубопровод, находящийся под давлением среды.

При поступлении в шнек (Ч*, < 1) пыль движется с переменной скоростью и на нее воздействуют центробежные силы: в переносном движении

— /1/А

Рп = тю2щн Я, в относительном движении Р„ = тЯ (—)2, сила Кориолиса

<1т

Рк= 2т (ОщД^- и касательная сила инерции Р1 = т Я .

ат с!т

На выходе из шнека из-за противодействия сил давления среды межвит-ковый объем последнего витка заполняется пылью полностью (Ч^ = 1) и она движется с некоторой осредненной скоростью, определяющей пропускную способность пневмовинтового насоса. Это позволяет сделать допущение об установившемся процессе движения пыли в межвитковом пространстве последнего витка шнека, при котором

(16) и (17)

Рис. 11. Схемы распределения векторов основных сил и скоростей движения частички шлака "Б" в межвитковом пространстве шнека пневмовинтового насоса (первый участок шнека с заполнением материалом, близким 100 %).

На рис. 11 представлены виток шнека и векторы основных сил, воздействующих на изолированную материальную частицу пыли "Б" и плоскость герметизирующего клапана насоса. На рис. 12 показаны развертки лопасти шнека и векторы сил, воздействующих на материальные частицы "А" и "Б" от лопасти вращающегося шнека сопш (рис. 12, а, в) и от сил давления среды в трубопроводе (рис. 12, б).

В первый период работы насоса, когда в трубопроводе давление среды р - 0, (рис. 12, в)

F3 cos(acp+ <pi) = F2 sin Pcp,

где F2 = f — (ü2nR , Pcp = 90o- (ocp + cpi). g CP

Осевое усилие со стороны лопасти витка шнека равно

Рх = f—<»2RC0 sínp . g °Р cp

В результате осевого усилия сравнительно легкий клапан насоса (Вж -15 кг) отклонится от вертикальнойплоскости на угол ai (см. рис. 11), откуда

Ртор= Вк sinaicosai. По мере подачи пыли давление среды в трубопроводе возрастет, частица "Б" при движении дополнительно отклонится от оси xi на угол 6. Предложен метод определения числовых значений углового параметра рср, включающий поправку на дополнительное отклонение частицы 8.

X

iPtop

90'

z

Bsi гМ^^Ъ

—-Ta—

2wRcp\

\n x

Ptop

Р-ЛчА 90* 2

---------/„

8>

Рис. 12. Схемы распределения векторов основных сил, воздействующих на материальные частицы "А" и "Б" на разных участках шнека пневмовинто-вого насоса:

а, б - последний виток шнека, зона "пылевой пробки"; в - виток шнека до "пылевой пробки"

Это важный момент, так как pq, определяет направление вектора движения абсолютной осевой скорости частицы, приложения основных сил, а в конечном итоге определяет пропускную способность шнека

РоР=90°-(аср.+ ф1+5). (18)

В результате графоаналитического исследования показано, что в этом случае усилие, воздействующее со стороны элементарной площади витка dF = RdRdecosa в пределах Ri и R2 (рис. 11,6) равно

dPx = dP = Г'Р,RdRdecosa = Рх R*' cosa.de, (19)

* 2

2л „

где е =—.х, х-расстояние от начала координат х, у, z до рассматриваемой эле-s

ментарной площадки dF.

Суммарное осевое усилие со стороны лопасти в направлении оси х равно

ZPx=^=Px(R2rR22)K^. (20)

dx s

В этом случае при изменении давления среды в трубопроводе осевое усилие 1РХ со стороны лопасти шнека на объем пыли может изменяться за счет выражения (R2i-R22)7t, то есть за счет увеличения площади контакта пыли с поверхностью витка.

В окончательном виде осевое усилие со стороны лопасти витка шнека будет равно

2РХ = (^„R^fsin Рср+ Pisinpcp) (R2,-R22) я (21)

Таким образом, при росте давления среды в трубопроводе угольная пыль, двигавшаяся ранее в зоне последнего витка в виде тонкого кольца вращения будет заполнять свободную зону межвиткового пространства от Ri до R2. Это увеличивает площадь контакта пыли с поверхностью витка шнека, в результате возрастет осевое усилие на объем пыли с последующей ее выдачей в камеру смешения насоса, и тем самым будет соблюдено основное условие выдачи материала в зону повышенного давления. Показано также, что в этом случае из-за внутренних сил трения возрастает и частота вращения пыли юп, что также способствует выдаче ее из шнека.

Это четко наблюдается в работе насоса. Например, при появлении пульсации давления среды в трубопроводе за сравнительно короткий промежуток времени т = 3-5 с (B-const; Др-varia) давление среды изменяется в 1,5-2 раза. В этом случае заполнение последнего витка автоматически увеличивается, образуется так называемая герметичная "пылевая пробка", что и приводит к синхронному возрастанию потребляемой мощности электропривода насоса (см. рис. 3).

На основании графоаналитических исследований затрат мощности (кВт) получена формула:

N, = В i R2q, (o2ncospcp mi f Ющн 10"3 + SPTOptg(90°- рср) RcpCO^f 10"2, (22)

где mi-количество витков шнека, заполненного «100 %.

Для участка шнека, где пыль движется в виде тонкого кольца вращения, затраты мощности (кВт), равны:

N2 = BiR2cp ш2п cosßcpnfc f 0)пш10'3. (23)

Суммарные затраты мощности равны

ZN = NI + N2. (24)

Получена также расчетная формула для определения коэффициента К2, входящего в формулу (15):

К2 = 0,28 R2cp ш2п cosßq, Ешйощн 10"3. (25)

Имеется хорошая сходимость полученных результатов, так расчетное значение для угольной пыли Кг = 0,67 (для шнека Dm, = 0,3 м), опытное значение равно 0,65.

После подстановки в формулу (15) коэффициента Кг, определенного графоаналитическим путем, можно записать

N = В-0,28 R2cp ю2п cosßcplmfconn, Ю-3 ехр (0,94 рЮ"2). (26)

Показано, что в зоне "пылевой пробки" расчетная частота вращения угольной пыли большая (юп = 70-80 '/с при С0шн.= 103 Vc). Расчетные затраты мощности (20), приходящиеся на перемещение материала в выходных витках (1-1,5 витка) и выдачу его в камеру смешения насоса составляют 75-80 % общих затрат мощности электропривода насоса.

В то же время на втором, более протяженном участке шнека (5-5,5 витков) расчетная частота вращения транспортируемой пыли не будет превышать Юп = 20-30 '/с, соответственно затраты мощности (23) составят только 20-25 % общих затрат.

В результате разработанной модели механизма движения угольной пыли и наполнителя слоя, ОАО "ВТИ" совместно с Красногорским заводом цементного машиностроения впервые разработали промышленный пневмовинтовой насос НПВу-10 с расчетными угловыми параметрами шнека и регулируемой частотой его вращения. Геометрические параметры шнека и конструктивные размеры насоса, его пропускная способность и мощность рассчитаны по разработанной автором методике. Насосы предназначены для подачи мелкофракционного и дробленого угля, инертных наполнителей слоя и разного рода сорбентов в топки котлов со стационарным и циркулирующим кипящим слоем. Восемь комплектов промышленных насосов установлены на котле БКЗ 420-140 КС Барнаульской ТЭЦ-3.

Восьмая глава посвящена результатам разработки новых технологий и нестандартного оборудования для подготовки, подсушки и транспортирования топлива, инертных материалов и сорбентов для котла БКЗ 420-140 КС, котлов ЦКС и газогенератора горнового типа.

Сформулированы технические требования к подготовке углей разных марок, наполнителя слоя и сорбентов для разомкнутых систем подготовки и подачи топлива в котлы со стационарным и циркулирующим кипящим слоем.

Впервые в энергетике разработано нестандартное оборудование и системы по подготовке и подаче углей Канско-Ачинского бассейна (5 = 1-25 мм) и

наполнителя слоя в секции котла со стационарным кипящим слоем БКЗ 420-140 КС, установленного на Барнаульской ТЭЦ-3. Предусмотрена также возможность работы котла и оборудования систем подготовки топлива на других низкосортных углях.

В качестве наполнителя слоя используется часть шлака (« 30 - 40 %) от пяти работающих котлов БКЗ 420-140 ТП 2. Технология подготовки и подачи наполнителя слоя включает подсушку влажного шлака (5 < 35 мм) до 1,5 % уходящими газами котла (I ~ 130 С) в сушилке с колпачковой решеткой, двухступенчатое дробление (медианный размер частиц 1,3 мм). Для дозирования и подачи наполнителя слоя и мелкой фракции топлива из бункера в секции котла БКЗ 420-140 КС использованы пневмовинтовые насосы НПВу-10.

В соответствие с целевой комплексной программой, утвержденной РАО "ЕЭС России" и ОАО "Алтайэнерго", в течение 1996-2003 гг. на Барнаульской ТЭЦ-3 успешно проведена серия растопок на сыром угле первого экологически чистого котла со стационарным кипящим слоем БКЗ 420-140 КС. Участники испытаний и освоения технологии подготовки и сжигания угля в топке котла с кипящим слоем: ОАО "ВТИ", НПО "ЦКТИ", ОАО "Сибэнергомаш", ОАО "Алтайэнерго", Барнаульская ТЭЦ-3, Алтайский государственный технический университет, институт теплофизики Сибирского отделения РАН, ЗАО "ЭЛИТ-ТЕХНОСТРОЙ" и другие заинтересованные организации. Координация работ по освоению котла БКЗ 420-140 КС осуществляется РАО "ЕЭС России".

Испытания разработанных ОАО "ВТИ" пневмовинтовых насосов и пнев-мотранспортных систем подачи шлака в секции котла показали, что он надежно дозирует, производительность составила около 50 т/ч. Кроме того, были уточнены опытные коэффициенты для расчета мощности электропривода пневмовинтового насоса. Полученные в промышленных условиях численные значения критерия Фруда, (Рг = 300-350), при которых обеспечивается надежное транспортирование шлака (0-5 мм), хорошо корреспондируются с результатами стендовых исследований.

Разработанная система подготовки наполнителя слоя позволяет после переработки оставшуюся часть шлака (60 %) направлять по пневмотранспортным системам в отдельно стоящие силосы и использовать затем в дорожном строительстве и строительной индустрии. В итоге это позволяет исключить его транспортирование на золоотвалы поймы р. Оби и тем самым улучшить экологическую обстановку в г. Барнауле.

Отработаны режимы растопки котла, останова его в горячий резерв и перехода с "плотного" слоя на "кипящий" слой с последующим набором нагрузки.

В процессе испытаний котла получены параметры пара, близкие к проектным показателям, пар подавался в выносные подогреватели сетевой воды с последующей подачей тепла в систему отопления города. Полученные автором экспериментальные данные использованы при разработке систем подсушки и подачи АШ ухудшенного качества и сорбента (СаСОз) для котла с циркулирующим кипящим слоем Е-220-9,8-540 АФН ЦКС Несветай ГРЭС.

, ^ 0 о нал ь „,т|

33 | библиотека

I С.Петербург '

' 09 100 акт ,

В системах дозирования подсушенного АШ, наполнителя слоя (песок) и сорбента предусмотрено применение пневмовинтовых насосов с регулируемой частотой вращения. Геометрические размеры пневмовинтовых насосов, транспортных трубопроводов, скорость сжатого воздуха и сопротивление трубопроводов выполнены по разработанным автором методикам.

Расчетные геометрические размеры паровой панельной сушилки и параметры теплоносителя для подсушки АШ и сорбента следующие: диаметр 3,5 м, длина 8 м, масса 80 т, угол наклона корпуса 1,5-2 град., частота вращения 1-10 об/мин. Параметры пара: давление 0,5 МПа, температура 170-180 °С, расход 4-8 т/ч. Сушилки будут изготавливаться ОАО "Тяжмаш". Малогабаритные котлы со стационарным и циркулирующим кипящим слоем рекомендуются для технического перевооружения энергетики. Количество котлов паропроиз-водитепьностыо 100-420 т/ч, подлежащих замене в связи с исчерпанием их ресурса превышает 200 единиц.

Подсушка топлива и пневматическая подача подсушенного топлива, наполнителя слоя и сорбентов отвечает современным требованиям, подобные системы широко внедрены за рубежом для котлов с кипящим слоем и газогенераторных установок, работающих под давлением среды до 2,0-2,5 МПа. Разработанная ОАО "ВТИ система подготовки и подачи топлива в газогенератор горнового типа ОПГу-250 включает эти основные операции: подсушку кузнецкого угля в паровых панельных сушилках и подачу в фурмы мелкофракционного топлива (0-1 мм) сжатым воздухом по трубопроводам в зону горения, находящуюся под давлением среды 2 МПа. Расчеты показали, что, несмотря на сравнительно короткую трассу аэродинамическое сопротивление трубопровода большое - 80 кПа.

Результаты исследований легли в основу разработанных технических решений и расчетов разомкнутых систем пылеприготовления и нестандартного оборудования для котла с суперсверхкритическими параметрами пара энергоблока мощностью 550 МВт.

Ступенчатая система сжигания угольной пыли предъявляет более высокие требования к сс структуре и тонине помола. В предлагаемом решении использование отечественных среднеходных валковых мельниц для измельчения углей Канско-Ачинского бассейна (березовский уголь) стало возможным благодаря его предварительной подсушке в паровой панельной сушилке (рис. 13).

Валки мельницы снабжены надежной гидропневматической системой нажатия, что обеспечивает надежную ее работу во время попадания вместе с углем металла.

В отличие от существующих разомкнутых схем пылеприготовления вентиляция мельницы и вынос пыли в сепаратор будет осуществляться отработавшим паровоздушным агентом (d ~ 500 г / кг сух. воздуха) сушилки. Это повысит взрывобезопасность эксплуатации оборудования и сократит габариты и количество аппаратов очистки.

Применение рукавных импульсных фильтров ФРИ, предназначенных для высокоэффективного улавливания частиц материала из отработанного паро-

воздушного агента (включая частицы размером менее 1 мкм) позволяет обеспечивать эффективность пылеулавливания 99,99%.

Из бункера готовая пыль пневмовинтовыми насосами подается в трубопровод и воздухом транспортируется в циклон, установленный в непосредственной близости от горелок котла. Уловленная пыль поступает в промежуточную емкость и далее с высокой концентрацией (ППВК) подается по трубопроводам равной длины в горелки котла.

......................... Дымовые

газы

Рис. 13. Схема разомкнутой системы пылепрнготовления с подсушкой угля в паровой панельной сушилке и размолом в валковой среднеходной мельнице (энергоблок 550 МВт):

1 - бункер (силос) сырого угля, 2 - штыковой гидравлический затвор; 3 - питатель сырого угля; 4 - сушилка паровая панельная, 5 - подвод горячей воды или пара в сушилку; 6 - отвод отработавшего теплоносителя, 7 - бак, 8 - насос; 9 - мельничный вентилятор; 10 - мельница валковая среднеходная (МВС), 11 - сепаратор, 12 - циклон сушильной системы, 13 - подвод газовоздушного агента, 14 - циклон мельничной системы, 15 - фильтр рукавный импульсный ФРИ; 16 - вентилятор, 17 - бункер (силос) пыли; 18 - пневмовинтовой насос, 19 - трубопровод, 20 - циклон, 21 - емкость промежуточная; 22 - пылепитатель, 23 - трубопровод подачи пыли в горелки котла; 24 - трубопровод подачи отработавшего воздуха в сбросные горелки.

Подобное решение обеспечит подачу аэросмеси в требуемом количестве по трубопроводам с равными аэродинамическими сопротивлениями, что позво-

лиг автоматизировать и повысить надежность работы пневмотранспортной установки.

Использование в качестве теплоносителя тепла уходящих газов котла в сочетании с отборным паром турбины повышает КПД котла на 1,8-2,0 %, суммарная экономия топлива составит примерно 3,5 %.

Разработана также унифицированная технологическая схема обогащения угля Канско-Ачинского бассейна с использованием паровых панельных сушилок и с проведением энергоемких операций по подсушке и гранулированию топлива в регионах добычи. Как показывают расчеты, теплота сгорания готового продукта возрастет до 23000-25000 кДж/кг, в итоге при перевозке высококалорийного топлива сокращаются объемы перевозимого балласта, исключаются его смерзаемость и самовозгорание, и требуются минимальные технологические операции перед сжиганием на ТЭС. Высококалорийное топливо рекомендуется для пылеугольного сжигания, а также для газификации в газогенераторах горнового типа на ТЭС в европейской части России.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Выполненные исследования технологий и оборудования для подготовки и транспортирования топлива в разомкнутых системах пылеприготовления энергоблоков 500 и 800 МВт позволили создать методики расчета, разработать высокоэффективную отечественную паровую панельную сушилку для подсушки влажных углей и сорбентов, выполнить обоснование, разработать и оска-стить отечественным оборудованием разомкнутую систему подготовки углей Канско-Ачинского бассейна для энергоблока с суперсверхкритическими параметрами пара, разработать и внедрить новые технологии подготовки и подачи топлива для сжигания в топках котлов со стационарным, циркулирующим кипящим слоем и в газогенераторных установках, предназначенные для технического перевооружения энергетики.

2. Исследования процессов сушки бурого угля и АШ подтвердили, что в паровой трубчатой сушилке основная доля тепла к углю передается в процессе кондуктивного теплообмена. Разработаны и реализованы научно-технические решения, позволяющие интенсифицировать теплообмен в паровых панельных сушилках и использовать новые способы подсушки топлива. Внедрены три модернизированные паровые панельные сушилки, их пропускная способность при работе на АШ повышена более чем в 2 раза, увеличен почти в три раза удельный съем влаги с единицы греющей поверхности, металлоемкость сушилок снижена на 20 % . Подобные сушилки рекомендуются и для пы-лесистем энергоблока 500 МВт Назаровской ГРЭС.

3. Разработана уточненная методика расчета геометрических и технологических параметров паровых панельных сушилок, учитывающая результаты лабораторных исследований кинетики сушки углей и сорбентов, что позволяет распространить методику на широкую гамму углей с различными физико-механическими свойствами. Полученные экспериментальные данные позволи-

ли разработать отечественную паровую панельную сушилку ППС-5х8, ее конструкция защищена патентом № 2059953.

4. Установлено, что предварительная подсушка угля до влажности, близкой к гигроскопической, повышает эффективность измельчения: затраты электроэнергии на измельчение подсушенного угля уменьшаются в среднем на 15-20 %, а интенсивность износа размольных элементов сокращается более чем в 2 раза. По сравнению с индивидуальными системами пылеприготовления в паровых сушилках экономия тепла на сушку выше в среднем на 21,5 кг у. т/т влаги за счет использования отборного пара турбины с низким коэффициентом ценности тепла.

5. Выявлено, что суммарные затраты на пылеприготовление не превышают 5,5 % общего расхода угля на энергоблок 500 МВт, в том числе по системам: сушильной 68 %, мельничной 20 %, пневмотранспортной 7,7 % и вспомогательному оборудованию 4,5 %. Основные затраты тепла и электроэнергии приходятся на экономически выгодные операции, связанные с подсушкой и измельчением угля, в итоге суммарные затраты на пылеприготовление котла П-49 не превышают затрат индивидуальных систем с прямым вдуванием пыли.

6. В процессе исследования движения угольной пыли по трактам пнев-мотранспортных систем выявлена четкая взаимосвязь режимов ее движения в бункерах, пневмовинтовых насосах и трубопроводах большой протяженности, разработаны методики по обеспечению стабильности работы и повышению технико-экономических показателей мощных пневмотранспортных систем в целом.

7. Получены новые экспериментальные данные влияния концентрации пыли, сорбентов, дробленого угля, скорости воздуха и других параметров на сопротивление трубопровода, а также формулы для расчета диаметров и коэффициента пропорциональности, входящего в основную формулу расчета сопротивлений трубопроводов. Разработана методика расчета пневмотранспортных систем, в соответствие с которой создана и смонтирована подобная пнев-мотранспортная установка для котла с кипящим слоем БКЗ 420-140 КС с перспективой ее установки и для котла Е-220-9,8-540 АФН ЦКС и газогенератора горнового типа ОПГу-250.

8. Выявлен механизм нестационарных режимов транспортирования и появления пульсаций давления среды. Показано, что при уменьшении концентрации аэросмеси, увеличении крупности пыли или диаметра трубопровода вероятность появления пульсаций возрастает. Рассмотрена система определяющих критериев подобия и выполнено экспериментально - расчетное обоснование численных значений критерия Фруда, граничных условий, концентрации и крупности пыли, дробленого угля и сорбентов, обеспечивающих стационарность движения аэросмеси в трубопроводах при изотермическом расширении воздуха.

9. Разработана модель механизма движения топлива и сорбентов в меж-витковом пространстве быстроходного шнека пневмовинтового насоса, возникновения герметичной "пылевой пробки" и выдачи материала в зону, находящуюся под избыточным Давлением среды, получены аналитические выраже-

ния для расчета мощности пневмовинтовых насосов. Это позволило выявить, что при изменении давления среды в трубопроводе осевое усилие со стороны лопасти шнека на объем пыли изменяется за счет увеличения площади контакта материала с поверхностью витка, то есть за счет роста "пылевой пробки".

10. В соответствие с разработанной моделью движения топлива и методикой расчета пневмовинтовых насосов определено, что 75 % затрат мощности приходится на вращение "пылевой пробки" в зоне выходного витка, который от общей длины шнека занимает всего 20 %. Разработаны пневмовинтовые насосы НПВу-10. Восемь насосов изготовлены и внедрены на первом отечественном котле со стационарным кипящим слоем БКЗ 420-140 КС Барнаульской ТЭЦ-3, подобные насосы предусмотрены для котла Е-200-9,8-540 АФН ЦКС Несвегай ГРЭС.

11. Разработаны и реализованы новые методы исследования процессов распределения .статических и динамических усилий в слое угольной пыли, ее движения в бункерах и определены границы переходных уровней, оказывающих влияние на стационарность истечения пыли и область существования гидравлического и канального режимов движения, выявлено влияние этих факторов на производительность пневмовинтовых насосов и режимы транспортирования.

12. Показано, что многие электростанции вынуждены сжигать уголь, отличающее от проектных показателей, это приводит к дефициту пыли и необходимости сжигать мазут. Размещение у котла дополнительного оборудования или мельниц повышенной производительности практически невозможно. Подобная проблема возникает при переводе ТЭС, сжигающих мазут или газ на твердое топливо. Обоснована возможность применения разомкнутой пылеси-стемы с установкой оборудования в отдельно стоящем здании и подачей готовой пыли по пневмотранспортным системам в котельный цех.

13. Впервые в энергетике внедрены и испытаны системы и нестандартное оборудование для подсушки, фракционированию и транспортированию наполнителя слоя по трубопроводам воздухом в секции котла БКЗ 420-140 КС. Реализовано использование шлака (8 = 1-5 мм) в качестве наполнителя слоя, пневмовинтовые насосы и пневмотранспортные системы подачи шлака обеспечивают его дозирование от 1 до 50 т/ч. В процессе работы котла с подачей угля в две секции получены параметры пара, близкие к проектным показателям.

14. Экспериментальные данные, полученные в ходе испытаний систем и оборудования для подготовки и подачи топлива, наполнителя слоя котла БКЗ 420-140 КС, использованы при разработке систем подсушки, расчетах геометрических параметров пневмовинтовых насосов, транспортных трубопроводов для подачи АШ и сорбентов в топку котла с циркулирующим кипящим слоем Е-220-9,8-540 АФН ЦКС Несветай ГРЭС. Малогабаритные котлы со стационарным и циркулирующим кипящим слоем рекомендуются для технического перевооружения энергетики.

15. Разработана разомкнутая система пылеприготовления и нестандартное оборудование для котла с суперсверхкритическими параметрами пара энергоблока 550 МВт. Современные технологии сжигания угольной пыли предъявля-

ют более высокие требования к ее структуре и тонине помола. Предложено применить отечественные среднеходные валковые мельницы для измельчения углей Канско-Ачинского бассейна (березовский уголь), что стало возможным благодаря его предварительной подсушке в паровой панельной сушилке. Показано, что предварительная подсушка влажного березовского угля со сбросом испаренной влаги в атмосферу снижает габариты котла, повышает его КПД в среднем на 2%, а суммарная экономия топлива составит около 3,5 %.

16. Разработана унифицированная технологическая схема по обогащению угля Канско-Ачинского бассейна с использованием паровых панельных сушилок и проведением энергоемких операций по гранулированию топлива в регионах добычи. Как показывают расчеты, теплота сгорания готового продукта возрастет до 23000-25000 кДж/кг, в итоге при перевозке высококалорийного топлива сокращаются объемы перевозимого балласта, исключаются его смер-заемость и самовозгорание. Высококалорийное топливо рекомендуется для пы-леугольного сжигания, а также для газификации в газогенераторах горнового типа на ТЭС в европейской части России.

Перечень основных печатных работ по теме диссертации

1. Кучеренко П.П., Михайлов Н.М., Втюрин Ю.Н. Наладка и испытание пневмовинтовых насосов на пылезаводе блока 800 МВт Славянской ГРЭС // Научные и экспериментальные работы ОРГРЭС. М.: Энергия, 1973 - вып. 41. С. 119-122.

2. Втюрин Ю.Н. Испытание и усовершенствование пневмовинтовых насосов на Назаровской и Славянской ГРЭС // Тезисы докладов итоговой научно-технической конференции. Ивановский энергетический институт. Иваново. 1973. С. 33-34.

3. Втюрин Ю.Н., Платонов B.C. Особенности эксплуатации пневмотранс-портных устройств // Цемент. 1974. №7. С. 9-10.

4. Михайлов Н.М., Втюрин Ю.Н. Особенности работы и пути повышения надежности подачи угольной пыли пневмовинтовыми насосами // Тезисы докладов итоговой научно-технической конференции. Ивановский энергетический институт. Иваново. 1974. С. 49-50.

5. Михайлов Н.М., Втюрин Ю.Н. Влияние процессов, происходящих в пневмовинтовых насосах на их производительность // Теплоэнергетика. 1975. №7. С. 71-75.

6. Втюрин Ю.Н., Михайлов Н.М., Кучеренко П.П. Работа пневмовинтовых и камерных насосов системы пневмотранспорта угольной пыли // Электрические станции. 1977. №1. С. 16-20.

7. Втюрин Ю.Н., Киселев В.А. Опыт эксплуатации и исследование сушки угля в паровых трубчатых сушилках на энергоблоках 500 и 800 МВт Назаровской и Славянской ГРЭС ГРЭС // Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Дальнейшее совершенствование теории в технике и технологии сушки". Чернигов. 1981. С. 27-28.

8. Технико-экономические показатели центрального пылезавода энергоблока 500 МВт и пути повышения его экономичности / Ю.Н. Втюрин, Н.М. Михайлов, В.К. Шнайдер и др. // Электрические станции. 1982. №10. С. 16-20.

9. Втюрин Ю.Н. Исследование пневмотранспортных систем // Теплоэнергетика. 1983. №3. С. 41-44.

10. Втюрин Ю.Н. Пульсации давления и их устранение в трубопроводе дальнего пневмотранспорта угольной пыли // Теплоэнергетика. 1984. №6. С. 48-53.

11. Втюрин Ю.Н., Муравкин Б.Н., Качалин E.H. Система подготовки топлива и подачи его в котел с кипящим слоем / Сборник научных трудов ВТИ им. Ф.Э. Дзержинского. Подготовка и сжигание топлива в топках мощных паровых котлов ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 1984 .С. 33-38.

12. Втюрин Ю.Н. Изучение факторов, влияющих на устойчивость движения и дозирования угольной пыли из бункеров // Теплоэнергетика. 1990. №4. С. 34-38.

13. Втюрин'Ю.Н., Гохгут H.A. Разработка и исследование дозирующих устройств и пневмотранспортных систем подачи мелкой фракции угля в котел с топкой кипящего слоя // Электрические станции. 1991. №10. С. 35-40.

14. Втюрин Ю.Н., Сучков С.И., Бабий В.И. Система подготовки и подачи топлива для газогенератора горнового типа ОПГу-250 // Теплоэнергетика. 1992. №1. С. 35-40.

15. Разработка систем и нестандартного оборудования подготовки и подачи топлива для нетрадиционных технологий использования угля / Ю.Н. Втюрин, П.Я. Кузнецов, H.A. Гохгут и др. // Электрические станции. 1992. №1. С. 41-46.

16. Втюрин Ю.Н., Кузнецов П.Я. Исследование и перспективы развития новых систем подготовки и подачи топлива на ТЭС // Теплоэнергетика. 1995. №7. С. 46-52.

17. Втюрин Ю.Н. Опыт эксплуатации, исследования и технико-экономические показатели централизованных систем пылеприготовления ТЭС // Электрические станции. 1996. №7. С. 34-41.

18. Втюрин Ю.Н. Опыт эксплуатации, исследование и перспективы развития централизованных систем подготовки и подачи топлива на ТЭС // Развитие технологий подготовки и сжигания топлива на электростанциях. М.: ВТИ. 1996. С. 177-192.

19. Втюрин Ю.Н., Кузнецов П.Я. Технико-экономические проблемы использования углей Канско-Ачинского бассейна на ТЭС в европейской части России // Теплоэнергетика. 1997. №2. С. 23-28.

20. Разработка и первые итоги пусконаладочных работ систем подготовки, подачи топлива и наполнителя слоя для котла БКЗ 420-140 КС / Ю.Н. Втюрин, В.В. Коновалов, И.В. Распопов и др. // Теплоэнергетика. 1999. №8. С. 68-75.

21. Коновалов В.В., Распопов И.В., Втюрин Ю.Н. Освоение технологии сжигания угля в стационарном кипящем слое котла БКЗ 420-140 КС Барнаульской ТЭЦ-3 // Энергосбережение и водоподготовка. 1999. №2. С. 38-44.

22. Коновалов В.В., Распопов И.В., Втюрин Ю.Н. Исследование систем подготовки и пневмотранспорта наполнителя слоя в секции котла БКЗ 420-140 КС

с кипящим слоем // Известия Академии Промышленной экологии. 1999. №4. С. 15-19.

23. Повышение надежности и улучшение технико-экономических показателей углеразмольного оборудования и пылесистем ТЭС // Ю.Н. Втюрин, JI.A. Летин, A.M. Бычков, В.М. Шенаев, Б.А. Волков // Теплоэнергетика. 2000. №7. С. 44-51.

24. Валковые среднеходные мельницы нового типажного ряда // JI.A. Летин, Ю.Н. Втюрин, В.М. Шенаев, Б.А. Волков // Теплоэнергетика. 2000. №7. С. 66-67.

25. Втюрин Ю.Н., Коновалов В.В., Моторин A.B. Перспективы энергетических комплексов по облагораживанию угля Канско-Ачинского бассейна, транспортированию и сжиганию продуктов его переработки на ТЭС // Проблемы использования Канско-Ачинских углей на электростанциях. Красноярск. 2000. С. 94-99.

26. Основные технические решения для модернизациии систем пылеприготов-ления котлов ТП-80, ТП-87 / А.К. Бокша, Л.А. Летин, Ю.Н. Втюрин и др. // Электрические станции. 2000. №11. С. 24-29.

27. Втюрин Ю.Н., Летин Л.А. Повышение технико-экономических показателей оборудования и систем пылеприготовления при техническом перевооружении ТЭС // Сб.: Проблемы использования Канско-Ачинских углей на электростанциях. Красноярск. 2000. С. 110-119.

28. Испытание систем подготовки и пневмотранспорта угля и наполнителя слоя в секции котла со стационарным кипящим слоем БКЗ 420-140 КС / Ю.Н. Втюрин, В.В. Коновалов, A.B. Моторин и др. // Сб.: Проблемы использования Канско-Ачинских углей на электростанциях. Красноярск. 2000. С. 100-109.

29. Кузнецов П.Я., Втюрин Ю.Н., Колотуппсин А.Н. Исследование сушки угля на экспериментальной базе ВТИ. М.: ВТИ. / Сборник научных статей. 2000. С. 102-110.

30. Основные технические решения по реконструкции Несветай ГРЭС, с установкой нового котла с ЦКС в качестве прототипа для технического перевооружения угольных ТЭС / Г.А. Рябов, Ю.Н. Втюрин, А.М Зыков и др. // Электрические станции. 2001. №1. С. 33-38.

31. Разработка и расчет систем подготовки и подачи топлива, наполнителя слоя и сорбента для котлов со стационарным и циркулирующим кипящим слоем. / Ю.Н. Втюрин, В.В. Коновалов, А.В.Моторин, A.M. Бычков. Москва-ВТИ. // Сб.: Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем. 23-24. 01. 2001. С. 216-236.

32. Опыт освоения котла БКЗ 420-140 КС со стационарным кипящим слоем и перспективы его использования для технического перевооружения ТЭС /В В. Коновалов, A.B. Моторин, И.А. Загородских, И.В. Распопов, Ю.Н. Втюрин, A.M. Бычков. Москва-ВТИ // Сб.: Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем. 23-24. 01. 2001. С. 279-285.

33. A.c. № 442347. Шнековый питатель / Михайлов Н.М., Курочкин Ю.П., Втюрин Ю.Н. Опубл. в Б.И. 1974. №33.

34. A.c. № 509504. Пневмовинтовой насос для подачи сыпучих материалов / Михайлов Н.М., Втюрин Ю.Н. Опубл. в Б.И. 1976. №13.

35. A.c. № 502811. Пневматический насос для подачи сыпучих материалов / Михайлов Н.М., Втюрин Ю.Н., Боткачик И.А. Опубл. в Б.И. 1976. №6.

36. A.c. № 583962. Пневматический насос для подачи сыпучих материалов / Михайлов Н.М., В-порин Ю.Н. Опубл. в Б.И., 1977. №46.

37. A.c. №654512. Загрузочное устройство для пневмотранспоргной установки / Втюрин Ю.Н. Опубл. в Б.И. 1978. №12.

38. A.c. № 737736. Способ сушки твердого топлива / Втюрин Ю.Н., Захаров Ю.В., Киселев В.А. Опубл. в Б.И. 1980. №2.

39. A.c. № 977330. Пневматический винтовой питатель для подачи сыпучих материалов / Втюрин Ю.Н. Опубл. в Б.И. 1982. №44.

40. Патент № 2048398 РФ. Пневмовинтовой питатель для подачи сыпучих материалов / Впорцн Ю.Н., Гохгут H.A., Распопов И.В. Опубл. в Б.И. 1995. №32.

41. Патент № 2026742 РФ. Противоструйная мельница / Григорянц Г.А., Втюрин Ю.Н., Белевич А.И. Опубл. в Б.И. 1995. №2.

42. Патент № 2059953 РФ. Сушилка для высоковлажных материалов / Кузнецов П.Я., В-порин Ю.Н., Винокуров H.H., Демкин В.В., Дюжев О.Д. Опубл. в Б.И. 1996. №13.

43. Патент № 2067500 РФ. Инерционный сепаратор сыпучих материалов / Григорьянц Г.А., Втюрин Ю.Н., Колосов A.A. Опубл. в Б.И. 1996. №28.

Условные обозначения

т - время;

d - диаметр частицы;

Dtp, Dno, - диаметр трубопровода; диаметр шнека; г - радиус;

R* - гидравлический радиус выпускной течки бункера;

Rh R2- радиус лопасти и вала шнека пневмовинтового насоса;

Он, а. -угол наклона лопастей на входном и на выходном участках

шнека;

(Ошн, (Ил - угловая частота вращения шнека и пыли;

а, ср, 5, ß - углы наклона векторов движения материальной частицы от

оси вала шнека;

s - шаг лопасти шнека;

ш - количество витков шнека;

и, и„, v0 - векторы скоростей материальной частицы пыли в шнеке

(абсолютная, переносная, относительная);

Рх- осевое усилие на материальную частицу со стороны витка

шнека;

F2, - векторы сил; g - ускорение свободного падения; «в - осредненная скорость воздуха; ивит- скорость витания частички материала;

г>п -скорость частички пыли;

Артр - перепад давления на участке трубопровода (сопротивление);

приведенная длина трубопровода; р, рпр - давление среды в трубопроводе; предельное давление среды в трубопроводе;

р, -давление воздуха в выпускной течке бункера; В, В] - производительность; {- коэффициент трения материала;

Рв, Рм> рж - плотность воздуха; насыпная плотность материала; кажущаяся плотность;

Рп, рг - давление столба пыли на горизонтальную и вертикальную

плоскости в выпускной течке бункера;

Н^пер, НстПер - переходный уровень пыли в бункере;

Чпр, Ъ, - коэффициенты производительности и заполнения;

Х- коэффициент трения чистого воздуха;

V - кинематическая вязкость воздуха;

(д. - расходная концентрация;

Ям - остатки на сите 90 мкм;

Л,* - эквивалентный диаметр частицы;

N1, N2 - затраты электрической мощности на перемещение материала на разных участках шнека;

Рц - центробежная сила в абсолютном движении частицы материала;

- теплота сгорания топлива; УЛ, \УГИ, V/ - рабочая, гигроскопическая и остаточная влага; ДW -количество влаги, испаренной из 1 кг топлива; Ц, - расход пара на подсушку; й, 1П- теплосодержание пара и конденсата в сушилке; £ - коэффициент ценности тепла пара из отбора турбины; 11 - к.п.д. котла (%);

Сг - теплоемкость топлива кДж/(кг.град);

Яе = ; Яе = - число Рейнольдса для воздуха и часшцы пы-

V V

ли:

рг = ° * . число Фруда; = ^ - число Стокса.

во,

^ооЗГ^ 1

Р14 1 0 7

Гкоаж //^экл Зак М Закизное

ПМБ ВТИ 109280, Москва, ул. Автозаводская, 14/23

Условные обозначения.

Введение.'

Глава I. Состояние вопроса о разомкнутых системах пылеприго-товления с пневмотранспортом угольной пыли и схемах подготовки и подачи топлива, наполнителя слоя и сорбентов для новых технологий сжигания угля.

Цель и задачи исследований.

1. Разомкнутые системы пылеприготовления, подсушки, фракционирования и пневмотранспорта топлива, наполнителя слоя и 37 сорбентов.

1.1 Разомкнутые системы пылеприготовления ТЭС с дальним пневмотранспортом угольной пыли в бункера котлов.^ ^

1.2 Системы подготовки, подсушки, фракционирования и подачи топлива, наполнителя слоя и сорбентов в топки котлов с кипящим слоем в газогенераторные установки.

2. Конструктивные особенности паровых сушилок и расчет расхода тепла на испарение влаги из угля.

3. Пневмотранспортные системы, оснащенные пневмовинтовыми насосами.

3.1 Развитие и анализ конструкций пневмовинтовых насосов.

3.2 Расчет производительности, мощности электропривода пнев-мовинтового насоса.:.

4. Влияние давления среды на показатели работы пневмотранс-портных систем, расчет скоростей воздуха. геометрических размеров и сопротивления в трубопроводах даль него транспорта.

4.1 Влияние давления среды в трубопроводе на показатели работы пневмовинтовых насосов.

4.2 Расчет скорости воздуха для транспортирования сыпучих материалов.

4.3 Гидродинамика концентрированных потоков и факторы, оказывающие влияние на коэффициент сопротивления движению аэро' смеси в трубопроводе.

5. Движение сыпучих материалов в бункерах.

Цель и задачи исследований.^^

Глава II. Методика измерений и испытаний централизованных и пневмотранспортных систем, обработка и оценка результатов исследований.

1. Схемы централизованного пылеприготовления и пневмотранспорта угольной пыли, методика измерений. ;.

2. Методика проведения испытаний, обработка и оценка результатов исследований.

Глава III. Промышленные исследования централизованных систем пылеприготовления энергоблоков 500 и 800 МВт и пути повышение их технико-экономических показателей.

1. Основные предпосылки строительства централизованных систем пылеприготовления.

2. Промышленные исследования, повышение надежности работы оборудования и технико-экономических показателей централизованных систем пылеприготовления.

2.1 Исследование подсушки угля в паровых трубчатых сушилках фирмы "Zernag".

2.2 Разработка и исследование паровых панельных сушилок. ^д

2.3 Исследование мельничных систем.

3. Пневмотранспортные установки подачи угольной пыли пневмовинтовыми и пневмокамерными насосами.

3.1 Пневмовинтовые насосы.

3.2 Пневмокамерный насос.

4. Повышение технико-экономических показателей централизованных систем пылеприготовления.

Глава IV. Исследование процессов транспортирования и режимных факторов, оказывающих влияние на стационарность движения и сопротивление трубопроводов большой протяженности.:

1. Исследование влияния скорости воздуха, концентрации и крупности транспортирующего материала на коэффициент сопротивления движению аэросмеси.

2. Исследование нестационарных режимов движения аэросмеси в трубопроводах и их влияние на показатели работы пневмовинтовых насосов.

3. Исследование процессов деления концентрированных потоков аэросмеси в трубопроводах, применительно к подаче в топки котлов с кипящим слоем.

4. Расчет геометрических размеров, сопротивления трубопроводов и параметров несущей среды при транспортировании угольной пыли, дробленого угля и сорбентов.

Глава V. Исследование процессов движения угольной пыли в бункерах и режимных факторов, оказывающих влияние на производительность пневмовинтовых насосов.

1. Исследование влияния уровня угольной пыли в бункере на процесс распределения статического давления в слое.

2. Влияние высоты слоя пыли в бункере на устойчивость движения и на производительность пневмовинтового насоса.

2.1 Особенности поступления угольной пыли из бункеров в быстроходный шнек пневмовинтового насоса.

2.2 Исследование влияния уровня и давления столба пыли в бункере на производительность пневмовинтового насоса.

3. Переходный уровень и трансформация движения пыли в бункере.

Глава VI. Исследование процессов движения и выдачи сыпучих материалов из пневмовинтового насоса в трубопровод, находящийся под давлением среды.

1. Изучение процессов движения пыли в быстроходном шнеке пневмовинтового насоса.-. :т.

1.1 Особенности конструкции пневмовинтового насоса ВТК.

1.2 Изучение процессов движения пыли в быстроходном шнеке и влияние его конструктивных параметров на производительность пневмовинтового насоса.

1.3 Влияние частоты вращения шнека на показатели работы пневмовинтового насоса.

1.4 Изменение мощности пневмовинтовых насосов ВТИ и КЗЦМ, в зависимости от их производительности, тонкости помола и давления среды в трубопроводе.

1.5 Особенности выдачи пыли из шнека в горизонтальную и вертикальную камеры смешения насосов ВТИ и КЗЦМ.

Глава VII. Графоаналитическое исследование, разработка механизма движения и выдачи пыли, наполнителя слоя и сорбентов из быстроходного шнека пневмовинтового насоса в трубопровод.

1. Графоаналитическое исследование и разработка механизма движения топлива и сорбентов в межвитковом пространстве пневмовинтового насоса.;.

2. Графоаналитическое исследование затрат мощности пневмовинтовых насосов с учетом параметров шнека, давления ф среды и физических свойств, транспортируемых материалов.

3. Расчет геометрических параметров шнеков, производительности и затрат мощности пневмовинтовых насосов при подаче топлива, наполнителя слоя и сорбентов в топки котлов с кипящим слоем.

Глава УШ. Разработка и расчет систем подсушки и транспортирования топлива, инертных материалов и сорбентов для экологически чистых технологий сжигания угля.

1 .Требования к подготовке и подаче топлива, наполнителя слоя и сорбентов для новых технологий сжигания угля.

2. Разработка и первые итоги освоения систем подготовки и подачи топлива и наполнителя слоя в топку котла БКЗ 420-140 КС.

3. Схема подготовки, подсушки топлива и сорбента для котлов с циркулирующим кипящим слоем Е-220-9,8-540 АФН ИКС Несветай ГРЭС.

3.1 Схема подготовки, подсушки и фракционирования топлива.

3.2 Схемы приемки и подачи сорбента в бункер котла.

3.3 Схема дозирования и транспортирования топлива, сорбента наполнителя слоя в топку котла.

4. Разработка схем подготовки и подачи топлива для газогенератора горнового типа ОПГу-250.

5. Разработка систем по подсушке и облагораживанию углей Кан-ско-Ачинского бассейна и сжигания продуктов его переработки на ТЭС.

5.1 Разработка централизованной системы пылеприготовления углей Канско-Ачинского бассейна для котла с суперкритическими параметрами пара энергоблока 550 МВт.

5.2 Разработка систем по подсушке и облагораживанию углей Канско-Ачинского бассейна и сжигания продуктов его переработки на

ТЭС в европейской части России.

Выводы.

В Российской Федерации сосредоточено 23 % мировых запасов угля, балансовые запасы составляют порядка 202 млрд. т., в том числе каменные угли 99 и бурые 103 млрд. т. Основные запасы углей 83 % сосредоточены в регионах Сибири и Дальнего востока и только 8,2 % в европейской части России [1]. Поэтому в европейской части России запасы угля для действующих и новых ТЭС ограничены.

В соответствии с концепцией развития энергетики прогнозируется к 2015 г. увеличение выработки электроэнергии с 860 до 1300 млрд. квт.ч, при этом доля сжигаемого угля должна возрасти от 68 до 135 млн. т усл. топлива. Реализация этих решений требует технического перевооружения действующих угольных электростанций, оборудование которых к 2010 г. исчерпает на 50-60 % свой парковый ресурс, и строительства новых электростанций, которые будут использовать экологически чистые технологии сжигания топлива.

Надежность и экономичность котельных установок во многом определяются схемными решениями и работой сушильно-размольного оборудования систем пылеприготовления (пылесистем), в том числе разомкнутых, в которых отработанный сушильный агент с парами влаги выбрасывается в атмосферу.

Несмотря на большие запасы угля в Российской Федерации, на долю сжигаемого на ТЭС природного газа приходится 60-65 %, на уголь около 28 %, а в европейской части доля угля составляет только 11%. Общее количество ежегодно сжигаемого на ТЭС угля составляет около 125 млн. т [2]. Добычу кузнецкого угля предполагается увеличить до 84 млн. т., канско-ачинских углей до 50 млн. т [3].

Наметившаяся тенденция увеличения сжигания угля отвечает мировой практике его использования в топливно-энергетическом балансе развитых стран США, Германии, Англии, Китая 54-59 % [4].

Решение этой проблемы для европейской части России может быть осуществлено путем вовлечения в топливный баланс углей других регионов. Практически можно рассматривать использование углей Канско-Ачинского бассейна, запасы которых для открытой добычи оцениваются, примерно в 140 млрд. т и Кузнецкого бассейна, с разведанными запасами в объеме 26 млрд. т. Этому способствует и то, что здесь созданы мощные угольные и энергетические базы, а также имеется разветвленная инфраструктура с большим научно-техническим потенциалом [5].

Угли Канско-Ачинского бассейна имеют высокую влажность \¥Г1 = 33-39 % и сравнительно низкую теплоту сгорания, кузнецкие угли лишены этих недостатков, но имеют повышенную зольность Аг= 18-22 %. В том и другом случаях повышенная влажность и зольность углей является балластом, что приобретает первостепенное значение при высоких тарифах на перевозке топлива железнодорожным транспортом. Обогащение такого топлива на месте добычи может быть перспективным направлением [2,4].

В развитых странах часть энергетических углей предназначенных для пылеугольного сжигания обогащается. В отечественной практике обогащенные энергетические угли направляются на получение кокса и технологическое использование.

Следует отметить, что большинство электростанций получают уголь ухудшенного по сравнению с проектными показателями качества, а также отходы обогащения (отсевы, шламы и др.). В результате складывается парадоксальная ситуация - чем шире применяется обогащение энергетических углей, тем хуже качество угля, поступающего на электростанции. Расход топлива увеличивается, при этом размольная производительность мельниц должна возрасти в 1,3-1,5 раза, а сушильная - в 1,5-2 раза. Такого запаса производительности пылесистемы не имеют, поэтому приходится сжигать мазут.

Возникает и проблема перевода ТЭС, сжигающих мазут и газ, на твердое топливо. Размещение дополнительного размольно-сушильного оборудования вблизи котлов на большинстве электростанций практически невозможно. Поэтому эти проблемы можно решить только путем установки этого оборудования в отдельно стоящем здании вблизи котельного цеха.

Как показывает практика эксплуатации ТЭС на ухудшенном топливе (Череповецкая, Рязанская ГРЭС, Барнаульская ТЭЦ-2 и др.) увеличивается его расход, растет нагрузка на оборудование топливоподач, систем пылеприготов-ления и транспорта угольной пыли в горелки котлов. Перечисленные последствия приводят не только к ограничению мощности энергоблоков, но и к росту простоя оборудования в ремонте.

Снижение размольной производительности мельниц ■ при увеличении влажности топлива можно объяснить тем, что размол влажного топлива осуществляется при наличии большого количества пластических деформаций, затрудняющих получение готовой угольной пыли. По данным ВТИ установлено, что чем больше отличие влажности размалываемого топлива от величины гигроскопической влажности, тем больше снижение размольной производительности мельниц.

Предварительная подсушка топлива со снятием части внешней влаги всего на 3-5 % резко улучшает его сыпучие свойства, устраняются трудности транспортирования угля на трактах топливоподачи и его движения в бункерах.

Таким образом, предварительная подсушка угля является составной частью его обогащения и решения вопросов, повышения надежности работы оборудования топливоподачи, пылесистем и в конечном итоге всей котельной установки.

Подсушка топлива является одной из основных энергоемких операций по облагораживанию угля. Необходимо отметить, что подсушка угля в паровых сушилках, с использованием скрытой теплоты парообразования пара является экономически выгодной в тепловом цикле электростанций. Поэтому централизованные системы пылеприготовления на ТЭС и перерабатывающие энергетические комплексы в составе электростанций могут быть перспективным направлением по облагораживанию влажного топлива.

В настоящее время на пылеугольных ТЭС затраты, связанные с подсушкой угля и пылеприготовлением, в пересчете на условное топливо доходят до 25-30 кг у.т/т н.т. В связи с этим разработка рациональных схем подсушки, размола и подачи угольной пыли в горелочные устройства котлов, а также высокоэффективного технологического оборудования является важным направлением повышения экономичности современных энергоблоков.

На первых этапах освоения технологии пылеугольного сжигания в США и в Германии отмечалось, что удельные затраты на пылеприготовление в схемах с прямым вдуванием пыли возрастают при разгрузке котлов, увеличении влажности угля, а поступления на ТЭС разных марок углей приводит к неустойчивой работе [6,7].

Централизованные разомкнутые системы пылеприготовления рекомендовались зарубежными фирмами для ТЭС, которые сжигают влажные угли, а также в случае более тонкого размола низкореакционных топлив в шаровых барабанных мельницах, где нельзя было применить схему прямого вдувания пыли [8,9].

Впоследствии в зарубежных странах эта проблема вышла за рамки подготовки топлива на ТЭС и была решена путем обогащения топлива и поставки на электростанции угля с хорошими теплотехническими и физическими свойствами.

В 30-40 гг. был пущен ряд электростанций: Шахтинская, Штеровская, Криворожская и Каширская ГРЭС с централизованными системами пылеприготовления. За исключением Криворожской ГРЭС, где подсушка угля осуществлялась в газовых барабанных сушилках (D = 2,8 м; L = 9,5 м; В = 10 т/ч), в остальных системах пылеприготовления сушка производилась в паровых трубчатых сушилках фирмы "Buckau" (Германия). Остальное оборудование, как правило, было также из Германии. Угольная пыль пневмовинтовыми насосами фирмы "AEG" подавалась в трубопроводы (D = 0,2-0,25 м, L = 150-250 м) и сжатым воздухом транспортировалась в бункера котлов. Разработку технологий, изготовление оборудования и пневмотранспортных установок осуществляли зарубежные фирмы, которые гарантировали соблюдение основных технико-экономических показателей.

Наиболее показательной по уровню разработки и опыту эксплуатации являлась централизованная разомкнутая система пылеприготовления Каширской ГРЭС, обеспечивающая угольной пылью, пять котлов паропроизводительно-стью Б = 170 т/ч каждый [10].

Необходимо отметить благоприятное влияние предварительной подсушки угля и улучшения его теплотехнических свойств, в совокупности со сбросом испаренной влаги из топлива в атмосферу на показатели работы котла в целом. Экономия топлива, связанная с затратами электроэнергии на тягу и дутье составила 1,0-1,5 % при этом обеспечивались низкие значения q4= 0,4-0,5 %, а затраты тепла на сушку угля, с учетом коэффициента ценности тепла пара -0,5-0,6 составили 2090-2500 кДж/кг. Электростанции с замкнутыми системами пылеприготовления имели q4 = 1,0-1,5 % [10].

Несмотря на имеющийся опыт освоения и исследования котлов при сжигании антрацитового штыба и влажных бурых углей Канско-Ачинского бассейна, оснащенных различными системами пылеприготовления, однозначных рекомендаций по их применению для мощных котлов не было сформулировано. Поэтому в 60х годах начались интенсивные исследования и проработки различных вариантов систем пылеприготовления для мощных энергоблоков.

Отечественная технология пылеприготовления в разомкнутых системах была разработана и реализована в 1968 г. на головных энергоблоках 500 МВт Назаровской ГРЭС, сжигающей влажный бурый уголь Канско-Ачинского бассейна и 800 МВт Славянской ГРЭС, работающей на АШ ухудшенного качества с включением шлама и промпродукта.

На энергоблоке 800 МВт централизованная система пылеприготовления включает три сушильно-размольные системы, оснащенные самыми мощными паровыми трубчатыми сушилками фирмы "2еша£" (Германия), поверхность нагрева которых 4070 м2 (Е) = 5,2 м; Ь = 8 м; п = 1570 шт.). Необходимо отметить, что в Германии только в 1956 г. была впервые изготовлена такая мощная паровая трубчатая сушилка. Поэтому подобные сушилки на отечественных ТЭС никогда не устанавливались и не исследовались. Кроме того, впервые в отечественной энергетике готовая угольная пыль транспортировалась сжатым воздухом по трубопроводам большой протяженностью до 650 м в бункеры котла 11111 - 200 паропроизводительностью 2500 т/ч.

Отсутствие опыта работы с мощными паровыми сушилками фирмы "Zemag" с поверхностью нагрева 4070 м на влажных углях Канско-Ачинского

• бассейна и АШ ухудшенного качества, а также методик расчета пневмотранс-портных установок и разомкнутых пылесистем не позволили обеспечить надежную и экономичную работу оборудования. Как показали испытания, с увеличением влажности АШ свыше 8,5 % происходило резкое уменьшение пропускной способности сушилок, пыль транспортировалась при недопустимых пульсациях давления среды в трубопроводах, производительность пнев-мотранспортных систем не превышала 50 % проектных показателей. В конечном итоге доля твердого топлива (по теплу), сжигаемого на энергоблоке 800 МВт не превышала 30 %.

Для поддержания нагрузки котла приходилось дополнительного сжигать мазут. Проблема совместного сжигания АШ с мазутом или газом в 80х годах особенно остро проявилась на общем фоне уменьшения теплоты сгорания АШ из-за увеличения зольности и поставки на электростанции шлама и промпро-дукта. Совместное сжигание приводило к ускорению загрязнения поверхностей нагрева, к снижению экономичности сжигания и другим негативным последствиям. Эта картина отмечалась и при сжигании других углей. Поэтому решение этой важной народнохозяйственной проблемы на энергоблоке 800 МВт было очень актуальной задачей.

Надо отметить, что проблема подсушки АШ была традиционно тяжелой. Попытки осуществить подсушку АШ топочными газами t = 800 иС) в трубах сушилках или в газовых барабанных сушилках (t = 700 °С) не увенчались успехом.

Комплекс централизованных систем пылеприготовления энергоблока 500 МВт включает пять технологических ниток (одна резервная). При подаче назаровского угля в паровые трубчатые сушилки фирмы "Zernag", оснащенных заводскими трубами (d = 100 мм), он подсушивается от Wrt= 39-41 до W= 1618 %. Из бункеров пыль пневмовинтовыми насосами подается в трубопровод и транспортируется сжатым воздухом на расстояние до 350 м в бункеры котла П-49, паропроизводительностью 1650 т/ч.

При первых пусках централизованных систем пылеприготовления энергоблока 500 МВт были выявлены аналогичные недостатки в работе технологического оборудования-

В то же время пневмотранспортные системы, оснащенные пневмовинтовыми насосами, надежно эксплуатируются на Эстонской ГРЭС, где в течение года перемещается до 2 млн. т сланцевой золы [11,12]. Такой же объем золы транспортируется по трубопроводам на Прибалтийской ГРЭС. Надо отметить, что надежная работа насосов при подаче золы объясняется тем, что по физическим свойствам она близка к цементу, на подачу которого и рассчитаны насосы.

Необходимо отметить, что отечественная промышленность не производила пневмовинтовые насосы для подачи угольной пыли. Согласно постановлению Совмина СССР от 3 декабря 1962 г. № 200, для головных энергоблоков 500 и 800 МВт Назаровской и Славянской ГРЭС Красногорский завод цементного машиностроения впервые изготовил для угольной пыли пневмовинтовые насосы. Конструктивные параметры насосов, их производительность и мощность электродвигателей были выбраны на основании опыта их эксплуатации на цементе, который имеет другие физико-механические свойства. Частично были использованы данные испытаний пневмотранспортной системы Каширской ГРЭС, где дальность транспортирования угольной пыли составила только 150 м. На основании этого ограниченного опыта были рассчитаны диаметры трубопроводов и скорости транспортирующего воздуха.

Надо подчеркнуть, что другого опыта не было. Тот отрывочный литературный материал по пневмотранспортным системам с трубопроводами длинной 150-250 м, как правило, носил описательный характер при рассмотрении результатов работы той или иной схемы подготовки топлива к сжиганию [6,9,10].

Такой подход к проектированию пневмовинтовых насосов и пнев-мотранспортных систем в целом отрицательно сказался на их работе. Производительность пневмотранспортных систем на первой стадии освоения головных энергоблоков не превышала 30-50 % проектной. Несоответствие транспортирующих скоростей воздуха и диаметров трубопроводов, равных 0,25-0,3 м, приводило к интенсивным отложениям угольной пыли в нижней части трубопроводов. В результате в трубопроводах отмечались повышенные сопротивления, недопустимые колебания давления среды (пульсации), приводящие к частым запрессовкам их угольной пылью и обрыву крепящих подвесок.

Таким образом, отсутствие научно обоснованной методики расчета мощных пневмовинтовых насосов и пневмотранспортных систем большой протяженности создало большие затруднения в обеспечении угольной пылью головных энергоблоков. Эта проблема усугубилась ненадежной работой паровых трубчатых сушилок фирмы "Zernag" при подсушке взрывоопасных бурых углей Канско-Ачинского бассейна и АШ ухудшенного качества.

Для решения этой важной проблемы потребовались проведение комплексных исследований разомкнутых систем пылеприготовления и пневмотранспортных установок энергоблоков 500 и 800 МВт, разработка методов их расчета и технологического оборудования.

Проблема была настолько напряженной, что согласно решению Минэнерго, Минэнергомаша и Миндоркоммунмаша СССР № 153 от 10.02.1972 г. для проведения этих исследований на Назаровской ГРЭС была сооружена крупномасштабная экспериментальная пневмотранспортная система с, подачей угольной пыли на расстояние до 350 м.

В процессе испытаний определились основные направления исследований, пути усовершенствования оборудования, интенсификации процессов подсушки топлива, движения угольной пыли в бункерах, в пневмовинтовых насосах и транспортных трубопроводах. Были разработаны методики расчета. Peaлизация результатов исследований и методик расчета позволили повысить производительность пылесистем почти в 2 раза.

Выполненные исследования технологий подготовки топлива в разомкнутых системах пылеприготовления энергоблоков 500 и 800 МВт, анализ и использование этих результатов определили новые подходы к решению проблем технического перевооружения энергетики, выбору рациональной технологии подготовки углей Канско-Ачинского бассейна для энергоблоков с суперсверхкритическими параметрами пара (р = 30 МПа; Ь = 600/600 °С).

В последнее время обострились проблемы по подготовке и использованию углей с повышенной зольностью, высоким содержанием серы и влаги, с обеспечением жестких экологических требований по выбросам в атмосферу оксидов серы и азота, которые регламентируются принятым в России стандартом (ГОСТ Р 50831 -95).

Для выполнения требований нормативов по удельным выбросам оксидов азота разрабатываются и внедряются технологические методы (режимные мероприятия, различные варианты ступенчатого сжигания угольной пыли, специальные малотоксичные горелки, подогрев пыли и т.д.) для пылеугольных котлов. Но в ряде случаев при реализации технологических методов на ТЭС возникают трудности по перераспределению тепловосприятия по элементам котла, увеличению температуры на выходе из топки, повышению потерь тепла с механической неполнотой сгорания, а также шлакованию поверхностей нагрева.

Отдельно стоит проблема по связыванию серы в дымовых газах. На зарубежных ТЭС в большинстве случаях эта проблема решается путем строительства дорогостоящих установок по связыванию серы. Для отечественной энергетики это потребует больших инвестиций, но проблема осложняется еще и тем обстоятельством, что на действующих котельных установках нет свободных площадей для размещения дополнительного вспомогательного оборудования.

Одним из комплексных решений этой сложной народнохозяйственной проблемы является разработка и внедрение экологически чистых технологий сжигания топлива в топках котлов с низкотемпературным стационарным и циркулирующим кипящим слоем. По расчетам и опыту освоения этих технологий сжигания углей выбросы оксидов азота находятся на уровне 300-350 мг/м3, а степень связывания серы составляет до 90%.

В этом случае необходимо: разработать технические требования к подготовке разных марок углей, наполнителя слоя и сорбентов; создать новые системы и нестандартное отечественное оборудование для подсушки и дозирования, а также решить проблемы транспортирования этих компонентов сжатым-воздухом по разветвленной сети трубопроводов и подачи их в определенном соотношении в зону горения.

Необходимо отметить, что отечественная технология сжигания угля в стационарном кипящем слое развивалась одновременно с работами по освоению котлов с кипящим слоем, проводимыми в США и в других развитых странах. Наиболее показательными являются котлы со стационарным кипящим слоем в США на электростанции "Rivesvill", (D = 135 т/ч; р = 9 МПа; t = 500 °С), "Shawnee", (D = 500 т/ч; р = 16 МПа; t = 540 °С).

Системы подготовки и подачи топлива включают следующие операции: подсушку угля; фракционирование; дозирование и подачу по разветвленной сети трубопроводов под кипящий слой.

Как показала практика освоения этой технологии за рубежом, наряду с решением проблем по сжиганию топлива, отдельно стоит проблема подготовки и подачи угля и сорбентов в топки котлов с кипящим слоем. Это понимание появилось не сразу, так как по условиям сжигания угля в топках котлов с кипящим слоем, зачастую не требуется их подсушка. Поэтому это негативно отражается на сроках освоения технологии сжигания топлива в кипящем слое. Так, например, пусконаладочные работы на котле электростанции "Shawnee" продолжались в течение двух лет.

В Японии эксплуатируется котел со стационарным кипящим слоем, паро-производительностью D = 1000 т/ч с пневматической транспортировкой топлива и сорбента под кипящий слой.

Согласно целевой комплексной научно-технической программы ОЦ. 002, утвержденной ГКНТ СССР, Госпланом СССР и Академией наук СССР, № 474/250/132 от 12.12.80 г., ВТИ является головной организацией по разработке систем подготовки и подачи топлива и наполнителя слоя для первого отечественного котла со стационарным кипящим слоем БКЗ 420-140 КС.

В энергетике имелся опыт транспортирования воздухом только угольной пыли и золы, поэтому во ВТИ для разработки и расчета систем дозирования-пневмотранспорта мелкофракционного и дробленого угля, наполнителя слоя был создан натурный модуль пневмотранспортных систем котла БКЗ 420-140 КС.

ВТИ разрабатывает также аналогичное оборудование и системы для подсушки и подачи подмосковного угля и АШ ухудшенного качества в топку котла Е-220-9,8-540-АФН ЦКС Несветай ГРЭС и для газификации кузнецких и бурых углей в газогенераторе горнового и поточного типа.

Для разработки этих систем использованы результаты исследований и опыт освоения оборудования разомкнутых систем пылеприготовления энергоблоков 500 и 800 МВт. А также результаты испытаний нестандартного оборудования системы подачи топлива и наполнителя слоя котла БКЗ 420-140 КС, экспериментальные данные, полученные в ходе исследований на натурном модуле пневмотранспортных систем во ВТИ.

Таким образом, выявилось, что изучение и исследование технологий пылеприготовления в разомкнутых системах и разработка новых схемных решений и нестандартного оборудования для подготовки и подачи топлива и сорбентов в установки экологически чистого сжигания угля органически связаны.

Следует подчеркнуть, что проведение процессов горения угля под давлением позволяет интенсифицировать эти процессы, уменьшить габариты парогенераторов (ВПГ). Сжатый воздух от компрессора под давлением 1,0-1,5 МПа подается через решетку под слой топлива высотой до 4 м, обеспечивает кипящий слой и окисление топлива. Для связывания серы, как и в котлах с кипящим слоем с атмосферным давлением подается сорбент. При повышенном давлении среды сечение топки с кипящим слоем уменьшается примерно в четыре раза, а скорости ожижения не превышают 0,9-1 м/с, что важно при наличие в слое испарительных и пароперегревательных поверхностей нагрева. Одним из достоинств этой технологии является то, что в этом случае коэффициенты теплопередачи возрастают в среднем в 4-5 раз.

В результате анализа результатов освоения технологии ПГУ КСД можно отметить, что экономичность этих установок выше в среднем на 10 % по сравнению с традиционными энергоблоками. Для углей с высокой теплотой сгорания и относительно низкой зольностью подачу топлива осуществляют в виде водоугольной суспензии (ПГУ КСД на ТЭС: "Вартан" Швеция, "Тидд" США). Но технология сжигания в кипящем слое, как правило, нацелена на сжигание низкосортных углей, поэтому в большинстве случае предпочтение отдается предварительной подсушке, измельчению и пневматической подаче аэросмеси по системе трубопроводов в зону горения.

Так в Испании имеются большие запасы бурых углей, влажность которых равна 15-25 %, зольность 20-50 %. Для парогазовой установки КСД на ТЭС "Эскатрон" мощностью 350 МВт подсушенный уголь и сорбент поступают на электростанцию и складируются в силосах. После измельчения уголь и сорбент через систему шлюзов транспортируются сжатым воздухом в топку. При эксплуатации наибольшие трудности вызывало оборудование подготовки угля и сорбента, ввод их смеси в топку котла

На опытной установке ПГУ в Грайметорпе (Англия) по транспортным трубопроводам с помощью сжатого воздуха транспортируется уголь в смеси с доломитом в зону горения.

Таким образом, для успешного освоения отечественной технологии сжигания низкосортного топлива в кипящем слое необходима предварительная подготовка и подсушка топлива. Кроме того, необходимо сформулировать технические требования к подготовке разных марок углей, наполнителя слоя и сорбентов, разработать системы и нестандартное отечественное оборудование по их подсушке, фракционированию, дозированию с использованием положительного опыта подготовки топлива для энергоблоков 500 и 800 МВт. А также решить проблемы по транспортированию дробленого топлива и сорбентов сжатым воздухом по разветвленной сети трубопроводов и подачи их в определенном соотношении в зону горения.

Интенсивно развиваются и внедряются комбинированные парогазовые установки с газификацией угля под давлением, что позволяет интенсифицировать газификацию практически всех марок углей и уменьшить габариты оборудования. Газификация осуществляется путем химических превращений содержащегося в угле углерода и водяных паров при высоких температурах с образованием смеси горючих газов (СО, Нг, СЩ). Наиболее проработанными технологиями являются: газификации угля в насыпном слое-горновой метод; в кипящем слое и в потоке.

Начиная с 50-х годов, большой комплекс исследований по газификации топлива горновым методом был проведен в ВТИ доктором техн. наук В.И. Бабий, Х.И. Колодцевым, С.И. Сучковым.

Процесс газификации кускового угля в газогенераторе горнового типа идентичен с процессами в горне доменных печей. Кусковое топливо (8 = 5-50 мм) поступает в газогенератор из бункера самотеком через систему шлюзования. Угольная пыль (8 = 0-1 мм) через систему шлюзования, сжатым воздухом по трубопроводам подается через фурмы в нижнюю часть слоя, где создается высокотемпературная зона горения. Следует отметить, что системы шлюзования и пневматической подачи мелкофракционного топлива с высокой концентрацией практически одинаковы для разных модификаций газогенераторов.

Для горнового процесса характерны высокая температура газа на входе в зону восстановительных реакций и продолжительное время пребывания кускового топлива в реакционной камере. Это обеспечивает газификацию даже низкореакционных топлив без обогащенного дутья. Необходимо отметить, что наибольшая степень преобразования химической энергии угля в теплоту сгорания генераторного газа достигается в газогенераторе горнового типа.

Первая опытно-промышленная ПГУ мощностью 170 МВт с газификацией угля в насыпном слое эксплуатировалась в ФРГ на ТЭС "Келлерман". Небольшая, с электрической мощностью 6,2 МВт опытная ПГУ с газификацией угля в насыпном слое на паровоздушном дутье сооружена фирмой "ВНЕЬ" в Индии. Особых трудностей с подачей подсушенного топлива не было, но большое количество мелочи приводит к увеличению гидравлического сопротивления слоя и, как следствие, нарушается процесс газификации угля. Поэтому авторы рекомендуют мелкую фракцию угля отделять и брикетировать. Связанные с брикетированием дополнительные затраты оцениваются всего около 0,5% от общей стоимости ТЭС.

В настоящее время разработка систем газификации в насыпном слое на паровоздушном дутье продолжаются в США фирмой "Дженерал Электрик" и на кислородном дутье в Англии фирмой "Бритиш Газ" и "Лурги". Имеется опыт газификации угольных брикетов размером до 50 мм, изготовленных из мелкой фракции угля и добавкой в качестве связующего нефтяного битума.

Таким образом, технология газификации угля в насыпном слое требует обеспечения высокой проницаемости слоя и, следовательно, исключает наличие большого количества мелкой фракции топлива. Поэтому решение проблемы предварительной подсушки угля с последующим фракционированием мелочи и ее брикетирования или агломерации является одним из основных вопросов в подготовке и подаче топлива в газогенератор с насыпным слоем. Наиболее интенсивно развивается технология газификации угля в потоке. Так, фирма "Шелл" разрабатывает систему газификации сухой угольной пыли в потоке на кислородном дутье. Перед газификацией уголь подсушивается и размалывается. При этом отмечается, что предварительная подсушка позволяет эффективно использовать влажные угли и осуществлять газификацию при высокой температуре (1370-1650 °С). Через шлюзовую систему угольная пыль сжатым воздухом транспортируется в газификатор.

В 1993 году пущена ПГУ в г. Буггенум (Голландия). Газификация пыли каменного угля производится под давлением 2,8 МПа при температуре

1500 °С на кислородном дутье. Топливо подготавливается в сушилках и мельницах. Угольная пыль подается в газификатор через шлюзовые системы. В 1996 г. после завершения пусконаладочных работ система подготовки и подачи топлива обеспечивает надежную работу ПГУ без режимных ограничений. Система пневмотранспорта угольной пыли в газификатор позволяет регулировать изменение расхода пыли от 40 до 100 %, что является одним из важных достижений в освоении этой технологии.

Следует отметить, что зарубежные фирмы к вопросам подготовки и подачи топлива в газогенераторные установки относятся также серьезно, как и к проблеме газификации угля в целом.

Этому подтверждение работы фирмы "Крупп-Копперс" (Германия), разрабатываемой газификацию угля по методу Пренфло. Отличительной особенностью является то, что подсушка, размол топлива осуществляется в отдельно стоящем здании в централизованных системах пылеприготовления (5412 т угля/сутки). Затраты от общей стоимости ПГУ составляют только 8 %, что хорошо корреспондируется с затратами по централизованным системам пылеприго-товления энергоблоков 500 и 800 МВТ Назаровской и Славянской ГРЭС.

На основе технологии Пренфло разрабатывается демонстрационная ПГУ мощностью 300-320 МВт для ТЭС "Пуэртолано" (Испания). Институтом топлива в г. Фрайберге разработана технология газификации угольной пыли в потоке на кислородном дутье. На первой стадии освоения основные трудности в работе газогенераторов были связанны с обеспечением надежной работы систем шлюзования и подачи топлива в зону, находящуюся под давлением среды, равной 0,1-0,2 МПа.

Следует подчеркнуть, что проведение пусконаладочных. работ и весь цикл освоения технологии газификации угля за рубежом, как правило, осуществляется весьма интенсивно, а выявленные недостатки в работе оборудования в рабочем порядке устраняются. Этому пример освоения ПГУ мощностью 120 МВт на ТЭС "Кул Уотер". Строительство ПГУ завершено в течение 2,5 лет. За первые 3 года эксплуатации количество пусков ПГУ составило 240 раз, в том числе только 146 раз успешно. Общее количество пусков за 5 лет эксплуатации превысило 510 раз, при этом аварийных остановов было 316. В конечном итоге ПГУ и вспомогательное оборудование было надлежащим образом освоено и в настоящее время надежно работает.

Поэтому освоение в России новых технологий сжигания, газификации угля потребует не только решения чисто научно-технических, финансовых проблем, но и в большей части организационных трудностей.

В России по технологии ОБР проводятся работы по созданию ПГУ мощностью 300 МВт с газификацией березовского угля. Для ПГУ ВТИ разрабатывает схему и нестандартное оборудование по подсушке угля и подаче пыли с высокой концентрацией.

На действующих установках с газификацией угля в кипящем слое на ТЭС "Трейсли" подсушенный уголь <6,5 мм и известняк вводятся в газогенератор снизу, через специальный трубопровод. Подобная схема, но с подсушкой угля в сушилке с кипящим слоем и пневмотранспортом топлива предусматривается на установке "КоВга" ТЭС "Гольденберг вблизи г. Хюрт юго-восточнее г. Кельна.

Таким образом, основные операции по подготовке топлива и сорбентов, как для котлов с кипящим слоем, так и для газогенераторных установок, работающих под давлением среды, сводятся к следующему: подсушка; фракционирование; дозирование и подача сжатым воздухом в зону горения, находящуюся под давлением среды.

Поэтому разработка, расчет и освоение систем и оборудования по подготовке и пневмотранспорту топлива и сорбентов для экологически чистых технологий сжигания угля является перспективным, и актуальным направлением в энергетике.

Целью диссертационной работы является комплексное исследование технологий пылеприготовления в разомкнутых системах головных энергоблоков 500 и 800 МВт, создание и совершенствование эффективного технологического оборудования, разработка научно обоснованных методик расчета и проектирование разомкнутых пылесистем для энергоблоков с суперсверхкритическими параметрами пара и ТЭС при замещении сжигания газа и мазута твердым топливом. А также разработка новых технологий подготовки и транспортирования дробленого угля, наполнителя слоя и сорбентов для экологически чистого сжигания в котлах со стационарным или циркулирующим кипящим слоем и в газогенераторных установках, их внедрение при техническом перевооружении энергетики.

Работа состоит из введения, восьми глав, выводов с рекомендациями, списка литературных источников и приложений.

Во введении обоснована актуальность, научная и практическая значимость проблемы, даны общая характеристика и аннотация основных результатов диссертационной работы.

В первой главе проанализировано развитие и обобщен опыт освоения технологии пылеприготовления в разомкнутых системах в США и Германии. Эти системы рекомендовались зарубежными фирмами для ТЭС, которые сжигают влажные и разные по качеству угли. Показаны основные технико-экономические предпосылки оснащения этими системами головных энергоблоков 500 и 800 МВт Назаровской и Славянской ГРЭС.

Рассмотрены процессы теплообмена в газовых и паровых сушилках при подсушке углей разных марок, приведен обзор работ о движении и гидродинамике концентрированных двухфазных потоков с использованием критериев подобия, с учетом имеющихся особенностей пневмотранспортных систем, методик расчета транспортирующих скоростей воздуха, геометрических размеров и аэродинамического сопротивления трубопроводов большой протяженности. Отдельно изучены проблемы, связанные с процессами движения пыли в бункерах, в пневмовинтовых насосах разных конструкций, которые практически до 70-х годов не исследовались.

Рассмотрены' также современные системы подсушки, дозирования и транспортирования топлива, инертных материалов и сорбентов для экологически чистых технологий сжигания угля в топках котлов с кипящим слоем и в газогенераторных установках, предназначенных для технического перевооружения энергетики.

Таким образом, можно сделать вывод, что основные технологические операции в разомкнутых системах пылеприготовления и в новых системах подсушки и пневмотранспорта топлива и сорбентов для экологически чистых технологий сжигания угля идентичны. Поэтому полученные результаты исследований разомкнутых пылесистем энергоблоков 500 и 800 МВт были использованы для разработки унифицированного оборудования и методов расчета новых технологий подготовки топлива.

В результате анализа и обобщения имеющихся схемных решений, конструктивных особенностей технологического оборудования для подсушки, размола и пневматического транспортирования топлива и сорбентов сформулированы цели и задачи исследований, разработки методик расчета отечественного оборудования, мощных пневмотранспортных систем для подачи не только угольной пыли, но и дробленого угля, наполнителя слоя и сорбентов.

Вторая глава посвящена методикам измерений, разработке уточненных методик проведения комплексных исследований и испытаний оборудования мощных, разомкнутых систем пылеприготовления энергоблоков 500 и 800 МВт, систем подготовки и подачи дробленого угля и наполнителя слоя в секции котла БКЗ 420-140 КС, промышленных и крупномасштабных экспериментальных пневмотранспортных систем, пневмовинтовых насосов, обработке и оценке результатов промышленных исследований.

Перед проведением испытаний проводилась большая серия наладочных работ для обеспечения заданных режимов эксплуатации оборудования, систем и измерительных схем. Поэтому наладочные работы представляют собой важный этап организации экспериментальных исследований, определяющих достоверность полученных результатов.

В третьей главе представлены результаты комплексных исследований технологического оборудования и приведены конкретные итоги повышения надежности и технико-экономических показателей самых мощных централизованных систем пылеприготовления энергоблоков 500 и 800 МВт. В результате проведенных исследований на энергоблоках 500 и 800 МВт разработаны и реализованы новые подходы и научно-технические решения по интенсификации теплообмена в паровых панельных сушилках, внедрены также новые способы подсушки угля. Разработана комплексная методика расчета централизованных разомкнутых систем пылеприготовления. Выполненная работа способствовала решению важной народнохозяйственной проблемы по освоению головных энергоблоков 500 и 800 МВт.

Четвертая глава посвящена исследованиям процессов движения концентрированных потоков аэросмеси угольной пыли при изотермическом течении воздуха в горизонтальных и вертикальных участках трубопроводов большой протяженности, изучению влияния концентрации пыли разной крупности, скоростей воздуха на аэродинамическое сопротивление трубопровода, и на стационарность режимов транспортирования. Показано, что при рассмотрении процессов движения концентрированных потоков аэросмеси и расчете пнев-мотранспортных систем предпочтительнее руководствоваться значением критерия ¥т, определяющим соотношение инерционных и гравитационных движущегося потока.

Представлены полученные формулы по расчету геометрических размеров трубопроводов, коэффициента сопротивления движению аэросмеси. Исследование транспортирования дробленого угля показало, что в отличие от транспортирования пыли этот коэффициент возрос от 0,7 до 1,1, а для цементного клинкера до 1,4, граничные числовые значения критерия Фруда также выросли и равны 300-350. Полученные результаты исследований позволили разработать уточненную методику расчета геометрических размеров трубопровода, его сопротивления с учетом предельно допустимых значений давления среды и физико-механических свойств материалов.

В пятой главе рассматриваются результаты исследования процессов движения угольной пыли в бункерах, изучения влияния высоты столба пыли, и аэрации ее воздухом в районе выпускной течки на распределение статического и динамического давлений в слое пыли и на надежность и производительность пневмовинтовых насосов и пневмотранспортных систем в целом. Показано, что высота пыли в бункере равная 3-3,5 м является переходной зоной, как при статическом состоянии пыли в бункере, так и в динамике, когда происходит трансформация режимов ее движения и нарушение стабильности ее истечения. Результаты исследований использованы для решения подобных задач для систем дозирования топлива и сорбентов в котлы с кипящим слоем.

В шестой главе приведены результаты исследований процессов движения угольной пыли, дробленого угля, наполнителя слоя в межвитковом пространстве быстроходного шнека пневмовинтового насоса, пути усовершенствования их конструкций, с учетом физико-механических свойств транспортируемых топ-лив и других материалов. Показано, что пропускная способность пневмов1ин- -тового насоса возрастает пропорционально увеличению частоты вращения шнека, но удельные затраты мощности на перемещение 1 т пыли изменяются незначительно. При дальнем транспортировании сыпучих материалов не рационально снижать частоту вращения шнеков пневмовинтовых насосов, рекомендуемая частота равна 990 об/мин. Приведены формулы, полученные по определению частоты вращения пыли и других сыпучих материалов в межвитковом пространстве шнека и для расчета мощности пневмовинтовых насосов.

Седьмая глава посвящена рассмотрению результатов графоаналитического исследования и разработке модели механизма движения и выдачи угольной пыли, дробленого угля и сорбентов из межвиткового пространства быстроходного шнека в трубопровод, находящийся под давлением среды, влияния физических свойств транспортирующих материалов на затраты мощности и производительность пневмовинтового насоса. Приведена разработанная методика расчета геометрических параметров шнеков, производительности и затрат мощности насосов при подаче топлива, наполнителя слоя и сорбентов в топки котлов с кипящим слоем.

В результате разработанной модели механизма движения угольной пыли и наполнителя слоя, ОАО "ВТИ" совместно с Красногорским заводом цементного машиностроения впервые разработали промышленный пневмовинтовой насос НПВу-10 с расчетными угловыми параметрами шнека и регулируемой частотой его вращения. Геометрические параметры шнека и конструктивные размеры насоса, его пропускная способность и мощность рассчитаны по разработанной методике. Насосы предназначены для подачи мелкофракционного и дробленого угля, инертных наполнителей слоя и разного рода сорбентов в топки котлов со стационарным и циркулирующим кипящим слоем. Восемь ком-плеетов промышленных насосов установлены на котле БКЗ 420-140 КС Барнаульской ТЭЦ-3 (см. приложение №1).

В восьмой главе сформулированы технические требования к подготовке углей разных марок, наполнителя слоя и сорбентов для разомкнутых систем подготовки и подачи топлива в котлы со стационарным и циркулирующим кипящим слоем. Приведены результаты разработки новых технологий и разработки систем и нестандартного оборудования для подготовки, подсушки, дозирования и транспортирования сжатым воздухом по трубопроводам топлива, инертных материалов и сорбентов для котлов со стационарным и циркулирующим кипящим слоем БКЗ 420-140 КС Барнаульской ТЭЦ-3 (см. приложение №1); Е-220-9,8-540 АФН ЦКС Несветай ГРЭС; для газогенератора горнового типа ОПГу-250.

В соответствие с целевой комплексной программой, утвержденной РАО "ЕЭС России" и ОАО "Алтайэнерго", в течение 1996-2003 гг. на Барнаульской ТЭЦ-3 успешно проведена серия растопок на сыром угле первого экологически чистого котла со стационарным кипящим слоем БКЗ 420-140 КС. В процессе испытаний котла получены параметры пара, близкие к проектным показателям. Пар подавался в выносные подогреватели сетевой воды с последующей подачей тепла в систему отопления города. Полученные автором экспериментальные данные использованы при разработке систем подсушки и подачи АШ ухудшенного качества и сорбента (СаСОз) для котла с циркулирующим кипящим слоем Е-220-9,8-540 АФН ЦКС Несветай ГРЭС.

Результаты исследований легли в основу разработанных технических решений и расчетов разомкнутых систем пылеприготовления и нестандартного оборудования для котла с суперсверхкритическими параметрами пара (р = 30 МПа; I = 600/600 °С) энергоблока мощностью 550 МВт.

Результаты научно-исследовательской работы внедрены в учебном процессе и НИР кафедры "Котло- и реакторостроения" Алтайского государственного технического университета (см. приложение №2).

Ступенчатая система сжигания угольной пыли предъявляет более высокие требования к ее структуре и тонине помола. В предлагаемом решении использование отечественных среднеходных валковых мельниц для измельчения углей Канско-Ачинского бассейна (березовский уголь) стало возможным благодаря его предварительной подсушке в паровой панельной сушилке.

Использование в качестве теплоносителя тепла уходящих газов котла в сочетании с отборным паром турбины повышает КПД котла на 1,8-2 %, суммарная экономия топлива составит примерно 3,5 %.

Разработана также унифицированная технологическая схема обогащения угля Канско-Ачинского бассейна с использованием паровых панельных сушилок и с проведением энергоемких операций по подсушке и гранулированию топлива в регионах добычи. Как показывают расчеты, теплота сгорания готового продукта возрастет до 23000-25000 кДж/кг, в итоге при перевозке высококалорийного топлива сокращаются объемы перевозимого балласта, исключаются его смерзаемость и самовозгорание, и требуются минимальные технологические операции перед сжиганием на ТЭС. Высококалорийное топливо рекомендуется для пылеугольного сжигания, а также для газификации в газогенераторах горнового типа на ТЭС в европейской части России.

Автор защищает следующие основные положения диссертационной работы.

1. Результаты комплексных исследований, модернизации и внедрения усовершенствованных элементов и оборудования, освоения мощных разомкнутых пылесистем энергоблоков 500 и 800 МВт Назаровской и Славянской ГРЭС, обоснование полученных технико-экономических показателей.

2. Результаты промышленных и стендовых исследований пневмовинто-вых насосов, дифференцированного подхода к расчету затрат мощности и пропускной способности пневмовинтовых насосов, анализу влияния геометрических параметров быстроходного шнека, физико-механических свойств транспортирующего материала, давления несущей среды в трубопроводе на эти показатели.

3. Модель механизма движения угольной пыли, наполнителя слоя и сорбентов в межвитковом пространстве быстроходного шнека пневмовинтового насоса, создания на выходе из шнека герметичной "пылевой пробки" и выдачи этих компонентов в трубопровод, находящийся под давлением среды; полученные аналитические выражения для расчета потребляемой мощности насосов при движении материалов на разных участках шнека.

4. Методику расчета геометрических параметров и пропускной способности быстроходного шнека, затрат мощности пневмовинтового насоса при подаче угольной пыли, дробленого угля, инертного наполнителя слоя и сорбентов. Новые конструктивные решения, использованные в разработке отечественных пневмовинтовых насосов НПВу-10, оснащенных камерами смешения с улучшенной аэродинамикой для подачи топлива и сорбентов в топку первого отечественного котла БКЗ 420-140 КС. Реализацию полученных результатов для новых систем подсушки и подачи топлива и сорбента в топку котла с циркулирующим кипящим слоем Е-220-9,8-540 АФН ЦКС Несветай ГРЭС и газогенераторов горнового и поточного типа.

5. Результаты исследования процессов движения двухфазных концентрированных потоков угольной пыли по трубопроводам большой протяженности (до 600 м); дробленого угля, наполнителя слоя (шлак 0-5 мм) на большие расстояния, изучения нестационарных процессов движения концентрированных потоков аэросмеси, механизма сепарации и отложения угольной пыли на нижнюю стенку горизонтального трубопровода, появления колебаний (пульсаций) давления среды по длине трубопровода, предложенную систему определяющих критериев подобия и экспериментальное обоснование численных границ критерия Фруда, граничных условий, которые обеспечивают стационарность движения аэросмеси.

6. Уточненную методику расчета геометрических параметров трубопроводов для широкой гаммы транспортируемых материалов, включая расчет транспортирующих скоростей воздуха при изотермическом его расширении по длине трубопровода, геометрических размеров трубопроводов, обеспечивающих беспульсационные режимы транспортирования, аэродинамическое сопротивление трубопроводов большой протяженности, рекомендации по трассировке трубопроводов и выбору основного оборудования, включая воздуходувные машины.

7. Полученные формулы по расчету основного коэффициента сопротивления движению аэросмеси К, учитывающие влияние концентрации пыли разной крупности. Формулы по расчету диаметра трубопровода, учитывающие оптимальные значения критерия Фруда, при котором исключаются отложения пыли, дробленого угля и наполнителя слоя в трубопроводах и появления низкочастотных пульсаций давления среды.

8. Положение о комплексном подходе при расчете пневмотранспортных систем во взаимосвязи частных решений и режимных особенностей по элементам (бункер, пневмовинтовой насос, транспортный трубопровод) и физико-механических свойств материалов. Вывод о нецелесообразности применения пневмокамерных насосов для подачи угольной пыли в трубопроводы дальнего транспорта в бункера котлов ТЭС.

9. Результаты и методы исследований процессов движения угольной пыли и других сыпучих материалов в бункерах пневмотранспортных систем, определение переходных режимов движения и влияние этих факторов на стационарность работы пневмотранспортных систем в целом. Разработку и обеспечение режимов движения для надежной работы и дозирования пневмовинтовыми насосами угольной пыли, дробленого угля, наполнителя слоя и сорбентов и подачи их в топки котлов с кипящим слоем.

10. Новые схемные решения по подготовке топлива, наполнителя слоя и сорбентов, расчеты процессов дозирования и подачи этих компонентов сжатым воздухом по разветвленной сети трубопроводов для котлов со стационарным и циркулирующим кипящим слоем и газогенератора горнового типа.

11. Исследование в промышленных условиях процессов подсушки взрывоопасного бурого назаровского угля и АШ ухудшенного качества в паровых трубчатых сушилках фирмы "Zernag", с поверхностью нагрева 4070 м2, с вводом в сушилку отработанного запыленного воздуха мельничной системы. Новые конструкции и методики расчета паровых панельных сушилок и пневмо-винтовых насосов.

12. Результаты испытаний системы и нестандартного оборудования для подсушки шлака в установке с кипящим слоем и подаче готового наполнителя слоя по пневмотранспортным системам в секции котла БКЗ 420-140 КС.

13. Новые технологии, схемные решения и их расчетные технико-экономические показатели по разомкнутым пылесистемам и пневмотранспортным установкам для разрабатываемого котла энергоблока 550 МВт с супер-сверхкритическими параметрами пара, предназначенного для сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна.

14. Результаты разработки и технико-экономических расчетов по обоснованию обогащения влажных углей Канско-Ачинского бассейна на перерабатывающих энергетических комплексах, задействованных в тепловом цикле действующих ТЭС Сибири. Вывод об экономической целесообразности транспортирования этих углей железнодорожным транспортом и сжигания на ТЭС в европейской части России.

Работа выполнена во Всероссийском дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническом научно-исследовательском институте ОАО "ВТИ". Исследования проводились на промышленных разомкнутых системах пылепри-готовления и пневмотранспортных установках головных энергоблоков 500 и

800 МВт Назаровской и Славянской ГРЭС. А также на крупномасштабных пневмотранспортных системах по дозированию и подаче угольной пыли, дробленого угля, наполнителя слоя и на системах подготовки и подачи топлива и наполнителя слоя котла со стационарным кипящим слоем БКЗ 420-140 КС, установленным на Барнаульской ТЭЦ-3.

Работа проводилась в соответствие с целевой комплексной научно-технической программой ОЦ. 002, утвержденной ГКНТ СССР, Госпланом СССР и Академией наук СССР от 12.12.80 г. № 474/250/132. Отраслевой научно-технической программой - 0,03 "Создание и совершенствование котельных установок ТЭС, подготовки и сжигания топлива, разработка воднохимических режимов ТЭС", задание № 01.04.01, федеральной научно-технической программы "Экологически чистая энергетика". А также с учетом координационного плана по пуску, освоению и исследованию котла КЗ 420-140 КС ст. №6 Барнаульской ТЭЦ-3 с кипящим слоем, утвержденной Министерством энергетики и электрификации СССР от 08.09.1990 г.

Материалы диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях Ивановского энергетического института в 1973-1974 гг.; Советско-Финском симпозиуме по проблемам сжигания низкосортных твердых топлив в 1983 г.; Всероссийском семинаре по горению энергетических углей (г. Москва, 1998 г.); семинаре "Новые технологии сжигания угля на ТЭС" (Алтайский ГТУ, 1998 г.); на Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы использования Канско-Ачинских углей на электростанциях" (г. Красноярск, 2000 г.); Всероссийском научно-техническом семинаре "Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем" (г. Москва, 2001 г.); в ОАО НПО "ЦКТИ", ОАО "Сибэнергомаш", ОАО "Белэнергомаш", ОАО "ВНИПИЭнер-гопром", ОАО "Тяжмаш".

В диссертации представлены результаты исследований, опубликованные в течение 27 лет в центральных научных журналах, сборниках, трудах научных конференций и симпозиумах. Всего по теме диссертации опубликовано 43 научных труда, в том числе 11 авторских свидетельств на изобретение и патентов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Выполненные исследования технологий и оборудования для подготовки и транспортирования топлива в разомкнутых системах пылеприготовления энергоблоков 500 и 800 МВт позволили создать методики расчета, разработать высокоэффективную отечественную паровую панельную сушилку для подсушки влажных углей и сорбентов, выполнить обоснование, разработать и оснастить отечественным оборудованием разомкнутую систему подготовки углей Канско-Ачинского бассейна для энергоблока с суперсверхкритическими параметрами пара, разработать и внедрить новые технологии подготовки и подачи топлива для сжигания в топках котлов со стационарным, циркулирующим кипящим слоем и в газогенераторных установках, предназначенные для технического перевооружения энергетики.

2. Исследования процессов сушки бурого угля и АШ подтвердили, что в паровой трубчатой сушилке основная доля тепла к углю передается в процессе кондуктивного теплообмена. Разработаны и реализованы научно-технические решения, позволяющие интенсифицировать теплообмен в паровых панельных сушилках и использовать новые способы подсушки топлива. Внедрены три модернизированные паровые панельные сушилки, их пропускная способность при работе на АШ повышена более чем в 2 раза, увеличен почти в три раза удельный съем влаги с единицы греющей поверхности, металлоемкость сушилок снижена на 20 % . Подобные сушилки рекомендуются и для пы-лесистем энергоблока 500 МВт Назаровской ГРЭС.

3. Разработана уточненная методика расчета геометрических и технологических параметров паровых панельных сушилок, учитывающая результаты лабораторных исследований кинетики сушки углей и сорбентов, что позволяет распространить методику на широкую гамму углей с различными физико-механическими свойствами. Полученные экспериментальные данные позволили разработать отечественную паровую панельную сушилку ППС-5 х 8, ее конструкция защищена патентом № 2059953.

4. Установлено, что предварительная подсушка угля до влажности, близкой к гигроскопической, повышает эффективность измельчения: затраты электроэнергии на измельчение подсушенного угля уменьшаются в среднем на 15-20 %, а интенсивность износа размольных элементов сокращается более чем в 2 раза. По сравнению с индивидуальными системами пылеприготовления в паровых сушилках экономия тепла на сушку выше в среднем на 21,5 кг у. т/т влаги за счет использования отборного пара турбины с низким коэффициентом ценности тепла.

5. Выявлено, что суммарные затраты на пылеприготовление не превышают 5,5 % общего расхода угля на энергоблок 500 МВт, в том числе по системам: сушильной 68 %, мельничной 20 %, пневмотранспортной 7,7 % и вспомогательному оборудованию 4,5 %. Основные затраты тепла и электроэнергии приходятся на экономически выгодные операции, связанные с подсушкой и измельчением угля, в итоге суммарные затраты на пылеприготовление котла П-49 не превышают затрат индивидуальных систем с прямым вдуванием пыли.

6. В процессе исследования движения угольной пыли по трактам пнев-мотранспортных систем выявлена четкая взаимосвязь режимов ее движения в бункерах, пневмовинтовых насосах и трубопроводах большой протяженности, разработаны методики по обеспечению стабильности работы и повышению технико-экономических показателей мощных пневмотранспортных систем в целом.

7. Получены новые экспериментальные данные влияния концентрации пыли, сорбентов, дробленого угля, скорости воздуха и других параметров на сопротивление трубопровода, а также формулы для расчета диаметров и коэффициента пропорциональности, входящего в основную формулу расчета сопротивлений трубопроводов. Разработана методика расчета пневмотранспортных систем, в соответствие с которой создана и смонтирована подобная пнев-мотранспортная установка для котла с кипящим слоем БКЗ 420-140 КС с перспективой ее установки и для котла Е-220-9,8-540 АФН ЦКС и газогенератора горнового типа ОПГу-250.

8. Выявлен механизм нестационарных режимов транспортирования и появления пульсаций давления среды. Показано, что при уменьшении концентрации аэросмеси, увеличении крупности пыли или диаметра трубопровода вероятность появления пульсаций возрастает. Рассмотрена система определяющих критериев подобия и выполнено экспериментально - расчетное обоснование численных значений критерия Фруда, граничных условий, концентрации и крупности пыли, дробленого угля и сорбентов, обеспечивающих стационарность движения аэросмеси в трубопроводах при изотермическом расширении воздуха.

9. Разработана модель механизма движения топлива и сорбентов в меж-витковом пространстве быстроходного шнека пневмовинтового насоса, возникновения герметичной "пылевой пробки" и выдачи материала в зону, находящуюся под избыточным давлением среды, получены аналитические выражения для расчета мощности пневмовинтовых насосов. Это позволило выявить, что при изменении давления среды в трубопроводе осевое усилие со стороны лопасти шнека на объем пыли изменяется за счет увеличения площади контакта материала с поверхностью витка, то есть за счет роста "пылевой пробки".

10. В соответствие с разработанной моделью движения топлива и методикой расчета пневмовинтовых насосов определено, что 75% затрат мощности приходится на вращение "пылевой пробки" в зоне выходного витка, который от общей длины шнека занимает всего 20 %. Разработаны пневмовинтовые насосы НПВу-10. Восемь насосов изготовлены и внедрены на первом отечественном котле со стационарным кипящим слоем БКЗ 420-140 КС Барнаульской ТЭЦ-3, подобные насосы предусмотрены для котла Е-200-9,8-540 АФН ЦКС Несветай ГРЭС.

11. Разработаны и реализованы новые методы исследования процессов распределения статических и динамических усилий в слое угольной пыли, ее движения в бункерах и определены границы переходных уровней, оказывающих влияние на стационарность истечения пыли и область существования гидравлического и канального режимов движения, выявлено влияние этих факторов на производительность пневмовинтовых насосов и режимы транспортирования.

12. Показано, что многие электростанции вынуждены сжигать уголь, отличающее от проектных показателей, это приводит к дефициту пыли и необходимости сжигать мазут. Размещение у котла дополнительного оборудования или мельниц повышенной производительности практически невозможно. Подобная проблема возникает при переводе ТЭС, сжигающих мазут или газ на твердое топливо. Обоснована возможность применения разомкнутой пылеси-стемы с установкой оборудования в отдельно стоящем здании и подачей готовой пыли по пневмотранспортным системам в котельный цех.

13. Впервые в энергетике внедрены и испытаны системы и нестандартное оборудование для подсушки, фракционированию и транспортированию наполнителя слоя по трубопроводам воздухом в секции котла БКЗ 420-140 КС. Реализовано использование шлака (5 = 1-5 мм) в качестве наполнителя слоя, пнев-мовинтовые насосы и пневмотранспортные системы подачи шлака обеспечивают его дозирование от 1 до 50 т/ч. В процессе работы котла с подачей угля в две секции получены параметры пара, близкие к проектным показателям.

14. Экспериментальные данные, полученные в ходе испытаний систем и оборудования для подготовки и подачи топлива, наполнителя слоя котла БКЗ 420-140 КС, использованы при разработке систем подсушки, расчетах геометрических параметров пневмовинтовых насосов, транспортных трубопроводов для подачи АШ и сорбенГов в топку котла с циркулирующим кипящим слоем Е-220-9,8-540 АФН ЦКС Несветай ГРЭС. Малогабаритные котлы со стационарным и циркулирующим кипящим слоем рекомендуются для технического перевооружения энергетики.

15. Разработана разомкнутая система пылеприготовления и нестандартное оборудование для котла с суперсверхкритическими параметрами пара энергоблока 550 МВт. Современные технологии сжигания угольной пыли предъявляют более высокие требования к ее структуре и тонине помола. Предложено применить отечественные среднеходные валковые мельницы для измельчения углей Канско-Ачинского бассейна (березовский уголь), что стало возможным благодаря его предварительной подсушке в паровой панельной сушилке. Показано, что предварительная подсушка влажного березовского угля со сбросом испаренной влаги в атмосферу снижает габариты котла, повышает его КПД в среднем на 2 %, а суммарная экономия топлива составит около 3,5 %.

16. Разработана унифицированная технологическая схема по обогащению угля Канско-Ачинского бассейна с использованием паровых панельных сушилок и проведением энергоемких операций по гранулированию топлива в регионах добычи. Как показывают расчеты, теплота сгорания готового продукта возрастет до 23000-25000 кДж/кг, в итоге при перевозке высококалорийного топлива сокращаются объемы перевозимого балласта, исключаются его смер-заемость и самовозгорание. Высококалорийное топливо рекомендуется для пы-леугольного сжигания, а также для газификации в газогенераторах горнового типа на ТЭС в европейской части России.

414

1. Бычков A.M. Топливная политика в энергетике России // Всероссийский научно-технический семинар: Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем. М.: РАО "ЕЭС Россия" ВТИ. 2001. С.142-144.

2. Подгорбунский Н.И., Юдин Я.М. Пылеприготовительное устройство Криворожской районной электростанции // Электрические станции. 1930. №10.

3. Шицман С.Е. Современное состояние вопроса о сушке и размоле угля // Электрические станции. 1930. № 2. С.83-91.

4. Ветчинский ЯЛ. Подготовка и эксплуатация больших электрических станций на угольной пыли//Тепло и сила. 1927. № 9. С. 14-18.

5. Алмазов С.И. Эксплуатация пылеприготовительного центрального устройства//Электрические станции. 1930. № 3. С.125-137.

6. Васильев И.С., Касимов В.И., Калинин Г.А. Опыт эксплуатации Каширской ГРЭС. М.: Госэнергоиздат, 1956. 165 с.

7. Макатурин Б.И., Дмитриев П.Н., Гудкин М.З. Усовершенствование систем золопогрузочного узла на Эстонской ГРЭС // Электрические станции. 1979. № 8. С. 20-24.

8. Технико-экономическое обоснование увеличения прибалтийских сланцев и комплексного их исследования // Энергетик. 1978. № 2. С. 3-5.

9. Шкроб М.С. Испытание по размолу и сжиганию кузнецких углей в Германии на электростанции "Крафтверк-Вест" // Электрические станции. 1931. № 8. С. 492-518.

10. Нови В.О., Липпе Б.К. Испытание котла Бабкок-Вилькокс на Штеровской ГРЭС с порошковой топкой французского типа на антрацитовом штыбе // Известия теплотехнического института. М.: Госэнергоиздат, 1929. № З.С. 328.

11. Ворошилов А.П. Барабанный сушильный агрегат. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1934. с.

12. Михайлов Н.М. Теория и тепловой расчет барабанных сушилок. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: 1951. 293 с.

13. Федоров И.М. К вопросу о расчете процесса сушки во взвешенном состоянии // Известия ВТИ. №> 11. М.: 1949. С. 26-31.

14. Федоров И.М. Теория и расчет процесса сушки во взвешенном состоянии. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1955. 175 с.

15. Немов A.B. Освоение и эксплуатация центрального пылеприготовления Каширской ГРЭС // Тепло и сила. № ю. 1934. С. 13-18.

16. Маршак Ю.Л., Кузнецов Н.В., Дик Э.П. Основные положения для проектирования котельных агрегатов на березовском угле // Вопросы сжигания канско-ачинских углей в мощных парогенераторах. Красноярск, 1973. С. 6-13.

17. К вопросу о выборе рациональной схемы пылеприготовления к котлоагре-гатам с твердым шлакоудалением, предназначенных для сжигания канско-ачинских углей / Н.М. Михайлов, Ю.Л. Маршак, С.И. Сучков, И.А. Шингель //

18. Сб.: Вопросы сжигания канско-ачинских углей в мощных парогенераторах. Красноярск, 1973. С. 299-311.

19. Баскаков А.П., Мацнев В.В., Распопов И.В. Котлы и топки с кипящим слоем. М.: Энергоатомиздат, 1995. 352 с.

20. Павлов Ю.Г. Исследование природы механического недожога топлива в топках с кипящим слоем и разработка путей увеличения их экономичности. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: 1987.

21. Бородуля В.А., Мацнев В.В., Епанов Ю.Г. и др. Расширение заторможенных горизонтальными пучками труб кипящего слоя крупных частиц // Инженерно-технический журнал. 1988. Т. 54. № 6. С. 989-995.

22. Мацнев В.В., Штейнер И.Н., Горелик Б.И. Испытание топочного устройства с кипящим слоем. // Теплоэнергетика. 1983. № 4. С. 10-13.

23. Рассудов Н.С., Мацнев В.В., Бургвиц К.А. Опытно-промышленный котлоаг-регат КПВ-КС-5,7-14-180 с топкой кипящего слоя // Энергомашиностроение. 1978. № 12. С. 1-3.

24. Горбис З.Р. Теплообмен и гидродинамика дисперсных, сквозных потоков. М.: Энергия, 1970. 423 с.

25. Тодес О.М. Методы и процессы химической технологии // Сборник трудов АН СССР. М.: 1955.100с.

26. Забродский С.С. Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном слое. M. JI.: Госэнергоиздат, 1963. 488 с.

27. Stingfellax Т. Startur and Jnitral Operation of Rivesville 30 MW Fluid Bed Boiler // Доклад на 4-ой Международной конференции по сжиганию угля в кипящем слое. Вашингтон. 1977.

28. Brien W.B., Hill M.K. TVA'S/ 160MW/.Shawnee Atmospherie Fluidized Bed Combustion (AFBC) Demonstration Unit 20000 Hr of operation -Fluidized Bed Combustion-Volum 2. ASME. 1993. p 1035-1039.

29. Мировая электроэнергетика. 1977. № 2. С. 5-7.

30. Marrocco M. Tidd Pressurised Fluidised Bed Combuston Demonstration Plant Assesement \\ Proceedings U.S. DOE s Forirth Annual Clean Coal Technology Conference, Denver, Co, USA, 1995.

31. Cuenca M., Perez J. Supercharged PFBC giver high efficiency and low emission \\ Mod. Power Syst. 1987.-Vol. 7-№ 5.-P. 53-57.

32. Martinez Crespo, Menender Perez. JAE. Operating Experiece fit tht Escatron Pressurised Fluid Bed Combustion Demonstration Plan \\ Proceedings Power-Gen Europ 95, Amsterdam, the Netherlads.-1995.-Vol. 4.-P. 113-130.

33. Marqueen T.J., Carbone D.J., Ligammari J. Coal gasification combined cycle systems-technical hozizons \\ Proc. Amer. Power Conf. Chicfgo. 111. Apr/ 1986/ Vol. 48-P. 235-241.

34. Колодцев Х.И., Бабий В.И., Кустовский С.П. Газогенератор ВТИ для газотурбинных установок // Теплоэнергетика . 1961. № 4. С. 44-48.

35. Экспериментальная проработка и проектирование горнового газогенератора на паровоздушном дутье для опытной ПТУ / Сучков С.И.,Бабий В.И., Щукин Е.В. и др.//Электрические станции. 1991. № 10. С. 27-34.

36. Втюрин Ю.Н., Сучков С.И., Бабий В.И. Система подготовки и подачи топлива для газогенератора горнового типа ОПГу-250 // Теплоэнергетика. 1992. №1.С.35-40.

37. Meyer-Kahrwez Н. Stand und Entwicklung des Kombinierten GasDampfturbinenkraftwerks mit druckgefeuerten Dampferzeugern und vorgeschalteter Kohledruckvergasungsanlage nach dem STEAG-Lurgi-Verfahrend Energie (BDR).-1977.-Bd. 29.-S. 353-360.)

38. Corman I. C., Horner M. W. Simplified IGCC attracts Clean Coal cash \\ Mod. Power Sistem.-1986.-Vol. 6.-№ 10.-P. 377.

39. The BGL Casifier. Status and Application for IGCC \ I.A. Lacey, I.E. Scott. I.I. Templeman et al \\ British Gas Corp. 1986.-19 p.

40. Garstand J. H., Smith K. Clean Power Generation using the DGL Gasifler \ Gas. Eng, and, Manag,-1990 Vol, 30.- № 10.-P. 275-284.

41. Zon G.D. Joyce J.S. Combined cicle for biggest IGCC power plant \\ Mod. Power Systems.-1990.-Vol. 10.- № 9.-P. 35-39.

42. A. Ten Busschen., H.M.J de Winter. Integrated coal gasification combined cycke (ICGCC) demonstration project Buggenum Kohleergasung \ Voltrage VGB Konferenz. Dormund, 16-17 Mai 1991.-V.18-16 p.

43. Muller R., Schiffers U., Baumgartel G. Kombi-Kraftwerk mit Kohleverga-sungVBaubarkeits-studie fur Prototypanlag Kohlevergasung \ Vortrag VGB Konferenz-Dormund, 16-17 Mai 1991.-V.11-20 p.

44. Buskies U., Ullrich N. Konzepte europaischer Kraftwerk-Prototypen mit PREN-FLO-Kohlevergasung \\ Vortrag VGB Konferenz.- Dormund, 16-17 Mai 1991.-V.20-11 p.

45. Шлингниц M., Бранд X., Бергерф. Процесс ГСП для газификации пылевидных топлив под давлением // Бренштоффинститут. Фрейберг, 1987. 43 с.

46. Wischnewski R., Renzenbrink W., Rusenberg D. Stand und Weiterentwicklung-der Kobra Techik \\ VGB Kraftwerkstechnik.-1995.-Vol. 75. 9. -P. 791-794.

47. Михайлов H.M., Латышева И.С. Влияние начальной влажности топлива на размольную производительность мельниц // Электрические станции. 1983. С. 12-14.

48. Le Manutention pneumatugue des matieres en vrac // Le Technigue moderne. 1970. № 1.

49. Mailer G. Druckluft Forderaclegenin Zementwerken/- Zement - Kalk - Gips, 1968. № 1. p. 9-14.

50. Zollikofer W. Luftfordenrinnen in der Zementindustrie. Zement - Kalk - Gips, 1968. № 1 p. 16-20.

51. Бэйте JI. Заполнение шнекового питателя бункера // Труды американского общества инженеров-механиков. М.: Мир, т. 91, серия В, конструирование и технология машиностроения, 1969. № 2. С. 2-11.

52. Максимов В.М. Размещение шнековых пылепитателей МЭИ Мосэнерго и размеры промежуточных бункеров // Электрические станции. 1966. № 4. С. 6-11.

53. Григорьев A.M. Винтовые конвейеры. М.: Машиностроение, 1972. 181 с.

54. Банит Ф.Г., Несвижский O.A. Механическое оборудование цементных заводов. М.: Машиностроение, 1967. 306 с.

55. Воробьев A.A., Матвеев А.И., Носко Г.С. и др. Пневмотранспортные установки. JL: Машиностроение, 1969. 200 с.

56. Урбан Я. Пневматический транспорт. М.: Машиностроение, 1967. 249 с.

57. Дмитриев П.М. Расчет и исследования установок для пневматического транспорта цемента. Л.: Машиностроение, 1965. 44 с.

58. Спиваковский А.О. Гидравлический и пневматический транспорт на горных предприятиях. М.: Машгиз, 1962. 240 с.

59. Нормы расчета и проектирование пылеприготовительных установок. Л.: Госэнергоиздат, 1958. 159 с.

60. Кучеренко П.П., Михайлов Н.М., Втюрин Ю.Н. Наладка и испытание пнев-мовинтовых насосов на пылезаводе блока 800 МВт Славянской ГРЭС // Научные и экспериментальные работы ОРГРЭС. М.: Энергия, 1973 вып. 41. С. 119-122.

61. Михайлов Н.М., Втюрин Ю.Н. Влияние процессов, происходящих в пнев-мовинтовых насосах на их производительность // Теплоэнергетика. 1975. № 7. С. 71-75.

62. Евграфов В.А., Степанов А.Л. Расчет мощности шнекового питателя // Труды Ленинградского института водного транспорта. Л.: 1967 вып. 102. С. 16-22.

63. Хренов В.К., Котлер В.Р. Пневмотранспорт угольной пыли с помощью камерного насоса //Электрические станции, 1970. № 6. С. 74-76.

64. Дзядзио А.М., Кеммер A.C. Пневматический транспорт на зерноперераба-тывающих предприятиях. М.: Колос, 1967. 296 с.

65. Малис А.Я. Пневматический транспорт сыпучих материалов при высоких концентрациях. М.: Машиностроение, 1966. 160 с.

66. Муравкин Б.Н., Бокша А.Г., Итман Д.Л. Методика расчета и опыт конструирования системы подачи пыли с высокой концентрацией в транспортирующем агенте // Труды ВТИ. Подготовка и сжигание топлива в крупных блоках. М.: Энергия. 1978. С. 46-58.

67. Муравкин Б.Н., Зуев О.Г., Бровкин Б.А. и др. Переовд котла Till 1-210 А, сжигающего кузнецкий тощий уголь, на подачу пыли с высокими концентрациями//Теплоэнергетика. 1990. № 2. С. 25-29.

68. Смолдырев А.Е. Трубопроводный транспорт. М.: Недра, 1970. 261 с.

69. Weber W. Stromimgsfordertechmck Aufbereitungs.Technik. 1969. № 8.

70. Захаров JI.B., Овчинников A.A., Николаев H.A. Влияние дисперсной фазы на гидравлическое сопротивление турбулентного двухфазного потока // Теоретические основы химических технологий. 1988. № 5. С. 647-654.

71. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных средств. Часть 1. М.: Наука, 1987. 464 с.

72. Кесова Л.А., Хоант Тьен Зунг., Угримов А.Ф. Потери давления на горизонтальных участках систем пылеподачи с высокой концентрацией под давлением //Известия Вузов. Энергетика. 1991. № 4. С. 63-67.

73. Успенский В.А. Пневматический транспорт. Свердловск.: Энергия, 1974. 164 с.

74. Ромадин В.П. Пылеприготовление. М- JL: Госэнергоиздат, 1953. 519 с.

75. Лебедев А.Н. Подготовка и размол топлива на электростанциях. М.: Энергия, 1969. 520 с.

76. Броуштейн Б.И., Тодес О.М. Техническая физика. М.:1953.- т. 23. Вып. 1. 223 с.

77. Шваб В.А. Сборник научных трудов Томского электромеханического института инженеров железнодорожного транспорта. Томск.: 1957. Том- 23. С. 163-165.

78. Сукомел A.C., Цветков Ф.Ф., Керимов Р.В. Теплообмен и гидравлическое сопротивление при движении газовзвеси в трубах. М.: Энергия, 1977. 193 с.

79. Соловьев М.И. К вопросу взвешивания и транспортирования зернистых материалов в горизонтальном трубопроводе // Инженерно-физические журнал. 1964. № 10. с. 62-66.

80. Кесова JI.A. Пневмотранспортные установки.

81. Шиллинг В. Вопросы измерения расходы угольной пыли и исследование гидродинамики пылепроводов: Автореферат на соискание степени кандидата технических наук. Киев. 1977. 21 с.

82. Ушаков С.Г., Зверев Н.И. Инерционная сепарация пыли. М.: Энергия, 1974. 164 с.

83. Гастерштадт И. Пневматический транспорт. JL: Издательство северозападное областное промбюро ВСНХ, 1927. 119 с.

84. Barth W. Stromungsvorgange bien Transport von Festteilchen und Flussigke iteilchen in Gasen mit besonderer Berücksichtigung der Vorgange bei pnenmaticsher Forderung. Chemie - Jugenieur -Technik, 1958. № 30.

85. Barth W. Stromungstechnishe Probleme der Verfahrenstechnik. Chemie -Ingenieur-Technik. 1954. № 26. S. 29-34.

86. Barth W. Stromungstechnishe Probleme bei der Porderung von Staub -Luft -Gemischer Mitl. Verein. Grosskesselbesitrer, 1962. № 79 S. 238-244.

87. Weber M. Kompressible Rohrstromung von Gas. Feststoffgemischen bei hohen Materialbela-düngen-Aufbereitungs-Technik. 1966. № 7. S. 603-613.

88. Weber W/ Flibforderung in Rinner und Rohrleitungen Mashonenmarkt, Bd. 74, 1968. №102.

89. Сакс С.Е. Исследование параметров пневматического транспорта мелкого угля и других методов в трубах. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: 1967. 20 с.

90. Коробов В.В. Пневматический транспорт и погрузка технологической щепы. М.: Лесная промышленность, 1974. 176 с.

91. Калинушкин М.Г., Орловский Э.Э., Сегаль И.С. Пневматический транспорт в строительстве. М.: Госстройиздат, 1961. 156 с.

92. Втюрин Ю.Н. Исследование пневмотранспортных систем //Теплоэнергетика. 1983. № 3. С. 41-44.

93. Догин М.Е., Лебедев В.П. Режимы движения сыпучих материалов в условиях пневматического транспорта. / Сборник научных трудов Томского электромеханического института железнодорожного транспорта. Том 29. Томск: 1960. с. 18-23.

94. Догин М.Е., Лебедев В.П. Зависимость сопротивления пневмотранспортных трубопроводов от основных параметров двухфазного потока. // Инженерно-физический журнал, т.4. 1961. № 8. С. 93-98.

95. Часс С.И. Коэффициент сопротивления при пневмотранспорте асбестовых продуктов // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 1969. № 1. С. 100-106.

96. Смолдырев А.Е. Расчет параметров пневматического транспорта. / Сборник. Вопросы промышленной вентиляции. М.: Профиздат, 1956. С. 118-121.

97. Смолдырев А.Е. Гидравлический и пневматический транспорт в металлургии и горном деле. М.: Металлургия, 1967. 363 с.

98. Красилов Г.И. Пневмотранспорт сыпучих материалов в машиностроении. /Сборник. Вопросы промышленной вентиляции. М.: Профиздат, 1956. С. 118121.

99. Донат Е.В. Пневматическая уборка пыли в цехах промышленных предприятий. М.: Профиздат, 1960. 84 с.

100. Дорфман М.Х. Пневматический транспорт зерна и продуктов его переработки. М.: Хлебоиздат, 1960. 84 с.

101. Janssen N.A. VDI, 39, 1045. ( Aug. 31., 1895).

102. Airy W. The Pressur of Grain, Minutes of Proc. Of the Jnst. Of Civil Engineers, 17. 554-1903.

103. Таймер О. Аварии железобетонных силосов зерновых элеваторов /Труды американского общества инженеров механиков (русский перевод). М.: Мир. Т.91. Серия В, конструирование и технология машиностроения. 1969. С. 181-197.

104. Дженике Э.В. Складирование и выпуск сыпучих материалов. М.: 1968. 164 с.

105. Бернаш П.Л. Течение сыпучих материалов по стенкам бункера / Труды американского общества инженеров механиков (русский перевод). М.: Мир. Т.91, Серия В, конструирование и технология машиностроения, 1969. С. 211-219.

106. Буянов Б.Ф. Пылеугольные питатели и делители // Тепло и сила. 1937. № 7. С. 11-16.

107. Максимов В.М. О повышении надежности работы пылепитателей и равномерности подачи пыли // Электрические станции. 1964. № 7. С. 11-16.

108. Муравкин Б.Н. Поведение пыли АШ в бункерах и работа пылепитателей //Электрические станции. 1955. №9. С. 11-17.

109. Муравкин Б.Н., Егай М.Н., Свинцова JI.B. Исследование фильтрации воздуха через слой угольной пыли // Теплоэнергетика. 1974. № 10. С. 33-35.

110. Зенков PJL Механика насыпных грунтов. М.: Машиностроение, 1964. 145 с.

111. Дженике Э.В., Иогансон Ю. О теории нагрузок на бункера / Труды американского общества инженеров-механиков (русский перевод). М.: Мир. Т.91, серия В, конструирование и технология машиностроения. 1969. № 2. С. 51-59.

112. Гречко Н.Ф. Моделированиен истечения сыпучего материала в бункере //Теплоэнергетика. 1976. №2. С. 19-23.

113. Михайлов Н.М., Шарков А.Т. Физические свойства топлива и борьба с затруднениями на топливоподаче электростанции. М.: Энергия, 1972. 263 с.

114. Чальцев М.Н., Чугун А.И., Новиков А.Ф. Исследование физико-механических свойств угольной пыли АШ // Теплоэнергетика. 1976. № 3.1. С. 93-95.

115. Трембовля В.И., Фингер Е.Д., Авдеева A.A. Теплотехнические испытания котельных установок. М.: Энергия, 1977. 187 с.

116. ГОСТ 9516-92 (ИСО 331-830). Уголь. М.: Издательство стандартов, 1992.

117. ГОСТ 27314-91 (ИСО 589-81). Топливо твердое минеральное. М.: Издательство стандартов, 1992.

118. ГОСТ 2093-82 (Ст. СЭВ 2614-80).Топливо твердое. М.: Издательство стандартов, 1982.

119. Технико-экономические показатели центрального пылезавода энергоблока 500 МВт и пути повышения его экономичности / Ю.Н.Втюрин, Н.М.Михайлов, В.К.Шнайдер и др. //Электрические станции. 1982. № 10. С. 16-20.

120. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. М.: Наука, 1970. 140 с.

121. Гутер P.C., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М.: 1970. 192 с.

122. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. М.: Наука. 1970.664с.

123. Далинина Н.И., Дубровская Н.С. Численные методы. М.: Высшая школа. 1976. 231 с.

124. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир. 1972. 381с. 132. Втюрин Ю.Н. Опыт эксплуатации, исследования и технико-экономические показатели централизованных систем пылеприготовления ТЭС // Электрические станции. 1996. № 7. С. 34-41.

125. Роддатис К.Ф., Шаксуваров К.В. О потерях в народном хозяйстве из-за пониженного качества углей для тепловых электростанций // Электрические станции. 1985. №. С. 6-10.

126. Доброхотов В.И. Основные направления экономии топлива на тепловых электростанциях // Теплоэнергетика. 1985. № 9. С. 2-5.

127. A.c. №208537. Сушилка для высоковлажных материалов / Кузнецов ПЛ., Михайлов Н.М. Опубл. в Б.И. 1967.

128. Михайлов Н.М. Повышение экономичности электростанций за счет подсушки топлива отборным паром турбин // Экономия топлива на электростанциях и в энергосистемах. М.: Энергия, 1967. С. 119-130.

129. Сушка топлива в паровой панельной сушилке / П.Я. Кузнецов, A.JI. Зыкин, И.А. Боткачик и др. // Электрические станции. 1991. № 6. С. 36-38.

130. A.c. № 737736 . Способ сушки твердого топлива / Втюрин Ю.Н., Захаров Ю.В., Киселев В.А. Опубл. в Б.И. 1980. № 2.

131. Разработка систем и нестандартного оборудования подготовки и подачи топлива для нетрадиционных технологий использования угля / Ю.Н. Втюрин, П.Я. Кузнецов, H.A. Гохгут и др. // Электрические станции. 1992. № 1. С. 41-46.

132. Ворошилов А.П. Продвижение материала в элементарном барабане //Современные проблемы сушильной техники, Сборник трудов ВТИ М-Л.: 1938.

133. Кузнецов П.Я., Втюрин Ю.Н., Колотушкин А.Н. Исследование сушки угля на экспериментальной базе ВТИ. М.: ВТИ. / Сборник научных статей. 2000. С. 102-110.

134. Михайлов Н.М., Бальсон В.А. О гигроскопических свойствах углей. // Тэплоэнергетика № 2 1964. С. 61-64.

135. Михайлов Н.М., Втюрин Ю.Н. Особенности работы и пути повышения надежности подачи угольной пыли пневмовинтовыми насосами // Тезисы докладов итоговой научно-технической конференции. Ивановский энергетический институт. Иваново. 1974.С. 49-50.

136. A.c. № 442347 (СССР). Шнековый питатель / Михайлов Н.М., Курочкин Ю.П., Впорин Ю.Н. Опубл. в Б.И. 1974. № 33.

137. Втюрин Ю.Н. Испытание и усовершенствование пневмовинтовых насосов на Назаровской и Славянской ГРЭС // Тезисы докладов итоговой научно-технической конференции. Ивановский энергетический институт. Иваново. 1973. С. 33-34.

138. Втюрин Ю.Н., Михайлов Н.М., Кучеренко П.П. Работа пневмовинтовых и камерных насосов системы пневмотранспорта угольной пыли // Электрические станции. 1977. № 1. С. 16-20.

139. Втюрин Ю.Н., Платонов B.C. Особенности эксплуатации пневмотранс-портных устройств//Цемент. 1974. № 7. С. 9-10.

140. A.c. № 509504. (СССР). Пневмовинтовой насос для подачи сыпучих материалов / Михайлов Н.М., Втюрин Ю.Н. Опубл. в Б.И. 1976. № 13.

141. Платонов B.C., Веремеенко К.С., Федоров Ф.А. Разгрузка цемента из камерных насосов // Строительные и дорожные машины. 1970. № 6. С. 23-26.

142. Котлер В.Р. Пневмотранспорт угольной пыли камерным насосом // Научно-технический отчет. НРБ. Марица-Восток 2. 1968. С. 16.

143. Втюрин Ю.Н. Опыт эксплуатации, исследование и перспективы развития централизованных систем подготовки и подачи топлива на ТЭС // Развитиетехнологий подготовки и сжигания топлива на электростанциях. М.: ВТИ. 1996. С. 177-192.

144. Об эффективности разомкнутой системы пылеприготовления с газовой сушкой топлива // Б.П. Афанасьев, Г.А. Бурвиц, Ю.Д. Дронов и др. // Электрические станции. 1974. № 3. С. 20-23.

145. Голышев Л.В., Синякевич Б.Г. Влияние схемы пылеприготовления на экономичность и надежность котла ТП-100А // Электрические станции. 1984. № 2. С 21-24.

146. Основные принципы проектирования котлов для работы на низкосортных топливах // И.А. Сотников, Е.В. Петров, Ю.А. Ершов и др. // Теплоэнергетика. 1985. № 1.С. 2-7.

147. Повышение надежности и улучшение технико-экономических показателей углеразмольного оборудования и пылесистем ТЭС // Ю.Н. Втюрин, JI.A. Ле-тин, A.M. Бычков, В.М. Шенаев, Б.А. Волков // Теплоэнергетика. 2000. № 7. С. 44-51.

148. Валковые среднеходные мельницы нового типажного ряда // Л.А. Летин, Ю.Н. Втюрин, В.М. Шенаев, Б.А. Волков // Теплоэнергетика. 2000. № 7. С. 66-67.

149. Втюрин Ю.Н. Пульсации давления и их устранение в трубопроводе дальнего пневмотранспорта угольной пыли // Теплоэнергетика. 1984. № 6. С. 48-53.

150. Разработка и первые итоги пусконаладочных работ систем подготовки, подачи топлива и наполнителя слоя для котла БКЗ 420-140 КС / Ю.Н. Втюрин, В.В. Коновалов, И.В. Распопов и др. // Теплоэнергетика. 1999. № 8. С. 68-75.

151. Кутателадзе С.С. Анализ подобия в теплофизике. Наука, 1982. 280 с.

152. Орловский З.Э. Выбор некоторых расчетных величин при проектировании установок пневмотранспорта / Сборник научных трудов РИСИ. Ростов на Дону. 1957. Вып. IX. С. 63-84.

153. Zaessler Transport von Kohle und Verberennuhgsruck-standen, durch Rohrla-tungen, V.G.B. Kradtwerktechnik, 60, Heft 9, September 1980.

154. Виорин Ю.Н., Гохгут H.A. Разработка и исследование дозирующих устройств и пневмотранспортных систем подачи мелкой фракции угля в котел с топкой кипящего слоя //Электрические станции. 1991. №10. С. 35-40.

155. Втюрин Ю.Н. Изучение факторов, влияющих на устойчивость движения и дозирования угольной пыли из бункеров // Теплоэнергетика. 1990. № 4. С. 34-38.

156. Яхимович А.Г. Стабилизация пылепитания парогенераторов мощных энергоблоков. Автореферат канд. диссертации. Ленинград.: НПО ЦКТИ. 1976. 20 с.

157. Гречко А.Ф. Локальное псевдоожижение и расчет аэрационных-дозаторов //Теплоэнергетика. 1982. № 2. С. 45-48.

158. Исследование работы модернизированного аэропитателя / Б.Н. Муравкин, А.К. Бокша, А.Г. Корниенко и др. // Электрические станции. 1974. № 7. С. 29-32.

159. Внедрение автоматизированных питателей пыли на энергоблоке 800 МВт /А.Ф. Новиков, В.И. Павленко, Г.В. Ачинович и др. // Энергетик. 1979. №4. С. 9-11.

160. Опыт эксплуатации систем высококонцентрированной подачи пыли к горелкам // А.Н. Казанский, В.В. Лисицин, Л.И. Пугач и др. Л Энергетик. 1983. № 11. С. 5-7.

161. A.c. № 502811 (СССР). Пневматический насос для подачи сыпучих материалов / Михайлов Н.М., Втюрин Ю.Н., Боткачик И.А. Опубл. в Б.И. 1976. №6.

162. A.c. № 583962 (СССР). Пневматический насос для подачи сыпучих материалов / Михайлов Н.М., Втюрин Ю.Н. Опубл. в Б.И., 1977. № 46.

163. Патент. № 2048398. Пневмовинтовой питатель для подачи сыпучих материалов / Втюрин Ю.Н., Гохгут H.A., Распопов И.В. Опубл. в Б.И. 1995. № 32.

164. Хайкин С.Е. Физические основы механики. М.: Наука, 1971. 746 с.

165. Григорьев А.М. Дифференциальные уравнения движения материальной точки в горизонтальном шнеке и их связь с угловым параметром / Известия высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. 1969. № 3. С. 18-21. .

166. Григорьев А.М., Преображенский П.А. К вопросу определения осевой скорости материальной точки в вертикальном шнеке // Известия вузов. Горный журнал. 1963. № 8.

167. Научное обоснование использования технологии сжигания отечественных твердых топлив в циркулирующем кипящем слое / Г.А. Рябов, И.И. Надыров, О.М. Фоломеев, С.Н. Трухачев //Теплоэнергетика. 2001. № 6. С. 38-43.

168. Коновалов В.В., Распопов И.В., Втюрин Ю.Н. Освоение технологии сжигания угля в стационарном кипящем слое котла БКЗ 420-140 КС Барнаульской ТЭЦ-3 / Энергосбережение и водоподготовка. 1999. № 2. С. 38-44.

169. Коновалов В.В., Распопов И.В., Втюрин Ю.Н. Исследование систем подготовки и пневмотранспорта наполнителя слоя в секции котла БКЗ 420-140 КС скипящим слоем // Известия Академии промышленной экологии. 1999. № 4. С. 15-19.

170. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Колокольников М.Г. Абразивное изнашивание. М.: Машиностроение, 1990.

171. Шапошник Д.С., Берлин C.B. Проблемы создания котлов с циркулирующим кипящим слоем для реконструкции электростанций / Сб.: Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем. М.: ВТИ. 2001.С. 196-205.

172. Рябов Г.А., Надыров И.И., Фоломеев О.М. Использование технологии ЦКС для технического перевооружения электростанций / Сб.: Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем. М.: ВТИ. 2001.С. 206-215.

173. Основные технические решения по реконструкции Несветай ГРЭС, с установкой нового котла с ЦКС в качестве прототипа для технического перевоо-оружения угольных ТЭС / Г.А. Рябов, Ю.Н. Втюрин, А.М Зыков и др. // Электрические станции. 2001. № 1. С. 33-38.

174. Приоритетные направления и государственные программы научно- технического прогресса в производстве и использовании энергетических ресурсов / М.Т. Круглов, В.И. Доброхотов, A.A. Макаров, В.М. Ушаков // Теплоэнергетика. 1989. № 1. С. 2-7.

175. Ольховский Г.Г., Березинец П.А. Системы газификации для парогазовых энергетических установок// Энергохозяйство за рубежом. 1988. № 6. С. 16-21.

176. Ольховский Г.Г. Технологии для тепловых электростанций И Теплоэнергетика. 1999. № 8. С. 20-25.

177. Ольховский Г.Г., Тумаиовский А.Г. Применение новых технологий при техперевооружении угольных ТЭС. / Сб.: Новые технологии сжигания твердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем. М.: ВТИ. 2001. С. 4-16.

178. Парогазовая ТЭЦ с внутрицикловой газификацией твердого топлива / B.C. Варварский, В.Б. Грибов, E.H. Прутковский, В.И. Савин //Теплоэнергетика. 1981. № 8. С. 16-20.

179. Колодцев Х.И., Бабий В.И., Кустовский С.П. Газогенератор ВТИ для газотурбинных установок // Теплоэнергетика .1961. № 4. С. 44-48.

180. Газогенератор горнового типа для парогазовой установки мощностью 250 МВт / В.И. Бабий, С.И. Сучков, Е.В. Щукин, В.А. Нечаев // Процессы горения и газификации твердого топлива. М.: ЭНИН. 1983.

181. Втюрин Ю.Н., Кузнецов П.Я. Исследование и перспективы развития новых систем подготовки и подачи топлива на ТЭС // Теплоэнергетика. 1995. № 7. С. 46-52.

182. Further development of the British gas/ Lurgi Slagging Gasifier/ The Third Annual EPRJ Cjnference on Coal Gasification / J.A.Lacey, J,E. Scott, B.H.Thompson /Toronto. 1984.

183. Патент. № 2059953. Сушилка для высоковлажных материалов / Кузнецов ПЛ., Втюрин П.Я., Винокуров H.H., Демкин В В., Дюжев О.Д. Опубл. в Б.И. 1996. №13.

184. Вольфберг Д.Б. Современное состояние и перспективы развития энергетики мира//Теплоэнергетика. 1999. № 8. С. 5-12.

185. Проблемы замещения мазута в теплоэнергетике / А.П. Бурдуков, Г.В. Чернова, В.Н. Чурашев, В.В. Коновалов / Сб.: Новые технологии сжиганиятвердого топлива: их текущее состояние и использование в будущем. М.: ВТИ. 2001.С. 262-267.

186. Шорохов В.П. Перспективы поставок канско-ачинских углей и расширение использования их на электростанциях России // Проблемы использования Кан-ско-Ачинских углей на электростанциях. Красноярск. 2000. С. 19-20.

187. Тимофеева H.A., Пронин М.С., Васильев В.В. Нормативно-документальная база при заключении договоров поставки твердого топлива на ТЭС России. //Сб.: Проблемы использования Канско-Ачинских углей на электростанциях. Красноярск. 2000. С. 61-66.

188. Патент № 2026742. Противоструйная мельница. Григорянц Г.А., Втюрин Ю.Н., Белевич А.И. Опубл. в Б.И. № 2.

189. Втюрин Ю.Н., Кузнецов П.Я. Технико-экономические проблемы использования углей Канско-Ачинского бассейна на ТЭС в европейской части России // Теплоэнергетика. 1997. № 2. С. 23-28.

190. Основные технические решения для модернизациии систем пылеприготов-ления котлов ТП-80, ТП-87 / А.К. Бокша, JI.А. Детин, Ю.Н. Втюрин и др. // Электрические станции. 2000. № 11. С. 24-29.

191. Евсеев А.Р., Белоусов А.П. Волоконно- оптические датчики исследования структуры двухфазных потоков // Сб.: Проблемы использования Канско-Ачинских углей на электростанциях. Красноярск. 2000. С. 330-333.

192. Втюрин Ю.Н., Летин JI.A. Повышение технико-экономических показателей оборудования и систем пылеприготовления при техническом перевооружении ТЭС // Сб.: Проблемы использования Канско-Ачинских углей на электростанциях. Красноярск. 2000. С. 110-119.

193. Основные результаты исследований водоугольного топлива и перспективы его применения / A.M. Хидиятов, В.И. Бабий, В.В Осинцев. и др. // Сб.: Развитие технологий подготовки и сжигания топлива на электростанциях. ВТИ. 1996. С. 123-141.

194. Толчинский E.H., Демкин В.В., Колбасников В.А. Обеспечение взрывобе-зопасной эксплуатации пылеприготовительных установок ТЭС // Сб.: Проблемы использования Канско-Ачинских углей на электростанциях. Красноярск. 2000. С. 85-90.

195. Ивкин C.B. Наукоемкие технологии, как основа увеличения добычи, сбыта и ресурсосбережения канско-ачинских углей // Сб.: Проблемы использования Канско-Ачинских углей на электростанциях. Красноярск. 2000. С. 21-28.