第4章煤粉制备系统及设备ppt课件.ppt
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1、2022/11/23,第四章 煤粉制备系统及设备,2022/11/23,第一节 煤粉的性质,磨细的煤粉,外形很不规则,煤粉颗粒大小在0500m之间,其中2050 m的颗粒最多。流动性:煤粉由于颗粒细小,具有较好的流动性能,可采用气力方便地在管内输送,但若煤粉仓内粉位太低,则易出现自流现象,大量煤粉自动穿过给粉装置,流入一次风管造成堵塞。吸湿性:影响流动性 煤粉仓磨蚀性:制粉系统磨损自黏性自燃性:因煤粉中吸附了大量空气,极易慢慢氧化,当达到着火温度后便引起自燃。煤粉和空气的混合物在适当的浓度和温度下会发生爆炸。当煤的挥发分高,煤粉细时,尤应加以注意。,2022/11/23,影响煤粉自燃的因素挥发
2、分:Vdaf20,容易自燃,爆炸可能性大煤粉细度:0.1mm的颗粒基本不爆炸煤粉浓度:1.22kg/m3(最危险)温度:低于着火温度煤粉在管内的流速(1630m/s):过低沉积,过高电火花,2022/11/23,煤粉的水分 对煤粉流动性与爆炸性有较大的影响,水分太高,流动性差,输送困难,且易引起粉仓搭桥。同时也影响着火和燃烧。水分太低易引起自燃或爆炸,同时干燥耗能增加。磨煤机出口的煤粉水分反映在磨煤机出口风温上。,2022/11/23,煤粉的细度,煤粉的粗细程度用煤粉细度Rx表示。煤粉细度用一组由细金属丝编织的方孔筛子进行筛分测定。所谓Rx指经筛分后残留在孔径为x(m)的筛子上的煤粉的质量占煤
3、粉总质量的百分数,即:,式中a、b分别表示留在筛子上和通过筛孔(孔径为x)的煤粉质量。筛余量a越大,Rx越大,表明煤粉越粗。我国常用:R90、R200一般要求:贫煤R9015,烟煤R9025 ,褐煤R9040,R:residual,2022/11/23,我国常用筛号相关数据,2022/11/23,2022/11/23,经济煤粉细度燃烧:煤粉愈细,着火愈迅速完全,q4损失越小;可减少过量空气系数,q2小,锅炉效率越高;制粉:磨煤电能消耗qN;金属消耗qM。经济煤粉细度: min(q2q4qMqN),2022/11/23,2022/11/23,影响经济煤粉细度因素,燃料燃烧特性:Vdaf高, R9
4、0可大,煤粉可稍粗磨煤机和分离器性能:煤粉粒度均匀,可稍粗(回转式粗粉分离器中速磨磨制的煤粉粒度均匀)燃烧方式:燃烧强度高,可以稍粗,2022/11/23,均匀性指数n,n均匀性指数;n越大,煤粒径分布越均匀,可用R90、R200来计算,煤粉中大颗粒多,会增加机械不完全燃烧热损失;而煤粉磨得过细又会徒然增加磨煤电耗和金属磨损。因此在磨煤设备运行中应力求得到具有最大可能均匀性指数n值的煤粉。均匀性指数n与磨煤机及分离器的型式以及它们的运行工况有关。,2022/11/23,2022/11/23,煤粉细度对锅炉运行的影响,煤粉变粗所引起的危害是很大的,如锅炉灭火、结焦、高温腐蚀、过热器、再热器超温爆
5、管、尾部受热面的磨损以及燃烧效率低等一系列问题,特别对于贫煤和无烟煤(难以着火和燃尽),采用四角切圆燃烧(离心力)当煤粉颗粒较大时,煤粉在离开燃烧器区时很难及时着火(反应速度低),可能灭火;火焰中心上移,加之有时后期混合较差,难于实现完全燃烧,从而导致飞灰含碳量增加。煤粉气流四角喷入后形成强烈的旋转气流,大颗粒的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,发生高温腐蚀的机会大大增加;燃烧灰熔点低的煤种时,还可能出现结焦现象。炉膛火焰中心明显上移,炉膛出口烟温升高,烟温偏差增大,易出现爆管(过热器、再热器)现象。粗大颗粒及未燃尽碳粒都会导致尾部受热面磨损加剧。,2022/1
6、1/23,造成煤粉粗的原因,煤质影响:煤的可磨性系数以及灰分含量的不同,都将影响制粉系统的出力以及煤粉细度(前提:保证锅炉出力)。磨煤机本身以及检修质量问题:使得制粉系统保证煤粉细度相当困难,如密封不良,增加给煤量出现磨煤机冒粉,致使制粉系统出力严重不足(前提:保证锅炉出力) 。分离器的磨损:加装防磨材料磨损问题得到缓解,但分离器的通流面积减小,气流流动状态紊乱,使分离效果变差,出力不足,分离效率降低。制粉风量对煤粉细度的影响:制粉风量增加,制粉系统出力增加,煤粉变粗。人为因素也是造成煤粉粗的重要原因,煤粉细度对设备及运行的影响往往不能立即体现出来,所以其重要性常常得不到重视,若采用人工检测煤
7、粉细度很难保证及时按规定取样、化验、调整。,2022/11/23,第二节 锅炉机组常用磨煤机,磨煤机是制粉系统中的重要设备,其作用是将具有一定尺寸的煤块干燥、破碎并磨制成合乎要求的煤粉。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n1525r/min,如筒式钢球磨煤机;中速磨煤机:转速n50300r/min,如平盘磨煤机、球式中速磨机、MPS磨煤机等;高速磨煤机:转速n=5001500r/min,如风扇磨煤机、竖井磨煤机等。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,风扇磨煤机应用较少。,2022/11/23,一、低速磨,低速(1525)r/min
8、大部分: 钢球磨优点:煤种适应性广 磨制煤粉较细 运行维修方便缺点:磨煤耗电多 金属磨损量大分类: 单进单出式 多配以中间储仓式制粉系统 双进双出式 多配以直吹式制粉系统,2022/11/23,结构:磨煤部件为一个直径24m、长310m的圆筒,筒内装有适量直径为2560mm的钢球。筒体内壁衬装波浪形锰钢护甲。筒身两端是架在大轴承上的空心轴颈,一端是热空气与原煤的进口,另一端是空气与煤粉混合物的出口。工作过程:筒体由低速同步电机带动旋转,钢球和煤块被筒内护甲带到一定高度,然后落下撞击煤,并使煤受到挤压和研磨。磨好的煤粉被干燥的热空气从筒体内携带出。,单进单出钢球磨,2022/11/23,2022
9、/11/23,影响钢球磨工作的主要因素钢球磨煤机的临界转速和工作转速,2022/11/23,临界转速:,推导:离心力mr2重力mg磨煤作用最大时的转速称作最佳转速: n=(0.740. 8)nc,D为圆筒直径,m,角度:54045,2022/11/23,钢球充满系数,最佳钢球充满系数:磨煤电耗最小,最佳钢球装载量,上式适用于波浪形护板,1030,2022/11/23,护甲:摩擦系数影响钢球与筒体的相对滑移,2022/11/23,工作50000小时后的研磨区护瓦,2022/11/23,钢球直径钢球直径太小,下落撞击作用力太小,对煤粉没有粉碎作用;钢球直径太大,钢球数量少,则对煤的砸击点和碾磨表面
10、都将减小。钢球直径在一定范围内,磨煤出力与钢球直径的平方根成反比,金属磨损量与直径一次方成反比。钢球直径不宜大于60mm,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。根据煤种及磨煤机工作条件,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。球磨机运行中,由于磨损,钢球直径变小,为维持一定载球量和磨煤出力,应定期补加钢球,球径磨损到20mm以下,应过筛更换。,2022/11/23,2022/11/23,风量过小:磨煤出力低风量增加,磨煤出力增加,磨煤电耗降低,通风电耗增加风量过大:粗粉分离器循环量大,输粉电耗高最佳通风量:,其中,R90“为
11、粗粉分离器后的煤粉细度,筒体通风状况,2022/11/23,较少时:空撞磨损增加:出力增加过大时:下落高度减少运行中都是通过控制磨煤机的进出口风压差和磨煤机电流,保持煤位在较佳位置。,载煤量,2022/11/23,1)煤种适应性好,几乎可磨各种煤2)可磨冲刷磨损指数Ke3.5的煤,虽金属磨损量大,但不停机添加钢球,若中速磨需停机更换磨损部件3)对煤中“三块” 铁块、木块、石块不敏感4)对煤的干燥能力强,与中速磨相比,可磨高水分煤5) 结构简单,可靠性高,易维修6) 设备庞大、投资高、占地大、运行电耗高、金属磨损大、噪音大, 一般在其它磨不能应用的场合才选用。球磨机磨煤时功率消耗与无煤空载功率相
12、差无几。磨制无烟煤时,磨煤功率消耗甚至低于空载功率消耗。磨制其它煤种,磨煤功率消耗仅比空载增加5。因此,球磨机宜连续满负荷运行。,特点,2022/11/23,磨制高灰分、高腐蚀性煤以及要求煤粉细度较细的情况下,由于系统简单、维护方便,运行可靠,广泛应用。结构特点与工作原理双进双出球磨机的结构和工作原理与单进单出球磨机类似。其筒体是一个装有锰钢或者铬钼钢护甲的圆筒,两端为空心轴,分别支撑在两个主轴承上。它的两端空心轴颈既是热风和原煤的进口,又是气粉混合物的出口,从两端进入的干燥介质气流在磨煤机筒体部位对冲后反向流动,携带煤粉从两个空心轴流出,进入煤粉分离器,形成两个互相对称的严密回路,因此称双进
13、双出。,双进双出磨煤机,2022/11/23,BBD1粗粉分离器与磨煤机为一个整体BBD2粗粉分离器与球磨机分开布置,2022/11/23,BBD2,2022/11/23,磨煤机的进口和出口,2022/11/23,进/出室材料流1研磨空间 2进煤管 3进煤螺杆输送机 4中心筒 5上升管,2022/11/23,结构:双磨带螺旋输送机,单磨不带风粉混合物的流向:双磨两端,单磨一端占地:双磨较小电耗:双磨较小风煤混合位置:双磨在磨内,单磨在落煤管内煤粉分配和管道阻力平衡:双磨出口多,分配均匀,阻力小,双进双出球磨机与单进单出球磨机的区别,2022/11/23,可靠性、可用率高:磨煤机本身几乎为0,制
14、粉系统事故率1%维护简便,维护费用低出力稳定有效磨制坚硬、腐蚀性强的煤(HGI40)储粉能力强(1015min)煤种适应性强(但螺旋输送机对杂物限制比一般的球磨机严格)在较宽的负荷范围内有快速响应能力(每分钟20负荷)。双进双出钢球磨煤机的出力不是靠直接调整给煤机来控制,而是靠调整通过磨煤机的一次风量控制。由于筒内存有大量的煤粉,当加大一次风阀门的开度时,风的流量及带出的煤粉流量同时增加。能保持一定的风煤比:线性低负荷时煤粉细度减小无石子煤泄漏灵活性显著,双进双出球磨机的优点,2022/11/23,二、中速磨煤机,50300r/min目前国内电厂锅炉上应用最多的三种中速磨为(按磨辊和磨盘的形式
15、分):中速碗式磨煤机(又称RP磨,改造型为HP磨)、辊环式磨煤机(MPS磨)和球环式磨煤机(E型磨),2022/11/23,RP(HP)磨:浅碗型磨盘和磨辊;浅碗型磨盘由电动机经减速后带动旋转;作用:碾压作用;碾压所需压力:磨辊自重+弹簧张紧或液压气动加载装置。型号:例如HP98398磨碗直径98in(2497mm),33个磨辊,2022/11/23,RP磨的研磨部件为碗形磨盘和磨棍。要磨制的煤送入磨煤机转动磨碗的中心进煤管内,当煤送入中心进煤管后,由于离心力的作用,煤通过转动磨碗的磨环和磨辊之间的间隙,向磨碗出口作周边运动。为了很好地对煤破碎和研磨,由压力弹簧或液压缸传送给磨辊一定的压力,一
16、部分磨成的煤粉连续不断地经过磨环边缘被带走,带走煤粉的介质是来自送入磨碗部的磨侧室内的热空气。热空气通过磨碗流至粗粉分高器,边加热、干燥,边携带煤粉,并流入分离器的内锥体顶部的可调节角度的折流板窗,最后经过文丘里管和多出口通路装置,由气粉管路流至锅炉燃烧器。在气流上升过程中,煤粉中约有1525的部分是细度合格的,其余大部分较粗的重粉粒,由于撞击分离器壳体壁面以及自身重力的作用将返回到磨碗中进一步磨制。混入煤中的铁块和难以研磨的硬质杂物,脱离空气流而落到磨煤机低部的下侧杂质室(铁块空)内,这里装有连接着磨碗轴体的旋转刮板,将铁块或杂质刮入杂物排放管。,2022/11/23,MPS 型辊式中速磨煤
17、机最早是由德国DBW 公司于50 年代研制开发的。M磨煤机(Muhle,德文);P磨辊为钟摆式结构(Pendeln);S磨盘为碗式结构(Schussel)。沈阳重型机器厂于1985年从德国DBW公司引进MPS系列190、225、255 三种磨煤机的制造技术,目前由其制造的MPS 型磨煤机已在国内多个电厂应用。北京电力设备总厂也于1985 年从德国DBW 公司引进MPS 225型制造技术和MPS 磨系列化设计核心技术,并通过开发形成了自己的产品ZGM系列磨煤机,且在国内电厂也得到应用。长春发电设备有限责任公司2002年引进德国Babcock公司 MPS-HP-型中速磨 。,MPS 磨,2022/
18、11/23,1锥齿轮行星减速机2基础3下架体4下架体密封环5中架体6分段式的磨盘7磨盘支座8旋转喷嘴环9磨辊10刚性加载架11摆动铰接点12摆动调整装置13液压拉杆14静态分离器SLK15热风入口16电机17可调式分离器叶片18密封风管道19煤粉分配器,2022/11/23,2022/11/23,磨环,Grinding track磨轨,喷嘴环,MPS磨,M磨煤机P磨辊钟摆式结构S碗式磨盘MPS225,磨盘中径2250mm2250 mm以下者以cm为单位,以上以mm为单位,2022/11/23,MPS225的磨辊,2022/11/23,1、工作原理原煤由落煤管进入两个碾磨部件的表面之间,在压紧力
19、的作用下受到挤压和碾磨而被粉碎成煤粉。由于碾磨部件的旋转,磨成的煤粉被抛至风环处。热风以一定速度通过风环进入干燥空间,对煤粉进行干燥,并将其带入碾磨区上部的煤粉分离器中。经过分离,不合格的粗粉返回碾磨区重磨。合格的煤粉由干燥剂带出磨外,经煤粉管路送入炉膛燃烧。煤中夹带的杂物(如石块、黄铁矿块和金属块等)被抛至风环处后,由下而上的热风不足以阻止它们下落,经风环由刮板刮落至杂物箱内。,2022/11/23,2022/11/23,2、结构特点磨辊直径大,滚动阻力小,故出力特性好,电耗低;出力平稳,噪音低,振动小;采用固定的铰轴支撑磨辊,使磨辊在磨盘上有一定的倾斜度1215,研磨时磨辊单侧磨损,同时具
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