电站锅炉-第3章-煤粉制备及其系统-20140507

,第三章煤粉制备及其系统,授课老师：方庆艳副教授办公室：煤燃烧国家重点实验室206电话-mail:qyfang,煤粉的特性及品质磨煤机和制粉系统的选择钢球磨及制粉系统中速磨煤机及制粉系统风扇磨及制粉系统制粉系统的其它部件,第三章煤粉制备及其系统,锅炉主要系统,电站锅炉系统,制粉和燃烧系统,制粉和燃烧系统,1煤斗；2给煤机；3磨煤机；4空气预热器；5排粉风机；6燃烧器；7炉膛；16送风机；,煤仓,锅炉系统示意图,磨煤机,给煤机,制粉系统的任务,煤粉制备系统的基本任务,现代电站锅炉,采用煤粉燃烧；煤磨成煤粉后，燃烧反应表面积大大增大，使燃烧反应加快，具有较高的燃烧效率。,将原煤磨制成合格的煤粉（包括颗粒尺寸和煤粉水分）与煤粉燃烧器相配合，实现干燥风量，磨煤风量与一次风量之间的匹配和协调。煤粉的特性及制粉系统与设备的选择直接关系到锅炉运行的安全性和经济性。,煤粉的特性及品质,形状很不规则，尺寸小于500m的煤粒和灰粒组成。大部分为2060m。由于煤粉颗粒小，比表面积大，能吸附大量空气，所以煤粉的堆积角很小，有很好的流动性，可采用气力方便地在管内输送。自燃：极易缓慢氧化，使煤粉温度升高，当达到着火温度时，便引起自燃。爆炸：煤粉和空气的混合物在适当的浓度和温度下会发生爆炸；爆炸条件由煤的挥发分含量、煤粉细度、煤粉浓度和温度等决定；无烟煤煤粉，或者煤粉的颗粒尺寸大于200m时几乎不会爆炸；烟煤浓度0.253kg/kg空气，温度70130，有火源，会爆炸。,一般特性,煤场自燃,煤粉的特性及品质,表3-1常用筛子规格及煤粉细度表示方法,煤粉的细度Rx:用来表示煤粉的粗细程度。用标准筛子筛分一定量的煤粉试样，筛子上煤粉的剩余量占煤样总重量的质量百分比，用Rx表示,X-筛孔孔径，mRx-越小，则煤粉越细,煤粉的特性及品质,煤粉经济细度：使得锅炉不完全燃烧损失、磨煤电耗及金属磨损的总和为最小时的煤粉细度。,影响因素：煤和煤粉的煤质特性、燃烧方式等。如挥发分较高，煤粉可粗些；燃烧热强度大，煤粉可粗些。,煤粉越细,不完全燃烧损失越小,磨煤电耗、金属磨损越大,煤粉越粗,不完全燃烧损失越大,磨煤电耗、金属磨损越小,平衡点,煤粉经济细度,煤粉的特性及品质,n均匀性系数，磨煤机和分离器的型式以及运行工况。,实际运行的经济细度：对于不同的燃烧设备和不同的煤种，应通过燃烧调整试验来确定。,经济细度推荐公式：,当R90一定时，n值越大，则R200越小，煤粉中过粗的煤粉较少；当R200一定时，n值越大，则R90越大，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取决于磨煤机和粗粉分离器的型式，一般取n=0.81.2。,煤粉的特性及品质,颗粒组成特性：煤粉是一种宽筛分组成，理论上可以包含有最大粒径以下任意大小的煤粉。煤粉颗粒组成特性曲线是用全筛分得到的曲线Rx=f(x)，也称粒度分布特性。,n-均匀性指数:表征煤粉颗粒的均匀程度,b-细度系数：煤粉的粗细,破碎公式（Rosin-Rammler公式）,n值一定,煤粉越粗，R90越大，b越小；反之，煤粉越细，R90越小，b越大。,煤粉的特性及品质,煤粉粒径分析,传统方法：筛分法,煤粉的特性及品质,两种煤粉颗粒粒径分布,激光粒度分析仪,煤粉的特性及品质,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，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与磨煤机出口的煤粉细度及煤粉温度有关煤粉最终水分:可靠的数值应该通过试验或参照同类机组运行数据确定。烟煤约等于Mad，无烟煤约等于0.5Mad，褐煤约等于从Mad+8。,煤粉水分,可磨性系数:表示磨煤机将煤磨成一定细度煤粉的难易程度,煤粉的特性及品质,BT可磨性系数Kkm(全苏热工研究所):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.认为Kkm1.2的煤为难磨的煤，Kkm1.5的煤为易磨的煤。,哈氏可磨性指数HGI(欧美):国标采用哈德格罗夫法（Hardgrove法），使用哈氏可磨性试验仪测定；我国的动力煤一般在25129；HGI86为易磨煤,哈氏可磨指数和BT可磨性系数换算公式：,煤的磨损指数：表示该煤种对磨煤机的研磨部件磨损轻重的程度，磨煤机的选型依据,磨损指数的大小：与硬质颗粒含量和硬质颗粒的种类有关，如石英、黄铁矿、菱铁矿等,煤粉的特性及品质,磨损指数测定（国际）：旋转磨损试验仪,磨损指数测定（我国行业标准）：冲刷式磨损试验仪,磨损性等级：KeBm,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,钢球磨及其制粉系统,钢球磨特性,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,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,Em随出力Bm的降低而增高，在低负荷下运行不经济,双进双出钢球磨的特点,扩大了钢球磨的负荷调节范围,响应锅炉负荷变化的时间较快，有利于低挥发分煤的稳燃出力靠调整一次风量控制。加大一次风阀门的开度，风量及带出的煤粉流量同时增加，因此，在任何负荷下，煤粉浓度变化不大,设有微动装置磨煤机在停机或维修操作时以额定转速的1100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,钢球磨及其制粉系统,钢球磨及其制粉系统,钢球磨中储式热风送粉系统,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；24-乏气风箱；25-三次风喷口；28-一次风机；31-再循环管,适用无烟煤、贫煤及劣质煤,热风送粉,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,细粉分离器,排粉机,乏气风箱,三次风喷口,一次风携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要,二次风待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继续燃烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作用,三次风对中间储仓式热风送粉系统，为充分利用细粉分离器排出的含有10%15%细粉的乏气，由单独的喷口送入炉膛燃烧，这股乏气称为三次风,钢球磨及其制粉系统,钢球磨中储式热风送粉系统,钢球磨及其制粉系统,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,乏气送粉,适用于烟煤等挥发分含量高的煤种,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,钢球磨及其制粉系统,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,乏气送粉,钢球磨中储式系统再循环管,钢球磨及其制粉系统,钢球磨中储式系统再循环管,钢球磨及制粉系统,双进双出钢球磨煤机正压直吹式制粉系统,冷一次风机的BBD2型双进双出钢球磨煤机正压直吹式制粉系统1给煤机；2混料箱；3双进双出钢球磨煤机；4粗粉分离器；5风量测量装置；6一次风机；7二次风机；8空气预热器；9密封风机,中速磨煤机及制粉系统,中速磨及其制粉系统,RP型碗式中速磨煤机,RP型中速磨MPS型中速磨E型中速磨,中速磨煤机及制粉系统,中速磨,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。,RP型碗式中速磨煤机,中速磨煤机及制粉系统,中速磨,环式磨(辊-环式MPS),1-弹簧压紧环；2-弹簧；3-压环；4-滚子；5-压块；6-辊子；7-磨环；8-磨盘；9-喷嘴环；10-拉紧钢丝,中速磨煤机及制粉系统,中速磨,环式磨(球-环式E),中速磨型号选择,中速磨特性,中速磨煤机及制粉系统,按磨煤机所处的压力条件，中速磨煤机直吹式制粉系统分负压直吹式、正压热一次风机直吹式和正压冷一次风机直吹式三种型式,制粉电耗磨煤机研磨的煤粉细度磨煤机碾磨件的寿命,中速磨直吹式制粉系统型式：,布置紧凑，初投资小，单位电耗小，适应变负荷运行；但结构复杂，不易磨水分太大和太硬的燃料,负压系统：排粉风机装在磨煤机出口，整个系统在负压下运行特性：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,1-煤斗；3-给煤机；4-磨煤机；5-煤粉分离器；6-一次风箱；7-排粉机；8-燃烧器；10-送风机；11-高温一次风机（排粉机）；12-空气预热器；13-热风风道；14-冷风风道；15-排粉机；16-二次风箱；19-密封风机,中速磨直吹式负压系统,中速磨煤机及制粉系统,中速磨直吹式正压热一次风系统,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；特性：无漏风，叶片磨损小，煤粉易外泄，系统需设专门的密封风机,1-煤斗；3-给煤机；4-磨煤机；5-煤粉分离器；6-一次风箱；15-排粉机；8-燃烧器；10-送风机；11-高温一次风机（排粉机）；12-空气预热器；13-热风风道；14-冷风风道；15-排粉机；16-二次风箱；19-密封风机,中速磨煤机及制粉系统,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，输送的是热空气特性：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,中速磨直吹式正压冷一次风系统,冷一次风系统：配置三分仓回转式空预器。一、二次风各自由单独风机输送，风机处于空预器之前，输送的是干净的冷空气特性：空气温度低，比容小，风机体积小，电耗低，效率高；高压头冷一次风机可兼作密封风机，简化系统；热风温度不受一次风机的限制，可满足磨制较高水分煤种的要求,1-煤斗；3-给煤机；4-磨煤机；5-煤粉分离器；6-一次风箱；15-排粉机；8-燃烧器；10-送风机；11-高温一次风机（排粉机）；12-空气预热器；13-热风风道；14-冷风风道；15-排粉机；16-二次风箱；19-密封风机,中速磨煤机及制粉系统,风扇式煤机磨(高速磨)：由叶轮、带有护甲的蜗壳和粗粉分离器组成，装有冲击板的叶轮由电机带动高速旋转。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，煤粉借助风扇产生的压头由干燥剂携带经粗粉分离器带出,风扇磨及制粉系统,风扇式煤机磨(高速磨)：由叶轮、带有护甲的蜗壳和粗粉分离器组成，装有冲击板的叶轮由电机带动高速旋转。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，煤粉借助风扇产生的压头由干燥剂携带经粗粉分离器带出,风扇磨及制粉系统,风扇磨特性：结构简单，相应的制粉系统简单，金属耗量小，对锅炉负荷适应性强，特别适应磨高水分煤种；但部件磨损大，不宜磨制较硬的煤种,风扇磨及制粉系统,风扇磨直吹式系统,磨制烟煤和水分不高的褐煤：采用热风作为干燥剂磨制高水分的褐煤：采用热风掺炉烟作为干燥剂,风扇磨及制粉系统,两种制粉系统的比较,直吹式系统：系统简单、设备部件少，管路短、阻力小，初投资和系统的建筑尺寸小，输粉电耗较小；但磨煤机的工作直接影响锅炉的运行，锅炉机组的可靠性相对低些,储仓式系统：设有煤粉仓，磨煤机可一直维持在经济工况下运行，磨煤机的工作对锅炉影响较小，系统的可靠性高；但系统复杂、设备部件多，初投资及运行费用高,锅炉负荷变动时,储仓式系统：调节给粉机转数改变煤粉量，既方便又灵敏直吹式系统：从改变给煤量开始，经过整个系统才能改变煤粉量，惰性较大,给煤机:是制粉系统的主要辅机之一，其任务是根据锅炉或磨煤机负荷的需要调节给煤量，将原煤连续、均匀地送入磨煤机中,给煤机类型：常用的给煤机分为皮带式、刮板式和圆盘式。,制粉系统的其它部件,皮带式给煤机,刮板式给煤机,1原煤进口管；2煤闸；3链条；4挡板；5刮板；6链轮；7平板；8出口管,制粉系统的其它部件,给煤机类型：常用的给煤机分为皮带式、刮板式和圆盘式。,圆盘