直吹式制粉系统热力计算方法

直吹式制粉系统热力计算1.原始数据1.1锅炉部分炉型：1025t/h，亚临界、中间再热、控制循环炉；蒸发量：MCR工况为：DMCR=1025t/h；ECR工况为：DECR=907t/h；锅炉燃料消耗量：MCR工况为：BB=140.51t/h；空气预热器出口热风温度：一次风为：t〃AH1=341℃；二次风为：t〃AH2=348℃；冷风温度：tSF=20℃。1.2煤质资料收到基碳：Car=53.16%；收到基氢：Har=3.10%；收到基氧：Oar=5.50%；收到基氮：Nar=0.90%；收到基硫：Sar=0.80%；收到基水分：Mar=8.0%；收到基灰分：Aar=28.54%；空干基水分：Mad=2.4%；干燥无灰基挥发分：Vdaf=18.8%；原煤温度：tP.C=20℃；收到基低位发热量：Qaetar.=20496kJ/㎏；哈氏可磨性指数（哈德可夫法）：HGI=54.36；全苏热工研究所可磨性指数：KBTN=1.13；煤粉细度：R90=18%；煤粉水分：MP.C=1.2%；磨损性指数：Ke＜3.5；煤着火性指数：RW=4.65～5.0。2.理论空气量及燃烧产物2.1理论干空气量的计算Vg°=0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar=0.0889×(53.16+0.375×0.80)+0.265×3.10-0.0333×5.50=5.391m3/㎏2.2空气含湿量：（一般设d=10g/㎏，即每1㎏干空气附加10g水蒸汽）在测得空气的干球温度和湿球温度的情况下，可以可以查【GB10184—88附录G（湿空气线算图）】（当空气干球温度为28℃湿球温度为22.7℃时，查得dK=0.01㎏/㎏时，则d=10g/㎏）2.3理论湿空气量计算VSK°=Vg°(1+0.0016d)=5.391×(1+0.0016×10)=5.477m3/㎏。3.磨煤机选型及计算3.1磨煤机型式：选用HP型中速磨。3.2制粉系统型式：正压直吹式、冷一次风机。3.3钢球磨型号：HP843和HP8633.4磨煤机台数：5台，运行台数：ZM=4台，1台备用。3.5磨煤机出力计算3.5.1磨煤机基本出力：BMO=45.4t/h；3.5.2可磨性修正系数：KH=0.99；3.5.3煤粉细度修正系数：KR=0.918；3.5.4原煤水分修正系数含水去矿物基热值：Q=100（Qaetar.-116Sar）/[100-(1.08Aar+0.55Sar)]=100×(20496-116×0.80)/[100-(1.08×28.54+0.55×0.80)]=30032kJ/㎏去矿物干燥基固定碳：Cdaf=100(Car-0.15Sar)/[100-(Mar+1.08Aar+0.55Sar)]=100×(53.16-0.15×0.80)/[100-(8.0+1.08×28.54+0.55×0.80)]=86.9%原煤水分修正系数：KM=1.05；原煤灰分修正系数：KA=0.957；原煤粒度修正系数：（碗式磨不修正）KL=1；磨煤机出力修正系数：K=KHKRKMKAKL=0.99×0.918×1.05×0.957×1=0.913；磨煤机碾磨出力：BM=KBMO=0.913×45.4=41.45t/h；碾磨出力裕度计算：BF=ZMBM/BB=4×41.45/140.51=1.183.6磨煤消耗功率磨煤机功率：NM=355kW；磨煤电耗：EM=NM/BM=355/41.45=8.56kW.h/t4.热力计算4.1初始干燥剂量磨煤机基本通风量：Qs=18.9㎏/s；磨煤出力相当于设计出力下负荷率：XM=BB/(KBM)=140.51/(4×41.45)=0.8475；XM下的通风率：KMV=100(0.6+0.4XM)=100×(0.6+0.4×0.8475)=93.90%磨煤机密封风量：QMF=2.2㎏/s；制粉干燥水分：△M=(Mar-MP.C)/(100-MP.C)=(8-1.2)/(100-1.2)=0.0688㎏/㎏；初始干燥剂量：g1=（3.6Qs/BMO）[KMV/(100XM）]-△M-[3.6QMF/（KBMO）=（3.6×18.9/45.4）×[93.90/(100×0.8475)]-0.0688-[3.6×2.2/(0.913×45.4]=1.399㎏/㎏。4.2热平衡4.2.1输入的总热量（1）干燥的物理热干燥剂的初温：（先假定，后核算）t1=260℃；干燥剂初温下比热容：（查表）C1=1.022kJ/(㎏.℃)；干燥剂的物理热：qq1=g1C1t1=1.399×1.022×260=371.74kJ/㎏。（2）漏入冷风的物理热：（正压qL=0）。（3）密封风的物理热：密封风温度：tMF=20℃；密封风比热容：（查表）CMF=1.012kJ/(㎏.℃)；密封风的物理热：qMF=3.6CMFQMFtMF/BM=3.6×1.012×2.2×20/41.45=3.9kJ/㎏。（4）磨煤机工作时产生的热量机械热转化系数：（查表）Kmae=0.6；磨煤机工作产生时产生的热量：qmae=3.6KmaeEM=3.6×0.6×8.56=18.5kJ/㎏。（5）干燥磨制1㎏煤输入的总热量∑q=qq1+qL+qMF+qmae=371.74+0+3.9+18.49=394.14kJ/㎏。4.2.2带出好消耗的总热量（1）蒸发原煤制水分消耗热量：制粉系统末端温度：t2=t〃M=90℃；磨煤机出口粉粉混合物温度：t〃M=90℃；蒸发原煤水分消耗热量：qZFSF=4.187△M[595+0.47(t2-tP.C)（tP.C-----原煤温度）=4.187×0.0688×（595+0.47×90-20)=177.8kJ/㎏。（2）乏气干燥剂带出的热量漏风系数：（正压KL=0）制粉系统末端空气比容热：查表C2=1.014kJ/(㎏.℃)；乏气干燥剂带出的热量：q2=[(1+KL)g1+3.6Qs/BM]C2t2=[(1+0)×1.399+3.6×2.2/41.45]×1.014×90=145.1kJ/㎏。(3)加热燃料消耗的热量干燥基灰分：Ad=100Aar/(100-Mar)=100×28.54/(100-8)=31.02%燃料平均温度：tPJ=(t1+t2)/2=(20+90)/2=55℃；原煤解冻热量：t≧0，q=0；灰的比容热：CA=0.754+2.93tPJ10-4=0.754+2.93×55×10-4=0.770kJ/(㎏.℃)；纯煤的比热容：CM=0.74+4.1tPJ10-3+(0.66+2tPJ10-3)Vdaf/100=0.74+4.1×55×10-3+(0.66+2×55×10-3)×18.8/100=1.11kJ/(㎏.℃)；干燥煤的比热容：CdC=0.01[CM(100-Ad)+CAAd]=0.01‰[1.11×(100-31.02)+0.770×31.02]=1.005kJ/(㎏.℃)；加热燃料消耗的热量:qRL=[（100-Mar）/100]（CdC+4.187MP.C/100）(t2-tP.C)+q=[(100-8)/100]×(1.005+4.187×1.2/100)×(90-20)+0=67.96kJ/㎏。(4)设备散热损失：q5=0.02∑q=0.02×394.14=7.9kJ/㎏。（5）干燥、磨制、1㎏原煤带出和消耗的热量：qMX=qZFSF+q2+qRL+q5=177.8+145.167.96+7.9=398.76kJ/㎏。4.3热平衡方程求初温干燥剂初温计算：t1=（qMX-q-qMF-qmae）/（g1C1）=（398.76-0-3.9-18.5）/（1.399×1.022）=263.2℃；计算初温与假定值相对误差：△t1/t1=(263.2-260)/263.2=1.216%＜1.5%(相符)4.4干燥剂成分计算热风温度：tRF=t〃AH1-10=341-10=331℃；热风比热容：查表得CRF=1.031kJ/(㎏.℃)；冷风占干燥剂的份额：rLF=(CRFtRF-C1t1)/(CRFtRF-CMFtMF)=(1.031×331-1.022×263.2)/(1.031×331-1.012×20)=0.225；热风占干燥剂的份额：rRF=1-rLF=1-0.225=0.775。4.5制粉系统终端干燥剂含湿量和露点计算干燥剂含湿量：d2=[g1（1+QMF/Qs）d+1000△M]/{g1[(1+QMF/Qs）-(1+QMF/QMF）d/1000=[1.399×(1+2.2/18.9)×10+1000×0.0688/{1.399×[(1+2.2/18.9)-(1+2.2/18.9)×10/1000]}=54.6g/㎏；露点：查表得：tLD=41.5℃；结论：t2-tLD=90-41.5=48.5℃＞2℃；所以不会结露。4.6干燥出力核算和制粉系统一次风机容量计算一次风机台数：Z1F=2台；运行时碾磨出力：BM=BB/ZM=140.51/4=35.13t/h；一次风机入口绝对压力：P1=101.3kPa；（大气压力+静压）一次风机风量裕度系数：Ka=1.5；一次风机容量：Q1F=Ka（1/Z1F)(1000BMZMg1/1.285+qL)(1.1.3/P1)（273+t2）/273=1.5×（1/2）×（1000×35.13×4×1.399/1.285）+0）×（101.3/101.3）×（273+90）/273=152566m3/h；一次风侧空预器漏风系数：△α=0.4（取自锅炉热力计算）；一次风机要求容量：QYQ1F=(1+△α)Q1F=（1+0.4）×152566=213592m3/h