автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.01, диссертация на тему:Совершенствование пылесистем с шаровыми барабанными мельницами и оптимизация режимов размола и сжигания АIII переменного состава

гч.

- я?

с о-;

Па правах рукописи

§

о?

I

УСИКОВ НИКОЛАЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ ПЫЛЕСИСТЕМ С ШАРОВЫМИ БАРАБАННЫМИ МЕЛЬНИЦАМИ И ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РАЗМОЛА И СЖИГАНИЯ АШ ПЕРЕМЕННОГО СОСТЛИЛ

Специальность 05.04.01: Котлы, парогенераторы и камеры сгорания

АВТОРЕ Ф Е Р Л Т

диссертации на соискание ученой еюнени кандида та технических паук

Москва - 1997

Работа выполнена на кафедре Парогенераторостроения Новочеркасского государственного технического университета (НГТУ)

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Ушаков С.Г.

Научный консультант - кандидат технических наук,

доцент Безгрешнов А.Н.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Глебов В.П. кандидат технических наук, доцент Деев Л.В.

Ведущее предприятие - АО ТКЗ "Красный котельщик"

/

Защита диссертации состоится " " ч^-оа/ л. 1997г. в ауд. Б-У09 в /3 час. оо мин. на заседании диссертационного совета К.053.16.05 при Московском энергетическом институте (Техническом университете).

Отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 1 £>5 0 ^ , Москва, Е-250, Красноказарменная ул., 14, Ученый Совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ.

Автореферат разослан "_"_1997г.

Ученый секретарь диссертационного совета К.053.16.05

А.И.Лебедева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РА1ЮТЫ Актуальность работы. Твердое топливо занимает в энсргсшческом балансе страны около 30 %. Широкое применение его для выработки электрической и тепловой энергаи требует сущест венного повышении эффекти иное i и использования, однако решение этих проблем значительно осложнилось ухудшением качества и изменением режимов работы электростанций. поскольку- в пастоя-|цес время даже блоки 300-н500 МВт привлекаются к регулированию пагруюк энергосистем. Для размола твердого топлива типа ашрацитвою нпыба применяются шаровые барабанные мелмшпм (ИИ>М), нмск>щие целый ряд преимуществ в сравнении с другими типами измельчи!елей в oichccihciihoh энергетике около 50 % твердой» топлива размалывастея в ШЬМ. Однако из опыта эксплуатации пылесистем (IIC) с ПШМ известно. что они имеют большие потери металла шаров и брони в результате износа. Сжигание AIII сопровождается также высокими потерями тепла топлива с механическим недожогом и ин-1снсивн0й наружной высокотемпературной сероводородной коррозией топочных экранов.

И выполненных ранее исследованиях изучанось нлмяпне на показаюин работы IIC конструктивных и основных режимных факторов, свойств размалываемой» угля, однако вопросы износа мелющих пел. совместной работ 11С с IIIHM и ПК в переходных и нестационарных режимах исследованы мало.

15 настоящей рабою представлены результат расчсшых и экспсримеп-тльных исследований, позволяющие иыяпшь: основные особенности износа мелющих тел; факюры, влияющие на экономичность пригошвления и сжша-ния угольной пыли при низких нагрузках ПК и при переходных режимах

Цель работы: разработка и обоснование предложений по повышению экономичности размола и сжигания AII1 переменно!<» состава И соответствии с поставленной целью в диссертации рассмотрены и решены следующие задачи:

- исследование закономерностей износа шаров при размоле А1П и разработка метода снижения скор<>сти износа; совершенствование схем сушки топлива;

- разработка математических моделей измельчения и сжигания A1II и методики идентификации их параметров; разработка оптимальных режимов совместной работы ПС и ПК;

- совершенствование аэродинамических схем сжигания АШ;

- проверка в промышленных условиях новых технических решений и режимов при размоле и сжигании АШ переменного состава.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

1. Получены закономерности износа шаров и распределение их диаметров по длине барабана при непрерывном удалении изношенных шаров из размольного пространства.

2. Разработана методика получения математических моделей измельчении и сжигания АШ неременного состава и идентификация их параметров.

3. Разработана методика определения необходимого числа отсчетов но размаху показаний приборов для обеспечения заданной точности определения iюказателей работы ПС и котлов.

4. Разработана и доказана эффективность применения ступенчатой сушки i испочмопапием горячего воздуха и высокотемпературных топочных газон, отбираемых через летки котла.

5. Разработана новая аэродинамическая схема для сжигания AIII комбинированная компоновка вихревых и плоскофакельных горелок.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованием в экспериментальных исследованиях стандартных методик измерений; применением современных методов математического моделирования процессов; адекватностью полученных моделей и результатов расчетов опытным и эксплуатационным данным; положительным опытом практического использования рекомендаций и технических решений, полученным на действующем оборудовании за длительный промежуток времени.

11рактическая ценность и внедрение результатов работы.

1. Создано устройство для непрерывного удаления изношенных шаров из барабана мельницы, позволяющее снизить износ шаров на 1 т готовой пыли.

2. Разработаны способы повышении сунмин.пом нршгшодшслммч:!!! 111,1-лссистем, позволившие снизить ограничения по сушке сырот угля при часшч-пых ншрузках пароного коиш.

3. Разработаны способы согласования работы нылссиоем и ппроною котла, обеспечивающие минимум суммарных потерь топлива для стационарных и переходных режимов.

4. Предложены номограмм!»! для определения необходимого числа изме-репий, позволяющие снизить затраты па проведение экспериментальных исследований без потери точности.

5. Результаты исследований внедрены па АО "11оночсркасская I 1'ЭС", Нссветай ГРЭС, Каменской ТЭЦ и Шахтинской ТЭЦ ОАО Ростовэнерго и используются при проведении режимно-наладочиых работ.

Применение устройства для удаления изношенных шаров па одной только ПС с ШБМ типа Ш-50А позволяет экономить около 24 т шарон в год.

Апробация работы. По теме диссср!аиии опубликовано 15 печашых работ, получено 3 авторских свидетельства.

Личный вклад автора заключается:

- в ор1внизации и проведении исследований процессов износа шаров и размола и сжигания АШ переменного состава на действующем оборудовании;

- в разработке и внедрении мероприятий по повышению экономичное!и и надежности узлов системы пылепригоювления;

- в разработке методики определения необходимою числа измерений для получения заданной точности результатов испытаний;

- в разработке и обосновании получения математических моделей процессов измельчения и сжигания АШ;

- в разработке методических рекомендаций по повышению экономичности работы паровых копт« при низких нагрузках.

Автор защищает:

I. Методику расчета и способ снижения скороеш износа мелющих тарой.

2. Способ повышения сушильной производительности нылссистсм при частичных нафузках парового котла.

3. Математическую модель оптимального управления работой нылесис-icMi.i но критерию минимума суммарных потерь топлива.

4. Методику определения количества измерений, обеспечивающую заданную iioipciiiiiocrb результатов испытаний.

Сфуктура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 1X0 страницах машинописной) текста, включает 66 рисунков и 11 таблиц, со-cioin и i иисдсния, 5 глав, заключения, списка литературы и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, ее теоретическая и практическая значимость, формулируются цель и задачи исследования.

В первой главе изложено состояние вопроса, дан обзор литературных данных, сформулированы задачи исследования.

Анализ режимов работы энергоблоков Новочсркасской ГРЭС показал, что число изменений производительности котлов составляет значительную величину. Аналогичные или даже более тяжелые режимы работы характерны и для блоков 150 и 200 МВт Донбасса, сжигающих антрацитовый штыб.

Переменные, нестационарные и переходные процессы обуславливают появление дополнительных, динамических составляющих потерь тепла топлива, в юм числе и из-за неоптималыюго управления процессами подготовки, подачи и сжигания угольной пыли. Энергоблоки, работающие на AII1, имеют и самые высокие статические потери тепла топлива с механическим недожогом и эквивалентные им потери на пылеприготовление. Значительное содержание серы в юпливс при сжигании Allí в режиме жидкого шлакоудаления интенсифицирует процессы наружной сероводородной коррозии топочных экранов. Из-за снижения температуры горячего воздуха при частичных нагрузках кшлов ограничиваемся сушильная производигсльносп» систем нылеприготовления.

Па основании обзора выполненных исследований выявлено, чю вопросы снижения затрат на подготовку и сжигание пыли Л1П в переходных режимах и при частичных нагрузках ПК. совершенствования рабочих процессов, определения оптимальных значений режимных факторов разраГмнаны педоскиочно. Во многом это обусловлено отсутствием математических моделей ПС и IIK. описывающих режимы их работы, а также недостаточной разрабошнпоегмо методов получения моделей. Проведенный анализ позволил поставим, цель и сформулироват ь задачи исследования.

Во второй главе изложены вопросы совершенствования схем н технологии сжигания пыли AIM в шаровых барабанных мельницах.

При работе П1ЬМ, особенно больших типоразмеров, эксплуатационные расходы на покрытие расхода мелющих тел составляют cymeciвенную долю затрат на пылсприготовленис: стоимость одних только шаров равна -35 % oi обшей стоимости готовой пыли.

На износ мелющих тел влияет большое количеепш факюров. чю вызывает значительные сложности в математическом описании мот процесс. Н качестве рабочей гипот-езы для поороепия математической модели износа принят, что мри прочих равных условиях, основное влияние оказывае! характер движения шаровой загрузки в поперечном сечении барабана. В соожетствии с опытными данными шары изнашиваются за счет исшрапия между собой или с броней при подъеме и за счет удара при падении после oipt.ma oi футеровки, т е. измельчение угля происходит как истиранием, iuk и ударом.

Дифференциальное уравнение износа шара запишется, в сскмвектвии с принятым, следующим образом:

<К' -k.D , \\)

dt '

где I) и (г - соот ве i с i вен по вес и диаметр шара. А', и - параметры.

Уравнение (1) является двухнарамстричсским. чю позволяет обеспечить лучшую сходимость с экспериментальными данными по сравнению с обобще-

пнем К.А.Разумова. Как частные случаи, оно содержит гипотезы Девиса (к2 0) и Ромадина-Мертселя-Прентиса (к, 0).

Выражая в (1) вес шара через его диаметр и удельный вес и интегрируя в I феделах от 0 до /, получим уравнение кинетики износа

Д = Па ехр(-ка1) к„ /ка [ехр(-к../) - У], (2)

где к-. =2к1/лу кг =2к2/тгуш.

Решение (2) при к?=0 является решением уравнения Девиса. Разлагая в ряд ехр(-ка1) при ка=0 и отбрасывая члены второго и высшего порядка мало-с I и, получим уравнение Ромадина-Мертселя-Прентиса.

В процессе работы мельницы в ее барабане накапливаются мелкие изношенные и расколотые шары, которые почти не участвуют в размоле, но вызывают дополнительные затраты мощности двигателя на подъем и усиливаю! износ рабочих шаров. В диссертации показано, что с учетом удаления из размольного объема барабана шаровой мелочи диаметром Д. скорост ь износа мелющих тел снижается на

Однако до настоящего времени фебования ГП'Э не выполняются и сорж-(н)вка производится при перебронировках мельниц, т.е. через 7000+12000 часов. С освоением технологии замены брони без выфузки шаров удаление мелочи вообще не производится. Нами разработано и на одной из мельниц Ш-50А смонтировано устройство для непрерывного удаления изношенных шаров из размольного пространства барабана, надежно проработавшее к настоящему времени более 10 лет. Проведенные исследования показали, что уже через 1200 часов после монтажа устройства устанавливается стационарное распределение „щамстров шаров, причем срсднемсдианпый размер их увеличивается по ходу движения измельчаемого материала.

Меньший средний размер шаров на начальном участке мельницы позво-ляе I создать более плотную упаковку измельчающих тел, что целесообразно для усреднения фапулометрического состава угля и препятствует быстрому продвижению неизмсльченных частиц к выходу. Шары больших размеров создают большую энергию единичного удара, что, согласно теории 1 "риффитса. вьпыва-

ст расщепление дефектов, сохраняющихся в мелких частицах угольной пыли. В результате работы устройства износ шаров снижен на ~3,18 кг/ч.

Качественные характеристики АШ, поступающего на электростанции, в последние годы ухудшились. Одной из возникающих в связи с этим проблем является недостаток тепла для сушки сырого угля в СПП, особенно при частичных нагрузках парового котла, когда снижается температур» горячего воздуха. Для устранения этого требуется увеличить подвод теплоты в пылесистему.

Анализ существующих способов повышения сушильной прюизводитель-ности пылесистем и расчетные исследования позволили разработать СПП со ступенчатой сушкой топлива смесью горячего воздуха и высокотемпературных юпочных газов, которая показана на рис. 1.

Рис. 1. Система пылеприготовления со ступенчатой сушкой топлива смесью горячего воздуха и топочных газов

Промышленное опробование предложенного способа ступенчатой сушки сырюго топлива показало, что при любой нагрузке котла обеспечивается необходимая сушильная прюизводительносзь мельницы, причем в эксплуатации

температура готовой пыли поддерживается на уровне 140-И 60°С для улучшения работы бункеров готовой пыли и пылепитателей. При увеличении расхода опираемых через летки топочных тазов увеличивается их температура, что по-шоляет машинисту котла оперативно регулировать выход жидкого шлака: за псе время эксплуатации случаев зашлаковки леток не было.

В третьей главе изложена методика испытаний пылесистем. Особое внимание уделено определению необходимого числа отсчетов для достижения заданной точности результатов испытаний и выбору переменных и критериев оп-I имитации при стационарных и нестационарных режимах работы ПК.

11ри проведении промышленных испытаний всегда имеется разброс данных, вызывающий погрешность результатов. Причины такого разброса Moiyr быть различными: нестабильность или инерционность регулирования режима, мепостянство характеристик топлива, инерционность датчиков и многие другие. В современных условиях резко возросшей стоимости энергии и топлива невозможно проводи ть дорогостоящие испытания в неэкономичных условиях, когда ощущается затрата каждого часа для получения результатов. Поэтому необходимо HCKaib экономически выгодные компромиссы проведения испьма-iinii. Для этой цели может использоваться предлагаемая методика.

Во время опыта нет возможпосш вычислять дисперсию результата, но можно орисширован>ся па размах показаний того или иного прибора - разность между максимальным и минимальным отчетами: R xmax-xm¡,,. Из математической сииис1ики известно, чт для оценки срсднеквидратичнош oikjioiiciihh (СКО) в случае нормально распределенной генеральной совокупности можно использовать линейную функцию размаха: S w(n)R, где п - число отсчетов. Для 1акой оценки огноси1сльная '>4х|>ск1ивность падает ниже 0,90 только при n¿ 8, чю вполне приемлемо.

Па рис. 2 представлена номограмма для определения необходимой) числа отсчетов, построенная по методу, подробно излагаемому в диссертации. Здесь .Ví - доверительный интервал для выбранного уровня доверительной вероятнос-1И 0,95. R - размах показаний прибора.

1,0

2.0

3,0 4,0 5,0 7,0 10.0

20,0 I) К-,1г

Рис. 2. Номограмма для определения необходимою числа отсчетом пг- необходимое число отсчетов; п„- число имеющихся 01счеюв.

Для увеличения эффективности оценивания СКО при большом числе отсчетов целесообразно выборку объема п разбить па т непересекающихся нод-выборок объемом п' п'т (т 2+10) каждая. Гели в каждой /-ой подвыборке

размах равен /?,, то оценкой СКО будет Л'„ ~ Мп'УУК1 /т. Отсюда можно най-

ти, что п -

1„„Мп')

т

(¿«/Ц •

По этому выражению в диссертации построены номограммы для п 6 ; 10 и уровней доверительной вероятности 0,80: 0.90 и 0,95.

Для определения требуемого числа отсчетов необходимо иметь оценку случайных ошибок измерений данной величины. При подаче угля в мельницу ленточным питателем производительность пылссистсмы определяется в стационарном режиме путем отбора пробы при остановке ленты на время г и взвепш-ваиия ее через каждые 20-5-30 мин. <>|бор проводили с 0,600 м ЛИСУ; проба угля взвешивалась на весах с ценой деления 0,05 кг; скорость ленты питателя оп-

ределялась с точностью до 0,005 м/с и контролировалась 2-гЗ раза за опыт; время останова ЛПСУ для отбора пробы измерялось секундомером с ценой деления 0,2 с и составляло не более 30 с.

Среднее значение производительности СПП рассчитывалось по формуле

+ (3)

где q, - вес угля в »' - том отборе; Л/, - время между i и / т 1 отбором; v - скорость ленты, / - длина мерного участка; г, - продолжит ельность / - того отбора.

В области, ограниченной среднеквадратичными отклонениями v, /, X г, и UA/,, функция q = £</,/« меняется слабо. Пренебрегая случайными погрешностями измерений этих величин получим, что •^(.ß,,)«^-^—^ S*(q ) » (q ).

Эмпирическая дисперсия Sj,(q) определялась по результатам 15 опытов (125 отсчетов) в интервале значений производительности 50-г60 т/ч с проверкой однородности по критерию Бартлетта. Получено, что S*(liM)»22,03 (т/ч)2. Для этого значения величины случайной ошибки в диссертации пос троены размерные номограммы в координатах Iqtt - /</|Адг|. Номограммы типа приведенной на рис. 2 имеют универсальный характер и могут применяться для оценки необходимого числа измерений любых эксперимен тальных данных.

В настоящее время даже мощные пылеугольные блоки привлекаются для регулирования графиков нагрузки энергосистем, поэтому часть суток котлы работают в нестационарных режимах. В этих условиях критерий оптимизации <р целесообразно представить как сумму статических (р,с и динамических щ„ составляющих. За критерий оптимизации ^принимается сумма составляющих по-icpi. тепла топлива с уходящими газами q2, механическим недожогом q4 и эквивалентная доля тепла топлива на пылеприготовление </„„: <p q2i q„„. В спиичсаспх режимах критерий оптимизации дополняемся равенством количества сожженной пыли производительности СИП.

Показано, что в качестве оатничсски значимых фактрои необходимо и целесообразно учитывать тонкость помола пыли 1(ш расход сушилыю-веиги-лирующего агента QM, и шаровую загру жу барабана мельницы С>ш

В четвертой главе приведены результаты экснеримешальпых исследований размола и сжигания AIII и идентификации параметров математических мо-Лелей.

Ввиду сложности процессов размола и сжигания в диссертации принят статистический метол получения моделей. Для надежною определения зависимости критерия оптимизации (р от отобранных факторов традиционными методами необходимо было бы провести 125 опытов без учета дублирования Провести такое количество опытов длительностью до 5 часов каждый па дейсшу-кмцем оборудовании невозможно. Уменьшение числа опытов достигнут применением методов оптимального планирования рсфессионных жепернмеп юв, что позволило существенно снизить затраты на проведение испытаний

При статических режимах раГмны ПК оньпы проводились но центральному композиционному рогатабслыюму плану шорою порядка. Уровни варьирования факторов приведены в табл. 1.

laCuiHua 1

факторы обозн. JC -1.682 х -I л- 0 .г И .г i 1,682

топкостыюмола пыли. Kvo,% и 4 8 12 14.7

расход сушильно-вентилиру-Ю1Цсго агента, QMm, м'/ч 0,66 0,80 1.0 1.20 1.34

шаровая загрузка барабана мельницы, Ош т 71 85 105 125 139

11олные трехфакторные модели в некоторых случаях являются избыточными и при преобразовании факторов можно обойтись моделями, более простыми по структуре. В тгом случае при проведении испытаний можно применять разработанные автором ]) - оптимальные планы с функцией отклика вида

М(у) fT(x) ¿(UfA-j. i i

где M - оператор математического ожидания:

О - коэффициенты регрессии;

х - вектор входных переменных (факторов); /,(х) - набор функций, определяемый следующим образом: Л(х) ' 1, /,*/х)х] при 0 <у < т; ./} *тл/х) —х} при 0 < п.

Плат.! расположены в точках множества с. состоящего из элементов х таких, х : | х, | 0 или 1, где 1 < » < тих (т, п). Множество ¿о - множество вершин куба, множество £> - множество ссрсдии соответствующих ребер /и-мерного куба и т .д. В явном виде планы построены для п 0, 5 и га 1, 5.

'>1 и планы являются одновременно и О - оптимальными.

Испытания СПП и ПК проводились по общеприняюй методике ОРГРЭС с учетом рекомендаций, полученных в третьей главе диссертации, относительно ■ очности и длительности опыюи. Величина механического недожога определилась в нестационарных режимах ПК по содержанию горючих в пульпе согласно рекомендациям ЮжВТИ. Большая часть экспериментальных исследований проведена па ПС с мельницами П1-50Л и ПК типа ТПН-210(Л). Конструктивные и схемные решения отрабатывались, как правило, на пылесистемах с мельницами Ш-16.

Испытания системы пылеприготовления со ступенчатой сушкой проводною, при постоянной нроизводшелмюсти мельничного вешилятора изменением расхода горячек» воздуха через барабан.

Несгационарность режимов рабош пмлесистем вызывалась изменением расхода сырого угля, общим расходом сушилыю-всптилирующсго агента и перераспределением расходов газов через и помимо барабана, т.е. изменением тех величин, па которые может воздействовап. машинист котла. Глубина изменений этих величин была следующей: расход сырого угля - 100 %, общий расход сушилыю-вентилирующего агента - 30 подача газов помимо барабана - 30%.

Идсшнфнкацмя параметров матсмажчсских моделей осуществлялась по мстоду регрессионного анализа экспериментальных данных, полученных при реализации планов эксперимента с проверкой значимости и адекватности.

Лнали i ическио выражения для /f„ и </„„ (мельница III 5ПД) мри 4 ннпчсс-ком режиме работы Г1К имеют следующий вид:

Ия 55,91 7.74д-, i Х75х: > 5.0Х.х-, i 0.92л,л> i 0.6! , i i I.Kwjjr.,1 0,43**-0,79*;. i/ч; qnn ~ 1.828-0,264*,-0,076*;. 10,4 7*j i 0,033*,.**> 0.007*,*,' 10,047*2X310,094 xj - 0,007 *j t0.019*f, %

В пятой главе изложены результаты расчетов оптимальных значений режимных факторов для стационарных частичных (сниженных) нагрузок парового котла, опытно-промышленной проверки методов снижения суммарных потерь топлива: разработаны способы оптимизации работы ПС и ПК в переходных режимах, изложена практическая реализация результатов расчсюв.

На основании результатов расчетов разработаны новые схемные и конструктивные решения на уровне изобретений.

Полные факторные модели являются четырехмерными (четвертая координата - функция отклика), поэтому для исследования влияния факторов на критерии оптимизации использован метод сечении. В связи с otcyicibhcm технических средств для быстрого изменения массы шаров в барабане сечения строились при х3- const. 11а рис. 3 показано влияние х, и х2 на 1)м и </„„ при шаровой загрузке барабана С/ш 85 т (х} -/). Видно, чю минимальное значение qn„ при любой производительности пылесистемы RM const достигается максимально-возможной вентиляцией.

Поиск оптимальных значений режимных факторов в четырехмерной модели осуществлялся извссшыми методами поиска экорсмума с ограничениями. И диссертации рассчитаны х"'" для частичных нагрузок энергоблока: 200т240 МВт и приведены результаты опытной проверки рассчн tannux режимов.

В течении суток нагрузка парового котла изменяв 1ся не менее двух раз. Г>1И изменения связаны со снижением и набором nai рузки. причем iлубина изменений может быть весьма значительной: до 0.6 ;0.7/),,. Переменный xapnKicp нагрузок парового котла оказьшас! существенное влияние ни экономичноеп>

Х2 0,8

0,4

О

-0,4

-0,8

-1,2 -0,8 -0,4 0 0,4 0,8 X,

Рис. 3. Показатели работы СПП при шаровой загрузке 85 т(Х3=-1)

-55- - производительность мельницы, т/ч,

------------1,8-----— - затраты на пылеприготовление, %

как сжигания угольной пыли, так и на Эффективность ее приготовления, наиболее сложные вопросы возникают при малых нагрузках, когда не хватает тепла горячего воздуха для сушки топлива, что приводит к необходимости повышенной вентиляции нылссистсм и, как следствие, к большим объемам сбрасываемого в топку холодного запыленного воздуха. При этом снижается темпера-1>ра в топке, ухудшается выход жидкого шлака, увеличиваются потери с механическим недожогом и уходящими газами. Таким образом, при изменении нагрузки к "статическим" потерям добавляется "динамическая" составляющая.

Опшмизация совместной работы паровых коглов и систем пылеприго-товления в нестационарных режимах заключается, следовательно, в уменьшении вклада "динамической" составляющей суммарных потерь. Дли решения "этой задачи проведены экспериментальные исследования работы Г1С и ПК в нестационарных режимах. Регулируя расход топочных газов, можно было изменять суммарное количество подводимого к пылесистсме тепла на ~20 %. Перед проведением исследований в нестационарных режимах были с>шы зависимости Нм и 3„„ от шаровой загрузки, вентиляции и тонкости помола угольной

пыли. Определялась также скорость изменения темпера^ры оюасываемы.х ю-почнмх газов ог их количества (расхода) и от нафузки парового котла

Исследование ПС в нестационарных режимах позволило установи!!., что при прекращении подачи сырого угля тонкость помола ютовой пыли увеличивается примерно в 1,4 раза с одновременным увеличением производи юлыюс т. ">го можно объяснить тем, что при останове ПСУ мельница начинай! питься возвратом, причем гранулометрический состав пнутримельничнот продукта сдвигается в сторону более мелких фракций с соответствующей шмснсифика-цией размола, приводящей к увеличению производительности.

На основании исследований но возмущению общим расходом воздуха для стабилизации тонкости помола при уменьшении подачи сырого угля предложено синхронно уменьшать общий расход сушильно-вешилируюшею а)еша. Для уменьшения "динамической" составляющей суммарных поюрь юплива при изменении нагрузки ПК разработано устройство, позволяющее осуществлять подачу более тонкой пыли помимо бункера гоювой пыли.

ОСПОШ1ЫК ВЫВОДЫ

1. Проведены теоретические и экспериментальные исследования кинетики износа мелющих юл; получено уравнение, описывающее скорость износа. Разработана и исследована конструкция устройства для непрерывною удаления изношенных шаров из размольного пространства барабана мельницы. Показано, что при пом снижается расход шаров па нригошвленис 1 I ныли на "и.

2. Разработан и внедрен способ повышения сушильной производительности пылесистем при низких нагрузках паровых котлов путем подачи топочных газов, отбираемых через летки, в тракт мельница-сепаратор: при этом повышается надежное и, жидкою шлакоудалепия и снижается расход мазу|а(пгш) на надподовыс горелки.

3. Получены матсмажческие модели, описывающие процессы измельчения и сжигания VI'чи. На основе жеперимепгальпых данных ндентифицирова-

мм значении параметров математических моделей для производительности пы-■ ■"сгемы, удельных расходов электроэнергии на пылеприготовлснис и суммарных по1срь топлива, что позволило определить оптимальные значения режимных факторов в зависимости от нагрузки парового котла.

4. Для идентификации параметров математических моделей разработана методика определения необходимого числа измерений, обеспечивающая необходимую точность результатов.

5. Экспериментально исследованы, выявлены основные возможности и разработано устройство для снижения динамических составляющих потерь тепла топлива при переменных режимах работы паровых котлов, сочетающая достоинства СИП с прямым вдуванием и промбункером.

6. На изотермической модели топки проверена аэродинамическая целесообразность комбинированной компоновки вихревых и плоскофакельных горелок для уменьшения высокотемпературной газовой коррозии при сжигании ЛШ в котлах СКД.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Чуевский C.B., Усиков H.H., Дорохов Г.Т., Фурссикп В.Ф. Оптимизация работы пылссисгемы и парогенератора энергоблока 300 МВт по режимным факторам//Теплоэнергетика. - 1976. -№4. - С. 23-26.

2. Чуевский C.B., Усиков H.H. Выявление оптимальных режимов работы i!м.'!сприготови iсльного оборудования блоков 300 МВт с помощью ЭЦВМ '"Минск-32'7/Тезисы докладов "Экономия топлива и электроэнергии на тепло-пых элекфоешпция.х. в 1епловых и элекгричсских сетях" 25-29 октября 1976 года. М,- ВДНХ. -С. 29-31.

3. Усиков II B. Пскоюрыс /) - опшмалим.le планы дли нвалрашчпой репрессии па гиперкубе'/Заводская лаборатория. - 1978. - №7. - С. 845-848.

4. Л.с. 953374 СССР. МКИ Г 23 К 3/00 Устройство для подачи мольной пыли в горелки/'/'В.В.Малкин. Н.В.Усиков. С.В.Чусвский>0[кры1ия. Изобрсте-пия. - 1982. -№31.

5. Чусвский C.B.. Руковаиов Ь.11„ Черников КВ., Усиком II.В. Работ уг-леразмольных мельниц с повышенным заполнением барабанов и малой веши-ляцисй//Элек[ричсские станции. - 1982. - №4. - С. 22-25.

6. А.с. 1003900 СССР. МКИ В 02 С 21/00.//11омолы1о-сушильная установка//'C.B.Чуенский, 11.В.Усиков//Огкрыгия. Изобретения. - 1983. - №10.

7. А.с. 1071875 СССР. МКИ F 23 К 1/00./Л1ылесистсма//В.А.11арилов. С.Г.Ушаков, В.К.Мизонов, II.В.Усиков// Открытия. Изобрстспия. - 1984. -№5.

8. Усиков II I! . Чусвский С.'В. Оценка необходимого числа измерений при определении производительности пылесистем'/Теплоэнсргсшка - 1990. -№8. - С. 57-60.

9. Чусвский C.B.. Ушаков С.Г., Усиков II.В, Калмыков Г.И. Рсзулмагм работы модернизированной системы пылепршотопления с III-50A и стчпепча-той сушкой//Извес1ия Северо-Кавказского научного цещра высшей школы. Технические науки. - г.Ростов-на-Дону. - 1990. - №4. - С. 14-17.

10. Усиков П.В. Двухнарамстричсская модель износа мелющих ie.ii в шаровых барабанных мельницах//11овышение надежности и экономичности раб<ь 1ы Т'.)С. Сб. паучп. ф./Повочсрк. гос. icxii. ун-i. Новочеркасск: ЦП У. 199.V/C. 39-42.

11. Усиков П.В. Обобщение меюда Пьююна-Рафсона решения конечных уравнсний//Г!окышсиис надежности и экономичности работы ТГ)С: Сб. научн. тр./Новочерк. юс. техн. ун-т. Новочеркасск: НГГУ, 1993//С. 42-49.

12. Усиков Н.В., Каминский В.П., Кепрешнов А.Н., Кружилип II.В., Калмыков Г.И., Синяпкин Л.Н. Исследование аэродинамики топки котла Till 1-210 с вихревыми и плоскофаксльными горелками на изотермической модели //Повышение надежности и экономичности работы Т')С: Сб. научн. тр./Новочерк. юс. техн. ун-т. Новочеркасск: НГГУ, 1993//С. 69-78.

13. Усиков Н.В. Оценка требуемого числа измерений при испытаниях тс-н.'кпнергстичсского оборудования// Теплоэнергетика. - 1993. - №10. - С. 72-76.

Усиков Н.В., Чуевский C.B., Калмыков Г.И., Синяпкин J1.I1., Усепко В.Л. Исследование влияния отбора газов для сушки топлива на топочный режим парового котла// Электрические станции. -1994. - №8. - С. 4-6.

15. Каминский В.II., Усиков Н.В. Модернизация некоторых узлов котло-афегата для устранения присосов//Тезисы докладов научно-технической кон-<|>еренции "Экологически чистая энсргстика'ТПовочеркасск. ПГТУ. - 1994//С. 69-70.

16. Усиков II.В., Каминский В.П., Ьсзгрсшнов Л.П., Н.В., Калмыков Г.И., Сипяпкин JLII. Экспериментальное исследование работы модернизированной топочной камеры котла ТПН-210 с комбинированной компоновкой вихревых и плоскофакельных трелок для снижения выбросов оксидов азога//Тсзисы докладов научно-технической конференции "Экологически чистая энергетика"/! 1ово-черкасск. НГТУ. - 1994//С. 51-52.

17. Калмыков Г.И., Усиков П.В., Чуевский C.B. Усовершенствование сис-Iсм пылеприготовления в связи с ухудшением качества антрацитового штыба// Улучшение эксплуатационных и экологических характеристик оборудования ТЭС: Сб. науч. тр./Новочсрк. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: НГТУ. - 1994//С. 3849.

18. Калмыков Г.И., Каминский В.П., Усиков И.В., Синяпкин Л.11., 1>сз-грешнов Л.Н., Якшов В.И., Попов В.П.. Кружилин Н.В. Работа гонки с комбинированной компоновкой плоскофаксльных и вихревых горелок при сжигании анфацитового штыба. Предварительные результаты. // Улучшение эксплуатационных и экологических характеристик оборудования ТЭС: Сб. науч. тр./IIo-вочерк. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: Н1ТУ. - 1994//С. 34-38.

19. Ушаков С.Г., Усиков II.В., Чуевский C.B. Математические модели оптимизации измельчения и сжигания угля: выбор переменных и критсрисв//Из-нсстия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки, г. Ростов-на-Дону. - 1995. - № 3-4. - с. 181-187.

ги"'- ■'• i.Zt_Тираж /¿>¿7 Закaajfl^

Типография МЭИ. Кип СПОк.'ПП пмпппш I -Ч