第4章煤粉制备系统及设备_锅炉原理

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制粉系统及分类
制粉系统：磨煤有关设备、煤粉分离与输送设备、管道 连接起来
分类：
中间储仓式：将磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，再按锅 炉运行负荷的需要，从煤粉仓中经给粉机送入炉膛燃烧
直吹式：磨煤机中磨好的煤粉直接吹送到炉膛燃烧
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钢球磨中储式热风送粉系统
钢球磨中储式制粉系统有热风送粉和乏气送粉两种
1-原煤仓；4-给煤机；7-钢球磨；8-粗粉 分离器；9-排粉机；10-一次风箱；12-燃 烧器；14-空预器；15-送风机；17-细粉 分离器；21-煤粉仓；22-给粉机；23-混 合器；24-乏气风箱；25-三次风喷口； 28-一次风机； 31-再循环管
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双进双出钢球磨(低速磨)
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钢球磨筒体最佳转速 nzj
n 影响磨煤出力和电耗 n 过小，形成一个斜面， 沿斜面滑落
n 过大，离心力很大，球与煤随筒壁一同旋转，产生这种状态的最 低转速称为临界转速nlj
没有撞击作用，磨煤效果差。
➢布置紧凑，投资省，单耗小，适宜变负荷运行； 但结构复杂,不宜磨水分太大及太硬的煤种。
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中 速 磨 煤 机
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中 速 磨 煤 机
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高速磨煤机(风扇磨)
➢高速磨由叶轮、带护甲的蜗壳和粗粉分离器组成，装有冲击板的叶轮由电 动机带动高速旋转。 ➢原煤和干燥剂一起被吸入磨煤机内，煤被转动的冲击板打碎，甩到护甲上 再次被撞击成煤粉，在风机压头的作用下由干燥剂携带经粗粉分离器带出。 ➢高速磨结构简单，金属耗量小，负荷适应能力强，特别适宜磨水分高的煤 种；但部件磨损大，不宜磨制较硬的煤种。
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单进单出钢球磨(低速磨)
低速磨主要有普通筒式钢球磨、双进双出筒式钢球磨
普通筒式钢球磨的圆筒通过齿轮由电动机带动低速转动，燃料 和干燥剂（热空气）从一端进入圆筒，在圆筒内煤被干燥、打碎并 研磨成粉，随后被干燥剂从另一端带出。
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中速磨直吹式正压热一次风系统
4-磨煤机；6-次风箱；10-送风机；11热一次风机；12-空预器；19-密封风机
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➢正压系统：一次风机布置在 磨煤机之前，系统处于正压状 态下工作。
➢无漏风；叶片磨损小。煤粉 易外泄，需设专门的密封风机。
➢热一次风系统：配置二分仓 回转式空预器。一次风机布置 在空预器与磨煤机之间，输送 的是热空气。
n取决于磨煤机和粗粉分离器的型式，一般取n = 0.8～1.2。
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煤的可磨性系数
煤的可磨性系数表示煤磨成一定细度的煤粉的难易程度。
全苏热工研究所（BTH）
K
BTN km
在风干状态下将质量相等的标准煤和试验煤由相同的粒度磨制成相同
的细度时，消耗的能量之比
K
BTN km
➢空气经送风机→空预器→一次 风机→一次风箱→混合器（热气
与煤粉）→一次风喷口
➢乏气经细粉分离器→排粉机→ 乏气风箱→三次风喷口
➢适用无烟煤、贫煤及劣质煤
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钢球磨中储式乏气送粉系统
1-原煤仓；4-给煤机；7-钢球磨；8-粗粉 分离器；9-排粉机；10-一次风箱；12-燃 烧器；14-空预器；15-送风机；17-细粉 分离器；21-煤粉仓；22-给粉机；23-混 合器；28-一次风机；31-再循环管
双进双出钢球磨(低速磨)
➢筒两端的空心轴内有一空心 圆管。
➢圆管外装有螺旋输送装置。
➢两端的空心轴既是热风和原 煤的进口，又是煤粉气流混 合物的出口。
➢两个相互对称又彼此独立的 磨煤回路的两个回路；
➢可以单独使用一个，这时可 使磨煤出力降至50％以下。
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双进双出钢球磨(低速磨)
质量为a，则煤粉细度可用筛子上的剩余率或通过率表示
Rx
a
a b
100,%
Rx 越小，则煤粉越细
煤粉经济细度 热损失 q4、制粉电耗 qdh、磨煤设备金属部件磨损 qms 之和为最小时的煤粉细度
R zj 90
4
wk.baidu.com
0.8nVdaf
其中 n 是表示煤粉颗粒分布的均匀性系数
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煤粉均匀性系数n
lg ln 100 lg ln 100
n
R200
R90
lg 200
90
R200< R90， n为正值；
当R90一定时，n值越大，则R200越小，说明煤粉中过粗的煤粉较少；
当R200一定时，n值越大，则R90越大，说明煤粉中过细的煤粉较少。
n值越大，煤粉中过粗和过细的煤粉均较少，即煤粉粒度分布较均匀。
n 处于上述两者之间，钢球被带到一定高度，沿抛物线落下，钢球对 筒底的煤发生强烈撞击作用，研磨 磨煤作用最大时的转速称为最佳工 作转速nzj 经验表明：
nzj =（0.75-0.78）nlj
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筒式钢球磨煤机工作示意图
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煤粉的一般性质
煤粉的一般性质
形状不规则:d<500μｍ 20～30μｍ多。
良好的流动性:表面积大，表面吸附大量的空气,输送方便。
自燃和爆炸性：吸附了大量空气，缓慢氧化，温升，达着 火温度自燃。适当的条件下引起爆炸。
爆炸三个必要条件：可燃物浓度，氧，点火能量。
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双进双出钢球磨的特点
双进双出钢球磨可扩大钢球磨的负荷调节范围 双进双出钢球磨煤机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 其出力靠调整一次风量控制。在低负荷下，煤粉浓度变化不 大，且煤粉细度降低。 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1／100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应用检测制粉噪声或进出口差压或煤位传感器的方 法来控制筒内的存煤量。 双进双出钢球磨煤机保持了钢球磨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。
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钢球磨出力
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磨煤出力Bm 在电耗一定并保证所需的煤粉细度的条件下，磨煤 机在单位时间磨制的煤粉量。由磨煤机的结构尺寸、被研磨的燃料特 性以及磨煤机的运行状况确定
干燥出力Bg 在单位时间内将煤由原有水分干燥到所要求的煤粉水 分对应的煤粉量。由磨煤机的干燥条件确定 对高水分和较软的煤，Bm>Bg，而对于干和硬的煤，则Bg >Bm
磨煤机的运行出力（具有一定细度和干燥程度的煤粉流量Bm=Bg）可以通 过调节进入磨煤机的干燥剂流量和温度来实现
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钢球磨特性
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➢磨煤的单位电耗Em 取决于磨煤出力Bm 和消耗的电网功率Ndw
Em
N dw Bm
, kJ / kg
➢筒体和钢球的质量比其中的燃料大许多倍， Ndw 主要消耗在 转动筒体和升举钢球上，与磨煤出力Bm 几乎无关
<1.2
为难磨煤
K
BTN km
>1.5
为易磨煤
哈氏可磨性指数 HGI
HGI< 62 为难磨煤； HGI>86 为易磨煤
K
BTN km
与
HGI之间关系
K BTN km
0.0034HGI1.25
0.61
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§2 磨煤设备及其特性
• 1、磨煤原理与磨煤机分类
• 2、单进单出钢球磨(低速磨) • 3、双进双出钢球磨(低速磨)
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，出现磨煤、干燥和燃烧所需风量的矛盾。
运用再循环风，可降低磨煤机入口干燥剂的温度，增加磨煤通风量， 又能兼顾燃烧所需一次风的需要。
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锅 炉 制 粉 系 统 流 程
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第四章 煤粉制备系统及设备
§1 煤粉的性质 §2 磨煤特性及其特性 §3 煤粉制备系统 §4 煤粉制备系统的主要辅助设备
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§1 煤粉的性质
• 1、煤粉的一般性质
• 2、煤粉细度 Rx • 3、煤粉均匀性系数n • 4、煤的可磨性系数
➢乏气经细粉分离器→排粉机 →一次风箱→混合器（乏气 与煤粉）→ 一次风喷口
➢适用于烟煤等挥发分含量高 的煤种
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钢球磨中储式系统再循环管
再循环管 将部分磨煤乏气从排粉风机后返回到磨煤机，然后再 回到排粉风机进行循环。
再循环风 温度低，既可以调节磨煤机入口干燥剂的温度，又能 增加磨煤的通风量，并能兼顾燃烧所需一次风的要求，从而协调磨煤、 干燥和燃烧三方面所需的风量。
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中速磨直吹式负压系统
中速磨直吹式制粉系统有正压和负压系统； 正压系统又有热一次风和冷一次风系统
4-磨煤机；6-次风箱；10-送风机； 12-空预器；15-排粉风机
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➢排粉风机装在磨煤机 出口，整个系统负压下 运行
➢煤粉不会向外泄漏， 对环境污染小
➢漏风大，排粉风机磨 损严重，效率低，电耗 大，系统可靠性差。
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中速磨煤机
中速磨分为： 盘式中速磨（辊-盘式）、 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) ➢原煤经落煤管进入两组相对运动的碾磨件之间， 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。
水分的影响：
煤粉水分影响流动性与爆炸性。
水分高：流动性差，易堵，粉仓搭桥。影响着火与燃烧。
水分低：自燃与爆炸。干燥耗能增加。
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煤粉细度 Rx
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煤粉的细度Rx（Dx） 用具有标准筛孔尺寸的筛子进行筛分测定。如筛 孔边长为xμm，煤粉过筛后，漏下去的煤粉质量为b，留在筛子上的煤粉
• 4、钢球磨筒体最佳转速 nzj
• 5、钢球磨最佳通风量 • 6、钢球磨出力 • 7、钢球磨特性
• 8、中速磨煤机 • 9、高速磨煤机(风扇磨)
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磨煤原理与磨煤机分类
磨煤机的作用：干燥、磨煤 磨煤原理：撞击、挤压、研磨 分类： 低速磨煤机：16－20rpm－如筒式钢球磨煤机 中速磨：50－300rpm－如平盘磨煤机，碗式磨煤机，MPS磨煤机 高速磨煤机：500－1500rpm－如风扇磨煤机，锺击式磨煤机
➢空气温度高，比容大，风机 体积大，电耗高，易发生高温 侵蚀，运行效率及可靠性低。
Em 随出力Bm 的降低而增高，在低负荷下运行不经济
➢钢球磨特性：结构简单，对煤种适应性强，出力大，运行可靠； 但初投资大，对锅炉负荷适应性差；单位电耗大，噪音大。
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钢球磨煤机优点
➢适合磨制无烟煤； ➢可磨制冲刷磨损指数Ke > 3.5的煤； ➢对杂质不敏感； ➢能磨制高水分煤； ➢结构简单，故障少
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高速磨煤机－风扇磨
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§3 煤粉制备系统
• 1、制粉系统及分类
• 2、钢球磨中储式热风送粉系统 • 3、钢球磨中储式乏气送粉系统 • 4、钢球磨中储式系统再循环管 • 5、中速磨直吹式负压系统 • 6、中速磨直吹式正压热一次风系统 • 7、中速磨直吹式正压冷一次风系统 • 8、高速磨直吹式系统
钢球磨最佳通风量 Vtzfj
Vtf 直接影响燃料沿筒体长度的分布和磨煤出力
Vtf 过小 筒内风速过小，出口端钢球能量没有被充分利用， 只能带出的少量的细煤粉，磨煤出力下降，单位磨煤电耗大
Vtf 过大 筒内风速过大，磨煤机出口煤粉过粗，粗粉分离 器回粉量增大，通风电耗增大
最佳通风量 Vtzfj 磨煤和通风电耗之和最小时的通风量， Vtzfj的大小与煤的种类、煤粉细度、筒体容积及钢球充满系数 等有关。