第3章 煤粉制备=锅炉原理 =华中科技大学

1、第三章煤粉制备第三章煤粉制备n 煤粉特性煤粉特性n 磨煤机磨煤机n 制粉系统制粉系统 煤煤 粉粉 细细 度度 R Rx x 煤粉的细度煤粉的细度R Rx x（D Dx x） 用具有标准筛孔尺寸的筛子进行筛分测定。用具有标准筛孔尺寸的筛子进行筛分测定。如筛孔边长为如筛孔边长为xmxm，煤粉过筛后，漏下去的煤粉质量为，煤粉过筛后，漏下去的煤粉质量为b b，留在筛子上的，留在筛子上的煤粉质量为煤粉质量为a a，则煤粉细度可用筛子上的剩余率或通过率表示，即，则煤粉细度可用筛子上的剩余率或通过率表示，即R Rx x 越小或越小或 D Dx x 越大，则煤粉越细越大，则煤粉越细)13(,%100baaRx

2、 )23(,%100babDx 或或 煤粉经济细度煤粉经济细度 热损失热损失 q q4 4、制粉电耗、制粉电耗 q qdhdh、磨煤设备金属部件磨损、磨煤设备金属部件磨损 q qms ms 之和为最小时的煤粉细度之和为最小时的煤粉细度)33(nV8 . 04Rdafzj90 其中其中 n n 是表示煤粉颗粒分布的均匀性系数是表示煤粉颗粒分布的均匀性系数煤粉均匀性系数煤粉均匀性系数 n n)53(90200lgR100lnlgR100lnlgn90200 R R200200 R R9090， n n为正值；为正值；当当R R9090一定时，一定时，n n值越大，则值越大，则R R200200越小

3、，说明煤粉中过粗的煤粉较少；越小，说明煤粉中过粗的煤粉较少； 当当R R200200一定时，一定时，n n值越大，则值越大，则R R9090越大，说明煤粉中过细的煤粉较少。越大，说明煤粉中过细的煤粉较少。n 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。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 n取决于磨煤机和粗粉分离器的型式，一般取取决于磨煤机和粗粉分离器的型式，一般取n = 0.8n = 0.81.21.2。煤的可磨性系数煤的可磨性系数 哈氏可磨性指数哈氏可磨性指数 HGIHGI HGI 62 HGI86 HGI86 为易磨煤为易磨煤煤的可磨性系数表示

4、煤磨成一定细度的煤粉的难易程度。煤的可磨性系数表示煤磨成一定细度的煤粉的难易程度。 与与 HGIHGI之间关系之间关系 )103(61. 0HGI0034. 0K25. 1BTNkm BTNkmK 全苏热工研究所（全苏热工研究所（BTHBTH） 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（式同的细度时，消耗的能量之比（式3 37 7）BTNkmK 1.2 1.5 1.5 为易磨煤为易磨煤BTNkmKBTNkmK单进单出钢球磨单进单出钢球磨( (低速磨低速磨) ) 普通筒式钢球磨普通筒式钢球磨的圆

5、筒通过齿轮由电动机带动低速转动，燃料和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，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。随后被干燥剂从另一端带出。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主要有普通筒式钢球磨、双进双出筒式钢球磨双进双出钢球磨双进双出钢球磨( (低速磨低速磨) )双进双出筒式钢球磨双进双出筒式钢球磨 圆筒两端的空心轴内有一圆筒两端的空心轴内有一空心圆管，圆管外装有螺旋输空心圆管，圆管外装有螺旋输送装置。两端的空心轴既是热送装置。两端的空心轴既是热风和原

6、煤的进口，又是煤粉气风和原煤的进口，又是煤粉气流混合物的出口。从而形成两流混合物的出口。从而形成两个相互对称又彼此独立的磨煤个相互对称又彼此独立的磨煤回路的两个回路，同时使用时回路的两个回路，同时使用时磨煤机出力最大；也可以单独磨煤机出力最大；也可以单独使用一个，这时可使磨煤出力使用一个，这时可使磨煤出力降至降至5050以下以下 轴颈内带热风空心管轴颈内带热风空心管 轴颈内无热风空心管轴颈内无热风空心管钢球磨筒体最佳转速钢球磨筒体最佳转速 n nzjzjn n n 过小，过小，筒内钢球与煤靠与筒内钢球与煤靠与筒壁的摩擦力带上去，形成一筒壁的摩擦力带上去，形成一个斜面，然后沿斜面滑落个斜面，然后

7、沿斜面滑落 n n n 处于上述两者之间，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，辅以研磨筒底的煤发生强烈撞击作用，辅以研磨 磨煤作用最大时的转速称为最佳工作转速磨煤作用最大时的转速称为最佳工作转速n nzj zj 经验表明：经验表明： n nzj zj = =（0.75-0.780.75-0.78）n nlj lj 没有撞击作用，磨煤效果差。没有撞击作用，磨煤效果差。 n n 影响磨煤出力和电耗影响磨煤出力和电耗n n n 过大，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离心力很大，球与煤随筒

8、壁一同旋转，产生这种状态的最低转速称为临界转速转速称为临界转速n nlj lj 钢球磨最佳通风量钢球磨最佳通风量zjtfVn V Vtf tf 过小过小 筒内风速过小，出口端钢球能量没有被充分利用，只筒内风速过小，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，单位磨煤电耗大能带出的少量的细煤粉，磨煤出力下降，单位磨煤电耗大 n V Vtf tf 过大过大 筒内风速过大，磨煤机出口煤粉过粗，粗粉分离器回筒内风速过大，磨煤机出口煤粉过粗，粗粉分离器回粉量增大，通风电耗增大粉量增大，通风电耗增大 V Vtf tf 直接影响燃料沿筒体长度的分布和磨煤出力直接影响燃料沿筒体长度的分

9、布和磨煤出力zjtfVn 最佳通风量最佳通风量 磨煤和通风电耗之和最小时的通风量磨煤和通风电耗之和最小时的通风量 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。关。zjtfV钢钢 球球 磨磨 出出 力力 磨煤出力磨煤出力B Bm m 在电耗一定并保证所需的煤粉细度的条件下，磨煤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性以及磨煤机的运行状况确定 干燥出力干燥出力B Bg g 在单位时

10、间内将煤由原有水分干燥到所要求的煤粉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，对高水分和较软的煤，B Bm mBBg g，而对于干和硬的煤，则，而对于干和硬的煤，则B Bg g BBm m 磨煤机的运行出力（具有一定细度和干燥程度的煤粉流量磨煤机的运行出力（具有一定细度和干燥程度的煤粉流量B Bm m=B=Bg g）可）可以通过调节进入磨煤机的干燥剂流量和温度来实现以通过调节进入磨煤机的干燥剂流量和温度来实现 钢钢 球球 磨磨 特特 性性磨煤的单位电耗磨煤的单位电耗EmEm 取决于磨煤出力取

11、决于磨煤出力B Bm m 和消耗的电网功率和消耗的电网功率N Ndw dw kg/kJ,BNEmdwm 筒体和钢球的质量比其中的燃料大许多倍，筒体和钢球的质量比其中的燃料大许多倍， N Ndw dw 主要消耗在转动主要消耗在转动筒体和升举钢球上，筒体和升举钢球上，与磨煤出力与磨煤出力B Bm m 几乎无关几乎无关 E Em m 随出力随出力B Bm m 的降低而增高，在低负荷下运行不经济的降低而增高，在低负荷下运行不经济 钢球磨特性：钢球磨特性：结构简单，对煤种适应性强，出力大，结构简单，对煤种适应性强，出力大，运行可靠；运行可靠；但初投资大，对锅炉负荷适应性差；单位电耗但初投资大，对锅炉负荷

12、适应性差；单位电耗大，噪音大大，噪音大双进双出钢球磨的特点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利于低挥发分煤的稳燃 其出力不是靠调整给煤机来控制，而是其出力不是靠调整给煤机来控制，而是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，且煤粉细度量同时增加，因此，在任何负荷下，煤粉浓度变化不大

13、，且煤粉细度降低降低双进双出钢球磨的特点双进双出钢球磨的特点 双进双出钢球磨煤机设有微动装置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磨煤机在停机或维修操作时以额定转速的作时以额定转速的1 1100100转速旋转，可使筒内存煤及时散热防止自燃。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的双进双出钢球磨煤机应用检测制粉噪声或进出口差压的方法来控制筒内的存煤量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，同双进双出钢球磨煤机保持了钢球磨煤种适应

14、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的能力中中 速速 磨磨 原煤原煤经落煤管进入两组相对运动的碾磨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。粉，被甩至四周风环处。 中速磨中速磨主要有盘式中速磨（辊主要有盘式中速磨（辊- -盘式）、盘式）、碗式中速磨碗式中速磨( (辊辊- -碗式碗式RPRP、HPHP型型) )、环式中速、环式中速磨磨( (辊辊- -环式环式MPSMPS型、球型、球- -环式环式E E型型

15、) ) 热风热风经风环进入磨煤机，对煤粉进行干燥经风环进入磨煤机，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。煤粉返回磨煤机重磨，细粉则送出磨外。 中速磨布置紧凑，投资省，单位电耗小，中速磨布置紧凑，投资省，单位电耗小，适宜变负荷运行；适宜变负荷运行；但结构复杂但结构复杂, ,不宜磨水分太不宜磨水分太大及太硬的煤种大及太硬的煤种高高 速速 磨（风扇磨）磨（风扇磨） 高速磨高速磨由叶轮、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

16、和干燥剂一起被吸入磨煤机内，煤被转动的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。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；的煤种；但部件磨损大，不宜磨制较硬的煤种但部件磨损大，不宜磨制较硬的煤种钢球磨中储式热风送粉系统钢球磨中储式热风送粉系统钢球磨中储式制粉系统有钢球磨中储式制粉系统有热风送粉热风送粉和和乏气送粉

17、乏气送粉两种两种 空气经空气经送风机送风机空预器空预器一一次风机次风机一次风箱一次风箱混合器（热混合器（热气与煤粉）气与煤粉）一次风喷口一次风喷口 乏气经乏气经细粉分离器细粉分离器排粉机排粉机乏气风箱乏气风箱三次风喷口三次风喷口 适用无烟煤、贫煤及劣适用无烟煤、贫煤及劣质煤质煤 1-1-原煤仓；原煤仓；4-4-给煤机；给煤机；7-7-钢球磨；钢球磨；8-8-粗粉分离器；粗粉分离器；9-9-排粉机；排粉机；10-10-一次风箱；一次风箱；12-12-燃烧器；燃烧器；14-14-空预器；空预器；15-15-送风机；送风机；17-17-细粉分离器；细粉分离器；21-21-煤粉仓；煤粉仓；22-22-

18、给粉机；给粉机；23-23-混合器；混合器；24-24-乏气风箱；乏气风箱；25-25-三次风喷口；三次风喷口；28-28-一次风机；一次风机； 31-31-再循环管再循环管钢球磨中储式乏气送粉系统钢球磨中储式乏气送粉系统1-1-原煤仓；原煤仓；4-4-给煤机；给煤机；7-7-钢球磨；钢球磨；8-8-粗粉分离器；粗粉分离器；9-9-排粉机；排粉机；10-10-一次风箱；一次风箱；12-12-燃烧器；燃烧器；14-14-空预器；空预器；15-15-送风机；送风机；17-17-细粉分离器；细粉分离器；21-21-煤粉仓；煤粉仓；22-22-给粉给粉机；机；23-23-混合器；混合器；28-28-一

19、次风机；一次风机；31-31-再循环管再循环管 乏气经乏气经细粉分离器细粉分离器排粉机排粉机一次风箱一次风箱混合混合器（乏气与煤粉）器（乏气与煤粉） 一次一次风喷口风喷口 适用于烟煤等挥适用于烟煤等挥发分含量高的煤种发分含量高的煤种钢球磨中储式系统再循环管钢球磨中储式系统再循环管 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回到排粉风机进行循环 再循环风再循环风 温度低，既可以调节磨煤机入口干燥剂的温度，又温度低，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，从而能增加

20、磨煤的通风量，并能兼顾燃烧所需一次风的要求，从而协调磨协调磨煤、干燥和燃烧三方面所需的风量煤、干燥和燃烧三方面所需的风量 燃用挥发分高而水分不大的烟煤燃用挥发分高而水分不大的烟煤 要求磨煤通风量大，但干要求磨煤通风量大，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，既可降低磨煤机入口干燥剂的温度，增加磨煤通运用再循环风，既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风量，又能兼顾燃烧所需一次风的需要中速磨直吹式负压系统中速磨直吹式负压系统 排粉风机装在磨排粉风机装在磨煤机出口

21、，整个系统煤机出口，整个系统在负压下运行在负压下运行 煤粉不会向外泄煤粉不会向外泄漏，对环境污染小漏，对环境污染小 漏风大，排粉风漏风大，排粉风机磨损严重，效率低，机磨损严重，效率低，电耗大，系统可靠性电耗大，系统可靠性差。差。 4-4-磨煤机；磨煤机；6-6-次风箱；次风箱；10-10-送风机；送风机；12-12-空预器；空预器；15-15-排粉风机排粉风机 中速磨直吹式制粉系统有中速磨直吹式制粉系统有正压正压和和负压负压系统；正压系统又有系统；正压系统又有热一次风热一次风和和冷冷一次风系统一次风系统中速磨直吹式正压热一次风系统中速磨直吹式正压热一次风系统 正压系统：正压系统：一次风机布置一

22、次风机布置在磨煤机之前，系统处于正压在磨煤机之前，系统处于正压状态下工作状态下工作 无漏风；叶片磨损小无漏风；叶片磨损小 煤粉易外泄，系统需设专煤粉易外泄，系统需设专门的密封风机门的密封风机 热一次风系统：热一次风系统：配置二分配置二分仓回转式空预器。一次风机布仓回转式空预器。一次风机布置在空预器与磨煤机之间，输置在空预器与磨煤机之间，输送的是热空气送的是热空气 空气温度高，比容大，风空气温度高，比容大，风机体积大，电耗高，易发生高机体积大，电耗高，易发生高温侵蚀，运行效率及可靠性低温侵蚀，运行效率及可靠性低4-4-磨煤机；磨煤机；6-6-次风箱；次风箱；10-10-送风机；送风机；11-11

23、-热一次风机；热一次风机；12-12-空预器；空预器；19-19-密封风机密封风机 中速磨直吹式正压冷一次风系统中速磨直吹式正压冷一次风系统 冷一次风系统：冷一次风系统：配配置三分仓回转式空预器。置三分仓回转式空预器。一、二次风各自由单独一、二次风各自由单独风机输送，风机处于空风机输送，风机处于空预器之前，输送的是干预器之前，输送的是干净的冷空气净的冷空气 空气温度低，比容空气温度低，比容小，风机体积小，电耗小，风机体积小，电耗低，效率高；高压头冷低，效率高；高压头冷一次风机可兼作密封风一次风机可兼作密封风机，简化系统；热风温机，简化系统；热风温度不受一次风机的限制，度不受一次风机的限制，可满足磨制较高水分煤可满足磨制较高水分煤种的要求。种的要求。 4-4-磨煤机；磨煤机；6-6-次风箱；次风箱；10- 10-