第4章 煤粉制备.doc

第4章 煤粉制备在我国，煅烧水泥熟料所用的燃料主要以煤为主，通常需将煤加工成煤粉喷入窑内燃烧，并要求燃料燃烧强度和所形成的火焰能适应熟料煅烧的要求。新型干法工艺生产水泥熟料燃料消耗量一般在100130kgce/t熟料之间，因生料成分、产品方案、操作水平及工艺设备的不同而不同，燃料费用约占水泥生产成本的15%。煅烧高质量的熟料需要质量优良且稳定的煤粉供应，因而煤粉制备系统是保障水泥生产的重要环节之一。在煤粉制备、储存、输送和使用过程中，如处理不当，不仅不能生产出合格的煤粉产品，还容易污染环境，甚至发生安全事故，造成人员伤亡和设备损坏。如何根据原煤的品质进行合理的设计，做到既满足煅烧要求，又满足可靠性、经济性、安全性、保护环境的要求，是煤粉制备系统设计的主要任务。回转窑对入窑煤粉质量要求，主要是：低位热值Qnet,ad23000kJ/kg煤，水分 Mt15%，挥发份Vad35%，灰分Aad28%，硫含量St,ad2%，这些要求都是为了保证烧成温度、热力强度、火焰的稳定性以及悬浮预热预分解系统的稳定而提出的。此外，在满足熟料质量的前提下，煅烧用煤可使用劣质煤、低品位煤及替代燃料。4.1 煤磨系统的选择目前，水泥工业煤粉制备系统主要采用风扫式钢球磨系统和立式辊磨系统两种。1风扫式钢球磨系统传统的煤粉制备一直使用钢球磨机，由于进厂原煤水分一般为4%15%，新型干法工艺煅烧用煤粉一般要求0.5%1.5%，因而原煤在粉磨过程中需要进行烘干，为增强烘干能力，大型磨机都带有烘干仓。原煤喂入后，先在烘干仓内烘干，烘干后的原煤进入粉磨仓粉磨并继续烘干，粉磨后的煤粉由热风带出磨机。风扫式钢球磨具有操作可靠、对煤质的适应性强、维护方便、投资费用低等优点，同时对煤粉细度容易控制，但与立磨相比电耗较高，噪音较大。图4-1为球磨机煤磨系统工艺流程图。图中皮带秤下增加“”标志图41 球磨机煤磨系统(一级收尘单风机循环系统)工艺流程图原煤由原煤仓下的定量给料机喂入风扫式钢球磨内进行烘干与粉磨，粉磨后的物料由热风带出磨机，进入动态选粉机分选。经动态选粉机分离后的粗粉返回磨内继续粉磨，成品煤粉随气流出选粉机后，进入高浓度防爆型煤粉袋收尘器收集处理，收下的煤粉经输送机分别送入窑和分解炉用煤的煤粉仓中，废气由风机排入大气。每套煤粉制备系统设煤粉仓，煤粉仓下设有一套煤粉计量输送装置，计量后的煤粉由罗茨风机分别送入窑和窑尾分解炉中燃烧。该系统采用高效动态选粉机和袋除尘器替代过去的粗粉分离器及细粉分离器。由于高效选粉机可以有效的分级把关，系统风量可以适当增大，进磨的热风量增多，提高了煤磨的烘干能力。由于其分离效率高、循环负荷及磨内负荷小，提高了磨机粉磨效率及产量。煤粉细度可直接调整选粉机转速，控制十分方便，该系统缺点是系统阻力增大，工艺布置相对复杂。2辊式煤磨系统辊式煤磨（立磨）广泛用于煤粉制备，其工作方式为物料从磨机上方中心喂入磨盘，通过磨盘转动带动磨辊运行并将磨盘上的物料碾压粉碎后，细料由自下至上的高速热风带至设在磨机顶部的分离器分选，细度合格的煤粉随气体排出磨外，不合格则返回磨内继续粉磨。立磨具有粉磨效率高、噪音小、工艺流程简单、占地面积较小、土建费用低、电耗低（与球磨机相比可节能10%15%）、烘干能力强等优点。图4-2为辊式煤磨系统工艺流程图。图中皮带秤下增加“”标志图42 辊式煤磨系统工艺流程图（原煤仓下的喂料机不完整）原煤仓中的原煤由定量给料机、三道锁风阀喂入立磨，通过定量给料机控制入磨煤量，合格的煤粉随气流一起进入防爆型气箱脉冲袋式收尘器，被收集下来的煤粉由螺旋输送机分别送入窑和分解炉用煤的煤粉仓中，废气由风机排入大气。煤粉仓下设有煤粉计量输送装置，计量后的煤粉由罗茨风机分别送入窑和窑尾分解炉中燃烧。该系统煤粉细度是通过立磨上部旋转分离器的转速来控制的，调节方便且调节范围宽，可以获得更佳煤粉细度，可使煤磨的生产能力提高10%以上。磨机的选择要结合生产规模、原煤性质、操作条件及经济性等多方面进行考虑。一般情况下，当煤质硬度大（无烟煤、贫煤），磨蚀性较大，要求细度5%时选用钢球式风扫磨，当煤质硬度小，原煤水分较大，磨蚀性较小，且煤源供应稳定时，宜选用立式辊磨系统。立磨的入磨粒径可达50mm，并有较强的烘干能力，可烘干含10%15%水分的原煤。一般情况下应优先选用节能且烘干能力较强的立磨系统。钢球磨机系统和立磨系统有很大的差别，一般在选取磨机时应考虑以下几方面因素：（1）立磨烘干能力较强，可烘干含15%水分的原煤，球磨机的烘干能力较小，一般入磨原煤的水分不大于10%，若另设热风炉可烘干含水分15%的原煤；（2）与球磨机相比，立磨可节能15%25%；（3）球磨机的入磨粒度应控制在25mm则应设预破碎系统，而立磨的入磨粒径可达50mm。5000t/d水泥厂采用立磨和风扫式球磨的方案比较，见表4-1。表4-1 煤粉制备系统不同方案比较序号比较内容辊式磨风扫式球磨1生产能力（t/h）40402入磨粒度（mm）40253烘干能力强较强4主机装机容量（kW）112013005单位产品装机容量（kW）35.5416占地面积（m2）3205207工程总投资中低4.2 煤粉制备的设计1煤破碎（1）原煤破碎可选用锤式或环锤式破碎机，根据原煤的粒度分布可在破碎前进行筛分（选用振动筛），块煤进入破碎机破碎，过筛的细碎煤粒入胶带机与破碎后碎煤一起进入煤库。（2）煤破碎机宜设置在煤堆棚内，以减小煤破碎车间的厂房面积。若增设筛分设备时，宜在堆棚侧用提升机送入振动筛进行筛分，但必须设置破碎厂房。2喂煤（1）原煤仓的容量应满足煤磨3小时生产能力的需要。（2）原煤仓呈圆形或方形，下料应通畅，应按“三大一浅”的原则设计，即：上口大、下出口大、仓角度大、高度应浅。若为方形仓，不仅斜面与水平面的夹角要大，而且两相交斜面形成的斜边与水平面的夹角也应在5055之间。（3）煤粉仓上部是封闭的，仓顶应设人孔门，内设爬梯。仓顶周围设捅料孔及通风孔，锥体斜度应大于70。（4）仓下应设闸门，在检修喂煤设备时可截流。（5）喂煤设备可采用封闭式定量或容积式喂料机（电子皮带秤或圆盘喂料机或电振机）。（6）喂料设备进入煤磨机时其下料口应设锁风装置。（7）当采用立式辊磨时，原煤入磨前必须设置除铁器及金属探测仪。3磨煤系统（1）煤磨的生产能力应为窑系统及其他设备所需总煤量的130%（规定为120135%）（2）采用钢球煤磨时，磨机中心距离地面高度为0.751.0煤磨直径。（3）煤磨选型时原则上是一台煤磨配一台窑，若满足两台窑用煤时应增设中间仓，再分送至各台窑。（4）选用立式辊磨时可不设中间仓，煤粉直接吹入窑内，但预分解窑由于窑头窑尾两处用煤，故需设置中间仓，然后用气力输送设备输送至各用煤点。（5）立磨上方应设检修设备，球磨大齿轮、减速机、电动机及排风机上方均应设置检修吊钩。（6）出磨煤粉水分应小于1.0%，细度则根据煤质和燃烧器形式确定。4管道及阀门的设置（1）煤粉系统所用风管以短、捷为好，避免水平布置，减少拐弯，必须转弯时应防止煤粉积灰。（2）立式磨出口风管宜垂直布置，进入除尘器前必须设置快速截断阀，发生燃烧时以切断除尘器及煤磨间的火焰。（3）煤粉系统（含煤粉的风管）为避免积灰引起煤粉燃烧和爆炸，上升风管与水平面夹角应大于70，向下顺流风管与水平面夹角宜大于45（煤粉静止堆积角为2530）。（4）为防止煤粉在风管的顶部弯头处存积煤粉，弯头底部应设计为夹角相交，顶部应为平角。（5）分离器至磨头回灰管斜度应大于50，管道上应设锁风装置，位置应便于检修。（6）热风管道布置时应计算热膨胀量，设置膨胀节。（7）进入煤磨的热风管道应分别设置热风、冷风调节阀，排风机入口设风量调节阀（随风机订货），若直吹入窑时应设置调节阀。（8）煤粉制备系统设备及管道为防止结露应保温，为防止静电产生应采取接地措施。5除尘设备（1）除尘设备应选用煤磨专用的袋式除尘器，除尘器必须有完善的防燃防爆及防静电设施。（2）除尘器下的成品运转设备应有富余能力（磨机产量的三倍），应优先选用埋刮板输送机，因其运行可靠密封无尘，也可选用螺旋输送机，其目的是当收尘器灰斗积灰自燃时可反转将此高温粉运至安全箱内以消除隐患。（3）进入除尘器的气体温度应高于露点温度25以上。（4）利用烧成系统余热作为烘干热源时，宜在热风入煤磨之前设置旋风除尘器以提高煤粉质量。4.3 煤粉制备的安全措施为防止煤粉制备系统发生燃烧爆炸事故，应在系统各部位采取有效措施，以预防煤粉的积聚，可设置各种防爆设施，如防爆阀、一氧化碳测定仪、惰性气体灭火装置等。主要措施如下：1加设防爆阀（1）对防爆阀的要求防爆阀设于须保护的设备或管道上，其位置应便于监视及维修。防爆阀爆炸出的气体应不危及人行通道、电缆和设备，排至空旷处，最好引到室外。防爆阀附近的检修平台最好为多孔平台。防爆阀与设备或管道连接宜垂直布置，倾斜布置时在室内与水平夹角45，室外夹角应60，接管长度应小于10倍管道直径。防爆阀膜片厚度：铝板0.5mm，镀锌或镀锡板1.5mm，板面上应加切槽，保证在一定极限压力下及时破碎。每个防爆阀有效截面积采用铝板时不应大于0.8m2，镀锌或镀锡板不应大于0.3m2。（2）防爆阀设置位置当采用球磨机磨煤时，进口及出口管道上均应设置防爆阀，其面积应不小于该管道截面积的70%。分离设备的顶部最少设两个防爆阀，其总面积按该设备每立方米仓体容积的0.0350.04m2/m3计算。煤粉仓顶部最少设两个防爆阀，其总截面积应按仓的容积乘以截面系数（0.0025m2/m3）计算，但不应小于0.5m2。收尘器顶盖上部设防爆阀，其总面积按收尘器容积乘以0.032m2/m3计算。收尘器及排风机的进出管道上均应设置防爆阀，其面积不应小于管道截面积的70%。立式辊磨热风入口管道上应设置防爆阀，其面积不应小于管道截面积的70%。窑尾冷烟室壁上设两个防爆阀，其总面积按冷烟室容积乘以0.40.5m2/m3计算。2加设灭火装置（1）煤粉堆积时间久温度升高易发生自燃，一般以惰性气体（CO2、N2）及泡沫、粉末等灭火材料进行灭火。（2）袋收尘器锥体灰斗部分因下料不畅容易着火，因此该处须专设一组灭火装置。（3）立式辊磨腔体中部及煤粉仓锥体部分处设置一组灭火装置。3加设自动监测装置（1）煤磨进口应设置温度监测装置，根据原煤水分，调节热风及冷风阀门开度，控制入磨热风温度小于220260，在超过300时报警，出磨气体温度应在6575之间，超过85时报警，磨机及排风机跳停，防止系统爆炸。（2）袋收尘器进出口及灰斗应设置温度监测装置，其温度应在露点温度25以上。正常状况下，出口温度略低于进口温度，要密切关注袋收尘器灰斗锥部温度的变化，宜控制在小于65（超过65将报警，超过80时收尘器跳停），跳停时系统应停车关闭阀门，喷入惰性气体，外排煤粉，检查滤袋。（3）煤粉仓顶及锥体应设温度及CO监测装置。锥部温度控制在50左右，保持高料位（85%）状态进行生产，如仓底温度持续上升应降低仓内料位，超过85且继续上升，表明煤粉仓自燃，应立即喷入惰性气体阻止燃烧，并采取排出煤粉等处理措施。当CO浓度大于700PPM时自动报警，断电停机，启动灭火装置。（4）袋收尘器入口设置CO及O2分析仪，当流动的气体中O2含量大于12%或CO含量大于700PPM时自动报警，当氧气含量超过14%时断电停机，自动启动灭火装置。煤粉制备系统在试生产时，各部死角先以不可燃物（石灰石粉）填充完全，防止生产后堆积煤粉，造成爆炸。（5）防止系统内产生火源或带入明火，如热风炉内的火星、高温熟料细颗粒被吸入磨内造成明火燃烧，铁件带入立磨中硬摩擦产生火花，以及带着煤粉进行焊接等等都是导致其燃烧的危险因素。4其他自动调节要求（1）通过调节选粉机转速，自动调节回磨粗粉量及产品细度。（2）通过调节排风机阀门开度，自动调节系统压力及入磨的热风量。（3）通过调节原煤喂料机转速，自动调节磨机负荷。（4）通过调节冷风阀门开度，自动调节入磨热风温度。（5）以CO及O2含量检验值自动启动灭火装置。另外在工艺布置、设备选型和生产操作上，要特别注意防止煤粉积聚。例如，设计中一般不采用水平管道和直弯管道，而代之以70上升和45下降的斜管道，力求管壁光滑，机械输送设备表面涂塑，尽量减少系统内部活动部件等等。4.4 煤粉制备的工艺计算4.4.1煤磨的生产能力辊式煤磨适用于粉磨易磨性系数Km1.2和入磨原煤水分15%的煤，不宜粉磨硬质煤或含矸石等杂质多的煤种。常用的立式煤磨有雷蒙磨和莱歇磨。1.莱歇磨生产能力Gr1=1.6D2.9Km0.54R0.35 （41）式中：Gr1莱歇磨煤生产能力，t/h；D磨盘直径，m；Km煤易磨性系数；R煤粉细度，R80筛余百分数。2.雷蒙磨生产能力Gr2=aKm0.54R0.54 （42）式中：a与磨机型号有关的系数，见表4-2。表42 a取值型号443483533633a0.671.011.302.104.4.2辊式煤磨的功率计算 （43）式中：N0辊式煤磨的功率，kW；m磨辊个数；F煤单辊压力，kN；摩擦系数，=0.250.30；Dm磨盘旋转轨迹直径，m；n磨盘转速，r/min。4.4.3煤磨系统的通风量和热平衡计算1风扫磨通风量计算(1)风扫磨机通风量一方面应根据粉磨要求，另一方面应根据烘干要求的热风量来确定。按粉磨要求确定的风量可按式4-4计算： （44）式中：VF按粉磨要求确定的煤磨系统的风量，m3/h；V煤磨的内容积，m3；KB煤的易磨性系数，由试验得知，一般在0.92.0之间；磨内钢球填充系数，以小数表示；R动态选粉机选粉后煤粉细度，R80m筛筛余，%。(2)按烘干要求的热风量可根据煤磨系统热平衡计算所确定的单位公斤原煤所要求的热风量来计算。计算公式如下式。 （45）式中：g1烘干每千克原煤所需要的热风量，kg/kg煤；VG烘干要求的煤磨系统的风量，m3/h；1出磨热风的重度，kg/Nm3；Ks漏风系数，以小数表示，一般取0.10.3；GF煤磨的生产能力，t/h；t2出排风机气体温度，；W每千克煤水分蒸发量，kg/kg煤，可按式计算；W1入磨原煤水分，%；W2出磨煤粉水分，%。对于动态选粉机，按烘干要求的热风量VG与粉磨通风量VF之间的关系见表4-3。表4-3 热风量与粉磨通风量的关系R80m筛余（%）10102828VG（m3/h）允许VF（0.851.15）VF允许VF2煤磨系统热平衡计算煤磨系统的热平衡计算以0，1kg原煤为基准，平衡范围为原煤和热风入磨口至排风机出口。风扫式煤磨系统的热平衡计算公式见表4-4。表44 风扫式煤磨热平衡计算公式计 算 项 目计 算 公 式(kJ/h)符号物理意义收入热热风显热 g1煤磨进口处热风量，kg/kg煤；c1热风比热，kJ/（kg）；t1进口处热风温度，一般不超过400。原煤带入热mc原煤量，1kg/kg煤；ccH煤和水在tc温度下平均比热之和，kJ/（kg）；tc原煤温度，。漏入冷空气显热Ks系统漏风系数，kg/kg热风，一般Ks=0.200.35；ca冷空气在ta温度下比热，kg/（kg）；ta冷空气温度，。热风中粉尘带入热cf在t1温度下粉尘比热，kJ/（kg）。粉磨产生热Km粉磨过程中部分能量转换为热量的系数，一般为0.7；e煤磨单位产品电耗，kwh/t。支出热蒸发原煤水分耗热W1、W2分别为原煤与煤粉水分，%；t2离开系统的热风温度，t2=tm10；tm煤磨出口的热风温度，tm=7080；tc原煤温度，取环境温度。加热原煤耗热cf燃料干基比热，kJ/（kg）烟煤0. 25，无烟煤0.921；废气带走热（未含蒸发水分产生的水汽）c2离开系统热风在t2下比热，kJ/（kg）；系统散热及其他热损失a系统散热损失系数，kJ/（m2）；F筒体表面积，m2；tb筒体表面温度，；Gf煤磨台时产量，t/h。3入磨热风成分的计算入磨热风成分计算公式见表4-5。表4-5 入磨热风成分计算公式计 算 项 目计 算 公 式符号物理意义入磨热风成分计算由得cg热空气的比热，kJ/（kg）；tg热空气的温度，；cre循环风的比热，kJ/（kg）；tre循环风的温度，；c1煤磨进口处热风的比热，kJ/（kg）；t1煤磨进口处热风的温度，；热空气占入磨空气的百分比，%；循环风占入磨空气的百分比，%；入排风机的废气量 或g2入排风机的废气量，kg/kg煤V2入排风机的废气量，m3/kg煤；g入磨热风重度，kg/Nm3；re循环风重度，kg/Nm3；W水分蒸发量，kg/kg煤。入排风机废气湿含量查图4-3，根据d2得出相对湿度。d2入排风机废气湿含量，g/kg干空气；dg热空气的湿含量， g/kg干空气；dre循环空气的湿含量，g/kg干空气；da冷空气的湿含量，一般采用10g/kg干空气。图4-3 空气湿含量表4煤磨系统流体阻力计算在计算煤磨系统流体阻力时，先根据系统各部分气体量和推荐的速度来确定管道的尺寸，然后根据实际风速、煤粉浓度和气体重度来计算流体阻力。(1)煤磨系统风管内风速煤磨系统中，各部分风管内应保持一定的风速，以防止煤粉在管道内沉积，产生自燃或爆炸事故。确定风管内风速时，应考虑风管的斜度，斜度愈小，风速应愈大。下面给出各段风管内风速的参考值。入磨热风管道：510m/s；磨机进口连接管：2530 m/s；磨机出口连接管：1520 m/s；动态选粉机至收尘器入口及收尘器至排风机：1622 m/s。(2)管道内气体的煤粉浓度计算磨机出口至动态选粉机： （46）动态选粉机至袋式收尘器： （47）动态选粉机至排风机 （48）以上三式中：煤粉浓度，kg/kg气体；X总漏风值在各部分的分配（原煤入口：15%，磨机出口：70%，动态选粉机出口：15%）；g1煤磨进口处的热风量，kg/kg煤；Kre磨机粗粉再循环系数（无烟煤：3.0，烟煤：2.2，褐煤：1.4）；W每千克煤水分蒸发量，kg/kg煤；Ks漏风系数，kg/kg热风，管磨一般Ks=0.200.35；动态选粉机分离效率，一般取0.90。4.4.4 煤磨热平衡计算实例1辊式煤磨热风量计算实例已知条件：煤磨规格ZGM80N；电机功率280kW；辊磨产量G=20t/h；原煤水分w1=10%，煤粉水分w2=0.5%；原煤温度tr=20，煤粉温度ts=65；入磨气体温度t1=340，出磨气体温度t2=90；漏风系数Ks=0.10；环境温度ta=25。（1）热平衡计算收入热：入磨热风显热：粉磨产生热：漏入冷风显热：粉磨产生热：支出热：水分带走热量： 废气带走热： 加热煤粉耗热： 磨机表面散热：其它热损失：热平衡：即烘干原煤10%的水分需要热风量约为20000m3/h。2风扫煤磨热平衡计算实例（1）已知条件：煤磨规格39m，煤磨产量Gf =20t/h；原煤水分w1=8%，煤粉水分w2=1%；原煤温度tc=15；出磨气体温度t2=65；水分蒸发量w=0.71kg/kg煤；入磨热风重度g=1.285 kg/Nm3；漏风系数Ks=0.30；煤的易磨性系数KB=1.5；煤粉细度R80m筛余6%；磨机填充率=21.94%；电机功率No=643kW；装球量（最大）WB=43t；磨机内容积V =40m3。（2）磨机通风量按粉磨要求确定的排风机风量按烘干要求确定的热风量根据表4-3的关系，当煤粉细度R80m筛余6%时，取水份蒸发量：由磨内净截面风速确定VF：VF=（11.5）R2 =（11.5）3.14（2.90.5）2 =6.609.90（m3/h）（3）热平衡计算计算入磨热风温度基准：0，1kg 煤热收入a入磨热风显热b粉磨过程中产生的热量c漏入冷空气的显热热支出a蒸发水份所耗热量 b出系统热风带走的热量（不包括蒸发水份所产生的水气） c加热燃料消耗热d散热损失热平衡t1=158（入磨热风温度）（4）入磨热风成份的计算 即：（5）入排风机的废气量和湿含量：入排风机的废气量循环风重度 湿含量 查图4-3得：当t2=65，空气时，相对湿度：（6）煤磨系统各部分风量计算热空气量循环风量漏风量动态选粉机的漏风系数为0.15排风机风量 放风风量 工况：（7）循环风占入磨热风量比例不同时，对入磨热风量影响的计算。原煤水份按8%考虑（循环风为零）A入磨热风量B湿含量查图4-3得：当t2=65，空气时，相对湿度：。C煤磨系统各部分风量计算a热空气量b循环风量c漏风量动态选粉机漏风系数为0.15d排风机风量 e放风风量 工况：（循环风量占入磨热风量10%）A入磨热风量 B湿含量查图4-3得：当t2=65，空气时，相对湿度：。C煤磨系统各部分风量计算a热空气量b循环风量c漏风量动态选粉机的漏风系数为0.15d排风机风量e放风风量工况：A入磨热风量B湿含量查图4-3得：当t2=65，空气时，相对湿度：。C煤磨系统各部分风量计算a热空气量b循环风量c漏风量动态选粉机的漏风系数为0.15d排风机风量e放风风量工况：（8）煤磨系统流体阻力计算（按原煤水份8%考虑）A系统各处气体含煤粉浓度a磨机出口 动态选粉机b动态选粉机 袋式收尘器c袋式收尘器 排风机B系统各处气体比重：a出煤磨和出动态选粉机气体（标态）出煤磨气体重度：出动态选粉机气体重度：b出袋式收尘器和排风机气体重度（标态）出袋式收尘器气体的重度：出排风机气体的重度：C系统的流体阻力a煤磨前热风管道：取b煤磨出口处局部阻力c煤磨管接头d煤磨 动态选粉机e动态选粉机f动态选粉机 袋式收尘器风管g袋式收尘器 风机管道h排风机 袋式收尘器i循环风管（9）排风机选型风机的风量：（考虑10%的储备）风机的风压：（考虑10%的储备）参考上述风量、风压数据，对风机进行选型。（10）风管直径的确定进出袋式收尘器风管进出袋式收尘器风速取v=26.3m/s，锅炉引风机风量Q=36140m3/h，取700mm。循环风管风速v=27m/s，Q循=18246m3/h，取500mm。入煤磨热风管风速v=23m/s，Q=35640m3/h，取750mm。磨机 动态选粉机风速v=20m/s，Q=35640m3/h（磨机漏风系数0.3），取900mm。4.5 煤磨技术性能及（HRM）辊式煤磨配套表表4-6 风扫式球煤磨技术性能磨机规格（m）有效容积（m3）转速（r/min）装球量（t）成品细度R80m筛余（%）生产能力（t/h）电机功率（kW）配套规模（t/d）2.24.414.82218108.02507002.44.7519.320.4221014.028010002.5(5+2)22.6+9.82026314.035515002.8(5+3)27.4+16.4193558161848020003.0(6.5+2.5)29.6+11.418.343582063025003.2(6.5+2)49.1+15.117.755352080030003.4(6.5+2.5)54.6+2117.6541230100040003.8(7+2.5)75.3+2716.388353840125050004.6(7.5+3.5)116+5414.9149587080224010000表4-7 HRM辊磨(煤磨)技术性能型号技术参数HRM1250MHRM1300MHRM1400MHRM1500MHRM1700MHRM1900MHRM2200MHRM2400MHRM2800M磨盘直径(mm)125013001400150017001900220024002800煤粉产量(t/h)71210151217162220282635354540505062原煤粒度(mm)020025025030035040050050050入磨水分(%)10细度R0.08(%)121415产品水分(%)1.0主电机功率(Kw)132185200250315400500560710入磨热风()350出磨风温()8595出磨风量(m3/h)260004000043000540007000086000120000160000磨机重 量（t）3243506892107160192磨机压 差（kPa）5000表4-8 北京电力设备厂ZGM系列辊磨技术性能 规格技术参数ZGM80ZGM95ZGM113ZGM123ZGM133KNGKNGKNGNGNG生产能力（t/h）HGI=50，Mf=10%，R90=20%18.421.725.229.133.337.943.850.956.863.669.676.684.1HGI=55，Mf=10%，R90=23%21.225.029.133.538.443.650.558.663.372.580.288.296.9风量（kg/s）9.110.712.4614.3816.7518.5521.6524.7427.9134.4334.5337.7943.31阻力（kPa）5.425.705.986.176.386.576.776.977.117.297.457.617.82磨盘直径（mm）16001900225024502650磨盘转速（r/min）28.726.424.223.222.3磨辊数（个）33333电机功率（kW）2804506508001000磨机重量（kN）40476080110分离器（调节档级）TDF11TDF 17TDF 25TDF 31TDF 38煤粉细度R90512%1040%注：1.HGI哈氏可磨性指数；2.Mf原煤水分，%；3.R9090m筛筛余，%。表4-9 2500、5000t/d（HRM）辊式煤磨配套表生产线规模2500t/d5000t/d煤粉产量（t/h）20254048单位电耗(kWh/t)10?入磨粒度(mm)90469050出磨粒度 R80m筛余812R200m筛余0.2 R80m筛余1214R200m筛余0.8入磨水分(%)101510出磨水分(%)0.80.8磨机规格HRM1700功率：315kW风量：50000m3/h风温：250HRM2200功率：500kW 风量：110000m3/h风温：300高浓度废气箱脉冲袋收尘器FGM969（m）风 量：50000 m3/hFGM12828（m）风 量：155000 m3/h主排风机M63117D风量：55000 m3/h风压：950010000Pa功率：315 kWM63121.5D风量：165000 m3/h 风压：950010000Pa功率：710 kW4.6 煤粉制备的热工控制参数辊式煤磨及风扫煤磨热工控制参数见表4-1011。表4-10 辊式煤磨系统热工控制参数序号名称温度（）压力（Pa）温度报警（）1入磨热气体3003602入磨混合气体180300010003出磨气体658558008000904袋收尘器进口508563008500755袋收尘器出口5085800010000756袋收尘器灰斗70707煤磨减速机65658煤粉仓70709袋收尘器设CO监测和报警装置10袋收尘器的卸灰阀要求测速监测，失速必须报警表4-11 风扫煤磨系统热工控制参数序号名称温度（）压力（Pa）温度报警（）1入磨热气体2003502入磨混合气体150300015003出磨气体658515002500854袋收尘器进口507040005000705袋收尘器出口507055006500706袋收尘器灰斗70707煤磨主轴承60608煤磨减速机65659窑头用煤粉仓707010窑尾用煤粉仓707011袋收尘器及煤粉仓设CO监测和报警装置4.7 煤粉计量在水泥生产过程中，回转窑和分解炉的喂煤对于水泥厂的烧成系统至关重要。煤粉计量与控制对稳定窑的热工制度，提高熟料的产量和质量，降低能耗，提高水泥企业的管理水平起到极其重要的作用。然而现实中做到煤粉精确计量一直是比较困难的，具体难度主要有以下几个方面：（1）煤粉的细度细且流动性好；（2）煤粉的密度小且有波动；（3）一般煤粉采用气力输送，需要在较高的正压下工作，锁风困难，因而容易使煤粉产生跑冒漏现象。窑系统喂煤量失控，导致煤粉不完全燃烧，使一氧化碳超标，进而引起窑尾废气温度及气体成分含量的变化，造成预热器结皮、堵塞，甚至造成停窑事故，给窑尾收尘系统安全运行带来隐患，从而影响工厂的经济效益。因此，必须选用计量准确，喂煤量稳定、可调、响应速度快、对煤粉特性（煤品种、细度、水分等）适应能力强的计量与控制系统，以期达到高产稳产、节约能源、降低成本的目的。煤粉的计量系统，曾采用双管螺旋输送机、冲板流量计和螺旋泵组成的计量输送系统，由于煤粉的流动性大，冲料现象十分频繁，加上返到冲板流量计的风较大，系统的计量十分不稳定，给窑的操作带来不利影响。随着新型干法水泥生产线工艺技术的发展，产量提高，设备日趋大型化，传统煤粉计量装置已经无法满足要求。上世纪80年代末，德国申克(Shenck)公司相关产品逐步进入中国市场，与此同时，德国菲斯特公司也抓住世界范围内水泥工业快速发展和新型干法生产线不断大型化的有利时机，推出了菲斯特转子秤煤粉计量控制系统，进入我国市场。作为水泥煤粉计量控制系统主要产品，随后日本粉研株式会社研发的环状天平秤系统也进入我国市场，并在北京燕山成立中外合资企业，产品曾一度在我国水泥行业占有主要份额。此后，旧的计量秤逐步淘汰。现代煤粉制备系统中，常将煤粉仓设置为称重仓，这种设计的优点便于校对计量设备的精度，同时也可根据仓内的料量来控制煤磨的生产能力，从而使煤磨能够连续运转。目前在我国水泥工业中，最常用的煤粉计量装置有：德国菲斯特转子秤，科立奥利计量喂料系统，环状天平计重机，合肥KXT科氏力秤煤粉计量与控制系统等。4.7.1德国菲斯特转子秤菲斯特转子秤用作入窑煤粉计量喂料系统，在我国众多水泥厂中已广泛使用。它由转子腔、进料管、进风管、送料管、称重装置和驱动装置等组成。转子喂料秤适用于煤粉的连续重量测量，煤粉自煤粉仓卸出进入水平叶轮扇区，经过称量区的称重，并被直接输送到气力输送管路，其整个过程均在一个封闭式喂料机内完成。图4-4为转子喂料秤系统工作简图，图4-5为实物图。 图44 转子喂料秤系统简图 图45 转子喂料秤实物图（1）结构及原理转子平放在转子腔内，上下用密封板密封，将转子沿圆周方向均匀分割成若干行及列小格子，散状物料由转子直接从仓内卸出，带入称重区，在电机的驱动下，转子靠这些格子携带物料转过260（从转子秤的加料点至物料送出点），其间通过称重点。被称重后的物料直接进入气力输送管路，在物料送出点下方由罗茨风机提供的压缩空气被引入输送用风并进入风管，被称重后的物料经气力输送管路送至窑头喷煤管及分解炉。为了限制物料的运动，壳体内设置了上下密封板，保证加入的物料都被计量和被计量过的物料都能送出，其中确定转子与密封板的间隙并及时调整间隙大小是转子秤稳定操作的关键。称量轴线通过物料的卸料点及气力管道和转子之间的弹性连接点，可补偿压力波动造成的二次受力反应，并使物料的计量结果不受影响。凡通过转子秤称重区的物料重量均由称重装置计量下来，用荷重传感器测转子转过的单位角度时物料的重量，物料的流量和测得的转子速度及重量成正比。物料重量及所在位置都储存在喂料秤的电子系统内，即在物料卸出之前已知道转子各部位的荷重情况，把测量流量和设定流量不断比较，通过调节转速达到控制流量的目的。为使预先确定的设定值和存储在存储器内的物料量相适应，在卸料点处要求的转子角速度已预先计算出来，并由转子驱动装置完成。采用这种先期控制原理，转子喂料秤可对任何波动给予校正，并可达到短期高精确度。采用转子秤时，对其上游煤粉仓下部锥体也有要求，如采用不锈钢材料，锥体角度应大于70，仓外锥体设置环状风管，定时吹入压缩空气，可起活化作用，增加煤粉的流动性，避免仓内煤粉粘挂内壁，形成结皮，长期滞留，自燃结焦及仓内着火，也可避免喂煤不稳定。（2）转子秤的特点从喂料仓直接卸料，无单独的喂料设备；不需要锁风设备和螺旋泵，可直接将物料喂入气力输送管路；通过平稳的测定重量的操作，可达到高瞬时精确度和可重复性，而不受输送系统压力影响。4.7.2科立奥利计量喂料系统科立奥利喂煤计量系统由德国Shenck公司开发，目前在我国大中型水泥企业中得到广泛应用，它一般用于生料、煤粉、水泥及粉煤灰等粉状物料的计量和喂料。针对不同的物料特性，计量秤的内部配置及结构也不同，但用于喂煤计量系统最为广泛。图4-6为科立奥利秤体的结构图，它由水平星形给料机、科立奥利秤和控制系统三部分组成。图46 科立奥利秤体的结构图（1）科立奥利秤的计量原理科立奥利秤的核心部分是一个测量轮，由一根轴驱动，当被测物料从测量轮中心上方进入测量轮，经过锥形的转向装置后，形成散料流，被以恒角速度旋转的测量轮甩出，物料对测量轮的叶片产生一个力，即“科立奥利”力，该力的大小与物料的数量成正比，因此只要测出该力的大小，便可得出物料的量。在科立奥利秤中，被测的是驱动测量轮的驱动扭矩，因为测量轮的半径是固定的，所以测出扭矩，即得出科氏力。物料微粒和测量轮之间，或者不同速度物料层之间的摩擦，对测量结果均无影响。由于该计量装置测的是瞬时扭矩，因此对应的是瞬时流量，同时其测的是扭矩，不会受任何外力的影响，保证了其测量精度，它也不受物料性质、风压波动以及外力、基础震动的影响，这是它有别于固体流量计的地方。（2）科立奥利秤各组成部分的构造及特点科立奥利秤体它以一个恒定角速度带动测量盘旋转，下端配测力矩传感器及速度传感器，有自己一套独立的传动装置。水平星形给料机由科立奥利秤测得的实际流量在控制系统中与设定流量进行比较，输出信号，借助变频调速电机调整水平星形给料机的转速，实现流量控制。水平星形给料机上部有一机械搅拌器，作用是防止仓内煤粉起拱、起块，均化并均匀向行星给料器的各室填料，还可起到库与煤粉主输送管线锁风及强制预给料的作用。控制系统由Shenck公司配套的控制系统，设有专门的控制柜，为模块式结构，高度集成化，可任意扩充，调节简便。由于进料口直径较大为700mm，加上内置搅拌器，物流畅通，另外科立奥利秤计量喂煤系统还配有一煤粉输送管线气压补偿系统。借助此套系统，使水平行星给料机煤粉入口处压力高于煤粉进入输送管线处的压力，从而将煤粉压入输送管线。由于水平行星给料机叶轮与壳体之间的间隙很小，因此这部分压力不能进入煤粉仓，而只能向下进入输送管线。采用这种气压补偿系统，下料更为顺畅。拉法基都江堰水泥公司3台煤粉计量设备，江苏京阳（5500t/d）、安徽巢湖（2000t/d）、冀东磐石（4000t/d）、河北金牛（2000t/d）等均采用该喂煤计量系统，效果较为理想。4.7.3环状天平计重机由北京燕山粉研精机有限公司引进日本粉研株式会社技术制造，在我国多个水泥厂中投入使用。（1）结构及原理环状天平计重机系统由定量给料机、流量计重机、送料锁气装置及控制系统组成。定量供给机内的煤粉受到搅拌翼、转子、搅拌体的作用，以稳定的密度填充到叶轮内，旋转半周后，送到流量计重机内，流量计重机内的煤粉进入到叶轮内，经过叶轮的旋转，从出料口排出。流量计重机内半周的煤粉重量由荷重传感器检测，再经过与转速演算，变为流量信号。煤粉被送料锁气装置顺利地送到输送管内，并解决了输送风的反风问题。（2）各组成部分的构造及特点环状天平型计量机的结构示意图见图4-7。该计量系统有煤粉定量给料机、流量计重机及流量控制装置组成。图4-7 环状天平型计量机的结构示意图定量给料机专门用于流动性粉体的连续定量供给，它采用了特殊的非刚性密封技术，使煤粉、粉煤灰等粉体可稳定精确供给。供给机由调压机构、计量机构、调节机构三部分组成。调压机构作用是使仓内的出料粉体不受仓压影响，使给料机内的粉体自动调压；计量机构保证了煤粉自由堆积，以稳定的堆积密度填充到受盘里，通过叶轮的旋转，进行精确、均匀稳定的供给。供给量通过调节机构控制转速，可以进行精确的无级调节。流量计重机采用环状天平结构。其径向两端有两个支点，其支点的同轴线上有进料口和出料口。荷重传感器能精确的测出通过供给盘半周的粉体重量，其自动控制系统根据测得的流量信号与设定值之差来控制叶轮转数，实现自动定量控制。流量控制装置粉体通过均压罐填充到锁气阀内，经锁气阀转子旋转锁风到出料口，进入输送管道内。由于转子叶片与壳体间密封材料的密封和减压作用，输送管中压缩空气不会窜入均压罐内，即使有少量空气窜入均压罐内，均压罐设置的抽气口可将气体排出，保证了环状天平计重机的正常运转，同时锁气装置的排出口采用了喷嘴结构，有利于煤粉能顺畅的进入输送管。（3）系统优点集供料、计量、输送、锁风于一体；计量方式连续；只计量粉体的供给重量，不发生零点变化；由于独特的非刚性结构，不会发生粉体的喷流现象，对磨损及温度变化也非常安全可靠。（4）规格型号表4-12 环状天平型计量机规格型号型号能力(m3/h