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1、课题五课题五 煤粉特性及球磨机煤粉特性及球磨机1.煤粉的性质煤粉的性质2.磨煤设备及其特性磨煤设备及其特性课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤粉制备系统及设备1煤粉特性煤粉特性1.煤粉特性煤粉特性1.1煤粉的一般特性煤粉的一般特性1）吸吸湿湿性性：干干燥燥的的煤煤粉粉具具有有很很强强的的吸吸收收周周围围空空气气中中水水分分的的能能力力。吸吸湿湿性性会会影影响响煤煤粉粉的的流动性，从而影响煤粉气流的正常输送。流动性，从而影响煤粉气流的正常输送。2）流动性流动性：干燥的煤粉能吸附大量的空气，煤粉颗粒间彼此被空气隔开，因而具有良干燥的煤粉能吸附大量的空气，煤粉颗粒间彼此被空气隔开，因而具有良好的流动性
2、。流动性便于煤粉气流的输送，但易造成煤粉自流现象及制粉系统漏粉，好的流动性。流动性便于煤粉气流的输送，但易造成煤粉自流现象及制粉系统漏粉，给锅炉运行调节造成困难。给锅炉运行调节造成困难。 3）自燃与爆炸特性自燃与爆炸特性：制粉系统内煤粉的起火爆炸多数是由系统内的沉积煤粉自燃制粉系统内煤粉的起火爆炸多数是由系统内的沉积煤粉自燃所引起的。所以如何防止煤粉的自燃与爆炸是保证制粉系统安全运行的重要问题。影所引起的。所以如何防止煤粉的自燃与爆炸是保证制粉系统安全运行的重要问题。影响自燃与爆炸的因素主要有：响自燃与爆炸的因素主要有：A.挥挥发发分分含含量量：一一般般含含挥挥发发分分高高的的煤煤粉粉易易爆爆
3、炸炸，含含挥挥发发分分低低的的煤煤粉粉不不易易爆爆炸炸。当当Vdaf20%（烟烟煤煤）易易自自燃燃，爆爆炸炸可可能能性性大。大。B.煤粉细度煤粉细度：煤粉越细，越容易自燃和爆炸。因此，对于挥发分含量高的煤种煤粉越细，越容易自燃和爆炸。因此，对于挥发分含量高的煤种不易磨得过细。粗煤粉爆炸的可能性较小，如颗粒尺寸大于不易磨得过细。粗煤粉爆炸的可能性较小，如颗粒尺寸大于0.1mm的烟煤煤粉的烟煤煤粉几乎不会发生爆炸。几乎不会发生爆炸。课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤粉制备系统及设备1煤粉特性煤粉特性C.煤煤粉粉浓浓度度：煤煤粉粉在在空空气气中中的的浓浓度度为为1.22.0kgm3时时，爆爆炸炸的的
4、危危险险性性最最大大，大大于于或或小小于于该该浓浓度度时时爆爆炸炸的的可可能能性性较较小小。但但在在实实际际运运行行中中煤煤粉粉是是很很难难避避免免出出现现危危险险浓浓度度的的，所以制粉系统必须加装防爆装置所以制粉系统必须加装防爆装置.D.输输送送煤煤粉粉气气体体中中的的含含氧氧量量：输输送送煤煤粉粉的的气气体体中中的的含含氧氧量量越越大大，越越容容易易爆爆炸炸。所所以以，对对于于挥挥发发分分含含量量高高的的煤煤粉粉，可可以以采采取取在在输输送送介介质质中中掺掺人人惰惰性性气气体体(一一般般是是烟烟气气)的的方法来降低含氧量，以防止爆炸。方法来降低含氧量，以防止爆炸。E.煤煤粉粉的的水水分分：
5、水水分分太太低低，容容易易引引起起煤煤粉粉的的自自燃燃与与爆爆炸炸，同同时时干干燥燥煤煤粉粉的的耗耗能能增增加加。一一般般要要求求烟烟煤煤磨磨制制后后煤煤粉粉的的最最终终水水分分MmfMad，无无烟烟煤煤Mmf0.5Mad，褐褐煤煤MmfMad+8。煤煤粉粉的的水水分分往往往往反反映映在在磨磨煤煤机机出出口口风风温温上上(气气粉粉混混合合物物温温度度)，运运行行中中应应控控制制适适当当的的磨磨煤机出口风温以防止因煤粉过度干燥而引起爆炸。煤机出口风温以防止因煤粉过度干燥而引起爆炸。F.气气粉粉混混合合物物的的温温度度：温温度度越越高高越越易易爆爆炸炸，低低于于一一定定温温度度时时则则无无爆爆炸炸
6、的的危危险险。制制粉粉系统运行时应严格控制磨煤机出口气粉混合物的温度。系统运行时应严格控制磨煤机出口气粉混合物的温度。G.煤煤粉粉自自燃燃及及其其他他火火源源：煤煤粉粉无无自自燃燃、无无明明火火时时，不不会会发发生生爆爆炸炸。有有爆爆炸炸危危险险的的气粉最合物，只有在遇到明火时才能引起爆炸。气粉最合物，只有在遇到明火时才能引起爆炸。H.设设备备结结构构：为为防防止止制制粉粉系系统统中中煤煤粉粉爆爆炸炸，应应根根据据具具体体情情况况从从多多方方面面采采取取措措施施，如如制制粉粉系系统统中中的的煤煤粉粉管管道道在在安安装装时时应应具具有有一一定定的的倾倾角角，不不采采用用水水平平管管道道，无无死死
7、角角；气气粉粉混混合合物物的的应应有有一一定定流流速速：流流速速过过低低，造造成成煤煤粉粉.沉沉积积，引引起起自自燃燃或或爆爆炸炸，过过高高，会会产产生生静静电电火火花花，导导致致爆爆炸炸。流流速速一一般般1630m/s；防防止止易易燃燃易易爆爆物物品品混混入入煤煤中中，严严禁禁对对运运行行中中的煤粉管道进行焊接等。的煤粉管道进行焊接等。课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤粉制备系统及设备1煤粉特性煤粉特性1.2煤粉细度煤粉细度煤煤粉粉最最重重要要的的特特性性是是煤煤粉粉细细度度。它它表表示示煤煤粉粉的的粗粗细细程程度度。煤煤粉粉细细度度一一般般用用具具有有标准筛孔尺寸的筛子来测定。标准筛孔尺寸
8、的筛子来测定。Rx=a/(a+b)a为筛余量；为筛余量；b为过筛量；为过筛量；Rx代表筛余量占筛分前试验煤粉质量的百分数。代表筛余量占筛分前试验煤粉质量的百分数。对确定的筛子而言，对确定的筛子而言，Rx愈小说明煤粉愈细。愈小说明煤粉愈细。煤煤粉粉的的全全面面筛筛分分通通常常要要用用45种种规规格格的的筛筛子子。在在我我国国，目目前前电电厂厂进进行行煤煤粉粉细细度度测测试试用用的的筛筛子子规规格格及及煤煤粉粉细细度度的的表表示示方方法法列列于于表表中中，其其中中又又以以只只R90、R200（烟烟煤煤、无无烟烟煤煤用用）、R200、R500(褐褐煤煤用用)应应用用最最多多，如如果果只只用用一一个个
9、数数值值来来表示煤粉细度用表示煤粉细度用R90。课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤粉制备系统及设备1煤粉特性煤粉特性1.3煤粉的颗粒组成特煤粉的颗粒组成特煤粉的均匀性煤粉的均匀性：煤粉的煤粉的均匀性是衡量煤粉品质的另一个重要指标。均匀性是衡量煤粉品质的另一个重要指标。煤粉煤粉的均匀性可以用均匀性指数的均匀性可以用均匀性指数n来表示，来表示，n值较大，煤粉颗粒粗细值较大，煤粉颗粒粗细分布比较均匀；一般分布比较均匀；一般n=0.81.2。由煤粉颗粒特性曲线和破碎公式可以得出。由煤粉颗粒特性曲线和破碎公式可以得出。课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤粉制备系统及设备煤粉特性煤粉特性1.4煤粉经济细度煤
10、粉经济细度（1）经济细度：）经济细度：煤粉细度对煤粉煤粉细度对煤粉(气流气流)的着火和焦炭的燃尽以及磨煤运行费用的着火和焦炭的燃尽以及磨煤运行费用(包括磨包括磨煤电耗费用煤电耗费用qN和和磨煤设备的金属磨耗费用磨煤设备的金属磨耗费用qM)都有直接影响。比较合理的煤粉细度应都有直接影响。比较合理的煤粉细度应根据锅炉燃烧技术对煤粉细度的要求与磨煤运行费用两个方面进行技术经济比较采确根据锅炉燃烧技术对煤粉细度的要求与磨煤运行费用两个方面进行技术经济比较采确定。定。通常把通常把q2+q4+qN+qM的和为最小值时所对应的煤粉细度的和为最小值时所对应的煤粉细度R90称为经济细度。称为经济细度。（2）影影
11、响响煤煤粉粉经经济济细细度度的的因因素素：最最主主要要的的是是燃燃煤煤的的干干燥燥无无灰灰基基挥挥发发分分Vdaf及及磨磨煤煤机机和和粗粗粉粉分分离离器器的的性性能能（均均匀匀性性指指数数n）。煤煤粉粉的的经经济济细细度度可可按下面的经验公式计算：按下面的经验公式计算：Rjj90=4+0.8nVdaf% 另另外外，燃燃烧烧设设备备的的型型式式及及锅锅炉炉运运行行工工况况对对煤煤粉粉经经济济细细度度也也有有较较大大影影响响。因因此此，在在锅锅炉炉实际运行时，对于不同煤种和燃烧设备，应通过燃烧调整试验来确定煤粉的经济细度。实际运行时，对于不同煤种和燃烧设备，应通过燃烧调整试验来确定煤粉的经济细度。
12、课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤粉制备系统及设备2球磨机球磨机2.1磨煤机作用、原理、分类磨煤机作用、原理、分类（1）作作用用：磨磨煤煤机机是是将将原原煤煤干干燥燥、破破碎碎并并磨磨制制成成煤煤粉粉的的机机械械设设备备；是是制制粉粉系统中的主要设备。系统中的主要设备。（2）原原理理：磨磨煤煤机机通通常常是是依依靠靠撞撞击击、挤挤压压、碾碾压压的的作作用用原原理理，将将原原煤煤磨磨制制成成合合格格煤煤粉粉。球球磨磨机机：主主要要依依靠靠撞撞击击作作用用；中中速速磨磨：主主要要依依靠靠碾碾压压和挤压和挤压作用；作用；风扇磨煤机风扇磨煤机：主要依靠：主要依靠撞击撞击作用。作用。（3）分分类类：磨磨
13、煤煤机机的的型型式式很很多多，通通常常按按磨磨煤煤部部件件的的转转速速高高低低分分为为三三种种类类型型:低速磨煤机：转速低速磨煤机：转速n1625rmin，如筒式钢球磨煤机；如筒式钢球磨煤机；中中速速磨磨煤煤机机：转转速速n50300rmin，如如平平盘盘磨磨煤煤机机、球球式式中中速速磨磨煤煤机机、碗式磨煤机、碗式磨煤机、MPS磨煤机等；磨煤机等；高速磨煤机：转速高速磨煤机：转速n5001500rmin，如风扇磨煤机、竖井磨煤机如风扇磨煤机、竖井磨煤机.我我国国燃燃煤煤电电厂厂目目前前广广泛泛应应用用的的是是筒筒式式钢钢球球磨磨煤煤机机，其其次次是是中中速速磨磨煤煤机机(主要用于大型大力发电厂
14、主要用于大型大力发电厂)和风扇磨煤机。和风扇磨煤机。课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤粉制备系统及设备球磨机球磨机2.2低速磨煤机低速磨煤机2.2.1球磨机的结构特点及工作原理球磨机的结构特点及工作原理（1）结构特点）结构特点筒筒型型钢钢球球磨磨煤煤机机的的磨磨煤煤部部分分是是一一个个直直径径为为24m，长长38rn的的圆圆筒筒，筒筒内内装装有有3060mm的的钢钢球球，大大圆圆筒筒从从内内到到外外共共有有五五层层：1.波波浪浪形形锰锰钢钢护护甲甲，作作用用是是增增强强抗抗磨磨性性和和把把钢钢球球带带到到一一定定高高度度；2.石石棉棉层层，起起绝绝热热作作用用；3.筒筒体体本本身身，由由182
15、5mm厚厚的的钢钢板板制制成成；4.毛毛毡毡层层，起起着着隔隔音音作作用用；5.最最外外层层是是薄薄钢钢板板做做的的外外壳壳，起起保保护护和和固固定毛毡的作用。定毛毡的作用。课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤粉制备系统及设备球磨机球磨机（2）工作原理及过程）工作原理及过程筒筒身身经经电电动动机机、减减速速装装置置传传动动以以低低速速旋旋转转，在在离离心心力力和和摩摩擦擦力力的的作作用用下下，护护甲甲将将钢钢球球及及煤煤提提升升至至一一定定高高度度，然然后后借借重重力力自自由由下下落落。煤煤主主要要被被下下落落的的钢钢球球撞撞击击破破碎碎，同同时时还还受受到到钢钢球球之之间间、钢钢球球与与护护甲
16、甲之之间间的的挤挤压压、研研磨磨作作用用。原原煤煤与与热热空空气气从从一一端端进进入入磨磨煤煤机机，磨磨好好的的煤煤粉粉被被气气流流从从另另一一端端带带出出。热热空空气气不不仅仅是是输输送送煤煤粉粉的的介介质质，而而且且还还起起干干燥燥原原煤煤的的作作用用。因因此此进进入入磨磨煤煤机机的的热热空空气气被被称称为为干干燥燥剂剂。运运行行中中调调整整给给煤煤机机的的给给煤煤量量和和干干燥燥剂剂量量可可以以调调节节磨磨煤煤出出力力和和细度。细度。课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤粉制备系统及设备球磨机球磨机2.2.2影响球磨机工作的因素及出力、功率的计算影响球磨机工作的因素及出力、功率的计算（1）影
17、响因素）影响因素A.工作转速工作转速：nnn nzjzj(0.740.80) (0.740.80) n nc c临界转速临界转速n nc c：钢球所受的离心力与重力相等时撞击作用消失对应的转速钢球所受的离心力与重力相等时撞击作用消失对应的转速最佳转速最佳转速n nzjzj：钢球跌落高度最大，撞击作用最强，磨煤效果最好对应的转速钢球跌落高度最大，撞击作用最强，磨煤效果最好对应的转速课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤粉制备系统及设备球磨机球磨机B.钢钢球充满系数与钢球直径球充满系数与钢球直径 最最佳佳钢钢球球充充满满系系数数：指指制制粉粉单单位位电电耗耗(每磨1t煤消耗的电能和每磨1t煤通风消耗的
18、电能的和）为为最最小小值值所所对对应应的的钢钢球球充充满满系系数数。球球磨磨机机应应该该在在最最佳佳钢钢球球充充满满系系数数下下运运行行，由由最最佳佳钢钢球球充充满满系系数数求求最最佳佳钢钢球球装装载载量量。它它们们通通过过制制粉粉系系统统运运行试验确定。行试验确定。=m/gqVzj=12/（n/nc）1.75Gzj=gqVzj （ gq为钢球的堆积密度，一般取4.9t/m3)钢球直径：钢球直径：应按磨煤电耗与磨煤金属磨耗总费用最小的原则确定。一般采用应按磨煤电耗与磨煤金属磨耗总费用最小的原则确定。一般采用直径为直径为3040mm，当磨制硬煤或大块煤采用当磨制硬煤或大块煤采用5060mm的钢球
19、。当钢球磨的钢球。当钢球磨损到损到2025mm以下时，应过筛废弃，定期补充合格的钢球。以下时，应过筛废弃，定期补充合格的钢球。C.护甲完善程度护甲完善程度：护甲磨损严重，磨煤出力严重下降。：护甲磨损严重，磨煤出力严重下降。D.载煤量载煤量：应为最佳载煤量：应为最佳载煤量mzjzm，磨煤出力与载煤量的关系可以通过试验确定，磨煤出力与载煤量的关系可以通过试验确定，运行中的载煤量可以通过磨煤机进出口压差和磨煤机电流大小进行控制。运行中的载煤量可以通过磨煤机进出口压差和磨煤机电流大小进行控制。课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤粉制备系统及设备球磨机球磨机E.球磨机应在最佳通风量球磨机应在最佳通风量Vz
20、jtf下运行下运行 。运行中通过试验按曲线方法确定；设。运行中通过试验按曲线方法确定；设计中按经验公式确定：计中按经验公式确定：F.煤的性质煤的性质：煤的性质对磨煤出力影响较大。：煤的性质对磨煤出力影响较大。低挥发分煤要求煤粉磨得细一些，则消耗的能量增多，磨煤出力因此而减小低挥发分煤要求煤粉磨得细一些，则消耗的能量增多，磨煤出力因此而减小煤磨煤出力煤磨煤出力Bm与可磨性指数与可磨性指数Kkm成正比。成正比。原煤水分含量增高，磨煤出力因而降低。原煤水分含量增高，磨煤出力因而降低。进入磨煤机的原煤粒度愈大，磨煤出力则愈低。进入磨煤机的原煤粒度愈大，磨煤出力则愈低。课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤
21、粉制备系统及设备球磨机球磨机（2）磨煤出力和干燥出力）磨煤出力和干燥出力A.磨磨煤煤出出力力和和干干燥燥出出力力：由由于于煤煤在在球球磨磨机机中中被被磨磨制制成成煤煤粉粉的的同同时时又又要要进进行行干干燥燥，所所以以球球磨磨机机有有两两个个出出力力，即即磨磨煤煤出出力力和和干干燥燥出出力力。磨磨煤煤出出力力是是指指球球磨磨机机在在消消耗耗一一定定能能量量的的条条件件下下，在在单单位位时时间间内内能能够够磨磨制制出出的的符符合合煤煤粉粉细细度度要要求求的的原原煤煤量量。而而干干燥燥出出力力是是指指在在单单位位时时间间内内磨磨煤煤系系统统在在磨磨煤煤过过程程中中将将煤煤从从原原有有水水分分干干燥燥
22、到到所所要要求求的的煤煤粉粉水水分分的的原原煤煤量量。制制粉粉系系统统在在运运行行时时，必必须须使使磨磨煤煤出出力力和和干干燥燥出出力力相相平平衡衡，才能得到一定数量和一定干燥程度的煤粉。才能得到一定数量和一定干燥程度的煤粉。B.磨磨煤煤出出力力计计算算：主主要要取取决决于于球球磨磨机机筒筒体体尺尺寸寸，当当尺尺寸寸相相同同时时，其其磨磨煤煤出出力力与与煤的特性、钢球充满系数、护甲磨损程度、通风量、运行工况等有关。煤的特性、钢球充满系数、护甲磨损程度、通风量、运行工况等有关。课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤粉制备系统及设备球磨机球磨机由上式可知，由上式可知，球磨机磨煤时的功率消耗与不磨煤时球
23、磨机磨煤时的功率消耗与不磨煤时(筒内装有钢球筒内装有钢球而没有煤转动时而没有煤转动时Kr=1.0)的能量消耗相差无几的能量消耗相差无几。主要原因是由于球主要原因是由于球磨机的运动部分磨机的运动部分(带护甲的筒体和钢球带护甲的筒体和钢球)的重量比简体中煤的重量要大好多倍，的重量比简体中煤的重量要大好多倍，绝大部分的能量都消耗在筒体和钢球的转动上。由于球磨机的磨煤单位电耗绝大部分的能量都消耗在筒体和钢球的转动上。由于球磨机的磨煤单位电耗反比于磨煤出力，所以反比于磨煤出力，所以球磨机在满负荷运行时最经济，低负荷下工球磨机在满负荷运行时最经济，低负荷下工作是不经济的作是不经济的，这是球磨机与其他形式磨
24、煤机的一个很重要的区别。，这是球磨机与其他形式磨煤机的一个很重要的区别。课题五课题五 煤粉制备系统及设备煤粉制备系统及设备球磨机球磨机2.2.3球磨机特点与应用球磨机特点与应用（1）主主要要特特点点：适适应应煤煤种种广广，能能磨磨任任何何煤煤，尤尤其其适适合合磨磨制制其其他他型型式式磨磨煤煤机机不不宜宜磨磨制制的的煤煤种种，如如硬硬度度大大、磨磨损损性性强强的的煤煤及及无无烟烟煤煤、高高灰灰分分或或高高水水分分的的劣劣质质煤煤等等，而而且且球球磨磨机机对对煤煤中中混混入入的的铁铁块块、木木屑屑和和硬硬石石块块都都不不敏敏感感；又又能能在在运运行行中中补补充充钢钢球球，延延长长了了检检修修周周期期。因因此此，球球磨磨机机能能长长期期维维持持一定出力和煤粉细度可靠地工作。一定出力和煤粉细度可靠地工作。（2）主主要要缺缺点点：设设备备庞庞大大笨笨重重、金金属属耗耗量量大大，初初投投资资及及运运行行电电耗耗、金金属属磨磨耗耗都都较较高高，运运行行噪噪声声大大，磨磨制制的的煤煤粉粉也也不不够够均均匀匀，特特别别是是它它不不适适宜宜调调节节，低负荷运行不经济。低负荷运行不经济。（3）球磨机主要应用）球磨机主要应用：中间储仓制粉系统中间储仓制粉系统。
