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1、课题五 煤粉特性及球磨机,1.煤粉的性质 2.磨煤设备及其特性,课题五 煤粉制备系统及设备1煤粉特性,1.煤粉特性 1.1煤粉的一般特性 1）吸湿性：干燥的煤粉具有很强的吸收周围空气中水分的能力。吸湿性会影响煤粉的流动性，从而影响煤粉气流的正常输送。 2）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。 3）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：
2、 A.挥发分含量：一般含挥发分高的煤粉易爆炸，含挥发分低的煤粉不易爆炸。当Vdaf20%（烟煤）易自燃，爆炸可能性大。 B.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的烟煤煤粉几乎不会发生爆炸。,课题五 煤粉制备系统及设备1煤粉特性,C.煤粉浓度：煤粉在空气中的浓度为1.22.0kgm3时，爆炸的危险性最大，大于或小于该浓度时爆炸的可能性较小。但在实际运行中煤粉是很难避免出现危险浓度的，所以制粉系统必须加装防爆装置. D.输送煤粉气体中的含氧量：输送煤粉的气体中的含氧量越大，越容易爆炸。所以，对于挥发分含量高
3、的煤粉，可以采取在输送介质中掺人惰性气体(一般是烟气)的方法来降低含氧量，以防止爆炸。 E.煤粉的水分：水分太低，容易引起煤粉的自燃与爆炸，同时干燥煤粉的耗能增加。一般要求烟煤磨制后煤粉的最终水分MmfMad，无烟煤Mmf0.5Mad，褐煤MmfMad+8。煤粉的水分往往反映在磨煤机出口风温上(气粉混合物温度)，运行中应控制适当的磨煤机出口风温以防止因煤粉过度干燥而引起爆炸。 F.气粉混合物的温度：温度越高越易爆炸，低于一定温度时则无爆炸的危险。制粉系统运行时应严格控制磨煤机出口气粉混合物的温度。 G.煤粉自燃及其他火源：煤粉无自燃、无明火时，不会发生爆炸。有爆炸危险的气粉最合物，只有在遇到明
4、火时才能引起爆炸。 H.设备结构：为防止制粉系统中煤粉爆炸，应根据具体情况从多方面采取措施，如制粉系统中的煤粉管道在安装时应具有一定的倾角，不采用水平管道，无死角；气粉混合物的应有一定流速：流速过低，造成煤粉.沉积，引起自燃或爆炸，过高，会产生静电火花，导致爆炸。流速一般1630m/s；防止易燃易爆物品混入煤中，严禁对运行中的煤粉管道进行焊接等。,课题五 煤粉制备系统及设备1煤粉特性,1.2煤粉细度 煤粉最重要的特性是煤粉细度。它表示煤粉的粗细程度。煤粉细度一般用具有标准筛孔尺寸的筛子来测定。 Rx=a / (a+b) a为筛余量；b为过筛量；Rx代表筛余量占筛分前试验煤粉质量的百分数。 对确
5、定的筛子而言，Rx愈小说明煤粉愈细。 煤粉的全面筛分通常要用45种规格的筛子。在我国，目前电厂进行煤粉细度测试用的筛子规格及煤粉细度的表示方法列于表中，其中又以只R90、R200（烟煤、无烟煤用）、R200、R500 (褐煤用)应用最多，如果只用一个数值来表示煤粉细度用R90 。,课题五 煤粉制备系统及设备1煤粉特性,1.3煤粉的颗粒组成特 煤粉的均匀性：煤粉的均匀性是衡量煤粉品质的另一个重要指标。煤粉的均匀性可以用均匀性指数n 来表示，n值较大，煤粉颗粒粗细分布比较均匀；一般n=0.81.2。 由煤粉颗粒特性曲线和破碎公式可以得出。,课题五 煤粉制备系统及设备煤粉特性,1.4煤粉经济细度 （
6、1）经济细度：煤粉细度对煤粉(气流)的着火和焦炭的燃尽以及磨煤运行费用(包括磨煤电耗费用qN和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。通常把q2+q4+qN+qM的和为最小值时所对应的煤粉细度R90称为经济细度。 （2）影响煤粉经济细度的因素：最主要的是燃煤的干燥无灰基挥发分Vdaf及磨煤机和粗粉分离器的性能（均匀性指数n）。煤粉的经济细度可按下面的经验公式计算：Rjj90=4+0.8nVdaf % 另外，燃烧设备的型式及锅炉运行工况对煤粉经济细度也有较大影响。因此，在锅炉实际运行时，对于不同煤
7、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。,课题五 煤粉制备系统及设备2球磨机,2.1磨煤机作用、原理、分类 （1）作用：磨煤机是将原煤干燥、破碎并磨制成煤粉的机械设备；是制粉系统中的主要设备。 （2）原理：磨煤机通常是依靠撞击、挤压、碾压的作用原理，将原煤磨制成合格煤粉。球磨机：主要依靠撞击作用；中速磨：主要依靠碾压和挤压作用；风扇磨煤机：主要依靠撞击作用。 （3）分类：磨煤机的型式很多，通常按磨煤部件的转速高低分为三种类型: 低速磨煤机：转速n1625rmin，如筒式钢球磨煤机； 中速磨煤机：转速n50300rmin，如平盘磨煤机、球式中速磨煤机、碗式磨煤机、MPS磨煤机等；
8、高速磨煤机：转速n5001500rmin，如风扇磨煤机、竖井磨煤机. 我国燃煤电厂目前广泛应用的是筒式钢球磨煤机，其次是中速磨煤机(主要用于大型大力发电厂)和风扇磨煤机。,课题五 煤粉制备系统及设备球磨机,2.2低速磨煤机 2.2.1球磨机的结构特点及工作原理 （1）结构特点 筒型钢球磨煤机的磨煤部分是一个直径为24m，长38rn的圆筒，筒内装有3060mm的钢球，大圆筒从内到外共有五层：1.波浪形锰钢护甲，作用是增强抗磨性和把钢球带到一定高度；2.石棉层，起绝热作用；3.筒体本身，由1825mm厚的钢板制成；4.毛毡层，起着隔音作用；5.最外层是薄钢板做的外壳，起保护和固定毛毡的作用。,课题
9、五 煤粉制备系统及设备球磨机,（2）工作原理及过程 筒身经电动机、减速装置传动以低速旋转，在离心力和摩擦力的作用下，护甲将钢球及煤提升至一定高度，然后借重力自由下落。煤主要被下落的钢球撞击破碎，同时还受到钢球之间、钢球与护甲之间的挤压、研磨作用。原煤与热空气从一端进入磨煤机，磨好的煤粉被气流从另一端带出。热空气不仅是输送煤粉的介质，而且还起干燥原煤的作用。因此进入磨煤机的热空气被称为干燥剂。运行中调整给煤机的给煤量和干燥剂量可以调节磨煤出力和细度。,课题五 煤粉制备系统及设备球磨机,2.2.2影响球磨机工作的因素及出力、功率的计算 （1）影响因素 A.工作转速：nnzj(0.740.80) n
10、c 临界转速nc：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nzj：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 煤粉制备系统及设备球磨机,B.钢球充满系数与钢球直径 最佳钢球充满系数：指制粉单位电耗(每磨1t煤消耗的电能和每磨1t煤通风消耗的电能的和）为最小值所对应的钢球充满系数。球磨机应该在最佳钢球充满系数下运行，由最佳钢球充满系数求最佳钢球装载量。它们通过制粉系统运行试验确定。 =m/gqV zj=12 /（n/nc）1.75 Gzj=gqVzj （ gq为钢球的堆积密度，一般取4.9t/m3) 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
11、。一般采用直径为3040mm，当磨制硬煤或大块煤采用5060mm的钢球。当钢球磨损到2025mm以下时，应过筛废弃，定期补充合格的钢球。 C.护甲完善程度：护甲磨损严重，磨煤出力严重下降。 D.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，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 煤粉制备系统及设备球磨机,E.球磨机应在最佳通风量Vzjtf下运行 。运行中通过试验按曲线方法确定；设计中按经验公式确定： F.煤的性质：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 煤磨煤出力Bm与可磨性
12、指数Kkm成正比。 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。,课题五 煤粉制备系统及设备球磨机,（2）磨煤出力和干燥出力 A.磨煤出力和干燥出力：由于煤在球磨机中被磨制成煤粉的同时又要进行干燥，所以球磨机有两个出力，即磨煤出力和干燥出力。磨煤出力是指球磨机在消耗一定能量的条件下，在单位时间内能够磨制出的符合煤粉细度要求的原煤量。而干燥出力是指在单位时间内磨煤系统在磨煤过程中将煤从原有水分干燥到所要求的煤粉水分的原煤量。制粉系统在运行时，必须使磨煤出力和干燥出力相平衡，才能得到一定数量和一定干燥程度的煤粉。 B.磨煤出力计算：主要取决于球磨机筒体尺寸，当尺
13、寸相同时，其磨煤出力与煤的特性、钢球充满系数、护甲磨损程度、通风量、运行工况等有关。,课题五 煤粉制备系统及设备球磨机,由上式可知，球磨机磨煤时的功率消耗与不磨煤时(筒内装有钢球而没有煤转动时Kr=1.0)的能量消耗相差无几。主要原因是由于球磨机的运动部分(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，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，所以球磨机在满负荷运行时最经济，低负荷下工作是不经济的，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 煤粉制备系统及设备球磨机,2.2.3球磨机特点与应用 （1）主要特点：适应煤种广，能磨任何煤，尤其适合磨制其他型式磨煤机不宜磨制的煤种，如硬度大、磨损性强的煤及无烟煤、高灰分或高水分的劣质煤等，而且球磨机对煤中混入的铁块、木屑和硬石块都不敏感；又能在运行中补充钢球，延长了检修周期。因此，球磨机能长期维持一定出力和煤粉细度可靠地工作。 （2）主要缺点：设备庞大笨重、金属耗量大，初投资及运行电耗、金属磨耗都较高，运行噪声大，磨制的煤粉也不够均匀，特别是它不适宜调节，低负荷运行不经济。 （3）球磨机主要应用：中间储仓制粉系统。,