煤粉制备系统及设备PPT演示课件

1,煤粉的性质磨煤设备及其特性煤粉制备系统煤粉制备系统的主要辅助设备,第四章煤粉制备系统及设备,2,前言,1.煤粉空气混合物输送方便2.煤的比表面积增大，有利于着火和燃尽3.相同的炉膛容积可以提供更大的负荷煤粉制备的目的连续得到满足细度和水分要求的煤粉煤粉制备的手段热空气干燥原煤，磨煤机磨制煤粉，一次风携带出煤粉,3,4.1煤粉的性质,粒径小，多数为2050m；表面积大：3001600m2/kg；堆积密度小：刚磨制0.40.5t/m3，自然压紧0.7t/m3。流动性良好，可采用气力在管道方便输送，易泄漏；易自燃和爆炸。制粉系统需采用一定的防爆措施，如设置防爆门等。,一、煤粉的一般性质,4,一、煤粉的一般性质,爆炸影响因素：挥发分含量Vdaf20%时，爆炸的可能性就很大。,煤粉细度当烟煤煤粉的颗粒直径大于0.1mm时，几乎不会爆炸。所以，挥发分高的煤不应磨得太细。,煤粉浓度煤粉浓度为1.22.0千克/立方米时最容易爆炸，运行时正是这样的浓度！,5,一、煤粉的一般性质,煤粉的水分煤粉越干燥越容易爆炸。煤粉水分与磨煤机出口气粉混合物的温度有关。,气粉混合物的流速流速过低，气粉流动不畅，产生沉积而引起自燃；流速过高，会引起静电火花而导致煤粉爆炸。流速一般控制在1630m/s的范围内。,气体的含氧量输送煤粉的气体含氧量越大，爆炸的可能性就越大。气体含氧量小于15%时，就不会爆炸。,总结防止煤粉爆炸的措施？,6,一、煤粉的一般性质,水分太高，流动性差，输送困难，易引起煤粉搭桥，影响着火和燃烧。水分太低，易引起自燃和爆炸，干燥耗能增加。磨制后的煤粉最终水分：烟煤为Mad、无烟煤为0.5Mad、褐煤为Mad8。,煤粉水分,7,二、煤粉细度,测量采用具有标准筛孔尺寸的筛子测量。定义把一定量的煤粉在筛孔尺寸为x(m)的标准筛上进行筛分，通过筛子的质量（边筛量）为b，留在筛子上的质量（筛余量）为a，则筛余量占总量的质量百分数称为煤粉细度。,电厂常用方法：同时给出R90、R200表示煤粉的细度和均匀度。,8,三、煤粉的颗粒组成特性,煤粉颗粒组成特性：也称煤粉的粒度分布特性，指用全筛分得到的曲线Rxf(x)。破碎公式（Rosin-Rammler公式）,Rx孔径为x的筛子上的全筛余量百分数，；b细度系数，b越大煤粉越细；n均匀性系数：0.81.0；n越大，越均匀，即过粗过细的颗粒都较少,9,三、煤粉的颗粒组成特性,工程上，可由R90、R200求出n、b的大小,10,四、煤粉经济细度,图煤粉经济细度的确定原理q4机械不完全燃烧引起的耗费；qm磨煤运行费用；q4qm总费,煤粉经济细度：把机械不完全燃烧热损失q4和磨煤运行费用qm之和为最小值时所对应的煤粉细度。,11,四、煤粉经济细度,影响因素：煤粉的干燥无灰基挥发分VdafVdaf高，允许煤粉磨的粗些，R90可以大些磨煤机和粗细分离器的性能性能好，n较大，煤粉比较均匀，煤粉可以粗些，也可以燃尽。,经验公式,12,4.2磨煤设备及其特性,磨煤机是制粉系统的主要设备，主要依靠撞击、挤压和研磨等原理磨制煤粉。,磨煤机分类（根据磨煤机转速）：低速磨煤机：1620r/min筒式钢球磨煤机中速磨煤机：50300r/min平盘磨煤机、中速环球式磨煤机（E型磨）、碗式磨煤机、MPS磨煤机高速磨煤机：5001500r/min风扇磨煤机、竖井磨煤机,13,一、筒式钢球磨煤机,（一）单进单出钢球磨煤机结构：长310m、直径24m大圆筒，2560mm钢球，锰钢护甲。原理：三个作用力：撞击、挤压、研磨干燥输送：风速粉量,14,（一）单进单出钢球磨煤机,影响钢球磨煤机工作的主要因素,临界转速nc和工作转速n,n过小,n过大,15,（一）单进单出钢球磨煤机,临界转速nlj：在离心力作用下，钢球贴在筒壁上随筒体一起旋转不再脱离，此时球的撞击作用完全消失，发生这种情况的最低转速。,钢球所受的离心力等于钢球的重力：,16,影响钢球磨煤机工作的主要因素,磨煤作用最大时的转速称为最佳工作转速nzj。nzj（0.74-0.8）nlj,17,影响钢球磨煤机工作的主要因素,钢球充满系数钢球容积占筒体容积的百分比,当筒体通风量和煤粉密度不变时，在1035范围内，磨煤机出力和消耗功率和钢球装载量的关系：,磨煤机出力:,磨煤消耗功率:,18,影响钢球磨煤机工作的主要因素,最佳钢球充满系数zj：磨煤出力能满足要求时，磨煤电耗最小时的钢球充满系数。对装有波浪型护甲的球磨机，在1030范围内，有,19,影响钢球磨煤机工作的主要因素,钢球直径太小，撞击力差，撞击次数和作用面积增大，磨煤出力提高，但钢球的磨损加剧；太大，研磨作用小。一般不同直径按比例搭配：40、50、60mm,护甲护甲越新，磨煤出力显著增加，电耗下降护甲磨损后，对钢球的提升能力下降，磨煤出力下降。护甲形状：波浪状和阶梯状。,20,影响钢球磨煤机工作的主要因素,通风量VtfVtf过小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；,最佳磨煤通风量Vtfzj：保证一定煤粉出力和细度的条件下，达到磨煤电耗与通风电耗之和最小的通风量。,21,影响钢球磨煤机工作的主要因素,筒内载煤量太小，磨损和噪音增加，磨煤电耗增加；太多，不利于研磨，甚至堵塞。最佳载煤量：对应最大磨煤出力的载煤量。,22,磨煤出力和消耗的电功率计算,磨煤出力：磨煤机出力包括磨煤出力和干燥出力。,磨煤出力Bm：磨煤机在消耗一定能量的条件下，单位时间内能够磨制符合煤粉细度要求的煤粉量。,干燥出力Bg：磨煤系统在单位时间内能将多少煤从原有水分干燥到所要求的煤粉水分。,23,磨煤出力和消耗的电功率计算,磨煤机出力（具有一定细度和干燥程度的煤粉流量，BmBg）可以通过调节进入磨煤机的干燥剂的流量和温度实现。,24,单进单出钢球磨煤机的主要特点,煤种适应性好，可磨硬度大、磨损性强的煤；对煤中的铁块、木屑和硬石块不敏感；可在运行中补充钢球，延长检修周期；结构简单，可靠性高，易维修。设备庞大，投资高，占地大，运行电耗高，金属磨损大，噪音大。一般在其他磨不能应用的场合才选用。,25,（二）双进双出钢球磨煤机,26,双进双出钢球磨煤机的优点,可靠性高、灵活性显著、可用率高、事故率低。包括给煤机在内的此种球磨机制粉的年事故率仅为1，而且磨煤机本身几乎不出事故。维护简便，维护费用低。只需定期更换大齿轮油脂和补充钢球。出力稳定，能长期保持恒定的容量和要求的煤粉细度；能有效地磨制坚硬、腐蚀性强的煤；,27,双进双出钢球磨煤机的优点,储粉能力强。它的筒体象一个大的储煤罐，有较大的煤粉储备能力，大约相当于磨煤机运行1015min的出粉量。在较宽的负荷范围内有快速的反映能力。此种球磨机直吹式制粉系统对锅炉负荷的响应时间几乎与燃油和燃气炉一样快，其负荷变化率每分钟可以超过20。低负荷时，可磨制更细的煤粉。磨煤出力的调节一次风量，而不是给煤机风速风量煤量，风煤比不变,28,29,30,31,32,二、中速磨煤机,中速磨煤机：平盘磨煤机（辊-盘式）碗式磨或RP磨煤机(辊-碗式)MPS磨煤机(辊-环式)中速球式磨煤机或E型磨煤机（球-环式)。,33,中速磨煤机的结构特点及其工作原理,结构高度方向从下而上四部分：驱动装置、碾磨部件、干燥空间、煤粉分离分配装置。,34,中速磨煤机的结构特点及其工作原理,压紧装置：弹簧液压缸自重；煤粉风环室热风带走石块风环室落入杂物箱干燥：磨盘上方空间,35,中速磨煤机的结构特点及其工作原理,一级分离：热空气由风环进入后，携带煤粉上升，较重的落入重磨；二级分离：分离器顶部的折向门装置：碰撞转弯离心力三级分离：折向门叶片使气流在内锥体产生旋转离心力折向叶片角度旋转强度最终细度,36,中速磨煤机的结构特点及其工作原理,几种中速磨的比较RP型磨（碗式磨）：电耗低、检修方便、结构紧凑、出力调节范围大；适合Ke1.0的煤MPS磨：电耗介于RP型与E型磨之间；适合Ke2.0的煤E型磨（中速球式磨煤机）：部件寿命较长，电耗大；适合Ke3.5的煤。所以：Ke1.2时，优先选RP型磨；1.2Ke2.0时，选MPS型磨。,37,影响中速磨煤机工作的因素,转速转速太高离心力大气力输送电耗增加；转速太低煤粉过细电耗及金属磨耗增加。保证以尽可能小的能量消耗得到最佳磨煤效果的同时，使磨煤机的碾磨部件有适当长的使用寿命。,38,影响中速磨煤机工作的因素,最佳转速nzj：平盘磨煤机碗式磨煤机E型磨煤机,39,影响中速磨煤机工作的因素,通风量通风量大磨煤出力提高煤粉变粗；风煤比：E型磨煤机1.82.2kg(风)/kg（煤）RP磨煤机1.5kg(风)/kg（煤）。,40,影响中速磨煤机工作的因素,风环气流速度能保证在一定煤粉细度下的磨煤出力，并尽量减少随难以磨碎的石子煤一同排出的煤的数量。通风量确定后，可通过调整风环间隙控制风环气流速度。,41,影响中速磨煤机工作的因素,碾磨压力指碾磨部件磨锟或钢球对与之接触的煤及煤粉单位接触面积上的平均作用力。来源：弹簧、液压缸或其他压紧装置的压力；磨锟或钢球及上磨环的自重力。碾磨压力大碾磨部件磨损大；碾磨压力小磨煤出力小、煤粉粗。,42,影响中速磨煤机工作的因素,燃料性质水分大，易压成煤饼；水分小，易发生滑动。当煤的质硬、磨损指数高，将加速碾磨部件的磨损，增加电耗和检修工作量。一般以Aar70)，Ke3.5的烟煤、褐煤为宜。,46,制粉系统分类：直吹式系统：原煤磨煤机炉膛燃烧现磨现吹现烧，要求磨煤机负荷随锅炉负荷变化,4.3煤粉制备系统,煤粉制备系统：将原煤磨制成粉，然后送入锅炉炉膛进行悬浮燃烧所需设备和相关连接管道的组合。,47,制粉系统与磨煤机,直吹式制粉系统中速、高速、双进双出钢球磨中间储仓式制粉系统低速钢球磨,2.中间储仓式制粉系统：,48,一、直吹式制粉系统,煤粉现磨现吹现烧，磨煤机制粉量总和等于锅炉耗煤量，即制粉量随锅炉负荷的变化而变化。锅炉的正常运行完全依赖制粉系统的可靠性程度。,49,中速磨煤机直吹式制粉系统,根据排粉风机的位置不同：1.负压直吹式制粉系统：排粉风机在磨煤机的后面，磨煤机负压运行，全部煤粉通过排粉风机磨损严重，但煤粉不易泄漏；2.正压直吹式制粉系统：排粉机在磨煤机的前面，磨煤机正压运行，需要用密封风，防止煤粉外泻。,50,中速磨煤机直吹式制粉系统,负压直吹式制粉系统：,1.原煤仓；2.煤秤；3.给煤机；4.磨煤机；5.粗粉分离器；6.煤粉分配器；7.一次风管；8.燃烧器；9.锅炉；10.送风机；11.空气预热器；12.热风道；13.冷风道；14.排粉风机；15.二次风箱；16.调温冷风门；17.密封冷风门；,特点：全部煤粉通过排粉风机，排粉风机磨损严重，降低了风机效率，增加运行电耗，系统可靠性差；系统漏风较大，降低锅炉效率；煤粉不易泄漏，对环境污染小。,51,中速磨煤机直吹式制粉系统,正压热一次风直吹式制粉系统,1.原煤仓；2.煤秤；3.给煤机；4.磨煤机；5.粗粉分离器；6.煤粉分配器；7.一次风管；8.燃烧器；9.锅炉；10.送风机；11.空气预热器；12.热风道；13.冷风道；14.排粉风机；15.二次风箱；16.调温冷风门；17.密封冷风门；18.密封风机,特点：排粉风机在磨煤机前，仅有热空气通过，排粉风机没有磨损现象；正压系统，无冷空气漏入，锅炉效率提高；需要设密封风，防止煤粉外泻；热风容积大，一次风机电耗高，且可能发生高温侵蚀、磨损等问题。,52,中速磨煤机直吹式制粉系统,正压冷一次风直吹式制粉系统特点：采用三分仓空气预热器，减少了漏风；通过冷风门和热风门的调节，控制磨煤机出口风粉混合物的温度；,1.原煤仓；2.煤秤；3.给煤机；4.磨煤机；5.粗粉分离器；6.煤粉分配器；7.一次风管；8.燃烧器；9.锅炉；10I.一次风机；10II.二次风机；11.空气预热器；12.热风道；13.冷风道；14.排粉风机；15.二次风箱；16.调温冷风门；17.密封冷风门；18.密封风机,特点：输送冷空气，风机容量低，成本低，结构可简化，可采用高效风机；高压头冷一次风可充当密封风，节省投资；一次风温可以较高，适应磨制高水分煤；独立的一次风系统，锅炉负荷变化对一次风影响小；一次风量改变对烟气热量回收的影响不大。,53,中速磨煤机直吹式制粉系统,中速磨煤机直吹式制粉系统的缺点:所需备用容量大；一次风管煤粉流量均匀性差，没有调节煤粉流量方法；响应锅炉负荷变化的性能差；煤种适应能力差；低负荷时运行风煤比增大，影响煤粉着火燃烧。,54,风扇磨煤机直吹式制粉系统,磨制烟煤和水分不高的褐煤热风作为干燥剂磨制高水分的褐煤热风掺炉烟作为干燥剂,优点：提高了制粉系统的干燥能力，降低了干燥剂的含氧浓度和炉膛燃烧区域的温度水平，减少NOX的生成，燃用灰熔点较低的褐煤时可防止炉内结渣。,55,双进双出球磨机正压直吹式制粉系统,配置：冷一次风机；三分仓式空预器；密封风。通过磨煤机的一次风量调整出力。旁路风的主要作用：保持输粉管道和煤粉分离器内的最佳风速。,56,双进双出球磨机正压直吹式制粉系统,优点：（与中速磨煤机直吹式制粉系统比较）煤种适应性广，适合磨制高灰分、强磨损性的煤种，以及挥发分低、要求煤粉细的无烟煤；备用容量小；系统以调节磨煤机通风量方法控制给粉量，响应锅炉负荷变化性能好；负荷调节范围大；钢球磨煤机的煤粉细度稳定，不受负荷变化影响；具有较低的风煤比，有利于低挥发分煤燃烧。,57,二、中间储仓式制粉系统,由磨煤机出来的煤粉空气混合物，分别流经粗粉分离器后，不直接送入炉膛，而是用细粉分离器将煤粉从气粉混合物中分离出来，储存于煤粉仓中，给粉量由给粉机根据锅炉负荷来调节。筒式钢球磨煤机，负压系统。,由细粉分离器上部出来的干燥剂（也称磨煤乏气）还含有约10的极细煤粉，通常要经排粉风机送入炉内燃烧，以节省燃料并避免其污染环境,58,二、中间储仓式制粉系统,根据乏气送入炉内的方式分为：干燥剂送粉（乏气送粉）：用干燥煤粉后的湿空气携带煤粉送入炉膛燃烧。热风送粉：用热空气携带煤粉，送入炉膛燃烧，乏气单独作为三次风送入炉膛，而用热空气作为一次风把煤粉送入炉内燃烧。,59,干燥剂送粉（乏气送粉）,1.原煤仓；2.煤闸门；3.自动磅秤；4.给煤机；5.落煤管；6.下行干燥管；7.球磨机；8.粗粉分离器；9.排粉风机；10.一次风箱；11.锅炉；12.燃烧器；13.二次风箱；14.空气预热器；15.送风机；16.防爆门；17.旋风分离器；18.锁气器；19.换向阀；20.螺旋输煤机；21.煤粉仓；22.给粉机；23.混合器；24.三次风箱；25.三次风喷嘴；26.冷风门；27.大气门；28.一次风机；29.吸潮管；30.流量计；31.再循环管,适用于小容量机组,一次风：乏气煤粉热空气乏气排粉机一次风箱混合器（乏气与煤粉）一次风喷口,二次风：热空气,乏气再循环管：协调煤粉输送、干燥和燃烧三者的风量，以适应煤粉水分和燃烧所需煤粉量等的变化。,乏气送粉适合于输送挥发分高、水分低、易着火的烟煤。,60,热风送粉系统,1.原煤仓；4.给煤机；7.球磨机；8.粗粉分离器；9.排粉风机；10.一次风箱；12.燃烧器；13.二次风箱；14.空气预热器；15.送风机；17.旋风分离器；21.煤粉仓；22.给粉机；23.混合器；24.三次风箱；25.三次风喷嘴；28.一次风机；,一次风：热空气煤粉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,二次风：热空气,三次风：乏气，从炉膛顶部送入炉膛，可控制NOx排放。乏气排粉机乏气风箱三次风喷口,适合于挥发分低的煤种，热风温度高有利于煤粉的着火。,61,三、两种制粉系统的比较,直吹式系统：系统简单，设备少，布置紧凑，投资省，运行电耗低；直吹式系统运行可靠性低，需设置备用磨煤机；系统时滞较大，容