第二章煤粉制备

2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-21第二章煤粉制备本章主要内容：★锅炉通风（不作为考试内容）；★制粉系统的任务；★制粉系统类型及系统组成，不同系统的基本特点；★制粉系统中主要设备（磨煤机、给煤机、煤粉分离器）的型式、基本结构、工作原理及工作特点；★煤粉的主要特性（自燃爆炸性、煤粉细度、煤粉颗粒分布、可磨性、磨损性）；2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-22•煤粉炉燃烧设备（炉膛、布置在炉膛壁面上的燃烧器和点火装置）；•炉膛出口后面是对流烟道。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-23？•煤粉和空气如何连续不断地送入炉膛?•燃烧产物如何连续不断地排出炉膛？•锅炉这种连续工作是什么来保证的？2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-241.煤粉和空气如何连续不断地送入炉膛?★制粉系统和通风设备配合，煤在制粉系统中制成合格的煤粉，空气预热器送出的热空气分为两部分，分别由风机提供动力，一部分通入制粉系统，作为干燥介质和输送介质，将合格的煤粉送入煤粉燃烧器的一次风口；另一部分空气预热器出来的热空气直接作为助燃风送入煤粉燃烧器的二次风口。2.燃烧产物如何连续不断地排出炉膛？★燃烧生成的烟气，在后部引风机的抽吸作用下，在保证炉膛出口负压（20-60Pa）的条件下，由炉膛出口流出，依次通过对流烟道中的各级受热面，经引风机排入烟囱。3.锅炉这种连续工作是什么来保证的？★制粉系统和通风设备（送风机、引风机）的连续工作，保证制粉、通风、燃烧的顺利进行。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-251.制粉系统；第二章2.通风设备；3.燃烧系统。第三章、第四章烟风及燃烧系统2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-26★锅炉通风（通风设备和通风方式）•问题:1.锅炉通风的方式和任务?2.烟风系统中哪里的压力最大?哪里的压力最小?3.平衡通风方式中,正常的炉膛出口负压是多少?2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-27一、锅护通风任务：•连续不断地给锅炉提供燃料燃烧所需的空气，并把燃烧生成的烟气排出炉外，以保证燃烧的正常进行。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-28二、锅护通风方式：(自然通风和机械通风两种)•自然通风：是利用烟囱进行通风，即利用烟囱中热烟气和外界冷空气之间的密度差所产生的自生通风力(抽力或自拔力)进行通风。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-29自然通风•课后自学“自然通风原理”2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-210•单纯自然通风仅能克服较小的流动阻力，电厂锅炉流动阻力都较大；•一般煤粉炉，空气侧阻力约2500-4000Pa，烟气侧阻力约2000-3000Pa，所以电厂锅炉一般都采用机械通风。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-211•机械通风是利用风机产生的压力，迫使空气和烟气在风烟系统中流动进行通风。•目前采用的机械通风方式有三种:正压通风、负压通风、平衡通风。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-212（一）负压通风：•迫使空气和烟气在风道、烟道中流动，除利用烟囱外，还在烟囱前装设引风机来克服风、烟系统中的全部阻力。由于抽取烟气炉内形成较高的负压，故称负压通风。•此种通风方式的主要缺点：当炉膛和烟道不够严密时，易造成大量冷空气漏入炉内。这既不利于燃料的着火与燃烧，又会导致锅炉效率降低，甚至影响锅炉正常运行。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-213(二)正压通风：•除利用烟囱外，在炉前风道上装设送风机来克服风、烟系统中的全部阻力，由于往炉内压送空气而形成较高的正压，故称正压通风。•此种通风要求炉膛和烟道都十分严密，否则烟、火、灰外喷，既不安全，又不卫生。优点：消除了锅炉向内漏风，提高了燃烧强度和锅炉效率；由于不存在飞灰磨损风机的问题，既延长了风机的使用寿命，又使运行维护简单。•微正压燃烧方式多在燃油锅炉、燃气锅炉上采用。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-214(三)平衡通风：亦称强制通风•除利用烟囱外，在锅炉风、烟系统中同时装设送风机和引风机。送风机负责把风送进炉膛，引风机负责把炉膛的烟气排出炉外，由于炉膛内保持的压力略低于外界的大气压力，故称平衡通风。•一般在炉膛出口处保持20一60Pa的负压力。优点：处于合理的负压下运行，因此锅炉房的安全及卫生条件较好，而且锅炉漏风量较少，是现代电厂锅炉应用较为普遍的一种通风方式。•如下图所示为平衡通风时烟、风道系统中各部位的正负压分布示意图。•为减小附近地区的大气污染程度，采用平衡通风时，必须建造有一定高度的烟囱，以便把烟气排到高空之中。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-2152019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-216煤粉炉炉内压力：炉膛出口处比外界大气压力低20～60Pa。•过大的负压也会带来危害：1）炉膛负压太大，引风机抽吸力过大，炉内气流明显上翘，火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，引起汽温升高或过热器结渣。2）气流上翘，火焰行程缩短，导致不完全燃烧热损失增大。3）对于四角切圆燃烧煤粉炉，由于气流上翘，使四股气流的相互作用变差，甚至切圆形成不好，煤粉气流相互点燃的作用变弱，燃烧变得不稳定，如果煤质着火性能差，还会导致灭火。4）造成漏风增大，烟气体积增加，烟气流速相应升高。会使排烟热损失增加；受热面磨损加剧；炉膛温度降低，影响燃烧稳定性；火焰向上运动速度增大，造成不完全燃烧热损失增大等一系列不良影响。5）炉膛负压急剧升高时，还可能发生炉膛内爆事故。炉膛内爆是指燃烧的火焰突然熄灭，使炉膛风压骤降，炉内外的压差使炉墙受到空气侧向内的巨大推力。•过小的负压不能维持炉膛的稳定燃烧，导致炉膛正压。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-217•为保证锅炉连续工作，需要由制粉系统制出合格的煤粉，下面在第二章“煤粉制备”中，将讲授制粉系统的任务、组成和主要设备的基本原理，同时介绍煤粉的主要特性；•在第三、四章中介绍燃烧原理和燃烧设备。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-218第二章煤粉制备本章主要内容：★制粉系统的任务；★制粉系统类型及系统组成，不同系统的基本特点；★制粉系统中主要设备（磨煤机、给煤机、煤粉分离器）的型式、基本结构、工作原理及工作特点；★煤粉的主要特性（自燃爆炸性、煤粉细度、煤粉颗粒分布、可磨性、磨损性）；2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-219★制粉系统任务•将原煤磨碎、干燥，成为具有一定细度和水分的煤粉，把锅炉燃烧所需要的煤粉送入炉内燃烧。•合格煤粉：细度、水分两方面；2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-220★制粉系统类型1.直吹式制粉系统：经磨煤机磨制的煤粉全部直接吹入炉膛进行燃烧。•特点：锅炉负荷与磨煤机出力相匹配。2.储仓式制粉系统：经磨煤机磨制的煤粉先储存在煤粉仓中，然后根据锅炉的需要，由煤粉仓经给粉机送入炉膛进行燃烧。•特点：锅炉负荷与磨煤机出力无直接关系。锅炉负荷与给粉机的给粉量相匹配。磨煤出力不受锅炉负荷的限制，磨煤机可在经济状态下工作。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-221★系统核心设备：磨煤机•在单位时间内，磨煤机要保证输送给锅炉需要的一定量的煤粉细度和水分都合格的煤粉，即磨煤机出力（包括磨煤出力和干燥出力）；•空气预热器热空气作为输送煤粉和干燥煤粉的介质。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-222§2.1煤粉的性质煤粉的主要性质：•自燃爆炸性•煤粉细度•煤粉颗粒分布•可磨性•磨损性。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-223一、煤粉一般性质（一）煤粉的流动性•颗粒大小20-60m之间，具有流动性，可气力输送。（二）附着性和团聚性（三）自燃和爆炸性•积存的煤粉由于缓慢氧化而放出热量，在散热不良的情况下，煤粉温度会自行升高,当达到着火温度时，便引起自燃，在适当浓度和温度下会发生爆炸。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-224影响自燃爆炸的因素：１挥发分：挥发分越多，越容易爆炸。如Vdaf低于10%-14%的煤，几乎不发生爆炸；如烟煤和褐煤，爆炸可能性大。2煤粉细度：煤粉越细，越容易自燃和爆炸。颗粒大于200m时几乎不发生爆炸；3煤粉浓度：低于0.03-0.05Kg/m3，不会发生爆炸；煤粉浓度在1.2-2.0Kg/m3之间，爆炸性很大。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-2254氧浓度：氧的比例越大，爆炸可能性越大。•小于10％-15％时不发生爆炸。5温度：温度越高，越容易发生爆炸。•控制制粉系统的温度水平。6煤粉混合物的速度，过低或过高都易引起。★问题：当燃用褐煤时，是否需要控制煤粉的自燃和爆炸？应该采取何种措施？2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-226二、煤粉细度用筛孔宽度表示的。我国筛子规格是或筛孔宽度表示。目前的规格是用筛号是指筛子的规格，筛子—角码透过筛子的煤粉质量；—：留在筛子上的煤粉质量—式中ba1)-(2%100xbaaRx煤粉细度：将一定数量的煤粉试样放在筛子上筛分，筛分后残留在筛上的煤粉质量占筛分前总质量的百分数。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-227•煤粉经济细度：使燃烧和制粉的总损失之和为最小的细度。•影响因素：A）煤种B）磨煤机和分离器的形式C）燃烧方式等2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-228•R90数值越小，燃烧损失也越小。此说法是否正确？2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-229煤粉的颗粒分布•要考虑煤粉的颗粒分布，即煤粉的均匀性。2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-230三、煤的可磨性•表示可磨性的指标：可磨性系数（可磨性指数、可磨度）•两种表示：Kgr或HGI。1.前苏联全苏热工研究所Kgr在风干状态下，将同一质量的标准煤和实验煤由相同的初始粒度磨碎到相同细度时所消耗的电能之比。EEKsgr.315.12.10.28.0时，即认为煤质较软。过为易磨的煤，一般超〉为难磨的煤，为之间。通常认至值一般在我国各地的原煤其grgrgrKKK2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-23161.0)(0034.093.6133502.25.17575HGIKHGIKDHGIDkmgr之间可用下式换算，即和后，用下式计算其透过量分钟后进行筛分，测得磨制煤机内，克煤样放在一个中速磨试验是将规定粒度的哈得罗夫法2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-232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2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-233四、磨损指数Ke：•表示对磨煤机研磨部件的磨损程度.•可作为磨煤机选型的参考。在冲刷式磨损试验仪中，将纯铁试片放在高速喷射的煤粉流中接受冲刷磨损，测定煤粒从初始状态研磨至R90=25%的时间t及试片的磨损量E。Ke=E/At式中：A----标准煤在单位时间内对纯铁试片的磨损量。一般规定A=10mg/min2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-234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2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-235五、煤粉水分煤粉最终水分过高影响制粉系统的输送，推迟着火及燃烧，煤粉过干，对具有自然和爆炸性的煤（烟煤和褐煤）容易引起爆炸。•煤粉水分的要求与煤种、煤的全水分、制粉系统的工作温度有关。Mpc=（0.5-1.0）Mad2019/8/18沈阳工程学院王树群动本091-236为了使煤粉水分满足上述多方面的要求，推荐的煤粉水分为：对于无烟煤和贫煤，Mmf0.5Mad；烟煤Mmf=Mad；褐煤Mmf=Mad+8。煤粉的流动性煤粉爆炸性燃烧的经济性磨煤机出力煤粉水分2019/8/18沈阳工程学院王树群动