第4煤粉制备修改稿

第四章煤粉制备煤粉特性磨煤机制粉系统内容提要2一般特性：（1）具有很好的流动性原因：颗粒小，比表面积大，可吸附大量空气，可方便地在管内输送（2）煤粉的自燃和爆炸原因：在空气中可缓慢氧化，温度逐渐升高至着火温度而引起自燃影响因素：煤的挥发分含量、煤粉细度、煤粉浓度和温度、水分等。措施：设置防爆门第一节煤粉的一般特性3煤粉的细度Rx（Dx）用具有标准筛孔尺寸的筛子进行筛分测定。如筛孔边长为xμm，煤粉过筛后，漏下去的煤粉质量为b，留在筛子上的煤粉质量为a，则煤粉细度可用筛子上的剩余率或通过率表示，即Rx越小或Dx越大，则煤粉越细100,%(31)100,%(32)xxabRDabab　或第二节煤粉细度Rx和煤粉颗粒分布特性4煤粉经济细度热损失q4、制粉电耗、磨煤设备金属部件磨损之和为最小时的煤粉细度9040.8(33)zjdafRnV其中n是表示煤粉颗粒分布的均匀性系数煤粉细度Rx520090100100lglnlgln(35)200lg90RRnR200R90，n为正值；当R90一定时，n值越大，则R200越小，说明煤粉中过粗的煤粉较少；当R200一定时，n值越大，则R90越大，说明煤粉中过细的煤粉较少。n值越大，煤粉中过粗和过细的煤粉均较少，即煤粉粒度分布较均匀。n取决于磨煤机和粗粉分离器的型式，一般取n=0.8～1.2。煤粉均匀性系数n6二、煤粉颗粒分布的特性图线1代表的煤粉较粗（R90=32%，R200=10%）曲线2代表的煤粉更粗（R90=50%，R200=22%）曲线3代表细煤粉（R90=8%，R200=0%）7煤的可磨性系数表示煤磨成一定细度的煤粉的难易程度。全苏热工研究所（BTH）在风干状态下将质量相等的标准煤和试验煤由相同的粒度磨制成相同的细度时，消耗的能量之比（式3－7）BTNkmK1.21.5BTNkmBTNkmKK为难磨煤为易磨煤第三节煤的可磨性系数和磨损指数8哈氏可磨性指数HGI＝13＋6.93D74目前国内采用式中D74－孔径0.74mm筛子筛下煤样质量。HGI62为难磨煤；HGI86为易磨煤与HGI之间关系1.250.00340.61(310)BTNkmKHGIBTNkmK第二节煤的可磨性系数9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10制粉系统设计所要求的煤粉特性2．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极强煤的可磨性系数和煤的磨损指数主要用于发电厂选择磨煤机和制粉系统的型式。11第四节磨煤机设备一、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/t12二、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；13普通筒式钢球磨的圆筒通过齿轮由电动机带动低速转动（15－22r/min)，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。一、钢球磨（低速磨）及制粉系统14磨煤出力Bm在电耗一定并保证所需的煤粉细度的条件下，磨煤机在单位时间磨制的煤粉量。由磨煤机的结构尺寸、被研磨的燃料特性以及磨煤机的运行状况确定。干燥出力Bg在单位时间内将煤由原有水分干燥到所要求的煤粉水分对应的煤粉量。由磨煤机的干燥条件确定对高水分和较软的煤，BmBg，而对于干和硬的煤，则BgBm磨煤机的运行出力（具有一定细度和干燥程度的煤粉流量Bm=Bg）可以通过调节进入磨煤机的干燥剂流量和温度来实现钢球磨出力15磨煤的单位电耗Em取决于磨煤出力Bm和消耗的电网功率Ndw,/dwmmNEkJkgB筒体和钢球的质量比其中的燃料大许多倍，Ndw主要消耗在转动筒体和升举钢球上，与磨煤出力Bm几乎无关Em随出力Bm的降低而增高，在低负荷下运行不经济钢球磨特性：结构简单，对煤种适应性强，出力大，运行可靠；但初投资大；单位电耗大，噪音大钢球磨特性16n过小，筒内钢球与煤靠与筒壁的摩擦力带上去，形成一个斜面，然后沿斜面滑落。n处于上述两者之间，钢球被带到一定高度，沿抛物线落下，钢球对筒底的煤发生强烈撞击作用，辅以研磨磨煤作用最大时的转速称为最佳工作转速nzj经验表明：nzj=（0.75-0.9）nlj（1）筒体的转速n没有撞击作用，磨煤效果差。n过大，离心力很大，球与煤随筒壁一同旋转，产生这种状态的最低转速称为临界转速nlj影响钢球磨煤机工作的主要因素17筒内不同层钢球的磨煤能力各不相同，提升不同层钢球消耗功率也不相同。磨煤出力和磨煤电耗都不与钢球充满系数呈线性关系。但以通风量和热风温度同时增加时，提高钢球充满系数可以增加磨煤出力。若只提高ψ，不能使磨煤出力增加，而只能使煤粉磨得过细。试验表明：磨煤电耗最小的最佳钢球充满系数ψzj和筒体的转速n和临界转速nlj有关（2）钢球充满系数ψ影响钢球磨煤机工作的主要因素1.75ljzj)nn(12.018太小：撞击作用力小，粉碎作用差太大：数量少，对煤的砸击点和碾磨表面少。试验表明：直径50mm左右的钢球对大块煤具有较强的砸击力，磨煤出力较大，且金属磨损量低。一般运行经验表明：将直径40、50、60mm的钢球按比例搭配使用，则会有较好的磨煤效果。（3）钢球直径影响钢球磨煤机工作的主要因素19太小：不能及时将进口的煤送入筒体后端，钢球不能得到充分利用。带走的煤粉也细，磨煤出力降低。太大:筒内风速过大，磨煤机出口煤粉过粗，粗粉分离器回粉量增大，通风电耗增大。最佳通风工况：应使磨煤机工作在磨煤与通风电耗之和达到最小（4）通风量影响钢球磨煤机工作的主要因素/hm),K36K1000(DnV3833km''903kmzjtfRV20过少：磨损和噪声增大，磨煤电耗增加。过多：钢球粉碎效率下降，导致堵塞。一般情况：煤充满钢球间的间隙时，对钢球和护甲的磨损最小，而且磨煤效率最高。注意：存煤量在各种负荷下保持不变。(5)筒内存煤量影响钢球磨煤机工作的主要因素21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％以下双进双出钢球磨（低速磨）22双进双出钢球磨的特点双进双出钢球磨可扩大钢球磨的负荷调节范围双进双出钢球磨煤机响应锅炉负荷变化的时间非常短，有利于低挥发分煤的稳燃，其出力不是靠调整给煤机来控制，而是靠调整一次风量控制。加大一次风阀门的开度，风量及带出的煤粉流量同时增加，因此，在任何负荷下，煤粉浓度变化不大，且煤粉细度降低。双进双出钢球磨煤机设有微动装置磨煤机在停机或维修操作时以额定转速的1／100转速旋转，可使筒内存煤及时散热防止自燃。故短时间停机时不必将筒内的剩煤排空。23双进双出钢球磨的特点双进双出钢球磨煤机应用检测制粉噪声或进出口差压的方法来控制筒内的存煤量。双进双出钢球磨煤机保持了钢球磨煤种适应性广等所有优点，同时大大缩小了体积，降低了磨煤机的能耗，增强了适应锅炉负荷变化的能力，相当于燃油锅炉。旁路风的作用是在低负荷时加大旁路风量，使输粉管道和煤粉分离器内始终保持最佳风速，避免煤粉沉积和分离效果下降。24（1）适合磨制无烟煤。（2）可磨制磨损指数较高的煤。在运行中无需停机就可以通过专门部件添加钢球，且不影响磨煤机的正常工作。（3）对煤中的杂质不敏感。（4）能磨制高水分煤。（5）金属消耗量大，只适用于带基本负荷。工作噪声大，煤粉的均匀性较差。钢球磨煤机的优、缺点25双进双出的球磨机（1）可以磨制坚硬、腐蚀性强的煤，煤种适应性强；（2）两端进煤和两端出粉筒体利用率高，比相同容积的磨煤机占地少、出力大、电耗低、噪声小、适用于大容量机组；（3）负荷反应速度快。低负荷时通过增加风量可以保持风粉比不变，出力稳定。共性：钢球磨煤机结构简单，故障少，运行安全可靠，检修周期长，对运行和维修的技术水平要求较其他磨煤机低钢球磨煤机的优、缺点26制粉系统火电厂中，将以磨煤机为核心的把原煤制成合格煤粉的系统称为制粉系统。制粉系统可分为中间仓储式、直吹式两类。中间仓储式制粉系统：磨成的煤粉先储存在煤粉仓内，随后根据负荷要求再由煤粉仓送入炉膛。直吹式制粉系统：磨成的煤粉从磨煤机直接吹入炉膛。中间仓储式制粉系统一般配用筒式球磨机。直吹式制粉系统一般配用中速磨或风扇磨。直吹式制粉系统中，若配用筒式球磨机，则在低负荷或变负荷运行时很不经济。对带基本负荷的锅炉，可考虑采用筒式球磨机直吹系统。27钢球磨中储式制粉系统有热风送粉和乏气送粉两种空气经送风机→空预器→一次风机→一次风箱→混合器（热气与煤粉）→一次风喷口乏气经细粉分离器→排粉机→乏气风箱→三次风喷口适用无烟煤、贫煤及劣质煤1-原煤仓；4-给煤机；7-钢球磨；8-粗粉分离器；9-排粉机；10-一次风箱；12-燃烧器；14-空预器；15-送风机；17-细粉分离器；21-煤粉仓；22-给粉机；23-混合器；24-乏气风箱；25-三次风喷口；28-一次风机；31-再循环管；6-下行干燥管18-锁气器；29-排湿管20-螺旋输粉机钢球磨中储式热风送粉系统281-原煤仓；4-给煤机；7-钢球磨；8-粗粉分离器；9-排粉机；10-一次风箱；12-燃烧器；13-二次风箱14-空预器；15-送风机；17-细粉分离器；19－换向阀；20－螺旋输煤机21-煤粉仓；22-给粉机；23-混合器；29－抽湿管；31-再循环管30-流量测量装置乏气经细粉分离器→排粉机→一次风箱→混合器（乏气与煤粉）→一次风喷口适用于烟煤等挥发分含量高的煤种钢球磨中储式乏气送粉系统防爆门29钢球磨中储式系统再循环管再循环管将部分磨煤乏气从排粉风机后返回到磨煤机，然后再回到排粉风机进行循环再循环风温度低，既可以调节磨煤机入口干燥剂的温度，又能增加磨煤的通风量，并能兼顾燃烧所需一次风的要求，从而协调磨煤、干燥和燃烧三方面所需的风量。燃用挥发分高而水分不大的烟煤要求磨煤通风量大，但干燥风量小或干燥剂温度低，因此出现磨煤、干燥和燃烧所需风量的矛盾，运用再循环风，既可降低磨煤机入口干燥剂的温度，增加磨煤通风量，又能兼顾燃烧所需一次风的需要。30常熟电厂BBD－4360型双进双出钢球磨煤机华润常熟制粉系统属于正压直吹式。每台锅炉配置8只容积为500m3的原煤斗。给煤机为上海重型机器厂生产的9224型电子称重式给煤机，磨煤机为本厂引进法国阿尔斯通公司的技术生产的BBD－4360型双进双出钢球磨煤机。每套制粉系统由一台磨煤机和两台给煤机组成，每台锅炉装设四套制粉系统对应四台磨煤机和八台给煤机。31常熟电厂BBD－4360型双进双出钢球磨煤机图4－2华润常熟制粉系统工质流程示意图1、磨煤机筒体2、煤粉分离器3、PC管4、电子称重式给煤机5、原煤斗6、混料箱7、旁路风管8、一次风总管9、螺旋输送器10、磨煤机中空轴轴承11