第4章 煤粉制備系統(tǒng)及設(shè)備

第四章

煤粉制備系統(tǒng)及設(shè)備

§1煤粉的性質(zhì)§2磨煤特性及其特性§3煤粉制備系統(tǒng)§4煤粉制備系統(tǒng)的主要輔助設(shè)備12/19/2023Page1PrinciplesofBoiler1、煤粉的一般性質(zhì)2、煤粉細(xì)度Rx3、煤粉均勻性系數(shù)n4、煤的可磨性系數(shù)§1煤粉的性質(zhì)12/19/20232PrinciplesofBoiler煤粉的一般性質(zhì)

形狀不規(guī)則:d<500μｍ20～30μｍ多。

良好的流動(dòng)性:表面積大，表面吸附大量的空氣,輸送方便。

自燃和爆炸性：吸附了大量空氣，緩慢氧化，溫升，達(dá)著火溫度自燃。適當(dāng)?shù)臈l件下引起爆炸。

爆炸三個(gè)必要條件：可燃物濃度，氧，點(diǎn)火能量。水分的影響：

煤粉水分影響流動(dòng)性與爆炸性。水分高：流動(dòng)性差，易堵，粉倉搭橋。影響著火與燃燒。水分低：自燃與爆炸。干燥耗能增加。

煤粉的一般性質(zhì)

12/19/20233PrinciplesofBoiler煤粉細(xì)度Rx

煤粉的細(xì)度Rx（Dx）

用具有標(biāo)準(zhǔn)篩孔尺寸的篩子進(jìn)行篩分測定。如篩孔邊長為xμm，煤粉過篩后，漏下去的煤粉質(zhì)量為b，留在篩子上的煤粉質(zhì)量為a，則煤粉細(xì)度可用篩子上的剩余率或通過率表示

Rx越小，則煤粉越細(xì)

煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度

熱損失q4、制粉電耗qdh、磨煤設(shè)備金屬部件磨損qms

之和為最小時(shí)的煤粉細(xì)度其中n是表示煤粉顆粒分布的均勻性系數(shù)12/19/20234PrinciplesofBoiler煤粉均勻性系數(shù)nR200<R90，

n為正值；當(dāng)R90一定時(shí)，n值越大，則R200越小，說明煤粉中過粗的煤粉較少；當(dāng)R200一定時(shí)，n值越大，則R90越大，說明煤粉中過細(xì)的煤粉較少。n值越大，煤粉中過粗和過細(xì)的煤粉均較少，即煤粉粒度分布較均勻。n取決于磨煤機(jī)和粗粉分離器的型式，一般取n=0.8～1.2。12/19/20235PrinciplesofBoiler煤的可磨性系數(shù)

哈氏可磨性指數(shù)HGIHGI<62為難磨煤；HGI>86為易磨煤煤的可磨性系數(shù)表示煤磨成一定細(xì)度的煤粉的難易程度。

與HGI之間關(guān)系

全蘇熱工研究所（BTH）

在風(fēng)干狀態(tài)下將質(zhì)量相等的標(biāo)準(zhǔn)煤和試驗(yàn)煤由相同的粒度磨制成相同的細(xì)度時(shí)，消耗的能量之比

<1.2為難磨煤

>1.5為易磨煤12/19/20236PrinciplesofBoiler1、磨煤原理與磨煤機(jī)分類2、單進(jìn)單出鋼球磨(低速磨)3、雙進(jìn)雙出鋼球磨(低速磨)4、鋼球磨筒體最佳轉(zhuǎn)速

nzj5、鋼球磨最佳通風(fēng)量6、鋼球磨出力7、鋼球磨特性8、中速磨煤機(jī)9、高速磨煤機(jī)(風(fēng)扇磨)§2磨煤設(shè)備及其特性

12/19/20237PrinciplesofBoiler磨煤原理與磨煤機(jī)分類

磨煤機(jī)的作用：干燥、磨煤磨煤原理：撞擊、擠壓、研磨分類：低速磨煤機(jī)：16－20rpm－如筒式鋼球磨煤機(jī)中速磨：50－300rpm－如平盤磨煤機(jī)，碗式磨煤機(jī)，MPS磨煤機(jī)高速磨煤機(jī)：500－1500rpm－如風(fēng)扇磨煤機(jī)，鍾擊式磨煤機(jī)12/19/20238PrinciplesofBoiler單進(jìn)單出鋼球磨(低速磨)

普通筒式鋼球磨的圓筒通過齒輪由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)，燃料和干燥劑（熱空氣）從一端進(jìn)入圓筒，在圓筒內(nèi)煤被干燥、打碎并研磨成粉，隨后被干燥劑從另一端帶出。低速磨主要有普通筒式鋼球磨、雙進(jìn)雙出筒式鋼球磨12/19/20239PrinciplesofBoiler雙進(jìn)雙出鋼球磨(低速磨)筒兩端的空心軸內(nèi)有一空心圓管。圓管外裝有螺旋輸送裝置。兩端的空心軸既是熱風(fēng)和原煤的進(jìn)口，又是煤粉氣流混合物的出口。兩個(gè)相互對(duì)稱又彼此獨(dú)立的磨煤回路的兩個(gè)回路；可以單獨(dú)使用一個(gè)，這時(shí)可使磨煤出力降至50％以下。12/19/202310PrinciplesofBoiler雙進(jìn)雙出鋼球磨(低速磨)12/19/202311PrinciplesofBoiler雙進(jìn)雙出鋼球磨(低速磨)12/19/202312PrinciplesofBoiler

n過小，形成一個(gè)斜面，沿斜面滑落鋼球磨筒體最佳轉(zhuǎn)速

nzj

n處于上述兩者之間，鋼球被帶到一定高度，沿拋物線落下，鋼球?qū)ν驳椎拿喊l(fā)生強(qiáng)烈撞擊作用，研磨磨煤作用最大時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為最佳工作轉(zhuǎn)速nzj

經(jīng)驗(yàn)表明：

nzj=（0.75-0.78）nlj

沒有撞擊作用，磨煤效果差。n影響磨煤出力和電耗

n過大，離心力很大，球與煤隨筒壁一同旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生這種狀態(tài)的最低轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速nlj

12/19/202313PrinciplesofBoiler筒式鋼球磨煤機(jī)工作示意圖12/19/202314PrinciplesofBoiler鋼球磨最佳通風(fēng)量

Vtf

過小筒內(nèi)風(fēng)速過小，出口端鋼球能量沒有被充分利用，只能帶出的少量的細(xì)煤粉，磨煤出力下降，單位磨煤電耗大

Vtf

過大筒內(nèi)風(fēng)速過大，磨煤機(jī)出口煤粉過粗，粗粉分離器回粉量增大，通風(fēng)電耗增大

最佳通風(fēng)量磨煤和通風(fēng)電耗之和最小時(shí)的通風(fēng)量，的大小與煤的種類、煤粉細(xì)度、筒體容積及鋼球充滿系數(shù)等有關(guān)。Vtf

直接影響燃料沿筒體長度的分布和磨煤出力12/19/202315PrinciplesofBoiler鋼球磨出力

磨煤出力Bm

在電耗一定并保證所需的煤粉細(xì)度的條件下，磨煤機(jī)在單位時(shí)間磨制的煤粉量。由磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸、被研磨的燃料特性以及磨煤機(jī)的運(yùn)行狀況確定

干燥出力Bg

在單位時(shí)間內(nèi)將煤由原有水分干燥到所要求的煤粉水分對(duì)應(yīng)的煤粉量。由磨煤機(jī)的干燥條件確定對(duì)高水分和較軟的煤，Bm>Bg，而對(duì)于干和硬的煤，則Bg

>Bm磨煤機(jī)的運(yùn)行出力（具有一定細(xì)度和干燥程度的煤粉流量Bm=Bg）可以通過調(diào)節(jié)進(jìn)入磨煤機(jī)的干燥劑流量和溫度來實(shí)現(xiàn)12/19/202316PrinciplesofBoiler鋼球磨特性磨煤的單位電耗Em

取決于磨煤出力Bm

和消耗的電網(wǎng)功率Ndw

筒體和鋼球的質(zhì)量比其中的燃料大許多倍，Ndw

主要消耗在轉(zhuǎn)動(dòng)筒體和升舉鋼球上，與磨煤出力Bm

幾乎無關(guān)

Em

隨出力Bm

的降低而增高，在低負(fù)荷下運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)

鋼球磨特性：結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)，出力大，運(yùn)行可靠；但初投資大，對(duì)鍋爐負(fù)荷適應(yīng)性差；單位電耗大，噪音大。12/19/202317PrinciplesofBoiler鋼球磨煤機(jī)優(yōu)點(diǎn)

適合磨制無煙煤；可磨制沖刷磨損指數(shù)Ke>3.5的煤；對(duì)雜質(zhì)不敏感；能磨制高水分煤；結(jié)構(gòu)簡單，故障少

12/19/202318PrinciplesofBoiler雙進(jìn)雙出鋼球磨的特點(diǎn)

雙進(jìn)雙出鋼球磨可擴(kuò)大鋼球磨的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)響應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化的時(shí)間非常短，有利于低揮發(fā)分煤的穩(wěn)燃

其出力靠調(diào)整一次風(fēng)量控制。在低負(fù)荷下，煤粉濃度變化不大，且煤粉細(xì)度降低。

雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)設(shè)有微動(dòng)裝置

磨煤機(jī)在停機(jī)或維修操作時(shí)以額定轉(zhuǎn)速的1／100轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，可使筒內(nèi)存煤及時(shí)散熱防止自燃。故短時(shí)間停機(jī)時(shí)不必將筒內(nèi)的剩煤排空。

雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)應(yīng)用檢測制粉噪聲或進(jìn)出口差壓或煤位傳感器的方法來控制筒內(nèi)的存煤量。雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)保持了鋼球磨煤種適應(yīng)性廣等所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)大大縮小了體積，降低了磨煤機(jī)的能耗，增強(qiáng)了適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化的能力。12/19/202319PrinciplesofBoiler中速磨煤機(jī)原煤經(jīng)落煤管進(jìn)入兩組相對(duì)運(yùn)動(dòng)的碾磨件之間，在壓緊力的作用下被擠壓、研磨成粉，被甩至四周風(fēng)環(huán)處。中速磨分為：盤式中速磨（輥-盤式）、碗式中速磨(輥-碗式RP、HP型)、環(huán)式中速磨(輥-環(huán)式MPS型、球-環(huán)式E型)熱風(fēng)經(jīng)風(fēng)環(huán)進(jìn)入磨煤機(jī)，對(duì)煤粉進(jìn)行干燥并將煤粉帶入粗粉分離器進(jìn)行分離，不合格的煤粉返回磨煤機(jī)重磨，細(xì)粉則送出磨外。

布置緊湊，投資省，單耗小，適宜變負(fù)荷運(yùn)行；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不宜磨水分太大及太硬的煤種。12/19/202320PrinciplesofBoiler中速磨煤機(jī)12/19/202321PrinciplesofBoiler中速磨煤機(jī)12/19/202322PrinciplesofBoiler高速磨煤機(jī)(風(fēng)扇磨)高速磨由葉輪、帶護(hù)甲的蝸殼和粗粉分離器組成，裝有沖擊板的葉輪由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)。原煤和干燥劑一起被吸入磨煤機(jī)內(nèi)，煤被轉(zhuǎn)動(dòng)的沖擊板打碎，甩到護(hù)甲上再次被撞擊成煤粉，在風(fēng)機(jī)壓頭的作用下由干燥劑攜帶經(jīng)粗粉分離器帶出。高速磨結(jié)構(gòu)簡單，金屬耗量小，負(fù)荷適應(yīng)能力強(qiáng)，特別適宜磨水分高的煤種；但部件磨損大，不宜磨制較硬的煤種。12/19/202323PrinciplesofBoiler高速磨煤機(jī)－風(fēng)扇磨12/19/202324PrinciplesofBoiler1、制粉系統(tǒng)及分類2、鋼球磨中儲(chǔ)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)3、鋼球磨中儲(chǔ)式乏氣送粉系統(tǒng)4、鋼球磨中儲(chǔ)式系統(tǒng)再循環(huán)管5、中速磨直吹式負(fù)壓系統(tǒng)6、中速磨直吹式正壓熱一次風(fēng)系統(tǒng)7、中速磨直吹式正壓冷一次風(fēng)系統(tǒng)8、高速磨直吹式系統(tǒng)§3煤粉制備系統(tǒng)

12/19/202325PrinciplesofBoiler制粉系統(tǒng)及分類

制粉系統(tǒng)：磨煤有關(guān)設(shè)備、煤粉分離與輸送設(shè)備、管道連接起來

分類：

中間儲(chǔ)倉式：將磨好的煤粉先儲(chǔ)存在煤粉倉中，再按鍋爐運(yùn)行負(fù)荷的需要，從煤粉倉中經(jīng)給粉機(jī)送入爐膛燃燒

直吹式：磨煤機(jī)中磨好的煤粉直接吹送到爐膛燃燒12/19/202326PrinciplesofBoiler鋼球磨中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)有熱風(fēng)送粉和乏氣送粉兩種鋼球磨中儲(chǔ)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)空氣經(jīng)送風(fēng)機(jī)→空預(yù)器→一次風(fēng)機(jī)→一次風(fēng)箱→混合器（熱氣與煤粉）→一次風(fēng)噴口乏氣經(jīng)細(xì)粉分離器→排粉機(jī)→乏氣風(fēng)箱→三次風(fēng)噴口適用無煙煤、貧煤及劣質(zhì)煤

1-原煤倉；4-給煤機(jī)；7-鋼球磨；8-粗粉分離器；9-排粉機(jī)；10-一次風(fēng)箱；12-燃燒器；14-空預(yù)器；15-送風(fēng)機(jī)；17-細(xì)粉分離器；21-煤粉倉；22-給粉機(jī)；23-混合器；24-乏氣風(fēng)箱；25-三次風(fēng)噴口；28-一次風(fēng)機(jī)；31-再循環(huán)管12/19/202327PrinciplesofBoiler鋼球磨中儲(chǔ)式乏氣送粉系統(tǒng)1-原煤倉；4-給煤機(jī)；7-鋼球磨；8-粗粉分離器；9-排粉機(jī)；10-一次風(fēng)箱；12-燃燒器；14-空預(yù)器；15-送風(fēng)機(jī)；17-細(xì)粉分離器；21-煤粉倉；22-給粉機(jī)；23-混合器；28-一次風(fēng)機(jī)；31-再循環(huán)管乏氣經(jīng)細(xì)粉分離器→排粉機(jī)→一次風(fēng)箱→混合器（乏氣與煤粉）→一次風(fēng)噴口適用于煙煤等揮發(fā)分含量高的煤種12/19/202328PrinciplesofBoiler鋼球磨中儲(chǔ)式系統(tǒng)再循環(huán)管

再循環(huán)管將部分磨煤乏氣從排粉風(fēng)機(jī)后返回到磨煤機(jī)，然后再回到排粉風(fēng)機(jī)進(jìn)行循環(huán)。

再循環(huán)風(fēng)

溫度低，既可以調(diào)節(jié)磨煤機(jī)入口干燥劑的溫度，又能增加磨煤的通風(fēng)量，并能兼顧燃燒所需一次風(fēng)的要求，從而協(xié)調(diào)磨煤、干燥和燃燒三方面所需的風(fēng)量。

燃用揮發(fā)分高而水分不大的煙煤要求磨煤通風(fēng)量大，但干燥風(fēng)量小或干燥劑溫度低，出現(xiàn)磨煤、干燥和燃燒所需風(fēng)量的矛盾。

運(yùn)用再循環(huán)風(fēng)，可降低磨煤機(jī)入口干燥劑的溫度，增加磨煤通風(fēng)量，又能兼顧燃燒所需一次風(fēng)的需要。12/19/202329PrinciplesofBoiler鍋爐制粉系統(tǒng)流程12/19/202330PrinciplesofBoiler中速磨直吹式負(fù)壓系統(tǒng)排粉風(fēng)機(jī)裝在磨煤機(jī)出口，整個(gè)系統(tǒng)負(fù)壓下運(yùn)行煤粉不會(huì)向外泄漏，對(duì)環(huán)境污染小漏風(fēng)大，排粉風(fēng)機(jī)磨損嚴(yán)重，效率低，電耗大，系統(tǒng)可靠性差。4-磨煤機(jī)；6-次風(fēng)箱；10-送風(fēng)機(jī)；12-空預(yù)器；15-排粉風(fēng)機(jī)中速磨直吹式制粉系統(tǒng)有正壓和負(fù)壓系統(tǒng)；正壓系統(tǒng)又有熱一次風(fēng)和冷一次風(fēng)系統(tǒng)12/19/202331PrinciplesofBoiler中速磨直吹式正壓熱一次風(fēng)系統(tǒng)正壓系統(tǒng)：一次風(fēng)機(jī)布置在磨煤機(jī)之前，系統(tǒng)處于正壓狀態(tài)下工作。無漏風(fēng)；葉片磨損小。煤粉易外泄，需設(shè)專門的密封風(fēng)機(jī)。熱一次風(fēng)系統(tǒng)：配置二分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。一次風(fēng)機(jī)布置在空預(yù)器與磨煤機(jī)之間，輸送的是熱空氣?？諝鉁囟雀?，比容大，風(fēng)機(jī)體積大，電耗高，易發(fā)生高溫侵蝕，運(yùn)行效率及可靠性低。4-磨煤機(jī)；6-次風(fēng)箱；10-送風(fēng)機(jī)；11-熱一次風(fēng)機(jī)；12-空預(yù)器；19-密封風(fēng)機(jī)12/19/202332PrinciplesofBoiler中速磨直吹式正壓冷一次風(fēng)系統(tǒng)冷一次風(fēng)系統(tǒng)：配置三分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。一、二次風(fēng)各自由單獨(dú)風(fēng)機(jī)輸送，風(fēng)機(jī)處于空預(yù)器之前，輸送的是干凈的冷空氣?？諝鉁囟鹊停热菪?，風(fēng)機(jī)體積小，電耗低；高壓頭冷一次風(fēng)機(jī)可兼作密封風(fēng)機(jī)，簡化系統(tǒng)；熱風(fēng)溫度不受一次風(fēng)機(jī)的限制，可滿足磨制較高水分煤