Дубровский В.А., Исаков Ю.В., Потапов И.И., Потылицын М.Ю.,

Широков В.Н.

ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»,

Исследование эффективности получения водоугольного топлива на макете ячейки электрогидравлического дробления

Применение водоугольного топлива (ВУТ) позволяет повысить требования по надежности, эколого-экономической эффективности работы котельных агрегатов тепловых электрических станций. Технология приготовления ВУТ предусматривает, как правило механический способ измельчения угольного сырья и отличается повышенными энергетическими затратами, механическим износом рабочих элементов стандартного оборудования (шаровых мельниц, кавитаторов и др.).

Разрушающие воздействия на угольное сырьё может создаваться с помощью последовательности контролируемых маломощных взрывов в жидкой среде, при которых происходит измельчение, перемешивание сырья и активация воды. В жидкости, при высоковольтных разрядах, формируются электрогидравлические эффекты, которые способны совершать механическую работу по дроблению угольного сырья [1].

Целью исследований является применение эффектов электрогидравлических разрядов в технологиях измельчения углей для приготовления ВУТ. Полученные ранее результаты позволили подтвердить возможность проведения дробления угольного сырья в жидкой среде с использованием методов электрогидравлических разрядов [2]. Последующие работы проводились на сконструированном макетном образце электрогидравлической дробилки (ЭГД) угольного сырья. Оборудование макета проведения исследований представляло: генератор силовых высоковольтных импульсов (ЗЕВС-421); активную зону, заполненную угольным сырьём; измерительный комплекс (цифровой киловольтметр СКВ-100; счетчик однофазный статический СОЭ-52/60Ш-31Ш). Структурная схема макета ЭГД угольного сырья приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема макета ЭГД угольного сырья

Параметры макета установки: максимальная энергия разрядного импульса 1…2 кДж, амплитуда напряжения 10…30 кВ, интегральная индуктивность разрядной цепи L_цепи=11 мкГн. Длина разрядного промежутка ∆l=22…25 мм. В активную зону ячейки загружались отборные образцы угля со средним размером 200×200×300 мм и 30×30×50 мм; объем активной зоны ячейки позволяет загрузить 5,2 кг угля и 10 л воды.

Анализ воздействия разрядов на угольное сырье выполнялось для бурого бородинского угля Канско-Ачинского бассейна. Во время исследований для каждой партии загружаемого угля проведено 300 разрядов с периодом следования импульса Т=0,8 с. Работа ЭГД сопровождалась повышенным уровнем импульсных акустических шумов, сильными вибрациями в активной зоне. При напряжении разряда менее 12 кВ наблюдались тепловые разряды без возникновения гидроударов каждого 2 разряда удара.

Полученные образцы угля после ЭГД высушивались и рассеивались через набор стандартных сит. На рис. 2 представлены результаты гранулометрического состава образцов угля, подверженных ЭГД в зависимости от размеров загружаемых образцов угля в ячейку дробления при одинаковых энергетических затратах 10 Вт×ч/кг и напряжении разряда U=22 кВ.

Рис. 2. Результаты гранулометрического состава образцов угля, подверженных ЭГД в зависимости от размеров загружаемых образцов угля

Результатом проведенных исследований является разработка технических предложений по конструированию ЭГД и условий проведения работ. Увеличение ресурса работы макета связано с повышением ударной прочности к воздействию импульсных механических нагрузок. Формируемые воздействия в жидкости создают суспензию с широким гранулометрическим составом. Эффективность ЭГД получения ВУТ зависит от конструкции активной зоны, размеров загружаемых образцов угля, импульсного напряжения разряда и интегральной индуктивности разрядной цепи. Необходима реализация непрерывной сепарации мелких частиц угля на выходе активной зоны ЭГД.

Литература

1. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности.– Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1986. – 253 с.

2. Применение электрогидравлического способа получения водоугольного топлива для котельных установок / В.А. Дубровский, Ю.В. Исаков, И.И. Потапов и др.– Энергетик.– Москва.– 2011.– №7.– С. 24–27.