Файл: Барон, Л. И. Износ и защита внутренних поверхностей угольных бункеров.pdf

ными н арматурными работами (при выполнении конструкции из монолитного железобетона); возрастание приблизительно на 30% по сравнению с прямоугольными конструкциями той же емкости величины площади, необходимой для размещения группы бунке­ ров.

По роду материала, из которого изготовлены бункера, их можно разделить на металлические, железобетонные и смешанной конструкции.

Металлические бункера отличаются сравнительно небольшим весом, изготовление их на заводах металлоконструкций и после­ дующая сборка на строительной площадке могут производиться индивидуальными методами. Эти бункера при хранении сыпучих материалов достаточно долговечны.

Недостатками металлических бункеров являются высокая стои­ мость, недостаточная жесткость конструкции, вызывающая силь­ ную ее вибрацию, ржавление металла при хранении влажных сыпучих материалов, что ведет не только к ускорению износа бункера, по и к повышению коэффициента трения сыпучего о стен­ ки хранилища. При расположении бункера вне здания существен­ ным недостатком металлических бункеров может оказаться также большая теплопроводность металла.

Наиболее широко применяются железобетонные бункера. Они не имеют указанных выше недостатков металлических бункеров и

большую долговечность и меньшую стоимость по сравнению с ме­ таллическими. Недостатком железобетонных бункеров является их большой вес, что особенно важно при слабом грунтовом ос­ новании.

По конструкции железобетонные бункера делятся на монолит­ ные и сборные. Наиболее распространенными в настоящее время являются монолитные железобетонные бункера.

Сборные железобетонные бункера монтируют из ребристых или плоских плит. Целесообразно применять их при решении всего каркаса здания в сборных конструкциях.

При сооружении бункеров смешанной конструкции каркас обычно изготавливают из металла, а для заполнения вертикаль­ ных и наклонных стенок часто используют монолитный и сборный железобетон, бетон, кирпич или другие материалы. Иногда каркас бункеров смешанной конструкции выполняется в монолитном же­ лезобетоне.

Бункера, призматическая часть которых изготовлена из моно­ литного или (реже) сборного железобетона, а днище выполнено из металла, применяют при необходимости бункеризацин связан­ ных сыпучих материалов, для побуждения к истечению которых требуется устанавливать вибраторы на днище.

Ввиду большого разнообразия технологических требований к геометрической форме и размерам бункеров,, различия свойств

9

сыпучих материалов, способов загрузки и разгрузки бункеров и некоторых других факторов унификация конструкций бункеров является сложной задачей.

ЦНИИПромзданий выработал рекомендации по унификации габаритных схем (рис. 2) наиболее распространенных типов бун-

Рмс. 2. Унифицированные габаритные схемы бункеров:

керов для сыпучих материалов объемным весом до 3 т/м3 (к ним относятся и угли). Эти рекомендации относятся только к симмет­ ричным бункерам с пирамидальной пли лотковой нижней частью и плоским днищем (ящичным).

Размеры выпускаемых отверстий 0,6X0,6 и 0,9X0,9 м, а сетки колонн 6x6 и 6X9 м. Размеры воронки и призматической части по высоте кратны модулю 1,2 м. Емкость одной ячейки бункеров колеблется от 90 до 380 м3.

Предложения по унификации предусматривают возможность применения одноячейковых и многоячейковых бункеров при любом количестве рядов.

Многоячейковые бункера лоткового типа при необходимости могут быть разделены поперечными стенками по осям колонн.

Применять несимметричные бункера или воронки, как и вы­ пускные отверстия неунифицнроваиных размеров, допускается только при специальном обосновании.

Унифицированные схемы предусматривают применение бунке­ ров, состоящих из призматических и пирамидальных частей.

Унифицированные бункера предполагается выполнять в сбор­ ном железобетоне и комбинированными. Стены призматической части предусмотрено изготовлять из плоских или ребристых же­ лезобетонных плит, опирающихся на колонны, а пирамидальную

Ю

часть бункеров выполнять в виде стальной воронки, так как в сборном железобетоне ее выполнить значительно сложнее. Для изготовления нижней части лотковых и днища ящичных бункеров рекомендуется применять плоские или ребристые сборные железо­ бетонные плиты.

и повреждений от ударов падающих кусков при загрузке поверх­ ности бункеров футеруют, используя для этой цели стальные ли­ сты толщиной 6—10 мм и более, плитки из каменного литья или шлакоситалла, красный кирпич или другие материалы. Согласно приведенным в работе [43] данным обследования бункерного хо­ зяйства, на действующих обогатительных фабриках угольной про­ мышленности и коксохимических заводах относительно наиболь­ шее распространение для футеровки бункеров получили материа­ лы, приведенные в табл. 1 (в %).

Таблица 1

Из данных таблицы видно, что наибольшее распространение получила футеровка из толстолистовой стали и каменного литья. Ценными футеровочными качествами обладает новый материал — шлакоситалл. Он прочен, имеет высокую сопротивляемость исти­ ранию, устойчив химически. Износостойкость его приблизительно на порядок выше износостойкости углеродистой стали марки Ст. 3. Можно ожидать, что этот материал по мере расширения его про­ изводства найдет широкое применение.

В последнее время, как показали обследования, футеровка применялась на 54% приемных, 50% дозировочно-аккумулирую- щих и 26% погрузочных бункеров.

Кроме защиты поверхности бункера от износа, футеровка вы­ полняет еще одно важное назначение: обеспечивает высокую степень гладкости внутренних поверхностей бункера, улучшает разгрузку из него сыпучего материала и способствует уменьше­ нию налипания мелочи на стенки, которое ведет к уменьшению полезной емкости бункера, осложняет его эксплуатацию и сни­ жает технико-экономические показатели,

11

Велика и экономическая значимость вопроса. Характерно в этом отношении высказывание автора работы [43, с. 100]: «При проектировании бункеров следует иметь в виду, что стоимость футеровки весьма высока и во многих случаях составляет стои­ мость самого бункера, а иногда значительно превосходит ее».

Отмеченные обстоятельства делают актуальными задачи оп­ ределения минимально необходимых и достаточных параметров футеровки бункеров, а также рациональных способов ее располо­ жения в соответствии с реальной степенью возможной интенсив­ ности изнашивающих воздействий на различных участках внутрен­ них поверхностей бункера.

По режиму работы бункера подразделяются на бункера не­ прерывного и периодического действия. В бункерах непрерывного действия сыпучий материал подается в бункер и выгружается из него непрерывно. В бункерах периодического действия сыпучий материал движется периодически — только при включенном раз­ грузочном устройстве.

Согласно классификации К. В. Алферова и Р. Л. Зенкова [1] бункера периодического действия разделяются на три группы: неопорожняемые полностью; полностью опорожняемые при каж­ дом включении разгрузочного устройства; опорожняемые полно­ стью не при каждом включении разгрузочного устройства.

Неопорожняемыми полностью называются такие бункера пе­ риодического действия, в которых при эксплуатации уровень сыпучего материала не опускается ниже установленной высоты. Это делают, например, с целью уменьшения измельчения сыпуче­ го материала при загрузке его в бункер (при наличии подушки из сыпучего материала измельчение уменьшается, например при падении антрацита на антрацитовую подушку фракции крупно­ стью менее 6 мм образуется на 40% меньше, чем при сбрасыва­ нии его с такой же высоты на стальную плиту). Другим приме­ ром может служить часто практикуемая герметизация приемного бункера в надшахтном здании вентиляционного ствола посредст­ вом слоя угля, постоянно имеющегося в бункере.

Бункерами, полностью разгружающимися при включении раз­ грузочного устройства, являются дозировочные бункера.

К третьей группе относятся бункера, минимальный уровень сыпучего в которых условиями эксплуатации не регламентируется. При необходимости бункера этой группы могут опорожняться

полностью.

Следует отметить, что в бункерах часто происходит значи­ тельное измельчение угля, отрицательно сказывающееся на его

марок через бункера образуется дополнительно от 4 до 16% и

12

основном в результате диспергирования наиболее ценных крупных фракций +25 мм.

Аналогичное положение наблюдается и на зарубежных уголь­ ных предприятиях. Так, согласно данным, приводившимся на специальной конференции по борьбе с измельчением угля, соз­ ванной Национальным советом по углю Великобритании совмест­

измельчение (деградацию) угля, третье место занимает процесс загрузки в бункера.

Для снижения измельчения угля в бункерах устанавливают спиральные (винтовые) или каскадные спуски. Эффект их дей­ ствия основан на существенном уменьшении высоты свободного падения кусков угля при загрузке в бункер. Но существующие конструкции спусков не всегда хорошо работают, так как уголь в бункера часто поступает влажный и в нем имеются частицы мелкого угля, которые отлагаются на поверхностях спуска. Посте­ пенно слой налипшего материала увеличивается, на нем начинают откладываться и более крупные куски угля, и спуск перестает выполнять свое первоначальное назначение. Часть угля начинает идти мимо спуска.

ровку от изнашивания. Однако, если отложение угля увеличи­ вается, оно становится вредным, так как существенно уменьшается полезная емкость бункера, ухудшается его разгрузка, требуется часто останавливать бункер для чистки, что связано с простоями и представляет весьма трудоемкую (выполняется, как правило, вручную), а иногда и довольно опасную операцию.

Для выяснения и предварительной оценки как положитель­ ного, так и отрицательного влияния различных факторов на износ внутренних поверхностей бункеров и соответственно на износо­ стойкость защитной футеровки были проведены обследования действующих угольных бункеров.

Натурные обследования промышленных бункерных установок начали проводить в нашей стране в тридцатые годы. Первыми были обследованы лотковые бункера (на предприятиях энергети­ ки, черной и цветной металлургии) преимущественно со щелевы­ ми выпускными отверстиями.

Перед Великой Отечественной войной были проведены боль­ шие натурные обследования крупных угольных бункеров коксохи­ мических заводов [33].

В послевоенные годы ОРГРЭС провел натурные обследования бункеров котельных нескольких электростанций, работающих в основном на угле и торфе большой влажности.

В1963—1965 гг. ЦНИИпромзданий провел натурные обследо­ вания бункеров на 17 предприятиях энергетики (ТЭЦ, ГРЭС),

13