煤粉制备及系统

煤粉制备系统及设备

1 煤粉的一般特性

煤粉的流动性

刚磨制好的煤粉干燥而疏松，其堆积密度为0.4～0.5t/m3，当吸附大量空气后煤粉颗粒被空气隔开，形成煤粉和空气的混合物，并具有良好的流动性，便于管道运输，如果制粉系统的设备不严密，煤粉从不严密处泄露，会造成环境的污染或引起自燃。

自燃性与爆炸性

在管道中输送的煤粉若发生离析而沉积在制粉管道中，由于沉积的煤粉与空气发生缓慢氧化产生的热量的积蓄，时间较长会使积粉层内温度升高，达到着火温度后发生自燃。气粉混合物在一定的浓度和温度下还可能发生爆炸。当挥发分较高的煤粉浓度达到0.25～3kg/kg空气，温度达到70～130℃时，遇到火源或发生自燃情况时，则可能发生爆炸。

堆积特性

在煤粉仓中自然压紧的煤粉的堆积密度为0.7t/m3，煤粉吸附空气中的水分后容易结块，造成供粉的中断而影响燃烧的稳定性。因此，中间储仓式制粉系统应设计相应的吸潮装置。

2 煤粉细度和煤粉均匀性指数

煤粉细度

煤粉最主要的性质之一是煤粉细度，即煤粉颗粒的大小。

煤粉细度是用筛分分析方法确定的，使煤粉通过一组一定孔径的标准筛，存留在某筛子上面的煤粉重量占全部煤粉样重量的百分数来表示煤粉细度，符号为

R x 。符号下标x代表煤粉粒径或筛网孔径（微米）。R

x

又称为某筛的筛余份额，

R

x

越大，则煤粉越粗。

式中—筛子上面剩余的煤粉重量 g；

b—通过筛子的煤粉重量 g。

我国常用：R

90、R

200

一般要求：贫煤R 90≤15％，烟煤R 90≤25％ ，褐煤R 90≤40％

运行实践表明，煤粉越细，越容易着火和完全燃烧，排烟损失q 2和机械不

完全燃烧损失q 4越小，但是，煤粉越细制粉系统消耗的电能q N 以及金属的磨损

量q M 也就越大，制粉系统的经济性降低。因此，在实际运行中应选择使制粉和

燃烧总的损耗最小时的煤粉细度，即最佳煤粉细度或经济煤粉细度。

它与很多因素有关：第一，与煤种有关，其中以燃煤挥发分的影响最大。挥发分高的燃料，燃烧强烈，可以允许煤粉粗一些，无烟煤挥发分最低，则要求煤粉磨得细一些；第二，与磨煤机和分离器的型式有关，它们决定了煤粉颗粒的均匀程度，如果煤粉颗粒均匀，则可允许煤粉粗些；第三，与燃烧方式和炉膛容积热负荷有关。它决定了煤粉燃烧的经济性，如炉内燃烧温度高或煤粉停留时间长（容积热负荷低）时，可允许煤粉粗些。

煤粉均匀性指数

表征煤粉颗粒均匀程度的指标，称均匀性指数，也称煤粉颗粒特性系数，用n 表示。将煤粉分别用两个不同筛号筛子筛分后如R 90、R 200，由该公式

200

90

100100lg ln -lg ln R R n=200lg 90

计算，n越大，煤粒径分布越均匀。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，如中速磨煤机比钢球筒式磨煤机磨的煤粉均匀性要好，即其n值比较大。

磨煤机型式粗粉分离器型式n值国外数据

筒式钢球磨煤机离心式

回转式

0.8~1.2

0.95~1.1

0.7~1.0

中速磨煤机离心式

回转式

0.86

1.2~1.4

1.1~1.3

风扇磨煤机惯性式

离心式

回转式

0.7~0.8

0.8~1.3

0.8~1.0

0.9

3 煤的可磨性系数和磨损指数

煤的可磨性系数

原煤在机械力的作用下可以被粉碎，常用的磨煤机通过撞击、压碎、研磨和劈碎等方法将煤磨碎。由于煤的机械性质不同，有的煤较难破碎，有的容易破碎，将煤磨成一定细度的煤粉的难易程度被称为煤的可磨性指数。目前国内采用哈德格罗夫（Hardgrove）法测定的哈氏可磨性系数，按下式计算，,其中—通过孔径为74μm的筛子的煤粉量。

煤的磨损指数

煤的磨损指数是表示该煤种对磨煤机的研磨部件磨损轻重的指数。研究表明，煤在破碎时对金属的磨损是由煤中所含硬度颗粒对金属表面形成显微切削造成的。磨损指数的大小，不但与硬质颗粒含量有关，还与硬质颗粒的种类有关。如煤中的石英、黄铁矿、菱铁矿等矿物杂质硬度较高，其含量增加，磨损指数随之变大。磨损指数还与硬质矿物的形状、大小及存在方式有关。磨损指数数值直接关系到工作部件的磨损寿命，已成为磨煤机选型的依据。

4 磨煤机

煤粉制备系统的主要设备，其作用是将具有一定尺寸的煤块干燥、破碎并磨制成煤粉。煤在磨煤机中被磨制成煤粉，主要受到撞击、挤压和研磨三种力作用的结果。各种磨煤机的工作原理往往并不是单独一种力的作用，而是几种力的作用。磨煤机的类型很多，根据磨煤部件的转速大致可以分为以下三种：

（1）低速磨煤机。转动速度为15~25r/min，目前常用的是双进双出的钢球筒式磨煤机、单进单出的钢球筒式磨煤机。

（2）中速磨煤机。转动速度为50~300r/min，目前常用的是MPS中速磨煤机、RP中速磨煤机、MBF中速磨煤机。

（3）高速磨煤机。工作转速高达750~1500r/min，目前常用的是风扇式磨煤机。低速磨煤机

钢球筒式磨煤机

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、贫煤、髙灰分或高水分的劣质煤等，而且对煤中混入的铁块、木屑和硬石块都不敏感；能在运行中补充钢球，延长检修周期。钢球磨煤机结构简单，故障少，运行安全可靠，对运行和维修的技术水平要求较其他磨煤机低。其主要缺点是：设备庞大笨重、金属耗量大，初期投机及运行能耗、金属磨损都较高，运行噪音大，磨制的煤粉也不够均匀，在低负荷下运行不经济。

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

单进单出钢球磨煤机

单进单出钢球磨煤机（以下简称钢球磨）由传动装置、进料装置、主轴承、转动部件及出料装置等部分组成。在筒体转动时，钢球在离心力和摩擦力的作用下被转动的筒体提升到一定高度，在本身重力作用下而跌落。筒体内的煤在下落钢球的冲击和研磨作用下形成煤粉。筒身两端是架在大轴承上的空心轴颈。一端是原煤和干燥剂入口，另一端将气粉混合物排向粗粉分离器，故称为单进单出，其结构和工作原理如下图