第二章 煤粉燃烧设备(制粉系统计算)

第二章煤粉燃烧设备—制粉系统计算煤粉锅炉炉膛制粉系统：利用各种设备组成完整系统，把磨成合适细度、干燥成合适水分的煤粉以合适的空气送入燃烧室中去。燃煤经专门的制粉系统磨制成细粉，比表面积大大增加，燃煤效率完全可以提高到90%以上。制粉系统计算开始原始数据输入排烟α，燃料量计算理论空气量及燃烧产物理论容积选定磨煤机和制粉系统确定磨煤机的台数，磨煤机出力及型号制粉系统的热力计算进行风量协调，确定一、二、三次风率制粉系统空气动力计算结束磨煤机和制粉系统的选择选择原则1)在选择磨煤机型式和制粉系统时，应根据煤的燃烧、磨损、输送、爆炸特性、可磨性、磨煤机的制粉特性及煤粉细度的要求，结合锅炉炉膛和燃烧器结构统一考虑，并考虑投资、电厂检修运行水平及设备的配套、备品备件供应以及煤源特点、煤种煤质变化情况、新建厂与扩建厂的不同、锅炉容量大小诸多因素，以达到磨煤机、制粉系统和锅炉燃烧装置匹配合理，保证机组的安全经济运行。2)根据煤的磨损指数选择磨煤机的界限是依据磨煤机碾磨件的寿命近似划分。应根据煤的磨损指数和煤粉细度按磨煤机的寿命曲线或寿命的计算公式确定磨煤机碾磨件的寿命。再根据磨煤机研磨件的寿命选择磨煤机。中速磨煤机碾磨件和风环易损件的寿命应大于4000-6000小时，研磨件对MPS磨煤机系指辊轮的单面寿命，对E型磨煤机为补加钢球前的寿命。风扇磨煤机冲击板寿命应大于1000-1500小时（大于3m直径的磨煤机采用上限）。3)磨煤机台数和出力裕量的选择按DL5000执行。4)一次风管煤粉分配允许的最大偏差按DL/T5145执行。磨煤机及制粉系统的选择（见下表）注：在Vdaf和IT两者之间应优先以IT指标为准三介质或二介质干燥风扇磨煤机直吹式带乏气分离风扇磨煤机直吹式45～5050～60＞19Mt＞40≤3.5≤3.5＜600＜600中速磨煤机直吹式3.5≤Ke≤5时,不宜使用RP和E型磨煤机）30～35≤19≤5.0＜600＞37褐煤双进双出钢球磨煤机直吹式15～2610～20≤155.0500～800中速磨煤机直吹式（3.5≤Ke≤5时,不宜使用RP和E型磨煤机）；15～2610～20≤15≤5.0500～80020～37烟煤中速磨煤机直吹式（3.5≤Ke≤5时,不宜使用RP和E型磨煤机）～15～10≤15≤5.0700～800双进双出钢球磨煤机直吹式～15～10≤155.0700～80015～20a）中间贮仓钢球磨煤机热风送粉；b）中间贮仓钢球磨煤机炉烟干燥热风送粉；c）双进双出钢球磨煤机半直吹式；d）双进双出钢球磨煤机直吹式（配双拱燃烧锅炉）8～104～6≤15不限800～90010～15贫煤a）中间贮仓钢球磨煤机热风送粉；b）中间贮仓钢球磨煤机炉烟干燥热风送粉；c）双进双出钢球磨煤机半直吹式；d）双进双出钢球磨煤机直吹式（配双拱燃烧锅炉）8～104～6≤15不限800～900a）中间贮仓钢球磨煤机炉烟干燥热风送粉；b）双进双出钢球磨煤机半直吹式～8～4≤15不限9006.5～10无烟煤煤粉细度(R75)％经济细度R90％Mf％磨损指数KeIT℃挥发分Vdaf％磨煤机及制粉系统煤特性参数煤种磨煤机台数及裕量的选择1直吹式制粉系统的磨煤机台数和出力，根据(DL5000—2000)按下列要求选择；（1）机组容量为200MW以下时，每台锅炉装设的中速或风扇磨煤机宜不少于3台，其中1台备用。（2）机组容量为200MW及以上时，每台锅炉装设的中速磨煤机宜不少于4台，风扇磨煤机宜不少于3台，其中1台备用。（3）当装设的风扇磨煤机为6台及以上时，其中可设2台备用(检修备用和运行备用)。（4）当采用双进双出钢球磨煤机时，一般不设备用磨煤机。每台锅炉装设的磨煤机宜不少于2台。（5）磨煤机的计算出力应有备用裕量。对中、高速磨煤机，在磨制设计煤种时，除备用外的磨煤机总出力应不小于锅炉最大连续蒸发量时燃煤消耗量的110%；在磨制校核煤时，全部磨煤机在检修前的总出力应不小于锅炉最大连续蒸发量时的燃料消耗量。（6）双进双出钢球磨煤机，磨煤机总出力在磨制设计煤种时应不小于锅炉最大连续蒸发量时燃煤消耗量的115%；在磨制校核煤种时，应不小于锅炉最大连续蒸发量时的燃煤消耗量；并应验算当其中一台磨煤机单侧运行时，磨煤机的连续总出力宜满足汽轮机额定工况时的要求。（7）磨煤机的计算出力，对中速磨煤机和风扇磨煤机按磨损中后期出力考虑；对双进双出钢球磨煤机宜按制造厂推荐的钢球装载量取用。2钢球磨煤机贮仓式制粉系统的磨煤机台数和出力，按下列要求选择：（1）每台锅炉装设的磨煤机台数不少于2台，不设备用。（2）每台锅炉装设的磨煤机计算总出力(大型磨煤机在最佳钢球装载量下)按设计煤种不应小于锅炉最大连续蒸发量时所需耗煤量的115%，按校核煤种亦应不小于锅炉最大连续蒸发量时所需耗煤量。（3）当一台磨煤机停止运行时，其余磨煤机按设计煤种的计算出力应能满足锅炉不投油情况下安全稳定运行的要求，必要时可经输粉机由邻炉来粉。磨煤机性能参数计算基本术语1.磨煤机出力包括碾磨出力、通风出力和干燥出力三种，最终出力取决于三者中最小者。2.磨煤机的基本出力(或称铭牌出力)是指磨煤机在特定的煤质条件和煤粉细度下的出力，通常基本出力在磨煤机性能系列参数表中给出。3.磨煤机的设计出力(或称计算出力)是指磨煤机在锅炉设计煤质条件和锅炉设计煤粉细度下的最大出力。该出力是通过给定的公式、图表计算或试磨试验得到。4.最小出力是考虑磨煤机振动、允许的最小通风量下的风煤比计算给定。哈尔滨工业大学燃烧工程研究所第二章煤粉燃烧设备制粉系统计算《燃烧设备》孙绍增钢球滚筒磨煤机系列参数序号型号容积m3基本出力t/h工作转速r/min最大装球量t充填率φ电动机型号功率kW1MTZ17255.67324.57.50.270JS125-8952MTZ21269.00422.82100.227YTM355-81603MTZ213311.42622.82130.232YTM355-82004MTZ253215.70820.6320.77180.234YTM450-1-82805MTZ253919.131020.6320.77220.235YTM450-2-83156MTZ293523.111219.34260.230YTM500-1-84007MTZ294127.071419.34300.226YTM500-2-85008MTZ294731.031619.34350.230YTM500-3-85609MTZ324737.782018.52400.216YTM500-1-671010MTZ325846.622518.46550.241YTM500-2-690011MTZ356057.703017.57590.209YTM630-1-6100012MTZ357067.313517.57690.209YTM630-2-6112013MTZ386573.684017.0750.208YTM800-1-10125014MTZ387281.614517.0900.225YTM800-2-10140015MTZ387989.555017.0950.217YTM800-3-10160016MTZ388697.485517.01050.220YTM800-4-101800注：表中基本出力系指BTN可磨性指数KVT1＝1.0、原煤全水分Mt＝7％、给料粒度0～25mm、煤粉细度R90＝8％，在最大装球量及碾磨件为新状态时的基本出力。球磨机的临界转速nlj：是指紧贴筒壁的钢球层提高速度达到筒体最顶部才落下的筒体速度。式中D——磨煤机筒体的直径（1）磨煤机的转速n磨煤机性能参数计算选择磨煤机：以球磨机为例，一种低速磨煤机，转速为16~25转/分。当磨煤机的工作转速n«nlj时，钢球和原煤不能被提升到一定的高度，磨煤的作用很小。而且煤粉也难于从钢球中分离出来，磨煤出力很小。当磨煤机的工作转速n≥nlj时，钢球和原煤与筒体一起转动而不会落下．磨煤出力几乎为零。当磨煤机的工作转速nnlj时，钢球和原煤被提升到一定的高度后落下，热风穿过筒体干燥并带出煤粉，磨煤出力最大，分离效果较好。因此筒体的最佳工作转速应是筒体内钢球有最大提升高度时的转速，记为nzj。前苏联对装有波浪形护甲的磨煤机的最佳工作转速为护甲的形状对钢球的提升高度有较大的影响，因为实际运行中钢球和筒体的转速总是不同的，其速度差值的大小主要决定于钢球和护甲之间的摩擦系数的大小，而护甲的形状对摩擦力有较大的影响—运行实践表明，随着护甲的磨损，磨煤出力会逐渐下降，磨煤电耗逐渐增加。磨煤机选型时应考虑护甲形状对磨煤出力的影响。（2）磨煤机的护甲φ—钢球装载系数（充满系数），按该式确定：Gb—钢球装载量，t；ρb—钢球堆积密度，取ρb=4.9t/m3VbbG（3）钢球装载系数球磨机中的通风量的Vtf的大小、不仅直接影响磨煤出力Bm的大小，而且影响原煤沿磨煤机筒体长度方向的分布和煤粉的细度。通风量过大时，虽然煤粉分布均匀，磨煤出力增加，但是磨煤机出口粗粉量也增加、回粉量增加，磨煤电耗增加，制粉系统的经济性下降。而磨煤通风量过小时，筒内原煤大多集中在给煤机入口端，磨煤机出口煤粉量下降，而且多为细粉．磨煤出力降低。因此．磨煤机的通风量应选样在保证磨煤出力和煤粉细度合理的条件下，使磨煤电耗和通风电耗最小的通风量，即最佳通风量Vtfzj，对单进单出的球磨机，可按经验公式计算．即（4）磨煤机的筒体通风量钢球磨煤机磨煤出力计算公式式中:Bm—磨煤机碾磨出力,t/h；D、L—磨煤机筒体的内径和长度，m；对于锥形磨煤机，V－锥形磨煤机容积，m3；n—磨煤机筒体的工作转速,r/min；Ktf—筒体通风情况对出力影响的修正系数;khb—护甲形状系数，对波形装甲和梯形装甲khb=1.0；对齿形装甲khb=1.10；R90—粗粉分离器后的煤粉在筛孔为90微米筛子上的剩余量占总筛粉量的百分比，％；kms—由于护甲和钢球磨损使出力降低的修正系数，kms=0.9；''90216.08.04.2100ln11.0RskkksskLnDBpstfmshbkmm(2-1)φ—钢球装载系数，按式(2—2)确定；(2-2)Gb—钢球装载量，t；Sps为原煤粒度修正系数;ρb—钢球堆积密度，取ρb=4.9t/m3；kkm—工作燃料可磨性的修正系数，按式(2-3)～式(2-7)确定；VbbGpskmgkmSSSKk2122221admaxavmaxMMMMSarmaxM.M071143pcMavMMM4.0)()100(4.0)(100)100(pcarpcpcarpcarMMMMMMMMM(2-3)(2-4)(2-5)(2-6)(2-7)S1—工作燃料水分对可磨性的修正系数；S2—原煤质量换算系数,由平均水分磨煤出力换算到收到基水分下原煤质量；Sps—进入磨煤机的原煤粒度修正系数。由于实验室确定的可磨系数是采用粒度为1.24～3.2mm的风干煤样。而在工业球磨机中，原煤粒度要远大于1.24～3.2mm，而这必将增加从初始粒度破碎到1.24～3.2mm的能量消耗，故使实际磨煤出力下降。所以需要进行修正，Sps按筛孔为5×5mm筛子上的剩余量R5.0来确定。Ktf—滚筒内实际通风量对磨煤机出力的影响系数，按磨煤机实际通风量与最佳通风量之比Vtf/Vtfzj来确定;Vtf/Vtfzj0.40.60.81.01.21.4ktf0.660.830.951.01.041.07钢球磨煤机电功率计算：式中:NM—钢球磨煤机功率，kW；ηcd—磨煤机传动装置的效率对一级减速箱的齿轮传动，ηcd=0.865；对两级减速箱的摩擦传动，ηcd=0.885；对低速电机无减速箱的齿轮传动，ηcd=0.92；对低速电机无减速箱的摩擦传动，ηcd=0.955。Nfj—附加功率消耗，仅对370/850或更大型球磨机才予考虑；kr—考虑燃料种类以及钢球装载系数φ的修正系数;s—筒体与护板的总壁厚；fjrhbbcdcdMN