Применение мельниц для угля в оснащении ТЭЦ

По данным федерального портала в Российской Федерации действует 396 тепловых электростанций, использующих уголь. В подавляющем большинстве это старые котельные установки, спроектированные и пущенные в работу  несколько десятилетий назад. На сегодняшний день приблизительно износ мощностей оценивается на уровне 50%. Но основной задачей эксплуатационного персонала по-прежнему считается обеспечение высокого КПД – эффективное сжигание топлива при безаварийной работе. Однако сегодня, в отличие от прошлых лет, выдвигаются новые требования к тепловому оборудованию, связанные с соблюдением экологических норм допустимых выбросов в атмосферу некоторых продуктов сгорания твердого топлива. Из азота и азотсодержащих компонентов топлива в топке образуется некоторое количество оксида азота NO. До выхода из котла часть оксида азота трансформируется в диоксид NO2. Эмиссия оксидов азота NOx определяется характером сжигаемого топлива (как в случае SO2 или золовых частиц). Важно отметить, что образование оксидов азота NOx (NO + NO2) происходит при сжигании всех видов органического топлива.

Оксиды азота оказывают весьма негативное воздействие на здоровье людей – постоянное присутствие этих веществ в воздухе, которым мы дышим ведет к возрастанию количества острых и хронических респираторных заболеваний. Высокая концентрация оксидов азота отрицательно сказывается также на растительном и животном мире, поскольку накапливаясь в атмосфере оксиды азота вместе с оксидами серы образуют знаменитые «кислотные дожди», наносящие урон сельскому хозяйству и животноводству. Оксиды азота в атмосферной влаге являются частой причиной коррозии строительных материалов, ускоряют разрушение исторических памятников архитектуры и других культурных ценностей. Поэтому в России, как и в других высокоразвитых странах, были приняты законодательные ограничения по выбросам оксидов азота в атмосферу. Так сформировались определенные требования к пылеугольнму топливу: оно должно иметь высокую степень измельчения, низкую влажность и относительно высокий процент выхода летучих веществ.

Типы мельниц для измельчения угля

Для размола угля и производства пылеугольной смеси традиционно применяются несколько типов мельниц: тихоходные шаровые барабанные (ШБМ) с частотой вращения 16…23 об/мин; быстроходные мельницы молотковые тангенциальные (ММТ) – частота вращения 590…980 об/мин; среднеходные валковые мельницы (СМ) – от 40 до 78 об/мин. Схема пылеприготовления определяется в основном типом применяемых мельниц.

Шаровые мельницы от производителя | МШЦ, МШР, МШ – Строммашина

Мельницы молотковые тангенциальные ММТ | Помол и сушка – Строммашина

Стержневые мельницы МСЦ | Грубый помол руды и материалов – Строммашина

• Шаровые барабанные мельницы применяются для размола антрацитов и каменных углей с Кло ≤ 1,1 и малым выходом летучих, требующих тонкого помола (R90 = 6…7%). При наличии в топливе колчеданной серы (Sр к > 6%) применяют только шаровые мельницы.
• Молотковые мельницы применяют для бурых и каменных углей с относительно высоким выходом летучих (Vг > 30%).
• Среднеходные валковые мельницы применяют для размола каменных углей с Кло не менее 1,1, влажностью Wр не более 16% и зольностью Ар не более 30%.

Важно подчеркнуть, что использование только шаровых мельниц для измельчения угля технологически возможно только при влажности материала не выше 10—12%. При более высокой влажности уголь начинает налипать на мелющие тела и замазывать внутренние устройства мельницы. Поэтому уголь с избыточной влажностью сперва подвергают сушке в сушильном барабане до предельно допустимой влажности (10—12%;), и потом досушивают в сепараторной мельнице. Чтобы повысить производительность мельницы, уголь рекомендуется предварительно раздробить до зерен размером 8—10 мм. Кстати, использование измельчёного угля улучшает также и процесс сушки в сушильном барабане. Помол угля с одновременной сушкой в шаровой мельнице осуществляется по замкнутому циклу. Дробленый уголь из бункера равномерно загружается в шаровую мельницу. Через специальный патрубок в приемной части мельницы в нее подают горячие дымовые газы от топки (или отходящие газы из вращающейся печи) с температурой 800—1000° С.

По воздуховоду в мельницу одновременно поступает холодный воздух, позволяющий снизить температуры газов до заданной нормы.

Образующиеся в мельнице мелкие зерна топлива в виде пылегазовой смеси поступают по трубопроводу в проходной сепаратор для отделения крупных зерен, возвращающихся затем по трубе в мельницу на доизмельчение. Готовый продукт также в виде пылегазовой смеси поступает в циклон для осаждения угольной пыли из газового потока.

Новые тенденции в измельчение угля на ТЭЦ

На основании запросов от ТЭЦ, поступающих на наш завод, можно отметить, что интерес к валковым мельницам и ММТ возрастает. Это связано  с тем, что совмещенная схема помола и сушки отличается более высокими технико-экономическими показателями; при такой схеме уменьшается потребность в производственных площадях, сокращается численность обслуживающего персонала и, таким образом, снижается трудоемкость. Этот способ дает экономию электроэнергии и тепла. Также, у мельниц молотковых для помола угля возможно отрегулировать изменением подачи сырого материала и тонкость помола.

За последние два года нашим заводом специально для нужд ТЭЦ было изготовлено и поставлено более  15 мельниц ММТ различной производительности, но на ряду с этим, большинство ТЭЦ всё ещё используют шаровые мельницы для помола угля. Этот факт подтверждает направленность теплоэнергетики  на переоснащение и модернизацию.