Очистка отходящих газов тепловых электростанций от летучей золы

      

         Рис. 4.

    Свежий  пар поступает к турбине по 2 паропроводам через главные паровые  задвижки, расположенные в непосредственной близости от стопорных клапанов.

        После главных паровых задвижек пар, пройдя два стопорных клапана с проходным сечением, поступает через 4 перепускные трубы и 4 регулирующих клапана к сопловым коробкам ротора высокого давления.

        После него пар направляется  по 2 паропроводам к промежуточному  пароперегревателю котла, откуда по 4 паропроводам поступает к 2 отдельно стоящим защитным клапанам ротора среднего давления. От защитных клапанов пар поступает через 4 регулирующих клапана в ротор среднего давления. Из него пар по 2 рессиверным трубам направляется в двухпоточный ротор низкого давления и далее в конденсатор турбины. В нем пар охлаждается проточной водой до 30 0С.

        Турбогенератор типа ТГВ-2ОО соединен  с турбиной посредством полумуфты.  Герметическое исполнение корпуса  генератора и торцевые масляные  уплотнения вала обеспечивают нормальную работу генератора при давлении водорода 3-4 атм. Со стороны турбины в корпус встроены два вертикальных газоохладителя с латунными трубками. В нижней части статора имеются люки, позволяющие производить внутренний осмотр генератора.

        Сердечник статора состоит из  отдельных пакетов, собранных  из изолированных сегментов высоколегированной  холоднокатаной электротехнической  стали. Пакеты разделены между  собой распорками, образующими радиальные  вентиляционные каналы. Для предотвращения вибрации корпуса статора с двойной частотой сердечник статора подвешен к корпусу при помощи специальных пружин. Пазы сердечника статора открытые. Обмотка статора - двухслойная, стержневая, корзинчатого типа, с непосредственным охлаждением. Внутри каждого стержня, между транпозированными проводниками расположены вентиляционные трубки из немагнитной стали, через которые продувается водород. На концах вентиляционных трубок надеты газонаправляющие колпачки из кремне - органической резины, которые одновременно являются изоляцией головок обмотки статора. Каждая фаза обмотки статора имеет 2 параллельные ветви.

    Напряжение  статора  15,75 + 5 %  кВ.

        Ротор - цельнокованный, из высококачественной  легированной стали. В бочке  ротора выфрезованы пазы для  обмотки возбуждения, выполненной из корытообразных проводников, образующих каналы для внутреннего охлаждения. Материалом проводников служит медь повышенной прочности с присадкой серебра.

       Закрытыми шинопроводами генератор  подключен к главному повышающему  трансформатору. Параллельно главному  трансформатору подключены: отпаечный  трансформатор собственных нужд  и трансформатор тиристорного  возбуждения. Главный повышающий  трансформатор повышает напряжение с 15,75 кВ до 110 кВ. С таким напряжением электроэнергия передается по линиям электропередачи к понижающим трансформаторам потребителя.  
 

    Очистка отходящих газов  на ТЭС. 

    Электрофильтры.

    Электрофильтры  задерживают почти 100% пыли, содержащейся в воздухе или отходящих газах. Начальные затраты на электрофильтры высоки. Эффективность действия этих пылеуловителей в большой мере зависит от конструкции и качества пополнения вытяжных зонтов и воздуховодов.

    Электрофильтры  обладают тем преимуществом, что на степень очистки в них не оказывает заметного влияния фракционный состав пыли. Механический износ и падение давления в них незначительны. Но для установки электрофильтров требуются высокие капитальные затраты и большая площадь. 
 
 

    Осадительные электроды.

    Увеличение  скорости газов без коренного  изменения конструкции осадительных электродов невозможно. При скорости газов в электро-фильтрах сверх 2 м/сек степень очистки ухудшается вследствие вторичного уноса пыли газовым потоком при встряхивании электродов.

    Уменьшение  скорости в электрофильтрах за счет увеличения активного сечения путем удлинения электродов в вертикальном направлении невозможно по конструктивным и производственным условиям. Увеличить ширину электрофильтра в направлении, поперечном ходу газов, не позволяют размеры котельной ячейки. Поэтому, естественно, что первым возникает вопрос об увеличении высоты электрофильтра с одновременным улучшением его аэродинамических качеств.

    На электростанции с котлами паропроизводительностью 650 т/ч и более устанавливаются горизонтальные электрофильтры с двумя и большим числом полей по ходу газов, с электродами высотой до 7,3 м. 

    

    Рис. 5. Осадительный электрод. 

    Новая конструкция осадительного электрода - желобчатая(рис.5), обладает следующими преимуществами по сравнению с карманными электродами:

    а) увеличение высоты электрода до 7,2 м, 
т.е. на 15% по сравнению с карманным, при достаточной жесткости конструкции и без затруднений процесса их производства;

    б) уменьшение вторичного уноса при встряхивании;

    в) увеличение поверхности осаждения. 
Второй и третий факторы непосредствен 
но влияют на эффективность улавливания в то 
время, как первый позволяет увеличить активное сечение электрофильтра в пределах заданной ширины котельной  ячейки.

    Влияние второго и третьего факторов вполне объяснимо. Оказавшись вблизи поверхности осадительных электродов частицы пыли, основная масса которых заряжена отрицательно, должны были бы все осесть на их поверхности и перезарядиться, приобретая положительную полярность. Однако после перезарядки частиц в силу одноименности их заряда осадительного электрода возникают условия, способствующие возврату их в газовый поток, особенно при встряхивании. В случае применения гладких осадительных электродов это явление возникает при меньшей скорости газов, чем при установке фигурных  электродов.

    Эффект  от применения желобчатых электродов заключается в том, что электрически заряженная пыль оседает на них в виде торчащих наростов на кромках желобов. Эти наросты имеют очень малое основание и поэтому легко отваливаются при встряхивании. Отрицательно заряженная пыль нароста вовлекается внутрь желоба и соскальзывает по нему в сборный бункер пыли.

    Завихрение  газов, образующееся у кромок желобов, способствует попаданию в них  отряхнутых наростов пыли.

    Для своевременного удаления наростов, учитывая продолжительность их образования  на желобчатых электродах периодичность  их отряхивания должна быть большей, чем принято для карманных электродов.

    Желоба, из которых состоит осадительный электрод, установлены с наклоном, чтобы пыль при скольжении не отрывалась от желоба.

    Если необходимо улавливать пыль с высоким электрическим сопротивлением, выгодность желобчатых электродов проявляется в том, что их поверхность больше на ~50%, чем поверхность карманных электродов, поэтому толщина слоя пыли на желобчатом электроде меньше, и ток короны легче проходит через слой; слишком высокий потенциал образуется только при относительно большом сопротивлении пыли.

    Общепринятым теоретическим выражением для эффективности улавливания взвешенных в газе частиц η  служит экспоненциальная формула, один из вариантов которой имеет следу 
ющий вид: 

    η=1-е^-wF;

    где

    w – кажущаяся скорость дрейфа частиц в направлении осадительного электрода, м/сек;

    F - удельная поверхность осадительных электродов фильтра на единицу расхода газов, м²/м³/сек;

    е - основание натуральных логарифмов (2,718).

    В поле коронного разряда с пластинчатыми осадительными электродами напряженность поля может быть определена приближенно по формуле

    Е=√4i/b;

    где   

    i - ток короны на единицу длины коронирующего провода;

    b - подвижность ионов.

    Следовательно, эффективность электрофильтра зависит от величины удельной поверхности осадительных электродов и от скорости дрейфа частиц. В свою очередь скорость дрейфа пропорциональна радиусу улавливаемых частиц, квадрату напряженности поля и удельному расходу тока короны.

    Важный  качественный показатель работы электрофильтра - скорость дрейфа частиц - может быть улучшен путем увеличения силы тока короны, протекающего, через электрофильтр. Таким путем может быть существенно увеличена эффективность осаждения.

    Применение  желобчатых электродов вместо карманных  является самым существенным конструктивным отличием новых электрофильтров. 

    Коронирующие    электроды.

    Остальные узлы новых электрофильтров заимствованы из аппаратов ДГПН и подверглись лишь частичным изменениям с целью увеличения их эксплуатационной надежности, улучшения транспортабельности или облегчения изготовления.

    Коронирующие  электроды выполнены составными, из двух рам вместо одной общей рамы.

    В этих рамах, как и в аппаратах  ДГПН, натянута стальная проволока "штыкового" сечения с диаметром описанной окружности 4 мм. 

    Механизмы    встряхивания.

    Пыль, самопроизвольно осевшая на поверхности осадительного электрода, спадает только при очень большой толщине слоя. Во избежание образования в толстом слое пыли обратной короны или расстройства золоудаления при обвалах большой массы пыли ее необходимо удалять принудительно, что достигается встряхиванием электродов.  

    Смещенные с осадительного электрода пылинки могут быть вторично увлечены газовым потоком. Очевидно, что на эффективность электрофильтр значительное влияние будут оказывать сила и частота ударов, а также продолжительность периода отряхивания.

    Обоснованной методики расчета силы и частоты ударов при отряхивании не имеется. В связи с этим успешно можно применять только такой встряхивающий механизм, который легко регулируется по силе и частоте ударов.

    Наиболее  широко применяемыми типами встряхивающих  устройств как для осадительных, так и для коронирующих электродов являются следующие: ударные с приводом от электродвигателя, вибрационные, магнитно-импульсные. Все эти способы в одинаковой степени достигают цели.

    Также проводились стендовые испытания магнитно-импульсного встряхивающего устройства. Его встряхивающий элемент представляет собой соленоидный электромагнит с подвижным плунжером, приводимым в движение от разряда конденсатора, причем разряд синхронизируется тиратроном. Коробка встряхивающего элемента приварена к концу встряхивающей штанги, проходящей через стенку корпуса электрофильтра и соединенной с группой осадительных электродов. При возбуждении обмотки соленоида коротким импульсом тока, поступающего от генератора импульсов, плунжер резко выталкивается к встряхивающей штанге, вызывая ударные вибрации, необходимые для отряхивания электрода. По имеющимся данным такое встряхивание является наиболее эффективным, отличаясь компактностью и малым расходом электроэнергии.

    В связи с тем что коронирующий электрод составлен из нескольких рам, предусмотрено самостоятельное отряхивание каждой рамы, для чего молотки располагаются в два яруса. 

    Корпус электрофильтра.

    Корпусы электрофильтров для дымовых  газов часто сооружают из монолитного железобетона. Также для электрофильтров дымовых газов корпусы изготовляют металлическими - стальными. В отношении устойчивости против коррозии стальной корпус, имеющий хорошую тепловую изоляцию, не менее долговечен, чем железобетонный, но проще в изготовлении. Однако учитывая большой расход стали на изготовление металлических корпусов электрофильтров крупных электростанций целесообразно изготовление корпусов из сборного железобетона.  

    Выпрямители    для    питания током    электрофильтров.

    Электрофильтр работает тем лучше, чей ближе к пробивному напряжение на его электродах. В электрофильтрах для дымовых газов напряжение пробоя сильно колеблется, так как зависит от ряда факторов: расхода газов, их запыленности, физико-химических свойств золы.