noile reglementări de mediu au forțat mulți operatori de centrale pe cărbune să ia în considerare opțiuni alternative pentru manipularea cenușii de fund a cazanului. Deși sistemele mecanice de tracțiune pot îndeplini adesea cerințele de reglementare, spațiul poate pune probleme, iar costurile pot fi semnificative. Un design inovator polizor-transportor oferă o serie de avantaje față de sistemele mai tradiționale.reglementările federale noi și în așteptare pentru depozitarea și manipularea reziduurilor de ardere a cărbunelui (CCR) determină multe centrale electrice pe cărbune să se transforme în noi tehnologii pentru transportul cenușii de fund. Plantele din SUA au în mod tradițional sluiced cenușă de fund la suprafață confiscări în care solidele se așează. Reglementările Agenției pentru Protecția Mediului din SUA (EPA) vizează atenuarea riscurilor de mediu asociate cu depozitarea pe termen lung a cenușii în depozite, precum și evacuarea apei de transport din depozite. EPA eliminarea reziduurilor de ardere a Cărbunelui din Regula utilităților electrice a forțat deja multe instalații să-și transforme sistemele de manipulare a cenușii pentru a îndeplini criteriile minime stabilite de regula pentru astfel de confiscări.liniile directoare privind limitările efluenților (ELG) pot conduce la un alt val de conversii, deși regulamentul este în prezent în așteptare pentru apa de transport a cenușii de fund, în timp ce EPA ia în considerare o revizuire a acestui sistem de desulfurare a apelor uzate. În cazul în care se va menține conform propunerii, ELG ar stabili o cerință de evacuare zero pentru apa de transport a cenușii de fund, care ar interzice efectiv utilizarea totală a capturilor de suprafață pentru cenușa de fund.

sisteme mecanice de tragere

la momentul emiterii acestor reguli, mai multe tehnologii au fost dezvoltate de către producătorii de echipamente originale din industrie (OEM) pentru a găzdui depozitele de cenușă de fund în locul confiscării de suprafață. O astfel de tehnologie este un sistem de tracțiune mecanică plasat direct sub cazan în care cenușa de jos cade într-un buncăr de jgheab confiscat cu apă, cu un transportor cu lanț în partea de jos (figura 1). În acest sistem, apa acționează pentru a stinge și fractura cenușa fierbinte, în timp ce transportorul trage cenușa în sus pentru a scurge apa. Cenușa umedă rezultată poate fi apoi transportată la depozitul de deșeuri. Această tehnologie a fost în jur de ani de zile și a fost preferat pentru noi-a construi plante în trecutul mai recent.

1. Sistem convențional de tragere mecanică. Curtoazie: Babcock & Wilcox

în ELG, EPA a identificat două tehnologii—un sistem de tragere mecanică sau un sistem de tragere mecanică la distanță—ca fiind cea mai bună tehnologie disponibilă (BAT) realizabilă din punct de vedere economic. EPA a citat necesitatea de a include opțiunea sistemului la distanță din cauza potențialelor constrângeri de spațiu la unele cazane ale instalației, recunoscând că sistemele de tracțiune mecanică sub cazan sunt mari și intruzive ca o modernizare a instalațiilor stabilite. Într-adevăr, majoritatea plantelor nu s-ar putea potrivi transportoarelor mari fără lucrări majore de construcție din cauza oțelului structural, a morilor de cărbune, a conductelor de aer, a conductei de abur și a altor echipamente din zonă. Mai mult, buncărele de cenușă de jos sunt adesea situate într-o groapă de grad inferior, ceea ce face aproape imposibilă modernizarea unui sistem convențional de tragere. Chiar și în puținele cazuri în care aceste transportoare ar putea fi modernizate, costurile de construcție au fost ridicate datorită lucrărilor implicate pentru a îndepărta și înlocui în esență buncărul mare de cenușă de jos.

Tehnologia remote drag a fost dezvoltată special pentru piața creată de noile reglementări. Valoarea sa este că buncărul de cenușă de jos și sistemul hidraulic de ecluză de sub cazan rămân în esență neatinse, în timp ce transportoarele cu lanț de tracțiune sunt instalate într-o locație îndepărtată de zona cazanului din curtea uzinei. În loc să se scurgă nămolul de cenușă de jos în iazuri, fluxurile sunt deviate către transportoarele de la distanță, unde solidele sunt așezate și deshidratate similar cu transportoarele sub cazan. Cu toate acestea, o diferență cheie cu sistemul la distanță este că toată apa din sistem este definită ca apă de transport, spre deosebire de apa de stingere, iar apa de transport este supusă unei cerințe de descărcare zero conform ELG propus. Aceasta înseamnă că toată apa din sistem trebuie recirculată, ceea ce crește substanțial capitalul și costurile de operare și întreținere (O&M).

de la lansarea ELG, proprietarii și operatorii de instalații au precizat că, ori de câte ori este posibil, sunt preferate sistemele sub cazan, în mare măsură pentru a evita răspunderea asociată utilizării apei de transport în sistemele la distanță. Cu toate acestea, majoritatea proiectelor de conversie timpurii au fost sisteme la distanță din cauza constrângerilor de spațiu menționate anterior.

sistem polizor-transportor

cu dezavantajele celor două opțiuni BAT identificate fiind evidente, o nouă tehnologie a apărut după eliberarea ELG în care transportoarele cu lanț sub cazan s-ar încadra sub buncărele de cenușă existente (Figura 2). Această tehnologie servește ca o soluție la problema restricțiilor de spațiu și a costurilor ridicate de instalare asociate cu sistemul convențional de tragere mecanică sub cazan, evitând în același timp utilizarea apei de transport și a cerințelor de descărcare zero. În ultimii doi ani, a câștigat acceptarea și s-a dovedit a fi de succes pe trei unități de operare, cu încă două în prezent în construcție.

2. Polizor-sistem transportor. Curtoazie: Babcock & Wilcox

o caracteristică critică și distinctivă a noului sistem de transportoare este că un polizor de clincher este utilizat pentru a zdrobi cenușa înainte de alimentarea în transportoare. Acestea sunt aceleași tipuri de polizoare utilizate în sistemele de ecluză pentru a reduce dimensiunea înainte de transportul prin conducte. În multe cazuri, polizoarele vechi pot fi păstrate în poziție împreună cu buncărul de cenușă și poarta atunci când este instalat noul sistem transportor.

polizorul este o caracteristică cheie pentru reținerea buncărului. Deoarece există, de obicei, doar câțiva metri de spațiu pentru cap sub buncăr, transportoarele trebuie să fie mici. Transportoarele convenționale cu lanț de tracțiune sub cazan sunt mari pentru a permite îndepărtarea clincherilor considerabili fără zdrobire. Dar, cu noul sistem polizor-transportor, carcasa transportorului trebuie să fie dimensionată doar pentru a satisface rata de îndepărtare volumetrică necesară, mai degrabă decât să fie dimensionată pentru a trece un singur clincher mare. Un profil tipic al unei carcase polizor-transportor este de aproximativ două picioare înălțime de două până la trei picioare lățime.

atât lanțurile de tracțiune convenționale, cât și cele de transportoare au fire paralele de lanț cu zboruri de oțel care acoperă firele pentru a împinge cenușa de-a lungul căii de deplasare. Odată ce cenușa a fost ridicată la vârful înclinației, aceasta se aruncă într-un jgheab în timp ce lanțul și ansamblul de zbor se rotesc la 180 de grade în jurul unui pinion de cap și progresează înapoi pe înclinație și spre capătul cozii transportorului într-o buclă nesfârșită.

transportorul convențional este cunoscut sub numele de top-carry, deoarece rularea lanțului care transportă cenușa este deasupra cursei de întoarcere, cu podeaua buncărului scufundat care separă cele două. Cursa de întoarcere se numește” uscată”, deoarece nu se află în baia de apă scufundată. Acest aranjament necesită ca lanțul să se ridice deasupra nivelului apei din buncăr atât la capetele capului, cât și la coadă. Având în vedere că nivelul apei este de obicei la aproximativ 15 metri deasupra parterului și permițând o anumită distanță de deplasare deasupra apei pe panta pentru deshidratare, se poate aprecia că un astfel de sistem este dificil de reamenajat într-o instalație aglomerată.

adăugarea unui polizor în sistemul polizor-transportor permite transportorului să rămână sub nivelul apei atât la cap, cât și la coadă. Acest lucru oferă flexibilitatea de a se transfera la un transportor ulterior sub apă și de a aranja un tren de transportoare pentru a rămâne la o altitudine mică până când se ajunge la un spațiu clar pentru a se ridica deasupra nivelului apei din buncăr, ceea ce se face de obicei cu transportorul final la buncărul de eliminare din afara clădirii cazanului.

polizorul face acest lucru posibil deoarece transportorul cu lanț poate fi configurat pentru a fi transportat de jos, cu cursa de retur care se deplasează deasupra cursei de transport din Baia de apă. Deoarece cenușa a fost zdrobită, ea poate trece prin cursa de întoarcere, care este susținută numai sub lanț, cu zborurile atârnate în suspensie, ceea ce înseamnă că nu există podea care să separe cursele de transport și retur. Acest lucru creează un transportor complet închis, cu avantajul suplimentar de a elimina scurgerile de apă și cenușă reziduală care se lipesc de zboruri în cursa de întoarcere, ceea ce reprezintă o problemă atât a sub-cazanului convențional, cât și a transportoarelor la distanță.

designul polizor-transportor oferă, de asemenea, flexibilitate de rutare pentru a lucra în jurul obstacolelor existente în zona cazanului. Adesea, cea mai directă rută de la polizoare la locația preferată de depozitare este obstrucționată de coloane structurale sau mori de cărbune. Dar, deoarece transportoarele sunt încărcate în puncte individuale, mai degrabă decât de-a lungul întregii axe a buncărului cuptorului, ca și în cazul transportoarelor convenționale, transportoarele de polizor pot fi orientate în orice direcție necesară. Deci, în timp ce metoda cea mai directă este de a utiliza un transportor comun pentru a colecta de la mai multe polizoare, există flexibilitate pentru a utiliza un transportor unic sub fiecare polizor și apoi transferați la un comun. În plus, capacitatea de a „întoarce” un tren de transport prin rotirea la un punct de transfer scufundat oferă multe opțiuni de rutare pentru a evita echipamentele existente.

Opțiuni redundante

o altă caracteristică atractivă a unui sistem polizor-transportor este că redundanța poate fi adesea încorporată în structura transportorului. Pentru buncărele de cenușă cu polizoare duble pe fiecare dintre picioarele pantalonilor, poate fi instalat un transportor de polizor pentru a ridica toate polizoarele de pe o parte a picioarelor pantalonilor și un transportor separat de 100% capacitate poate fi instalat sub celălalt set (Figura 3). Acest lucru nu este posibil în proiectarea convențională a sub-cazanului cu transportorul său unic în partea inferioară a buncărului de jgheab integral, care necesită o întrerupere a unității pentru a repara o rupere a lanțului sau pentru a elimina un blocaj în zona de colectare a cenușii.

3. Grinder-sistem transportor cu transportoare redundante. Curtoazie: Babcock & Wilcox

chiar dacă se folosește un singur aranjament polizor-transportor, majoritatea lucrărilor de întreținere nu necesită o întrerupere a unității, deoarece transportoarele pot fi izolate de buncărul de cenușă închizând poarta buncărului deasupra râșniței și închizând o poartă secundară de izolare sub râșniță. Acest lucru permite unității cazanului să continue să funcționeze pe măsură ce cenușa este colectată în buncărul de cenușă preexistent până la finalizarea întreținerii.

operatorii de instalații care au selectat tehnologia polizor-transportor pentru proiectele lor de conversie a cenușii de fund au făcut acest lucru în primul rând datorită economiilor substanțiale de cheltuieli de capital (echipamente și instalații) oferite datorită caracteristicilor de proiectare care au fost evidențiate. O&m economii, de asemenea, pot fi substanțiale în comparație cu tehnologii concurente care fie ecluză la echipamente de deshidratare la distanță sau pneumatic transmite cenușă uscat la un siloz de stocare. Pompele și suflantele utilizate în aceste sisteme sunt consumatori de mare putere în comparație cu transportoarele cu lanț. De exemplu, comparând două proiecte recente la uzine fiecare cu două unități de operare și o putere MW similară, instalația care utilizează tehnologia polizor-transportor a necesitat doar 10% din puterea instalată ca instalație care a selectat un sistem de tracțiune mecanică la distanță. În plus, eliminarea apei de ecluză de înaltă presiune poate oferi economii mari la costurile de întreținere asociate reconstrucțiilor pompei.

proprietarii și operatorii de instalații de cărbune caută în permanență modalități de reducere a costurilor pentru a rămâne competitivi. Închiderile și transformările de gaze au devenit obișnuite pentru instalațiile care se confruntă cu costuri abrupte de conformitate asociate noilor reglementări. Tehnologia polizor-transportor pentru conversiile de cenușă de fund poate oferi economii semnificative atât în ceea ce privește capitalul, cât și cheltuielile de exploatare și permite unităților de cărbune existente să rămână operaționale în fața unor astfel de provocări. – Tyler Little este inginer în Babcock& Wilcox Co.Departamentul de aplicații avansate de inginerie.