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1、第三章 煤粉制备及系统vv 煤粉的煤粉的性质性质vv 磨煤机磨煤机vv 制粉系统制粉系统v 煤粉的性质煤粉的性质煤粉性质在很多方面都不同于原煤：1. 煤粉的流动性：粒径小，多数为2060m，比表面积大，可吸附大量空气，流动性好，易泄漏。水分含量高会导致流动性下降，结块、堵塞、出力下降。2. 自燃与爆炸性：堆积在死角，缓慢氧化，温度上升导致自燃。气粉混合物遇火花易爆炸。影响因素有挥发分含量、煤粉浓度、煤粉颗粒尺寸、灰分含量、氧浓度、环境温度等。3. 煤粉的细度和均匀性煤粉细度：是指一定质量的煤粉通过筛孔尺寸为xm的标准筛进行筛分时，筛子上剩余量占筛分煤粉总量的百分比。它是煤粉重要特性之一，表示煤
2、粉组成颗粒的粗细程度。Rx越小或Dx越大，则煤粉越细。电厂常用的是R90和R200。煤粉颗粒分布特性符合破碎公式：b反映煤粉细度，b越大，煤粉越细；n反映煤粉均匀性，n越大，煤粉越均匀。煤粉的经济细度使得锅炉机械不完全燃烧热 损失q4和制粉能耗Em的总和 最小的煤粉细度即经济细度 。Vdaf和Kgr小的煤，既难磨又难烧，需要磨细；Vdaf大，煤粉易着火燃尽，可磨粗些 。n大，煤粉均匀，煤粉平均粒度可以大些。炉膛燃烧强度大，可磨粗些 。补充：煤粉细度对锅炉运行的影响：锅炉大多燃用贫煤和无烟煤，采用四角切圆燃烧，当煤粉颗粒较大时，煤粉在离开燃烧器区时很难及时着火，使火焰中心上移，难以实现完全燃烧，
3、加之有时后期混合较差，从而导致飞灰含碳量增加。火焰中心上移也导致炉膛出口烟温升高，烟温偏差增大，易出现爆管现象。煤粉气流四角喷入后形成强烈的旋转气流，大颗粒炭粒甩向炉膛的四壁，靠近水冷壁，使水冷壁附近产生强烈的还原性气氛，发生高温腐蚀的几率剧增。4. 煤的可磨性系数：表征煤被粉碎和研磨成一定细度的煤粉的难易程度。（越大越好磨）哈氏可磨性指数HGI（国标）方法：煤样 试验仪 磨制 筛分 计算HGI=13.6+6.93D74 我国动力用煤一般HGI=25129。HGI80属易磨煤。HGI一般用于中速磨煤机的性能计算。全苏热工研究所方法Kgr：定义：自然干燥后的标准煤与试验煤，取单位质量，从相同粒径
4、磨到相同细度，所消耗能量之比。或在相同磨煤能耗的条件下，磨好的标准煤和试验煤的细度之比。我国动力用煤一般Kgr1.5属易磨煤。Kgr一般用于球磨机的性能计算。换算：5. 煤的磨损指数：表征某煤种对磨煤机研磨部件的金属表面磨损的轻重程度。磨损指数大小直接关系到工作部件的寿命，已成为磨煤机选型的一个依据。研磨式磨损指数AI和冲刷式磨损指数Ke。磨损损指数Ke5.0 煤的磨损损性轻轻微不强较较强很强极强煤磨损特性的分类v 磨煤机磨煤机作用：作为制粉系统的主要设备，其作用是将煤块破碎并磨制成煤粉，并对煤粉进行干燥。煤粉在磨制过程中受到撞击、挤压和研磨三种力作用。磨煤机的出力：磨煤出力Bm：指单位时间内
5、磨制出的一定细度的煤粉量。干燥出力Bg：指单位时间内将原煤从最初的收到基水分Mar干燥到煤粉水分Mpc的原煤量。煤粉水分Mpc：经磨制、干燥后的煤粉的水分。一般与煤种、煤的全水分、制粉系统的工作温度有关。Mpc过高，煤粉输送困难，推迟着火燃烧。Mpc过低，易引起煤粉的自燃和爆炸。一般，Mpc=（0.51.0）Mad分类：按磨煤部件的转速低速磨煤机：1525r/min，如筒式钢球磨煤机。中速磨煤机：25100r/min，如碗式磨煤机、轮式磨煤机、E型磨等。高速磨煤机：4251000r/min，如风扇磨煤机等。1. 低速磨煤机：以球磨机为代表，球磨机分成单进单 出和双进双出两种。 2. （1）单进
6、单出球磨机：3. 工作过程：电动机带动圆筒低速转动，燃料和干燥剂（ 热空气）从一端进入圆筒，在圆筒内煤被干燥、撞碎并研 磨成粉，之后从另一端出风粉混合物。结构：大圆筒、25-60 mm钢球、锰钢护甲等。原理：撞击、挤压、研 磨；干燥输送同时。风 速越大，粉量越多，颗 粒越粗。 13-波浪形护甲 14-绝热石棉垫15-筒体 16-隔声毛毡 17-钢板外壳影响球磨机工作的因素：工作转速n：n过小，导致磨煤出力很低，煤粉磨 得过细；n过大，导致破碎功能丧失。钢球与煤开始随筒壁一同旋转时的筒体旋转速度称 为临界转速ncr n =（0.74 0.8）ncr筒体不同转速时钢球的运动状况nncrn略小于nc
7、rn3.5的煤；金属磨损量大，但可不停机添加钢球，而中速磨煤机需 停机更换磨损部件；对煤中的杂质（铁块、木块、石块）不敏感；对煤的干燥能力强，与中速磨相比，可磨高水分煤；结构简单，可靠性高，易于维修；设备庞大，投资高，占地大，煤粉均匀性差，制粉电耗 高，金属磨损大，噪音大。一般在其他磨不能应用的场合才选用（2）双进双出球磨机： 结构：两个相互对 称又彼此独立的磨 煤回路。原理：热风和原煤 从两端进，在中间 对冲后反向流动， 煤粉气流混合物仍 从两端出。组成：空心圆管， 螺旋输煤器，粗粉 分离器等。筒体双进双出球磨机优点： 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
8、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，而且煤粉浓度不变。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1100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 。双进双出钢球磨煤机保持了球磨机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。2. 中速磨煤机：碗式中速磨（辊-碗式RP、HP型） 、环式中速磨（辊-环式MPS型、球-环式E型）RP碗式中速磨结构：从下到上分为四部分，驱 动装置、研磨部件、干燥分离空 间及设备、气粉混合物分配装置
9、 。 过程：原煤经落煤管进入相对运 动的研磨部件之间，在压紧力的 作用下被挤压、研磨成粉，被甩 至四周风环处。热风经风环进入 磨煤机，对煤粉进行干燥并将煤 粉带入粗粉分离器进行分离，不 合格的煤粉返回磨煤机重磨，细 粉则送出磨外。 石块不能被带出 ，落入杂物箱。进 煤气粉出口分离器热空气 进口 研磨 部件中速磨工作的影响因素： 转速n：以磨煤效果好，电耗低，研磨部件寿命长为原则 。 n过大：离心力，煤粉粗，通风阻力和回粉量，磨损。 n过小：细粉量增大，不能及时带出，磨煤电耗。 通风量：可从最低的不发生煤粉沉积的通风量至最大通风 量之间，随磨煤出力进行调节。 风环气流速度： 过高：煤粉变粗，阻力
10、，通风电耗。 过低：煤粉变细，磨煤出力，石子煤排放量 研磨压力：压力过小，磨煤出力，煤粉变粗。压力过大使 研磨部件磨损加剧。 燃料性质：主要靠压、研方式磨煤，煤粉干燥过程不强烈 。 水分：较高，煤饼；较低，煤粉滑动 磨煤出力。 灰分：较大会加剧研磨部件磨损。中速磨煤机特点：中速磨布置紧凑，投资省，单位电耗小， 适宜变负荷运行，并且噪声小。但结构复杂，不宜磨水分太 大及太硬的煤种，对原煤中的杂质敏感，不能空磨启动。几种中速磨煤机的比较： RP型磨：浅碗型磨盘，锥形磨辊。电耗低，检修方便，结 构紧凑，出力调节范围大，噪音小，适合Ke35% 的褐煤。v 制粉系统制粉系统概念：干燥、磨制、分离和输送煤
11、粉的设备及管道的合理组合。作用：安全经济的制造和运送锅炉所需的合格煤粉。分类：中间储仓式制粉系统和直吹式制粉系统。匹配磨煤机：中间储仓式制粉系统单进单出球磨机；直吹式制粉系统双进双出球磨机、中速、高速磨。1. 中间储仓式制粉系统： 2. 原理：由磨煤机出来的煤粉空气混合物，经粗粉分离器分离后，合格煤粉再经过细粉分离器，将气 粉混合物分离成煤粉和乏气，煤粉储存在煤粉仓中 ，再根据锅炉负荷，经给粉机从煤仓中取出煤粉， 与乏气或热风混合，形成气粉混合物，再送入锅炉去燃烧。 3. 适用：适用于单进单出球磨机，可使磨煤机与锅 炉之间具有相对的独立性，锅炉在低负荷时，磨煤 机仍可保持在高负荷下运行。分类：
12、乏气送粉系统和热风送粉系统。原煤磨煤机粗粉分离器细粉分离器细粉煤粉仓给煤机炉膛燃烧 作为一次风 乏气送粉系统 作为三次风 热风送粉系统乏气乏气送粉系统热风送粉系统送入燃烧器的空气是按对着火、燃烧有利而合理 组织、分批送入的。按送入的空气作用不同，可将送 入的空气分成三种：一次风：携带煤粉送入燃烧器的空气，主要作用是输 送煤粉和满足燃烧初期挥发分燃烧对氧气的需要，一 次风数量一般较少。二次风：待煤粉气流着火后再送入的空气，主要作用 是补充煤粉继续燃烧所需要的空气，并起着组织炉内 气流扰动和混合的作用。三次风：当制粉系统采用中储式热风送粉，将磨煤乏 气通过单独的喷口送入炉膛燃烧。乏气送粉系统：由乏
13、气输送煤粉的系统一次风：乏气 + 煤粉；二次风：热空气适用：输送挥发分高的煤种热风送粉系统：由热空气输送煤粉的系统一次风：热空气+煤粉；二次风：热空气；三次风：乏气适用：输送无烟煤、贫煤，一次风温度提高，有利于着火。再循环风：温度比乏气还低，既可以调节磨煤机入 口干燥剂的温度，又能增加磨煤通风量，并能兼顾 燃烧所需空气量的要求，从而协调磨煤、干燥和燃 烧三方面所需的风量 。比如：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，出现三者风量的矛盾，运用再循环 风可协调三者。漏风：煤粉的输送是在排粉风机的抽吸作用下实现 的，因此中储式系统为负压系统，系统漏风量很大
14、。漏风会导致排烟温度上升。冷风：通常用来调节介质温度。与漏风一样，也导 致排烟温度上升。中间储仓式送粉系统的特点：（1）煤种适应性广：基本能磨制任何煤种，煤粉较细，并且 细度稳定。（2）可靠性高：煤粉仓间的相互输送，提高了机组运行的可 靠性。采用单进单出球磨机，磨煤部件维护也简单。（3）响应负荷变化好：用给粉机对给粉量进行调节，反应速 度快，负荷跟随性好。（4）最经济出力下运行：磨煤机和锅炉之间具有相对独立性 ，磨煤机可一直保持在高负荷下运行。（5）系统复杂：系统增加了煤粉仓、细粉分离器、排粉机、 给粉机等设备及相应管路，系统复杂。（6）投资运行费用高：建设投资大，制粉电耗高，漏风大， 造成锅
15、炉效率降低。2. 直吹式制粉系统：原理：原煤在磨煤机中磨成煤粉后，直接将气粉混 合物送入锅炉去燃烧，即“现磨、现吹、现烧”。因此制粉量必须等于锅炉的燃料消耗量，即制粉量要 随锅炉负荷改变。锅炉的正常运行完全依赖于制粉 系统的可靠性程度。适用：适用于双进双出球磨机、中速磨、风扇磨等 。分类：根据排粉风机的位置不同分为负压系统和正压系统。正压系统再根据一次风机的位置不同分为 ： 正压热一次风机系统和正压冷一次风机系统。直吹式负压系统特点： 排粉风机装在磨煤 机出口，整个系统在 负压下运行。 全部煤粉通过排粉 风机，磨损严重，电 耗大，效率低，可靠 性差。 漏风量大，q2增大， 锅炉效率降低。 密封
16、性好，煤粉不 会向外泄漏，对环境 污染小。目前已较少使用。4-磨煤机；6-一次风箱；10-送风机； 12-空预器；15-排粉风机；16-二次风箱 直吹式正压热一次风系统4-磨煤机；6-一次风箱；10-送风机； 11-热一次风机；19-密封风机特点： 一次风机布置在磨煤机 之前，系统在正压下运行 。 无冷空气漏入，有利于 保证干燥出力，q2下降， 锅炉效率提高。 通过一次风机的为热空 气，不含煤粉，磨损小。 但热风容积大，一次风机 电耗高，可能发生高温侵 蚀，可靠性低。 需设密封风机，防止煤 粉外漏。直吹式正压冷一次风系统4-磨煤机；6-一次风箱； 10-一次风机；10-二次风机特点： 风机处于空预器前，输 送干净冷空气，空气温度 低、比容小，风机体积小 ，电耗低，可靠性高。 高压冷一次风机可替代 密封风机，简化系统。 配置三分仓回转式空
