04第四章煤粉制备

第四章煤粉制备及系统煤粉炉燃烧必不可少的辅助系统。煤粉燃烧带来了煤燃烧的一场革命。煤粉制备的目的：连续得到满足细度和水分要求的煤粉；煤粉制备的手段：热空气干燥原煤，磨煤机磨制煤粉。第四章煤粉制备及系统【内容】原煤煤粉制备的任务2）破碎1）干燥3）输送煤粉炉膛制粉系统（设备）磨煤机：1）低速，2）中速，3）高速辅助设备：1）粗粉，2）细粉，3）给煤机，4）给粉机5）煤粉仓等2）煤粉品质1）煤粉性质煤的可磨性第一节煤粉的一般特性（煤粉性质）一、煤粉的流动性1、尺寸小：1μm~300μm，20μm~60μm最多；2、堆积比重小(新煤粉干燥疏松)：新鲜煤粉：0.4~0.5t/m3，旧煤粉：0.7~0.9t/m3；3、流动性：流动性好，吸附空气形成云雾状气粉混合物，象水的流动，管道输送；易沉积；易泄露，制粉系统要求严密（或负压运行），安全性差。二、自燃与爆炸性1、表面积大：300~1600m2/kg2、易沉积，与空气缓慢氧化而自燃；3、达到一定浓度和温度，还可能爆炸。挥发分较高的煤浓度达0.25~3kg/（kg空气）时，温度70~130℃，遇明火则可发生爆炸。4、与煤的易燃性Vdaf、灰分水分、煤粉细度（烟煤粒径大于100μm时，不爆炸）、气粉混合物的温度和浓度、含氧量等因素有关。表4-2煤的挥发分与煤的爆炸性干燥无灰基挥发分Vdaf(%)爆炸性6.5极难爆炸6.5~10难爆炸10~25中等爆炸性25~35易爆炸35极易爆炸三、堆积特性在煤粉仓里堆积密度约为0.7t/m3，吸附空气中的水分后容积结块，造成供粉中断。煤粉仓应设计相应的吸潮装置，壁面应光滑。吸潮管第二节煤粉细度和煤粉颗粒分布特性（煤粉品质）一、煤粉细度定义：表示煤粉颗粒群的粗细程度。测量方法：用具有标准筛孔尺寸的筛子通过筛分来测定。(筛分法)1．我国表示方法：煤粉细度用Rx表示，表示筛孔尺寸为X（μm）的某筛上筛后剩余量的百分比%。a—剩余量；b—通过量RX越小，煤粉越细。燃煤火电厂煤粉细度的表示方法采用筛号来表示：每厘米上（每英寸上）的孔眼数目，譬如，30号筛或70号筛等；RX：R90，R200等。X——μmR90—70号筛；R200—30号筛。筛号（每厘米长的孔数）68123040607080孔径边长细度表示1000R1750R750500R500200R200150R150100R10090R9075R752．欧、美国：通过量另一表示：通过量。美、英等用通过量表示。D74~74μm，200目筛，孔隙0.0029in.or74μm。目：每英寸长度的孔数。%100babDx3、经济细度磨制煤粉的电耗和燃烧不完全损失之和最小时的煤粉细度。影响因素：A）煤种B）磨煤机和分离器的形式C）燃烧方式等Rx，↓，煤粉越细，电耗↑，金属磨损↑Rx，↑煤粉越粗，q4↑二、煤粉颗粒分布特性（全筛分曲线）脆性材料破碎后均符合统一的指数方程（破碎公式）x—筛孔内边长；b—反映煤粉细度的参数；b越大Rx越小n—反映煤粉均匀性的参数。不同粒径下的煤粉细度换算式为nbxxeR100nxxxxRR)(1212)100(100二、煤粉颗粒分布特性（全筛分曲线）90100lg901Rbn90200lg2lg2lg88.2RRn三、煤和煤粉的水分水分高：煤粉结块，堵塞落粉管给粉机，输送困难，断粉，炉膛打炮。水分低：若Vdaf高，自然或爆炸煤粉水分与磨煤设备的终端温度及原煤水分有关。运行中应严格控制：1磨煤机出口工质温度，2出口煤粉细度，3出口煤粉水分煤粉水分一般范围为：烟煤：Mmf=（0.5~1.0）Mad无烟煤：Mmf=Mad褐煤：Mmf=Mad+8第三节煤的可磨性系数和磨损指数煤的可磨性系数—煤被磨成一定细度煤粉的难易程度。磨煤机选型的依据之一定义两种可磨性指数哈氏可磨性指数（风干，相同粒度。能耗相同(60转)条件下，分别测定细度）可磨性指数KVT1（前苏联及东欧、我国以前用）二者换算KVT1=0.0149HGI+0.32应以实际测为准煤的可磨性分级（GB/T7562—1998）序号哈氏可磨性指数HGI可磨性140~60难磨260~80中等难磨380易磨7493.613DKHkmpbsBTNkmRRK19090100ln100ln61.00034.025.1HkmBTNkmKK二、煤的磨损指数煤的磨损性——煤对碾煤部件磨损的强烈程度。是磨煤机选型的依据之一。煤的磨损性能以冲刷磨损指数Ke表示煤的冲刷磨损指数磨损性Ke1.0轻微Ke=1.0~2.0不强Ke=2.0~3.5较强Ke=3.5~5.0很强Ke5.0极强AKeδ－纯铁试片在煤样由初始状态破碎到R90=25%时的磨损量，mg；τ－煤样碾磨至R90=25%时需要的时间，min；A－标准煤的磨损率，A=10mg/min第四节磨煤机一、磨煤机的工作原理—干燥、磨制使脆性材料发生破碎的方式不同，其能量消耗的数量不同：压碎，击碎，研碎5~610~1212kW/t二、磨煤机的类型1．根据转速分类1）低速磨煤机：15~25rpm；钢球磨煤机，常用2）中速磨煤机：50~300rpm；常用3）高速磨煤机：750~1500rpm2．常见磨煤机的几种类型1）钢球磨煤机。属于低速磨煤机，如MTZ（DTM）等；2）双进双出钢球磨煤机。属于低速磨煤机，如，BBD，D等；3）碗式磨煤机。属于中速磨煤机，如，RP、HP等；4）轮式磨煤机。属于中速磨煤机，如MPS等；5）球环磨煤机。属于中速磨煤机，如E等；6）平盘磨煤机。属于中速磨煤机，如LM等；7）风扇磨煤机。属于高速磨煤机，如S、NF等；单进单出钢球磨(低速磨)普通筒式钢球磨的圆筒通过齿轮由电动机带动低速转动，燃料和干燥剂（热空气）从一端进入圆筒，在圆筒内煤被干燥、打碎并研磨成粉，随后被干燥剂从另一端带出。低速磨主要有普通筒式钢球磨、双进双出筒式钢球磨2-4m10m筒内装有占筒体容积20%-25%、直径60mm的锰钢求。单进单出钢球磨特点：①煤种适应性强②单台容量大③对煤中杂物不敏感，可靠性高④金属消耗量大⑤电耗高，只适用于带基本负荷⑥噪音大，煤粉均匀性差。双进双出钢球磨(低速磨)双进双出筒式钢球磨圆筒两端的空心轴内有一空心圆管，圆管外装有螺旋输送装置。两端的空心轴既是热风和原煤的进口，又是煤粉气流混合物的出口。从而形成两个相互对称又彼此独立的磨煤回路的两个回路，同时使用时磨煤机出力最大；也可以单独使用一个，这时可使磨煤出力降至50％以下轴颈内带热风空心管轴颈内无热风空心管双进双出磨煤机特点特点：①煤种适应性强②对杂物不敏感，可靠性高，可用率高，事故率低③维护费用低④两端进煤，筒体利用率高，相大、对占地少、出力噪声小，电耗低⑤负荷变化时反应数度快，时滞短（10s左右）⑥运行时储粉量大，变负荷时出力稳定。灵活性高，可半磨运行。3．影响钢球筒式磨煤机工作的主要因素1）转速筒体临界转速临界转速r/minD－磨煤机筒体直径22RvmmgDnlj3.42①当n≥nlj，不磨煤②当nnlj，不磨煤③当nnlj，磨煤能力最大中国和前苏联最佳工作转速欧洲和美国最佳工作转速8.0~7.0ljzjnn9.0~72.0ljzjnn3．影响钢球筒式磨煤机工作的主要因素2）护甲护甲形状①波浪形√我国p64图4-10②梯形√③齿形护甲的形状和磨损的程度直接影响到磨煤出力护甲新→Bm↑，nzj↓(不用转那么快，即能将钢球带到一定高度)3．影响钢球筒式磨煤机工作的主要因素3）钢球充满系数ψ通风量和煤粉细度一定时磨煤出力：ψ↑→Bm↑磨煤电耗：ψ↑→Nm↑＝最佳ψzjVGgq6.016.01cGcBm9.029.02cGcNm75.112.0ljzjnn3．影响钢球筒式磨煤机工作的主要因素4）筒体通风量VtfVtf↑→Bm↑→粗粉量↑→通风电耗↑┗→有利于煤在筒内分布均匀Vtf↓→Bm↓→细粉量↑→磨煤电耗↑┗→煤在筒内分布不均匀VtfEmEtfEmEtfEm+EtfVtfzj（P65，4-15）4．磨煤出力1）磨煤出力Bm：单位时间内，Rx在一定范围时磨制的原煤量（书上p69）2）干燥出力Bg：单位时间内，将原煤由最初的Mar干燥到Mmf的原煤量满负荷下运行最经济Bg－通过改变进入磨煤机的工作温度①单进单出始终在最佳通风量下工作，满负荷下工作（始终）┗→改变工质进口温度，出口温度保持不变。MmfgmBB②双进双出（直吹）Bm随锅炉负荷而变化Bg改变进口工质温度出口温度不变（安全）通风量随Bm改变最低风量应不发生煤粉沉积（若可能发生，应增加旁路风）风煤比不变中速磨煤机MPS(摆动式磨辊、磨盘）（引进德国技术）上部为粗粉分离器中部为磨煤机主体下部为动力部分及支架粗粉掉下来，合格的煤粉向上走正压运行（存在密封问题）密封风机－作用：1、防泄漏，2、保护轴承对杂质很敏感中速磨煤机MBF（引进美国技术，98年）优点：1）检修更方便；2）磨损更少了；3）结构更简单。中速磨煤机HP碗型磨煤机影响中速磨煤机的主要因素1、转速nn↑,离心力↑、风环阻力↑→Rx↑（粗粉量）石子煤量↑通风电耗↑n↓,离心力↓、风环阻力↓→Rx↓（粗粉量）Nm（磨煤电耗）↑影响中速磨煤机的主要因素2、通风量Vtf，随Bm改变风煤比不变Vtf↑→Rx↑，最低Vtf：不发生煤粉沉积影响中速磨煤机的主要因素3、风环流速wfwf↑Rx↑，石子煤量↓磨煤机内循环量↑通风电耗↑调节进口风门，设计时：风环间隙4、研磨压力-研磨件上的平均载荷压力小——Bm↓,Rx↑压力大——磨损严重影响中速磨煤机的主要因素5、燃料性质1）Mar↑，会压成煤饼Bm↓；（Mar↓，打滑Bm↓）中速磨煤机应选用适合Mar，当热风温度较高时，可磨制Mar＝20～25%的原煤2）Aar↑，磨损↑Kkm，KeAar40%501.2MPS:1.2Ke2.0HP(RP):可磨Ke1.2HkmKBkmK中速磨煤机的特点1．优点：结构紧凑，占地少初投资少（相对）金属耗量小(4~20g/t)噪音小电耗低控制方便，可随负荷改变Bmn较大，均匀性好（n：均匀性指数）2．缺点：容量小，台数↑对杂物敏感对Kkm，Ke有一定要求结构复杂，对检修技术要求高不能空磨运行和启动。1．钢球磨煤机可磨制任何煤，运行可靠，结构简单，维护费用低。庞大，金属耗量大(400~500g/t)，投资大，耗电高(12~20kWh/t)，噪音大(120dB)，电耗是中速磨的两倍，非满载下工作极不经济。2．中速磨的特点结构紧凑，占地小，金属耗量小(4~20g/t)，投资少，耗电省(6~9kWh/t)，噪音较小(70~100dB)，调节灵敏，压碎为主，研碎为辅。维护费用高，通风干燥能力不强，不能磨较硬的煤。三、磨煤机的特点三、高速磨煤机风扇磨煤机高速磨由叶轮、带护甲的蜗壳和粗粉分离器组成。装有冲击板的叶轮由电动机带动高速旋转，原煤和干燥剂一起被吸入磨煤机内，煤被转动的冲击板打碎，甩到护甲上再次被撞击成煤粉，在风机压头的作用下由干燥剂携带经粗粉分离器带出。高速磨结构简单，金属耗量小，负荷适应能力强，特别适宜磨水分高的煤种；但部件磨损大，不宜磨制较硬的煤种第五节制粉系统干燥、磨制和输送（储存）煤粉的设备及管道的合理组合。一、制粉系统的分类1．直吹式制粉系统原煤→磨煤机→炉膛→燃烧要求磨煤机的负荷随锅炉的负荷变化。2．贮仓式制粉系统磨煤机制粉量可以与锅炉的负荷不同。原煤→磨煤机→细粉分离器→细粉→煤粉仓→给粉机→炉膛→燃烧→乏气→炉膛→燃烧我国常见的直吹式制粉系统负压直吹式系统正压直吹式双进双出磨煤机的直吹系统（正压