Введение к работе
Актуальность темы. Эксплуатационная надежность и эффективность работы - общеизвестные требования, предъявляемые к энергетическому оборудованию. В условиях напряженного топливно-энергетического баланса России в связи с вовлечением в него малоизученных марок бурых и каменных углей восточных регионов, удовлетворить эти требования не всегда представляется возможным.
Продолжает оставаться актуальной для большинства ТЭС страны, работающих на твердом топливе, проблема обеспечения взрывобезопас-ной эксплуатации пылеприготовительных установок. Существующие методы взрывозащиты и взрывопредупреждения недостаточно эффективны. При взрывах угольной пили в системах пылеприготовления (СИП) котлов, существует возможность травматизма персонала высокотемпературными выбросами пылегазовоздушной смеси. Происходящие взрывы угольной пыли наносят значительный материальный ущерб в результате недовыработки электроэнергии, затрат на восстановительный ремонт.
Цель работы - диссертационная работа посвящена решению задачи существенного повышения взрывобезопасноста пылесистем прямого вдувания с молотковыми мельницами на основании промышленных и стендовых экспериментов со взрывами пыли.
Основные задачи исследования:
-
Изучение современного состояния взрывобезопасноста СПП ГЭС. систематизация эксплуатационных данных по взрывам в пылесис-темах, работающих на высокореачционных твердых топливах.
-
Экспериментальные стендовые исследования взрывоопасных свойств угольной пыли.
-
Расчетная оценка основных особенностей протекания взрыва угольной пыли в натурных условиях системы пылеприготовления.
А. Экспериментальное изучение закономерностей протекания взрыва в большом обгеме сложной конфигурации промышленной СШ с определением максимально возможного давления взрыва при использовании топлива повышенной взрывоопасности и в отсутствие взрывных предохранительных клапанов (ВПК).
5. Проверка на прочность экспериментальными взрывами элементов пылесистемы прямого вдувания с молотковой мельницей без ВПК при воздействии давления взрыва максимально возможной величины.
Научная новизна работы. Получены новые экспериментальные данные о влиянии твердых инертных добавок к угольной пыли и влиянии ее влажности на взрываемость; экспериментально получены коэффициенты для расчета конвективного и лучистого теплообмена между газовой средой и стенками взрывной камеры; составлен подробный тепловой баланс процесса взрыза пшш с учетом давления взрыва, времени его развития и конечного состава продуктов сгорания, что позволило оценить влияние масштабного фактора на протекание взрыва в различных по объему камерах, показать справедливость переноса получаемых в малых установках характеристик Бзрываеюсти на крупные промышленные установки, определить аффективные значения кинетических констант реагирования Е и Л0 при высокотемпературном взрывной горении пылевоздушных смесей, дало возможность экспериментального определения теплоемкости угольной пыли (по-суцеству найден новый метод) при температурах свыше 10ШС.
Получены новые данные о характере протекания взрыва пшш в натурных условиях промышленной установки в результате влерзые осуществленного (в отечественной и мировой практике) эксперимента со взрывами на пылелриготовительной установ: прямого вдувания с молотковой мельницей действующего котла блока 210 МВт, что позволило обосновать величину максимально возможного давления взрыва, принимаемую в расчетах на прочности, и распределение давления по различным элементам установки.
Предмет зашиты. На защиту представлены результаты стендовых и промышленных экспериментов со взрывами угольной пыли, отличающиеся научной новизной.
Практическая ценность и реализация работы. Данные стендовых исследований являются дополнением к существующим представлениям о характере возникновения и развития взрывов пыли и могут использоваться, в частности, при разработке расчетно-теоретическкх схем воспламенения и распространения пламени по пылевоздушным смесям. Результаты исследований влияния влажности и инертных добавок на взрываемость пыли показали, что в настоящее время практически нет резерва в обеспечении мер взрывопредупреадения за счет режимных (факторов работы СИЛ. Результаты промышленных экспериментов со взрывами использованы при очередном пересмотре "Правил взрывобезо-пасносги... ". Предложенные мероприятия, предусматривающие ликвида-
цию ВПК на СШ прямого вдувания с молотковыми мельницами, обеспечивает безопасность эксплуатационного персонала, повышенную надежность работы оборудования и внедрены на Гусиноозерской ГРЭС.
Апробация работы. Основные результаты исследований изложены в опубликованных работах. Содержание отдельных "аэделов докладывалось на ежегодных научно-технических конференциях ИрГТУ в 1S91-1995 годах, на Всесоюзных конференциях б г. г. Ташкенте, Красноярске, Челябинске, на Российской научно-технической конференции "Повышение надежности и маневренности оборудования ТЭС и АХ" в г. Санкт-Петербурге в 1994 г.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 142 наименований, 2-х приложений; содержит 202 страницы основного текста, в том числе 42 рисунка и 12 таблиц.
