煤粉制备

50
最大钢球充满系数ψmax： 钢球装载面到进口管下边缘之间的距离为50mm
Ψopt =（0.8～0.88） ψmax
最佳钢球充满系数ψopt ：单位磨煤电耗最小
31
第三节 磨煤机
?钢球直径 30～40mm（ 硬煤50～60mm ）
定期补充，小于15mm更换 ?通风量
Qv↓↓→磨煤出力下降↓ Qv↑↑→ 回粉量↑
R90 一定，n↑→R200 ↓→<200微米的大颗粒减少 R200 一定，n↑→R90↑→<90微米的小颗粒减少
n↑→煤粉均匀性↑
18
第二节 煤粉的性质
4.煤粉的颗粒组成特性
（4）煤粉细度系数
b?
1 90 n
100 ln
R90
?
1 200 n
100 ln
R200
n一定
b↓煤粉粗 b↑煤粉细
19
第二节 煤粉的性质
2. 煤粉的化学性质
●自燃：堆积煤粉→缓慢氧化→热量堆积→温度升高
●爆炸：弥漫煤粉→达到爆炸浓度→爆炸
明火
?地点：煤粉仓死角、一次风管转弯处等
?因素：温度 氧浓度 Vdaf Mpc Ad 煤粉浓度和细度 ?措施：防止煤粉堆积
爆炸
13
第二节 煤粉的性质
3. 煤粉的细度
（1）表示法 一定质量的煤粉通过一定尺寸的筛孔进行筛分， 筛子上剩余量或通过筛子量占筛分总量的百分比
球磨机低负荷或变负荷运行不经济
34
第三节 磨煤机
（8）特点 ● 优点
● 缺点
煤 可干检 单
种 靠燥修 台
适 性性周 出
应 高好期 力
性
长高
好
体电 噪 积耗 声 大高 大
双进双出钢球磨煤机
负 荷 响 应 慢
35
第三节 磨煤机
（9）双进双出
?保持球磨机优点 ?缩小体积 ?降低磨煤机的能耗 ?增强适应负荷能力
b：煤粉细度系数 b ? f1(n, R90 ) ? f2 (n, R200 )
17
第二节 煤粉的性质
4.煤粉的颗粒组成特性
（3）煤粉均匀性指数
100-Rx
n≤1 n>1
lg ln 100 ? lg ln 100
n?
R200
R90
lg 200
90
log a
y?
logb y log b a
x n ? 2.88lg 2 ? lg R200 2 ? lg R90
无烟煤 1.2~1.7m/s
磨煤和通风电耗之和最小
Qv,opt
烟煤 1.5~2.0m/s
vv,opt
褐煤 2.0~3.5m/s 32
第三节 磨煤机
（6）磨煤出力
磨煤出力Bm：单位时间磨制到一定细度的煤粉量 干燥出力Bd：
单位时间内由收到基水分干燥到煤粉水分的煤粉量
高水分和软的煤，Bm>Bd 干和硬的煤， Bm<Bd
5.细粉分离器
原理
风 机 工作介质
风粉或风
重
惯
离
力
性
心
粗细分离
离 心
风粉分离
48
第四节 制粉系统的辅助设备
6.锁气器
2 翻板或活门
固体间断通过＋气体不返窜
49
第四节 制粉系统的辅助设备
7.给粉机
煤粉仓
一次风管
重力分力 Gb g cos?
nopt ?
ncr
cos ?
32 nopt ? 0.76ncr ? D
工作转速n：（0.74~0.8）ncr
α＝54?45?
30
第三节 磨煤机
?护甲 决定钢球和护甲间的摩擦系数
?钢球充满系数
Karm＝1（波浪形和阶梯形） Karm＝1.1（齿形）
定义：钢球堆积容积占筒体容积的份额
Kgr>1.5（HGI>80），易磨 Kgr<1.2（HGI<60），难磨
● 运行：估计磨煤机出力
● 设计：选择磨煤机
（6）影响可磨性因素
● 煤中的灰分，Aad ↑
难磨
● 灰分的成分，FeS2 ↑
难磨
● 煤中的水分，Mar ↑
难磨 10
第一节 煤的磨制方式和煤的可磨性系数 3.煤的磨损特性
●含义：磨制过程中对部件磨损的轻重程度
●表征：研磨式磨损指数AI 冲刷式磨损指数Ke
DL465－1992 煤的冲刷磨损指数试验方法
11
第二节 煤粉的性质
1. 煤粉的物理性质
●颗粒尺寸 (mm~μm)
煤种 (20~50μm)
●堆积密度 (700kg/m3) ●堆积角 (20~30°)
颗粒尺寸 颗粒尺寸、水分
●流动性
12
第二节 煤粉的性质
4.煤粉的颗粒组成特性
（5）经济细度的含义
煤粉细
q4↓
Vdaf Kgr 燃烧设备
电耗↑
Rxopt Q4+磨煤电耗最小
制粉设备 20
第二节 煤粉的性质
4.煤粉的颗粒组成特性
（6）经济细度的确定
Ropt 90
?
a?
0.5nVdaf
n：煤粉均匀性指数 a：取决于煤种
无烟煤0；贫煤2；烟煤4
Ropt 90
?
R90
(ln
100 Rs
)1/
p
90
8
第一节 煤的磨制方式和煤的可磨性系数
（4）可磨性系数的测定
?BTИ法（全苏热工研究所）
?HGI法（欧美哈氏法）
煤样500g
煤样50g
粒度1.25～3.2mm 瓷制磨煤机转速41.4rpm （长210mm，直径270mm） 钢球2.36～3.33mm 磨制15min
筛余量
Rx ?
a ? 100 a? b
b
通过量
Dx
?
a?
? 100 b
a:筛孔上剩余煤粉质量 b:通过筛孔的煤粉质量 x: 筛孔边长
Rx↑或Dx↓
粗
14
第二节 煤粉的性质
3. 煤粉的细度
（2）常用表达方式
R90（70号筛，每厘米长的孔数） R200（30号筛）
（3）其它表达方式
泰勒筛
1英寸（25.4mm）长度上的孔数 目
1.磨煤机的分类
低速磨 n=15~25 rpm
按
转
中速磨 n=50~300 rpm
速
钢球磨 球，辊
高速磨 n=750~1500 rpm 风扇，锤击
23
第三节 磨煤机 2. 钢球磨煤机
（1）型号
低速、筒形磨煤机 DTM-xxx/xxx
低速、锥形磨煤机 DZM-xxx/xxx
筒径/长度 筒径/长度
24
煤块
均布负荷
研磨
? 磨煤部件
煤块
互相垂直向加力
切劈
? 磨煤部件
煤块
集中负荷
4
第一节 煤的磨制方式和煤的可磨性系数
2. 煤的可磨性系数
自然法则
能量最小
自然状态
表面积 ……
磨制
煤
煤粉
表面积
能量
改变
5
第一节 煤的磨制方式和煤的可磨性系数
2. 煤的可磨性系数
（1）磨煤能耗
S2 ?? S1
E ? A?S2 ? S1 ?
E ? AS2
ρ：煤密度 p：与磨煤机有关 R90：边长90μm筛余百分比
试验
S2
?
450
?
1 p
(ln 100 )1/ p R90
S1：磨制前煤的表面积 S2：磨制后煤的表面积
A：增加单位自由表面积所需能量
E ? AS ? A 450 1 (ln 100 )1/ p ? C(ln 100 )1/ p
4. 高速磨煤机
类型
风扇 锤击
42
第三节 磨煤机 4. 高速磨煤机
● 优点
体 结干 负
积 构燥 荷
小 简能 响
重 单力 应
量
强快
轻
● 缺点
磨 可煤 损 磨粉 严 性粗 重要
求
43
第三节 磨煤机
5. 磨煤机的选择
无烟煤 贫煤
?依据燃料性质
Kgr<1.2
球磨机
Aar>30％的劣质煤
Kgr>1.2
中 速
65
220
425
33
4
4599
16
991
80
198
500
25
5
3962
20
833
100
165
625
20
6
3327
24
701
110
150
800
15
7
2794
27
589
180
83
1250
10
8
2362
32
495
200
74
2500
5
9
1981
35
417
250
61
6250
2
10
1651
40
350
270
53
12500
1平方厘米中的孔数
德国筛
15
第二节 煤粉的性质
3. 煤粉的细度
常用的筛网目数与粒径对照表
目数 （mesh ）
2.5
微米 （μm ）
7925
目数 （mesh ）
12
微米 （μm ）
1397
目数 （mesh ）
60
微米 （μm ）
246
目数 （mesh ）
325
微米 （μm ）
47
3
5880
14
1165
两组相对运动 碾磨部件
37
第三节 磨煤机
（2）系统组成
落煤
出粉
通风
分离
38
第三节 磨煤机
（3）影响因素
工作转速
nopt=
C D
通风量→风煤比
风环气速 （碗磨40~50m/s，球磨70~90m/s） 碾磨压力
燃料性质（Aar<40％，HGI≥50，Ke<3.5）
39
第三节 磨煤机
（4）出力计算
平盘磨出力
粒度0.59～1.16mm 中速磨煤机转速 磨制3min 测定D75
测定R90（细度R90s＝70％） p＝1.5
D75：通过边长75μm筛的百分比
K gr
?
2(ln 100 )2/3 R90
相互换算
HGI ? 13 ? 6.93D75
9
第一节 煤的磨制方式和煤的可磨性系数
（5）可磨性系数的意义
● 判定煤的可磨性
回 回粉 粉
通通 风风
再再 循循 环环
出 出粉 粉
28
第三节 磨煤机
（5）影响因素 ?工作转速
工作
29
第三节 磨煤机
α
?工作转速
临界转速ncr：钢球贴在壁面随筒体一起旋转的最低转速
离心力
v2 P ? Gb R
v ? 2? nR
60
两者相等
重力
Gb g
42.3 ncr ? D
最佳转速nopt：钢球达到最大提升高度时的转速
调节手段：磨煤机的干燥剂流量和温度
Bm
?
0.11D2.4 Ln ? 0.8
0.6
K
w gr
K
v
K
arm
Kab
S
2
ln 100
R90
t/h
33
第三节 磨煤机
（7）磨煤电耗
Pm
?
1
? m? mo
(0.122 D3Ln? b?
0.9 K arm K f
? 1.86DLnS )
kW
磨煤电耗几乎与磨煤出力无关 单位磨煤电耗随磨煤出力下降而上升
风粉
空心轴
一次风
原煤
36
第三节 磨煤机
3. 中速磨煤机
（1）类型
Rotary Plate High Performance
辊－盘式（平盘磨）
辊－碗式（碗式磨）
（RP、HP型）
球－环式（中速球磨）
（E型）
辊－环式（轮式磨）
（MPS磨）
M: Muller （Mill ） P: Pendel （Parter ）摆动 S: Schuessel （Ship ）盘子
? p R90
R90
6
第一节 煤的磨制方式和煤的可磨性系数
（2）可磨性系数的定义
标准燃料与试验燃料
难磨的无烟煤（≠标准煤） 粒度1.25~3.2mm 标准球磨机15min R90=70%
标准燃料与试验燃料
相同质量 相同粒度 相同细度
困难
相同质量 相同粒度 相同能耗
不同能耗之比 Es/E＝Kgr
Es磨制标准燃料耗能
第三节 磨煤机
（2）结构
钢球：25～60mm 护甲：波浪形，阶梯型 石棉：绝热 筒身 毛毡：隔音 外壳
25
第三节 磨煤机
（2）结构
26
第三节 磨煤机
（3）工作原理
磨煤方式
钢球撞击 钢球间挤压和研磨 钢球与护甲碾压
干燥方式
磨煤前 磨制煤粉中 输送煤粉
27
第三节 磨煤机
（4）系统组成
落 落煤 煤
第四章 煤粉制备
1
锅炉的燃烧方式
层燃锅炉 原煤 D↑
室燃锅炉
煤？粉
流化床锅百度文库 原煤
W↑ + L↑
通风 强度 均匀性 限制
ηb↑
调节特性↑
可靠性？
电耗↑ 磨损↑
2
煤闸门
3
第一节 煤的磨制方式和煤的可磨性系数
1. 煤的磨制方式
撞击
? 磨煤部件
煤块
撞击
? 运动的煤块
运动的煤块
相互作用
挤压
? 磨煤部件
Bm
?
CDK
ab
K
w gr
100
t/h
ln
R90
Pm ? 0.6aD3
kW
C：烟煤7.5 贫煤6.5
a=115D~15D
40
第三节 磨煤机
（5）特点 ● 优点
体 煤噪 磨 变
积 粉音 损 负
小 均低 轻 荷
重匀
经
量性
济
轻好
性
好
耗电↓ 投资
● 缺点
Mar 可
维
受磨 护
限性 成
要本
求
41
第三节 磨煤机
细度差异
7
第一节 煤的磨制方式和煤的可磨性系数
（3）可磨性系数的表征
磨制标准燃料消耗的能量 用Es磨制试验燃料
Es
?
Cs
(ln
100 Rs
)1/
p
90
Es
?
C(ln 100)1/ p R
90
假定试验燃料磨制后细度为R90s
E
?
C (ln
100 Rs
)1/
p
90
(ln 100)1/ p
K gr
?
Es E
Aar<30％，Mar<12％的烟煤
磨
Kgr>1.3 多水分褐煤
风扇磨
44
第四节 制粉系统的辅助设备
1.碎煤机
锤击式
辊式
45
第四节 制粉系统的辅助设备 2.给煤机
皮带式
刮板式
46
第四节 制粉系统的辅助设备 2.给煤机
振动式
圆盘式 47
第四节 制粉系统的辅助设备
3.排粉机
原理
4.粗粉分离器
原理
116
第二节 煤粉的性质
4.煤粉的颗粒组成特性
（1）煤粉颗粒组成特性（全筛分特性）
粒子直径与煤粉细度的关系Rx＝f（x）
（2）破碎公式（Rosin－Rammler）
粒子直径与煤粉细度的关系Rx＝f（x）
Rx ? 100e? bxn %
直观反映煤粉粗细 无法反映煤粉的均匀
n：煤粉均匀性指数 n ? f (R90 , R200 )
?
4?
0.8nVdaf
21
第二节 煤粉的性质
5. 煤粉水分 （磨煤机出口煤粉水分，Mpc）
Mpc↑↑
煤粉仓 给粉机 输粉管
易堵
Mpc ↓↓
烟煤 褐煤
易自燃 爆炸
Mpc＝（0.5～1.0）Mad
无烟煤 Mpc≤Mad 烟煤 0.5Mad< Mpc≤Mad
褐煤 Mad < Mpc ≤Mad＋８
22
第三节 磨煤机