第6章燃料准备=西安交通大学-锅炉原理

1、第第6章章 燃料准备燃料准备6.1 燃料准备的一般原则燃料准备的一般原则满足燃烧设备要求，就近取用。满足燃烧设备要求，就近取用。6.2 煤粉及其制备煤粉及其制备6.2.1 煤粉及其特性煤粉及其特性层燃炉容量有限。煤粉炉得到广泛使用。层燃炉容量有限。煤粉炉得到广泛使用。1. 煤粉的一般特性煤粉的一般特性最主要：最主要：易流动性；易爆炸（自燃）性易流动性；易爆炸（自燃）性 2. 煤粉细度煤粉细度表示煤粉的粗细程度。表示煤粉的粗细程度。指经过专有筛子筛分后，残留中筛子上的煤粉重指经过专有筛子筛分后，残留中筛子上的煤粉重量占筛分前煤粉重量的百分数。量占筛分前煤粉重量的百分数。 表表6-2 常用筛子规格

2、及煤粉细度表示方法常用筛子规格及煤粉细度表示方法3. 煤粉的颗粒组成特性煤粉的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。大粒径以下任意大小的煤粉。 )exp(100nxbxR90200lg100lnlg100lnlg90200RRn90100ln901Rbn4. 煤粉经济细度煤粉经济细度合理的煤粉细度，可使得锅炉不完全燃烧损合理的煤粉细度，可使得锅炉不完全燃烧损失、磨煤电耗及金属磨损的总和最小，该细失、磨煤电耗及金属磨损的总和最小，该细度即称煤粉经济细度。度即称煤粉经济细度。 表表6. .3 我国煤粉细度的推荐值。我国

3、煤粉细度的推荐值。 根据燃用的煤种、燃烧设备和磨煤机型式及运行管理水平等根据燃用的煤种、燃烧设备和磨煤机型式及运行管理水平等因素决定因素决定。 5. 煤的可磨性系数煤的可磨性系数电厂常以煤的可磨性和磨损性来选择磨煤机和制粉电厂常以煤的可磨性和磨损性来选择磨煤机和制粉系统的型式。系统的型式。可磨性和磨损性分别以可磨性系数和磨损指数表示。可磨性和磨损性分别以可磨性系数和磨损指数表示。可磨性系数可磨性系数表示煤被磨成一定细度的煤粉的表示煤被磨成一定细度的煤粉的难易程度难易程度。国标规定：煤的可磨性国标规定：煤的可磨性试验采用试验采用 HardgroveHardgrove法法测定哈氏可磨指数测定哈氏可

4、磨指数HGIHGI。方法：将经过空气干燥、方法：将经过空气干燥、粒度为粒度为0.630.631.25 mm1.25 mm煤煤样样5050g g，放入哈氏可磨放入哈氏可磨性试验仪。施加在钢球性试验仪。施加在钢球上的总作用力为上的总作用力为284284N N，驱动电动机进行研磨，驱动电动机进行研磨，旋转旋转6060转。将磨得的煤转。将磨得的煤粉用孔径为粉用孔径为0.70.7l mml mm的的筛子在震筛机上筛分，筛子在震筛机上筛分，并称量筛上与筛下的煤并称量筛上与筛下的煤粉量。粉量。图图6-4 哈氏可磨性试验仪哈氏可磨性试验仪1一机座；一机座；2一电气控制盒；一电气控制盒；3一蜗轮盒；一蜗轮盒；4

5、一电动机；一电动机；5一小齿轮；一小齿轮；6一大齿轮；一大齿轮；7一重块；一重块；8一护罩；一护罩； 9一拨杆；一拨杆；10一计一计数器；数器；11一主轴；一主轴；12一研磨环；一研磨环； 13一钢一钢球；球；14一研磨碗一研磨碗 计算计算： GHGI93. 613G G为筛下煤样质量，总煤样重量减去筛余量。为筛下煤样质量，总煤样重量减去筛余量。 我国动力用煤的可磨性系数范围一般为我国动力用煤的可磨性系数范围一般为HGI= =25129；通常；通常HGI大于大于86的煤为易磨煤，的煤为易磨煤，HGI小于小于62的煤为难磨煤。的煤为难磨煤。 Hardgrove法在欧美普遍采用。法在欧美普遍采用。

6、 以前用以前用制定的方法。可磨性系数定义为：将质制定的方法。可磨性系数定义为：将质量相等的标准煤和试验煤由相同的初始粒度磨制成量相等的标准煤和试验煤由相同的初始粒度磨制成细度相同的煤粉时，所消耗能量的比值。两批煤磨细度相同的煤粉时，所消耗能量的比值。两批煤磨成相同细度很难做到，实际应用时改用：成相同细度很难做到，实际应用时改用： pRRK1s90b90km100100ln6. 煤的磨损指数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。表示该煤种对磨煤机的研磨部件磨损轻重的程度。影响因素影响因素: :硬质颗粒含量；硬质颗粒含量；硬质颗粒的种类；硬质颗粒的种类；硬质矿物的形状、大小等。硬

7、质矿物的形状、大小等。电力行业标准电力行业标准DL465一一92煤的冲刷磨损指数试验方法煤的冲刷磨损指数试验方法规定采用冲刷式磨损试验仪测试煤对金属磨件的磨损性能。规定采用冲刷式磨损试验仪测试煤对金属磨件的磨损性能。 图图6-5 冲刷式磨损试验仪冲刷式磨损试验仪1一密封容器；一密封容器；2一喷嘴；一喷嘴；3一喷管；一喷管；4一旁路孔；一旁路孔；5一支架；一支架；6一磨损试一磨损试片；片；7一活动夹片；一活动夹片；8一压力表；一压力表；9一进气阀；一进气阀；10一煤粉分离器；一煤粉分离器；11一活接头；一活接头；12一煤粉罐；一煤粉罐；13一螺一螺母；母；14一底部托架一底部托架 A为标准煤在单

8、位时为标准煤在单位时间内对纯铁试片的间内对纯铁试片的磨损量。一般规定磨损量。一般规定l0 mg/min。 6.2.2 磨煤机磨煤机将煤块破碎并磨成煤粉的机械，重要辅机。将煤块破碎并磨成煤粉的机械，重要辅机。磨煤需要消耗能量。磨煤需要消耗能量。 通过压碎、击碎和研碎三种方式进行。通过压碎、击碎和研碎三种方式进行。压碎能量最省。研碎能量最费。压碎能量最省。研碎能量最费。实际都兼有上述的两种或三种方式，以何种实际都兼有上述的两种或三种方式，以何种为主则视磨煤机的类型而定。为主则视磨煤机的类型而定。 分类：低、中、高速磨煤机。分类：低、中、高速磨煤机。低速磨煤机的转速为低速磨煤机的转速为1525rmi

9、n，如钢球如钢球磨煤机。磨煤机。中速磨煤机的转速为中速磨煤机的转速为50300rmin，如中速如中速平盘磨煤机、碗式中速磨煤机平盘磨煤机、碗式中速磨煤机(RP磨磨)、MPS中速磨煤机、中速钢球磨煤机；中速磨煤机、中速钢球磨煤机；高速磨煤机的转速为高速磨煤机的转速为7501500rmin，如风如风扇磨煤机、锤击磨煤机。扇磨煤机、锤击磨煤机。 （1）单进单出钢球磨煤机）单进单出钢球磨煤机图图6-6 筒式钢球磨煤机筒式钢球磨煤机(a) 结构筒图；结构筒图； (b) 工作原理示意图工作原理示意图1一进料装置；一进料装置；2一主轴承；一主轴承；3一传动齿一传动齿轮；轮；4一转动筒体；一转动筒体；5一螺旋

10、管；一螺旋管；6一出一出料装置；料装置；7一减速器；一减速器；8一电动机一电动机I一挤压研磨；一挤压研磨；一摩擦研磨；一摩擦研磨； 一一撞击粉碎撞击粉碎1. 钢球磨煤机钢球磨煤机影响钢球磨煤机工作的主要因素：影响钢球磨煤机工作的主要因素：筒体的转速筒体的转速钢球充满系数钢球充满系数钢球直径钢球直径通风量通风量筒内存煤量筒内存煤量优点：煤种适应性广、运行维修方便等。优点：煤种适应性广、运行维修方便等。缺点缺点: :设备庞大，投资多，占地面积大，运设备庞大，投资多，占地面积大，运行电耗高，金属磨损量大，噪声大等。行电耗高，金属磨损量大，噪声大等。在其他类型磨煤机不能应用的场合选用钢球在其他类型磨煤

11、机不能应用的场合选用钢球磨煤机。磨煤机。(2) 双进双出钢球磨煤机双进双出钢球磨煤机两端空心轴既是热风和原煤的进口，又是气粉混合物的出口。两端空心轴既是热风和原煤的进口，又是气粉混合物的出口。从两端进入的干燥介质气流在球磨机筒体中间部位对冲后反从两端进入的干燥介质气流在球磨机筒体中间部位对冲后反向流动，携带煤粉从两空心轴中流出，进入煤粉分离器，形向流动，携带煤粉从两空心轴中流出，进入煤粉分离器，形成两个相互对称、又彼此独立的磨煤回路。成两个相互对称、又彼此独立的磨煤回路。2. 中速磨煤机中速磨煤机目前国内大型电厂锅炉上应用最多的三种中速磨煤机为目前国内大型电厂锅炉上应用最多的三种中速磨煤机为R

12、P磨磨 (改进型为改进型为HP型型)、MPS磨和磨和E型磨。型磨。中速磨煤机具有相同的工作原理及基本类似的结构。中速磨中速磨煤机具有相同的工作原理及基本类似的结构。中速磨煤机沿高度方向自下而上可分为四部分：驱动装置、碾磨部煤机沿高度方向自下而上可分为四部分：驱动装置、碾磨部件、干燥分离空间以及煤粉分离和分配装置。件、干燥分离空间以及煤粉分离和分配装置。图图6-9 RP型中速磨煤机结构型中速磨煤机结构1一减速器；一减速器；2一磨碗；一磨碗；3一风环；一风环；4一加压缸；一加压缸；5一气粉混合物出口；一气粉混合物出口；6一原煤入口；一原煤入口；7一分离一分离器；器；8一粗粉回粉管；一粗粉回粉管；9

13、一磨辊；一磨辊；10一热风进口；一热风进口；11一杂物刮板；一杂物刮板；12一杂物排放管一杂物排放管图图6-10 HP型中速磨煤机结构型中速磨煤机结构 1磨煤机阀；磨煤机阀；2分离器调节分离器调节组件；组件；3陶瓷文丘里叶片；陶瓷文丘里叶片；4出口文丘里管；出口文丘里管；5陶瓷分离器陶瓷分离器锥斗；锥斗；6加载弹簧组件；加载弹簧组件；7辗辗辊；辊；8辗辊颈轴组件；辗辊颈轴组件；9磨盘；磨盘；10石子煤刮板；石子煤刮板；11行星齿轮行星齿轮箱；箱；12隔热层；隔热层；13磨盘颈轴；磨盘颈轴；14磨盘衬板；磨盘衬板；15风环组件；风环组件；16分离器机壳；分离器机壳；17分离器顶分离器顶帽；帽；1

14、8分离器组件；分离器组件；19煤粉煤粉气流出口；气流出口；20落煤管落煤管图图6-11 MPS型中速磨煤机型中速磨煤机1液压缸；液压缸；2杂物刮板；杂物刮板；3风环；风环；4风环毂；风环毂； 5磨辊；磨辊；6下压盘；下压盘；7上压上压盘；盘；8分离器导叶；分离器导叶；9气气粉混合物出口；粉混合物出口；10原煤入原煤入口；口；11煤粉分配器；煤粉分配器；12密封空气管路；密封空气管路；13加压弹加压弹簧；簧；14干燥热风入口；干燥热风入口；15传动轴传动轴图图6-12 E型中速球磨型中速球磨1一减速箱；一减速箱； 2一支座；一支座； 3一一热风进口；热风进口； 4一磨煤室筒壁；一磨煤室筒壁；5一

15、风环；一风环；6一导杆；一导杆；7一分离器锥体；一分离器锥体；8一加压缸；一加压缸；9一分离器导叶；一分离器导叶；10一气粉一气粉混合物分配器；混合物分配器；11一原煤入一原煤入口；口；12一分离器室筒壁；一分离器室筒壁；13一上磨环主体；一上磨环主体；14一上磨环一上磨环研磨环；研磨环；15一钢球；一钢球；16一下一下磨环；磨环；17一杂物箱一杂物箱三种中速磨煤机，三种中速磨煤机，RP型和型和MPS型的磨煤电耗较低，型的磨煤电耗较低，其中其中RP磨更低些，耐磨损性能则是磨更低些，耐磨损性能则是E型磨最好，型磨最好，MPS磨次之。若将磨煤机的使用寿命规定为磨次之。若将磨煤机的使用寿命规定为80

16、00h，则它们的适应煤种为：则它们的适应煤种为：E型磨适用于冲刷磨损指数型磨适用于冲刷磨损指数3.5的煤，的煤，MPS磨适用于磨适用于2.0的煤，的煤，RP磨适用于磨适用于1.0的煤。的煤。而当煤的冲刷磨损指数而当煤的冲刷磨损指数l.0时，三种中速磨煤机都有时，三种中速磨煤机都有较长的磨损寿命。综合其他因素，当煤的冲刷磨损较长的磨损寿命。综合其他因素，当煤的冲刷磨损指数指数1.2时，应优先选用时，应优先选用RP型中速磨，因为型中速磨，因为RP磨磨磨磨煤电耗最低，并且有较好的煤粉分配性能及磨损件煤电耗最低，并且有较好的煤粉分配性能及磨损件更换方便的优点。当煤的冲刷磨损指数为更换方便的优点。当煤的

17、冲刷磨损指数为1.22.0时，时，应选用应选用MPS型磨煤机，因型磨煤机，因MPS磨比磨比E型磨电耗低。型磨电耗低。 问题：对原煤带入的三块问题：对原煤带入的三块 (石块、木块和铁块石块、木块和铁块)敏感性强，易敏感性强，易引起振动和部件损坏；磨煤机结构复杂，运行和检修的技术引起振动和部件损坏；磨煤机结构复杂，运行和检修的技术水平要求高；不能磨制磨损指数高的煤种；对煤的水分要求水平要求高；不能磨制磨损指数高的煤种；对煤的水分要求高，因热风对磨盘上煤的干燥作用小，当煤水分过高时，磨高，因热风对磨盘上煤的干燥作用小，当煤水分过高时，磨盘上的煤和煤粉将压成饼状，影响磨煤出力。盘上的煤和煤粉将压成饼状

18、，影响磨煤出力。优点：启动迅速、调节灵活；磨煤电耗低，约为优点：启动迅速、调节灵活；磨煤电耗低，约为6gkWh/t，比钢球磨煤机小比钢球磨煤机小1.52.0倍。结构紧凑，占地面积比钢球磨煤倍。结构紧凑，占地面积比钢球磨煤机小机小4倍；金属磨损量小，磨制每吨煤粉的磨损量约为倍；金属磨损量小，磨制每吨煤粉的磨损量约为420 g/t，而钢球磨煤机为而钢球磨煤机为400500 g/t。所以当煤种适宜时，优先所以当煤种适宜时，优先采用中速磨煤机是合理的。采用中速磨煤机是合理的。3. 风扇式磨煤机风扇式磨煤机多用于燃用褐煤的锅炉。转速多用于燃用褐煤的锅炉。转速400 r/min以上，属高速磨煤机。以上，属

19、高速磨煤机。 风扇式磨煤机的结构与风风扇式磨煤机的结构与风机相类似，由叶轮和蜗壳机相类似，由叶轮和蜗壳组成。组成。优点：热风与煤粒的混合十分强烈，对煤粉优点：热风与煤粒的混合十分强烈，对煤粉干燥能力很强，所以风扇磨煤机与其他磨煤干燥能力很强，所以风扇磨煤机与其他磨煤机相比，能磨制更高水分的褐煤和烟煤。若机相比，能磨制更高水分的褐煤和烟煤。若配合以高温炉烟作干燥剂，则可磨制水分大配合以高温炉烟作干燥剂，则可磨制水分大于于35的软褐煤和木质褐煤。的软褐煤和木质褐煤。缺点：叶轮、叶片磨损快，检修周期短。一缺点：叶轮、叶片磨损快，检修周期短。一般磨损寿命约为般磨损寿命约为1000h。但风扇磨煤机的结但

20、风扇磨煤机的结构筒单，更换备用叶轮时只需很短时间。构筒单，更换备用叶轮时只需很短时间。 6.2.3 制粉系统制粉系统以磨煤机为核心的把原煤制成合格煤粉的系统。以磨煤机为核心的把原煤制成合格煤粉的系统。分中间仓储式、直吹式和半直吹式三类。分中间仓储式、直吹式和半直吹式三类。中间仓储式制粉系统中，磨成的煤粉先储存在煤粉仓内，中间仓储式制粉系统中，磨成的煤粉先储存在煤粉仓内，随后根据负荷要求再由煤粉仓送入炉膛。随后根据负荷要求再由煤粉仓送入炉膛。直吹式制粉系统中，磨成的煤粉从磨煤机直接吹入炉膛。直吹式制粉系统中，磨成的煤粉从磨煤机直接吹入炉膛。中间仓储式制粉系统一般配用筒式球磨机。直吹式制粉系中间仓

21、储式制粉系统一般配用筒式球磨机。直吹式制粉系统一般配用中速磨或风扇磨。直吹式制粉系统中，若配用统一般配用中速磨或风扇磨。直吹式制粉系统中，若配用筒式球磨机，则在低负荷或变负荷运行时很不经济。对带筒式球磨机，则在低负荷或变负荷运行时很不经济。对带基本负荷的锅炉，可考虑采用筒式球磨机直吹系统。基本负荷的锅炉，可考虑采用筒式球磨机直吹系统。 1中间储仓式制粉系统中间储仓式制粉系统（1）单进单出钢球磨煤机中间储仓式制粉系统）单进单出钢球磨煤机中间储仓式制粉系统两种典型的系统：乏气送粉系统和热风送粉系统。两种典型的系统：乏气送粉系统和热风送粉系统。当燃用煤的质量较好时，可采用乏气送粉系统，以当燃用煤的质

22、量较好时，可采用乏气送粉系统，以乏气作为一次风的输送介质，乏气夹带的细粉与给乏气作为一次风的输送介质，乏气夹带的细粉与给粉机下来的煤粉混合后，被送入炉膛燃烧。粉机下来的煤粉混合后，被送入炉膛燃烧。当燃用难燃的无烟煤、贫煤或劣质烟煤时，需用高当燃用难燃的无烟煤、贫煤或劣质烟煤时，需用高温一次风来稳定着火燃烧，则要采用热风送粉中间温一次风来稳定着火燃烧，则要采用热风送粉中间储仓式制粉系统，用从空气预热器来的热空气作为储仓式制粉系统，用从空气预热器来的热空气作为一次风的输送介质。乏气作为三次风送入炉膛燃烧。一次风的输送介质。乏气作为三次风送入炉膛燃烧。 图图6-14 单进单出钢球磨煤机中间储仓式制粉

23、系统单进单出钢球磨煤机中间储仓式制粉系统 (a)乏气送粉；乏气送粉；(b)热风送粉热风送粉1一热风管；一热风管；2一磨煤机；一磨煤机；3一冷风入口；一冷风入口；4一给煤机；一给煤机；5一原煤仓；一原煤仓；6一闸板；一闸板；7一一锁气器；锁气器；8一燃烧器；一燃烧器；9一锅炉；一锅炉；10一送风机；一送风机；11一空气预热器；一空气预热器；12一压力冷风一压力冷风管；管；13一再循环器；一再循环器；14一二次风管；一二次风管；15一防爆门；一防爆门；16一下行干燥管；一下行干燥管；17一热一一热一次风机；次风机；18一三次风；一三次风；19一回粉管；一回粉管；20一排粉机；一排粉机；21一粗粉分离器；一粗粉分离器；22一一 一次一次风箱；风箱；23一给粉机；一给粉机；24一混合器；一混合器； 25一排湿管；一排湿管；26一煤粉分离器；一煤粉分离器；27一转换挡一转换挡板；板；28一螺旋输粉机；一螺旋输粉机；29一煤粉仓一煤粉仓2. 直吹式制粉系统直吹式制粉系统（1）中速磨煤机直吹式制粉系统）中速磨煤机直吹式制粉系统在直吹式制粉系统中，磨煤机磨制的煤粉全部直接送入炉在直吹式制粉系统中，磨煤机磨制的煤粉全部直接送入炉膛内燃烧。因此具有系统简单、设备部件少、运行电耗低、膛内燃烧。因此具有系统简单、设备部件少、运行电耗低