Bunkry, zasobniki, instalacje transportu pneumatycznego. Eliminacja zawieszania się materiałów sypkich

W przemyśle i energetyce istnieją instalacje, w których pojawia się problem z zabezpieczaniem regularnych dostaw różnych materiałów. Bunkry, zasobniki oraz transport pneumatyczny są istotnymi elementami w ciągach technologicznych. W zakresie kotłów należy zapewnić ciągłą dostawę paliwa oraz odbiór popiołu. Jednak zmieniające się parametry węgla lub biomasy powodują zawieszanie się paliwa w bunkrach i zasobnikach (w szczególności użytkownicy kotłów opalanych biomasą borykają się z tym problemem). Likwidację zjawiska zawieszania się można osiągnąć np. przez zastosowanie tzw. generatorów fal uderzeniowych (np. GFU-24/8).

Generatory fal uderzeniowych (GFU-24/8) wyzwalają falę uderzeniową, rozprężając 24 litry powietrza o ciśnieniu do 8 bar. Zainicjowana fala (drgania cząsteczek powietrza, które przekazują sobie energię) może płynąć w ograniczonej przestrzeni na duże odległości.

Fot. 1 Instalacja odbioru popiołu kotła fluidalnego w Elektrowni Jaworzno z zabudowanymi generatorami fal uderzeniowych GFU-24/8.

Fot. 1 Instalacja odbioru popiołu kotła fluidalnego w Elektrowni Jaworzno z zabudowanymi generatorami fal uderzeniowych GFU-24/8.

Generator o pojemności 24 litrów można zabudować do pięćdziesięciu metrów od miejsca zabudowy dyszy wylotowej. Np. na 50 metrach w rurociągu o średnicy 133 mm następuje nieznaczne osłabienie fali na wylocie, które można zrekompensować poprzez wzrost ciśnienia powietrza.

W zależności od materiałów zmagazynowanych w bunkrach i zasobnikach zachodzi zjawisko zawieszania w różnych formach. W wyniku zalegania materiału może nastąpić ograniczenie pojemności użytkowej bunkra do 50, a nawet 60%. Stosując generatory fal uderzeniowych w odpowiednich miejscach bunkra, można zabezpieczyć płynny, niezakłócony wypływ materiału. Wibratory, obijaki pneumatyczne lub elektromagnetyczne nie zawsze dają oczekiwany rezultat. Cechy wyróżniające system usuwania nawisów oparty o generatory fal uderzeniowych w stosunku do powszechnie stosowanych rozwiązań to min.:

  • skuteczność usuwania nawisów i sklepień materiałów,
  • brak mechanicznych uszkodzeń elementów metalowych zasobników,
  • zwiększenie powierzchni użytkowej zasobników,
  • zmniejszenie częstotliwości napełniania,
  • możliwość projektowania rożnych konstrukcji bunkrów,
  • minimalne zjawisko odrzutu i wzrostu ciśnienia w zbiornikach,
  • możliwość stosowania różnych gazów obojętnych,
  • niskie koszty eksploatacyjne,
  • powszechnie stosowane ciśnienie sprężonego powietrza do 8 bar,
  • możliwości dotrzymania norm hałasu, w szczególności 45 dB na granicy działki,
  • instalacja nie wymaga stosowania dużych zbiorników buforowych powietrza.
Rys. 1 Formy zawieszania się materiałów sypkich w bunkrach i zasobnikach.

Rys. 1 Formy zawieszania się materiałów sypkich w bunkrach i zasobnikach.

Fot. 2 Zasobnik rudy żelaza z zabudowanymi generatorami GFU-24/8.

Fot. 2 Zasobnik rudy żelaza z zabudowanymi generatorami GFU-24/8.

Fot. 3 Zasobnik rudy żelaza po uruchomieniu generatorów fal uderzeniowych.

Fot. 3 Zasobnik rudy żelaza po uruchomieniu generatorów fal uderzeniowych.

Usuwanie nawisów w bunkrach węglowych

W listopadzie 2011 roku w PEC Gliwice Sp. z o.o. uruchomiono instalację usuwania nawisów w bunkrze zasilającym kocioł WR-25. Z uwagi na podział bunkra na dwa zbiorniki zastosowano cztery generatory GFU-24/8. Instalacja pracuje bezawaryjnie z dużą skutecznością. Bunkier w dolnej części zasobnika nie jest poobijany mechanicznie, co świadczy o skuteczności generatorów. Na pozostałych kotłach, pomimo zastosowania obijaków mechanicznych widoczne są uszkodzenia powstałe z konieczności uderzeń przez obsługę młotami lub innymi narzędziami.

Fot. 4 Zasobnik węgla w PEC Gliwice z zabudowanymi generatorami.

Fot. 4 Zasobnik węgla w PEC Gliwice z zabudowanymi generatorami.

Fot. 5 Dolna część zasobnika węgla po roku pracy.

Fot. 5 Dolna część zasobnika węgla po roku pracy.

W Krajowej Spółce Cukrowej – Cukrownia Kluczewo zabudowano dwa generatory fal uderzeniowych na zasobniku zasilającym kocioł OR-50 w węgiel. Instalacja usuwania nawisów przepracowała dwie kampanie cukrowe z pozytywnymi efektami – w zasobniku z zabudowanymi generatorami nie zawieszał się węgiel. Na pozostałych kotłach obsługa była zmuszona do ingerowania w system podawania paliwa. Również na sąsiednich kotłach zaobserwowano tworzenie się studni oraz ograniczenie powierzchni użytkowej zasobnika.

Fot. 6 Zasobnik węgla kotła OR-50.

Fot. 6 Zasobnik węgla kotła OR-50.

Usuwanie nawisów w zasobniku kotła spalającego biomasę

W listopadzie 2011 roku w OZEN PLUS Sp. z o.o. w Wałczu został uruchomiony generator fal uderzeniowych GFU-24/8 na zasobniku zasilającym kocioł parowy w biomasę. W początkowej fazie pracy kotła OS-14 (14 ton pary na godzinę) spalana była rozdrobniona, wilgotna słoma o długości do 5 cm. Do bunkra przykotłowego słoma była podawana za pomocą transportu pneumatycznego. Od uruchomienia kotła występowały problemy z systematycznym zapewnieniem transportu odpowiedniej ilości biomasy do kotła. Słoma w bunkrze tworzyła zjawisko sklepienia, uniemożliwiając utrzymanie stabilnych parametrów kotła. Po nieudanych próbach rozwiązania podawania paliwa, zdecydowano się na zmianę konstrukcji bunkra polegającą na demontażu istniejącego i montażu nowego, który został wykonany z blachy nierdzewnej. Zmniejszono także maksymalnie kąt pomiędzy poszczególnymi ścianami. Próby z nowym zasobnikiem nie przyniosły oczekiwanego rezultatu. W listopadzie 2011 roku wykonano próbną instalację usuwania nawisów opartą o generator fal uderzeniowych. Fala uderzeniowa została rozdzielona na dwa strumienie. W wyniku jej działania słoma tworząca sklepienie była wzruszana i systematycznie schodziła do podajników ślimakowych.

Fot. 7 Zasobnik słomy z zabudowanym generatorem.

Fot. 7 Zasobnik słomy z zabudowanym generatorem.

Usuwanie zatorów buraków cukrowych przed krajalnicą

Pozytywne wyniki pracy generatorów zabudowanych na zasobniku węgla kotła rusztowego OR-50 w Cukrowni Kluczewo spowodowały wykonanie próbnej instalacji usuwania zatorów buraków cukrowych przed krajalnicą. Problem równomiernego zsuwania się buraków do krajalnicy intensyfikuje się w czasie mrozów i dużych opadów śniegu. W cukrowni Kluczewo problem występuje przed trzema krajalnicami. Do prób wybrano zasobnik, gdzie buraki najbardziej się zawieszały. Na początku grudnia 2013 roku uruchomiono jeden generator fal uderzeniowych GFU-24/8. Od momentu uruchomienia do końca kampanii nie zaobserwowano żadnych zatorów buraków oraz ubocznych skutków działania generatora. Ponad dwumiesięczna eksploatacja generatora potwierdziła jego skuteczność.

Fot. 8 Generator fal uderzeniowych GFU-24/8 zabudowany na zbiorniku buraków.

Fot. 8 Generator fal uderzeniowych GFU-24/8 zabudowany na zbiorniku buraków.

Rura zsypowa popiołu ze złoża fluidalnego kotła OFZ-201

W Elektrowni Jaworzno został wybudowany kocioł fluidalny OFZ-201 spalający biomasę. W czasie prac rozruchowych wystąpił problem zatykania się trzech rur zsypowych popiołu spiekami tworzącymi się w złożu. Brak drożności dwóch z nich powodował odstawienie całego bloku. W maju 2013 roku zaproponowano zabudowę trzech generatorów, po jednym na każdą rurę, bezpośrednio nad przenośnikiem schładzającym popiół. Generatory wyzwalające falę uderzeniową utrzymywały w drożności leje popiołowe.

Fot. 9 Rura zsypowa popiołu kotła fluidalnego.

Fot. 9 Rura zsypowa popiołu kotła fluidalnego.

Fot. 10 Schładzacze popiołu wraz zabudowanymi generatorami GFU-24/8.

Fot. 10 Schładzacze popiołu wraz zabudowanymi generatorami GFU-24/8.

Jak widać, technologia fali uderzeniowej ma szerokie zastosowanie. Powszechnie stosowana jest do czyszczenia pęczków konwekcyjnych kotłów po stronie spalin oraz różnej konstrukcji wymienników ciepła. Pozytywne rezultaty uzyskuje się także, stosując ją do usuwania nawisów materiałów sypkich w bunkrach i zasobnikach. Wdrożenia polskie potwierdzają jej skuteczność. Więcej informacji na temat zastosowania fali uderzeniowej na stronie: www.ekozub.pl.

Artykuł przygotowany w oparciu o materiały udostępnione przez firmę EKOZUB Sp. z o.o.

Fot., rys.: EKOZUB Sp. z o.o.

Artykuły o podobnej tematyce na portalu: