В сложните системи на топлоелектрически централи, захранвани с въглища, тръбите за подаване на прахообразни въглища носят критичната задача да транспортират прахообразното гориво безопасно и ефективно в пещта. Температурата в тези тръби е основен параметър, който пряко влияе върху безопасността и икономичността на котела. Не трябва да е твърде високо, за да не предизвика експлозия; нито твърде ниска, тъй като това би влошило ефективността на горенето или дори причинило запушване на тръбата.
1. Температурен профил на нагнетателната тръба: динамичен диапазон
Температурата вътре в тръбата за доставка на въглищен прах не е фиксирана стойност, а диапазон, който се променя динамично в зависимост от работните условия. Въз основа на цялостен преглед на наличната информация, типичната работна температура основно пада между 100 градуса и 270 градуса.
Типична работна температура: При конвенционален дизайн се изисква тръбата да издържа на температури от 100–200 градуса. При реална работа системите, използващи пренасяне с горещ въздух, показват по-високи температури-например в инсталации, изгарящи антрацит, средната температура може да достигне 250–270 градуса.
Проектен праг на безопасност: За да се предотврати преждевременно изгаряне на въглищен прах в тръбата, съответните кодове предвиждат температурата на въздушно-горивната смес преди горелката да не надвишава 160 градуса. Поради това проектните температури на оборудването често са причина за по-екстремни условия; много тръби за доставка и техните компоненти са проектирани за 350 градуса или дори 450 градуса.
2. Влияещи фактори зад температурата: взаимодействие на множество променливи
Температурата на подаващата тръба се определя от няколко взаимосвързани фактора, а не от всеки отделен.
Метод на транспортиране: Това е най-доминиращият фактор. Системите за транспортиране на горещ въздух използват приблизително 300 градуса горещ въздух като транспортна среда, което води до по-високи температури на тръбите. Обратно, системите за транспортиране на изсушени димни газове или системите за пулверизиране с директно нагряване работят при относително по-ниски температури.
Свойства на въглищата: Различните въглища имат различно съдържание на летливи вещества и влага, което налага различни изисквания за температура на сушене и транспортиране. Въглищата с високо летливо вещество са по-податливи на експлозия и следователно изискват по-строг контрол върху горната температурна граница.
Температура на изхода на системата за пулверизиране: Стритите въглища излизат от мелницата при определена температура-това служи като „отправна точка“ за температурата на тръбата. Тази температура на изхода се влияе от вида на въглищата, типа на мелницата и други фактори и обикновено варира от 65 градуса до 100 градуса.
Условия на околната среда и топлинни загуби на тръбата: По време на транспортиране тръбата обменя топлина с околната среда, което води до постепенно понижаване на температурата по маршрута. Проучванията показват, че когато температурната разлика между праха и околната среда надвишава 100 градуса, 100-метрова тръба може да изпита понижение на температурата с 10-15 градуса.
3. Защо прецизният контрол има значение: Три ключови цели
Точното контролиране на температурата на тръбите за доставка на въглищен прах е една от основните задачи в управлението на работата на електроцентралата и нейното значение е тройно.
Осигуряване на безопасност и предотвратяване на експлозии: Това е основната и най-важна причина. Прекомерно високите температури могат да доведат до спонтанно запалване или дори експлозия на въглищния прах по време на транспортиране, което води до тежки аварии. Следователно температурата на сместа въздух-гориво трябва да се поддържа стриктно под безопасната граница (напр. 160 градуса).
Осигуряване на поток и предотвратяване на запушване на тръбата: Ако температурата е твърде ниска, влагата във въглищата може да не се изпари напълно, което води до залепване на въглищата по стената на тръбата и образуване на запушвания. Поддържането на подходяща температура е от съществено значение за добрата течливост на пулверизираното гориво.
Подобряване на ефективността и оптимизиране на горенето: Подходящата температура на подаване помага на въглищния прах да се запали бързо при влизане в пещта, като по този начин повишава ефективността на горене и общата топлинна ефективност на котела. Освен това температурата е ключов вход за регулиране на разпределението на въздуха за горене.
4. Как да измерваме температурата точно: от контакт до дистанционно наблюдение
За да наблюдават температурата на тръбите в реално време, електроцентралите използват различни техники за измерване.
Традиционно контактно измерване: Най-често срещаният метод е да се постави термодвойка със защитна обвивка директно в тръбата. Този подход обаче има недостатъци, включително смущение на потока, податливост на ерозия от въглищни частици и факта, че показанието представлява само локална температура.
Усъвършенствано безконтактно/индиректно измерване: За да преодолее тези ограничения, индустрията разработи нови методи. Например, измерване на температурата на външната стена на тръбата и след това изчисляване на средната вътрешна температура на средата с помощта на математически модели. В допълнение, някои системи събират данни за температурата както от горната, така и от долната част на стената на тръбата, за да определят дали вътре е имало отлагане на въглища.
5. Обобщение
Температурата на тръбата за подаване на въглищен прах е критичен параметър, който влияе върху цялата система за прах в една топлоелектрическа централа. Това не е изолирано число, а резултат от сложно взаимодействие между метода на транспортиране, свойствата на въглищата, работните условия на пулверизатора, околната среда и др. Точното наблюдение и стриктният контрол на тази температура са въплъщение на балансирането на трите основни цели на безопасност, ефективност и икономичност-, които наистина служат като „термометър“ за безопасна работа на инсталацията.
Ако имате по-конкретен фокус-като например температурата в конкретна точка (напр. изходен отвор на мелница или вход на горелка) или конкретен проблем, свързан с температурата, който срещате-моля, не се колебайте да предоставите допълнителни подробности и аз ще се радвам да предложа по-целенасочена информация.
