发电厂制粉系统基础知识

第四章煤粉制备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，FIGURES第四章煤粉制备第一节煤粉的特性第二节磨煤机设备第三节制粉系统第四节磨煤机出力第五节制粉系统的运行第一节煤粉的特性一、煤粉的一般物理特性1．尺寸小：1μm~300μm，20μm~60μm最多，2．表面积大：300~1600m2/kg3．堆积比重小，新鲜煤粉：0.45~0.6t/m3，旧煤粉：0.8~0.9t/m34．自然倾角小，自流性，流动性好，易沉积，吸附空气形成云雾状气粉混合物，象水的流动，管道输送；易泄露，制粉系统要求严密，安全性差5．具有自燃性和爆炸性。二、制粉系统设计所要求的煤粉特性1．煤的可磨性—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可磨性指数KVT1二者换算KVT1=0.0149HGI+0.32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易磨二、制粉系统设计所要求的煤粉特性CONT2．煤的磨损性——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3．煤的燃烧特性根据挥发分、灰分、水分含量等级并结合发热量判定。4．煤粉的自燃和爆炸特性与煤的易燃性、灰分水分、煤粉细度、气粉化混合物的温度和浓度、含氧量等因素有关。5．煤和煤粉的水分煤粉水分与磨煤设备的终端温度及原煤水分有关。煤粉水分一般范围为MPC=（0.5~1.0）Mad6．煤粉细度(1)定义与测定方法颗粒最重要的物理参数是粒径，粉体的平均粒径由筛分分析得到。采用筛分法测量（TYLER标准筛。），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。%100baaRx2）燃煤火电厂煤粉细度的表示方法采用筛号来表示：每平方厘米上（每平方英寸上）的孔眼数目，譬如，30号筛或70号筛等；RX：R90，R200等。R90—70号筛；R200—30号筛。脆性材料破碎后均符合统一的指数方程：x—筛孔内边长；b—反映煤粉细度的参数；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3）脆性材料的破碎公式3）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）燃烧方式等第二节磨煤机设备一、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；1．钢球磨煤机可磨制任何煤，运行可靠，结构简单。庞大，金属耗量大，投资大，耗电高，噪音大，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，投资少，耗电省，噪音较小，调节灵敏，压碎为主，研碎为辅，通风干燥能力不强，不能磨较硬的煤。三、磨煤机的特点第三节制粉系统干燥、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→给煤机→炉膛→燃烧→乏气→炉膛→燃烧二、直吹式制粉系统根据排粉风机的位置不同分为1．负压系统制粉系统排粉机在磨煤机的后面，磨煤机负压运行，全部煤粉通过排粉机磨损严重，但不易煤粉泄露；2．正压系统制粉系统排粉机在磨煤机的前面，磨煤机正压运行。需要用高温风机，可靠性下降，密封要求高。根据一次风机的位置不同分为：热一次风机，冷一次风机；干燥剂：热风，烟气我国常见的直吹式制粉系统双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统，中速磨煤机正压直吹式热一次风机制粉系统中速磨煤机正压直吹式冷一次风机制粉系统风扇磨煤机直吹式三介质干燥制粉系统风扇磨煤机直吹式二介质干燥制粉系统带煤粉浓缩的直吹式制粉系统三、贮仓式制粉系统1．干燥剂送粉（乏气送粉）用干燥煤粉后的湿空气携带煤粉送入炉膛燃烧。2．热风送粉用热空气携带煤粉，送入炉膛燃烧，乏气单独作为三次风送入炉膛。我国常见的贮仓式制粉系统钢球磨煤机贮仓式乏气送粉制粉系统钢球磨煤机贮仓式热风送粉制粉系统钢球磨煤机贮仓式开式制粉系统四、制粉系统的其它设备1．原煤斗2．给煤机3．煤粉仓（中）4．粗粉分离器（中）5．细粉分离器（中）6．螺旋输粉机（中）7．给粉机（中）8．排粉机（中）9．再循环风道认识制粉系统磨煤机？钢球磨？中速磨？风扇磨？直吹？中储式？中储式：热风送粉？乏气送粉？热一次风机？冷一次风机？干燥介质：热空气？热空气+烟气？系统名称？五、制粉系统的风量协调进入磨煤机的风的三大主要作用：1）干燥煤的作用2）输送已经磨制合格的煤粉作用3）如乏气送粉，还需要保证满足一次风量的要求。三个需要协调的风量：1）磨煤风：与煤粉细度和磨煤机的出力有关，取决于煤种；2）干燥风：需干燥掉的水分，干燥剂温度，磨煤机出口温度3）一次风：取决于着火条件，与煤种有关。第四节磨煤机出力一、磨煤机的出力煤粉制备既有细度要求，也有干燥程度的要求，磨煤出力干燥出力1、磨煤出力—磨煤机每小时所能磨制加工的原煤吨数。2、干燥出力—进入磨煤机的干燥剂每小时能把原煤水分干燥到煤粉水分的原煤吨数。磨煤出力是主要的，干燥出力与之配合，二者必须匹配。二、磨煤出力计算Bm（均采用制造厂家推荐的经验关系式）1）钢球磨煤机的出力1．钢球磨煤机的出力计算关联式htRkkKnLDBysyxhbsfsfkmm/100ln11.090218.08.04.22．钢球磨煤机所耗的功率计算关联式3．磨煤单耗计算关联式一般20~304．最佳通风量计算关联式（为了保证磨煤出力与细度）：kWDLnkknLDNrlhbqcd1.0105.0(19.03thkWBNEmm/hmKRKDnVVkmkmzjmf/)361000(3833903,2）中速磨煤机的出力计算1、MPS中速磨煤机（190，225，255型）的出力计算2、RP型碗式中速磨煤机的出力计算htfffMBMFGAm/htDBm/613.43三、磨煤机的干燥出力需要对制粉系统进行热平衡计算，计算的目的：确定干燥剂的初始温度，使之与磨煤机的磨煤出力（即干燥剂量）相配合。制粉系统的热平衡（以每kg为基准计算）进入系统的热量：①干燥剂带入的热量gzjq②磨煤机工作时机械摩擦加入的热量jq③制粉系统漏入冷空气的物理热lq带出系统的热量：①蒸发煤的水分所消耗的热量zhq②干燥剂带走的热量2q③加热煤所消耗的热量mq④系统的散热损失lqq带入热量之和与带出热量之和相等后求解：–已知干燥剂量，求解出干燥剂的初温；–已知干燥剂的初温，求解出干燥剂量；（干燥剂的量必须满足磨煤的要求）。计算结果的几种可能情况干燥剂初温低于预热空气的温度以热空气加冷空气作为干燥剂。煤的水分低时，会出现此情况。还可以采用干燥剂再循环来控制入口温度。干燥剂初温高于热空气的温度以热炉烟加热空气作为干燥剂磨煤机的入口温度不得超过一定值。,1rktt,1rktt磨煤机出口的干燥剂温度（制粉系统防爆）①进入磨煤机前煤的的水分低于25%时：中间储仓式：烟煤—mt≯70℃直吹式：烟煤—mt≯130℃；无烟煤—mt不受限制。②进入磨煤机前煤的的水分高于25%时：中间储仓式：烟煤—mt≯80℃任何情况下，为了避免水汽结露，应使Cttldm5mt第五节制粉系统的运行制粉系统运行与锅炉运行密切配合，安全、经济地向锅炉提供一定数量的符合规定细度的煤粉。制粉系统电耗占电厂厂用电的主要部分中间储仓式制粉系统的运行特点1）磨煤机应满出力运行，起、停与燃烧器的投运无关；2）磨煤机应在最佳转速下工作；3）保持最佳的钢球充满度；4）维持最佳的通风量；5）保持规定的煤粉细度（经济细度）；6）控制磨煤机出口气粉混合物温度不超过规定值，以免引起煤粉自燃和爆炸。7）保持煤粉仓正常粉位。直吹式制粉系统的运行特点1）制粉量随锅炉负荷变化而变化；2）锅炉燃烧调整与制粉系统调整紧密相关；3）磨煤机调整和维护工作较多；4）均匀给煤并保持合理的风煤比；5）多台磨煤机同时运行时，应保持各台磨煤机负荷基平衡。