ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ СЖИГАНИЯ УГЛЕЙ.
Бейсекеева С. З., Жумагалиев А. Т.
ЕНУ им. Л. Н. Гумилева
Накоплен большой экспериментальный материал по исследованию составов зол для производства золокерамических стеновых материалов.
Статистический анализ этого материала позволил установить критерии предварительной оценки качества золы и возможности еѐ использования в виде основного компонента и добавки при производстве изделий грубой керамики. Золы являются механической смесью со сложными сочетаниями минеральных и угольных частиц различной величины и формы. Они представляют собой гранулометрические системы, размер частиц которых изменяется в широких пределах - начиная от нескольких миллимикрон и заканчивая крупнозернистыми частицами размерами во 1 мм.
Гранулометрический состав зол определяется пипеточным методом.
Выделяются фракции с размерами частиц (в мм): меньше 0,001; 0,001...0,005;
0,005...0,01; 0,01...0,05; 0,05...0,1; 0,1...0,25; 0,25...0,5; выше 0,5.
При производстве грубой стеновой керамики сырьевые материалы (глины) по гранулометрическому составу делят на три вида фракций:
глинистую, пылеватую и песчаную. По аналогии с глинистым сырьем все исследованные золы были условно разделены на три фракции:
тонкодисперсную, содержащую частицы менее 0,005 мм, среднедисперсную – от 0,005 до 0,05 мм, грубодисперсную – от 0,05 до 1 мм.
Полученные данные наносили на поле тройной программы (рис. 1), характеризующей степень пригодности сырьевых материалов по гранулометрическому составу для производства изделий грубой керамики.
Анализ полученных результатов, показал, что золы на диаграмме располагаются в области с пониженным содержанием фракции 0,005 мм и повышенным содержанием фракций от 0,005 до 1,0 мм.
Результаты исследованных зол, отобранных по месяцам в течение года, показали, что их фракционный состав меняется незначительно, т.е.
временный фактор существенного влияния на гранулометрический состав зол не оказывает.
Отбор проб зол по полям электрофильтров показал, что во время стабильной работы системы пылеулавливания наиболее крупная фракция золы осаждается форкамере, затем в бункерах поля 1 и далее по увеличению степени дисперсности на 2, 3 и 4 полях соответственно. В результате исследований зол, отбираемых в течение года по полям осаждения, установлено, что на фракционный состав зол влияет режим работы электрофильтров и место отбора проб. По-видимому, при нарушении режима работы электрофильтров грубодисперсная часть золы, которая должна осаждаться в форкамере и на 1 поле, попадает также и на 2, 3 и 4 поля. И
наоборот, при отключении 3-4 полей тонкодисперсная часть золы распределяется в бункерах 1-2 поля.
Рис. 1 Диаграмма фракционного состава зол от сжигания углей изученных месторождений.
1 – Зола ГРЭС г. Аксу (Экибастузский уголь) 2 – Жезказганской ТЭЦ (Карагандинский уголь)
3, 4, 5 – Риддерской, Усть-Каменогорской, Согринской ТЭЦ
Результаты исследования влияния теплотехнических факторов сжигания угля на их гранулометрический состав показали (табл. 1), что с увеличением зольности угля в золе повышается содержание тонкодисперсных фракций золы, а грубодисперсных - снижается. Это можно объяснить тем, что в топку вносится большое количество мелкодисперсных породообразующих глинистых материалов. При переходе на 4-х мельничный режим работы пылесистем колебания фракционного состава менее значительны, чем при 3-х мельничном режиме, что объясняется более равномерным помолом угля.
Уменьшение колебаний фракционного состава можно отметить также и при переходе со схемы крутки воздуха СК-1 на схему СК-5, что объясняется образованием устойчивых вертикальных течений, способствующих лучшему прогреву, перемешиваю пылевоздушной смеси и выгоранию топлива.
Таким образом, можно сделать вывод, что фракционный состав зол зависит от тонины помола угля, его зольности, режима работы систем пылеприготовления и пылеулавливания, условий перемешивания пылевоздушной смеси в топке котла и места отбора проб для анализа.
Для установления влияния условий залегания зол в золоотвалах на их гранулометрический состав изучали золы Жезказганской, Усть- Каменогорской, Риддерской и Согринской ТЭЦ.
Из всех исследованных зол наиболее однородной по фракционному составу является зола жезказганского золоотвала (рис. 1). Это, по-видимому,
объясняется однородностью породообразующих минералов Карагандинского угольного месторождения, а также стабильной работой систем пылеприготовления и сжигания угля на Жезказганской ТЭЦ. Содержание тонкодисперсной фракции в ней находится в пределах 3...26 %, среднедисперсной - 60...90 % грубодисперсной - 10...40 %. Существенных колебаний фракционного состава зол по разрезам, и по горизонтам золоотвала не отмечено, т.е. пробы золы по всему Жезказганскому отвалу достаточно однородны.
Таблица 1. Влияние теплотехнологических факторов сжигания углей на фракционный состав зол.
Зольность ,
%
Режим работы пылесистем
Тонина помола ,
остато к на сите,
%
Схема крутки потоко в воздух а
Пределы колебани й
Фракционный состав в % при размере частиц в мм
Мене е 0,005
0,005 -0,05
Более 0,05 41-43
3-
мельничны й
17-22 СК-5
Сред.
Мин.
Макс.
6,34 0,43 12,26
54,63 24,15 85,12
54,10 18,21 90,0
-//- -//- 30-35 СК-5
Сред.
Мин.
Макс.
11,27 3,27 19,28
57,23 43,92 70,55
35,05 20,67 49,63
-//- -//- 30-35 СК-1
Сред.
Мин.
Макс.
12,86 9,73 16,05
60,54 38,83 82,25
32,26 16,13 48,40 44-47
4-
мельничны й
17-22 СК-5
Сред.
Мин.
Макс.
8,73 2,44 11,36
40,69 4,30 77,10
54,27 10,84 97,71
-//- -//- 30-35 СК-1
Сред.
Мин.
Макс.
10,11 7,50 12,73
59,34 54,40 64,28
31,62 19,44 41,33 30-35 СК-3 Сред. 7,35 41,03 51,62 50-58
3-
мельничны й
17-22 СК-5
Сред.
Мин.
Макс.
9,12 2,86 15,38
53,44 30,45 76,44
41,03 6 7,22 74,86 -//-
4-
мельничны й
17-22 СК-5
Сред.
Мин.
Макс.
11,12 4,46 17,78
53,02 37,54 68,51
42,96 12,17 64,77 Исследования золоотвалов от сжигания углей Кузнецкого бассейна показали, что из них наиболее однородной по фракционному составу
является зола Усть-Каменогорской ТЭЦ. В ней содержится значительное количество тонкодисперсной фракции - до 22 %, тогда как в золе Согринской ТЭЦ - еѐ менее 12 %. В золе Согринского золоотвала содержание грубодисперсной фракции колеблется от 25 до 66 %, а в золе Риддерского отвала - среднедисперсной от 36 до 82 %. Зола усть-каменогорская по содержанию этих фракций занимает промежуточное положение.
Как следует из полученных данных, наиболее однородная по зерновому составу зола находится в золоотвале Жезказганской ТЭЦ.
Список использованной литературы:
1. Логвиненко А.Т., Савинкина М.А., Кокаулина Э.В. Микроскопическая характеристика и активность буроугольной золы-уноса. - В кН.:
Минеральная часть топлива и ее роль в работе энергетических устройств.
Алма-Ата, 1971
2. Рупенко П.М. Садунас А.С. Шлаки и золы ГРЭС, их свойства и применение в стеновой керамике// Научные основы технологии развития стеновой керамики/ Киев. 1972. С.59-54.
3. Иванов И. А., Микриншин Н. И., Калашникова И. Г. Побочные продук- ты промышленности - сырье для производства керамических материалов//
Сб. трудов ВНЙИстрома. 1985. Вып. 57(85). С. 12-19.
4. Дворкин Л. И., Дворкин О. Л. Строительные материалы из отходов промышленности / Учебно-справочное пособие. – Издательство «Феникс», 2007 г. Москва
