煤粉制備系統(tǒng)課件

1、煤粉制備系統(tǒng)及燃燒系統(tǒng) 講解 2016年6月20日 l煤粉性質(zhì)與品質(zhì) l磨煤設(shè)備及其特性 l煤粉制備系統(tǒng) l燃料燃燒理論及燃燒設(shè)備 煤粉的性質(zhì)與品質(zhì)煤粉的性質(zhì)與品質(zhì) 一、煤粉的一般性質(zhì)一、煤粉的一般性質(zhì) l形狀不規(guī)則、顆粒微?。ǔ叽缧∮?00m），20 -60m顆粒占大多數(shù)。 l有較好的流動(dòng)性。 二、煤粉的二、煤粉的自燃自燃和和爆炸爆炸。 三、煤粉細(xì)度三、煤粉細(xì)度 煤粉細(xì)度表示 四、煤粉均勻性四、煤粉均勻性 指煤粉顆粒大小的均勻程度。 Rx=f（x）稱為煤粉顆粒組成曲線，也稱 粒度分布特性。 %100 x ba a R )xexp(100 n x bR 四四、煤的可磨性系數(shù)、煤的可磨性系數(shù) 概

2、念： 指在風(fēng)干狀態(tài)下，將同一質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn) 煤和試驗(yàn)煤由相同的初始粒度磨碎到相 同的煤粉細(xì)度時(shí)所消耗的能量之比，用 符號(hào)Kkm表示，即 s b km E E K 五、煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度五、煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度 把q2、q4、qm、qn之和（q2q4qmqn 為最小值時(shí)所對(duì)應(yīng)的煤粉細(xì)度稱為煤粉 經(jīng)濟(jì)細(xì)度。 磨煤設(shè)備及其特性磨煤設(shè)備及其特性 根據(jù)磨煤機(jī)的轉(zhuǎn)速大致可分為如下三種： （1）低速磨煤機(jī)：它通常指筒式鋼球磨煤機(jī)，其轉(zhuǎn) 速n=1620r/min。 （2）中速磨煤機(jī)：它包括中速平盤式磨煤機(jī)、中速 環(huán)球式磨煤機(jī)、碗式磨煤機(jī)、MPS磨煤機(jī)，其 轉(zhuǎn)速n=50300r/min。 （3）高速磨煤機(jī)：包括風(fēng)扇磨煤機(jī)和錘擊式

3、磨煤機(jī)， 其轉(zhuǎn)速n=5001500r/min。 MPSMPS型磨煤機(jī)型磨煤機(jī) 采用具有圓弧形凹槽滾道的磨盤，磨輥 邊緣也呈圓弧形。三個(gè)磨輥相對(duì)布置在相距 120的位置上。磨輥尺寸大，在水平方向具 有一定的自由度，可以擺動(dòng)，能自動(dòng)調(diào)整碾 磨位置。在碾磨過程中磨輥由磨盤摩擦力帶 動(dòng)旋轉(zhuǎn)。磨煤的碾磨力來自磨輥、彈簧架及 壓力架的自重和彈簧的預(yù)壓縮力。彈簧的預(yù) 壓縮力依靠作用在彈簧壓盤上的液壓缸加壓 系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。 MPS-HP-MPS-HP-型中速磨型中速磨 德國(guó)Babcock公司在20世紀(jì)末推出的新產(chǎn) 品。該系列產(chǎn)品吸取了其它中速磨種的優(yōu)點(diǎn)， 保留了MPS磨自身特點(diǎn)，特別是通過采用先進(jìn) 的液壓變加載

4、反作用力控制系統(tǒng)，提高了磨 煤機(jī)的碾磨壓力（由350kN/m2增至750kN/m2） 及轉(zhuǎn)速（提高20%）。使磨煤機(jī)的性能更優(yōu)越， 結(jié)構(gòu)更合理，控制更有效。 MPS-HP-MPS-HP-型磨煤機(jī)工作原理型磨煤機(jī)工作原理 MPS磨煤機(jī)主要用于燃煤電站直吹式制粉系統(tǒng)， 應(yīng)用于碾磨煙煤、高水份的煙煤和褐煤。 原煤通過磨機(jī)中部落煤管進(jìn)入磨機(jī)中，由磨盤轉(zhuǎn) 動(dòng)所產(chǎn)生的離心力使煤均勻的進(jìn)入磨盤軌道中。通 過磨盤帶動(dòng)的三個(gè)均勻分布在磨盤圓周上的磨輥的 轉(zhuǎn)動(dòng)，將煤在磨輥及磨盤間碾壓成細(xì)粉，在離心力 的作用下溢出磨盤，干燥劑由磨盤帶動(dòng)的旋轉(zhuǎn)噴嘴 環(huán)以7090m/s速度進(jìn)入磨機(jī)，對(duì)原煤干燥的同時(shí)將 磨碎的煤粉輸送至

5、分離器中分離，合格的煤粉進(jìn)入 爐膛燃燒，大粉返回磨中重新磨制。煤中的石子 鐵塊等通過噴嘴環(huán)掉到下架體上被刮板清入排渣箱 中，排除磨外。 MPS-HP-MPS-HP-型磨煤機(jī)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特點(diǎn)型磨煤機(jī)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特點(diǎn) l為減小磨料的粒徑所需要的碾磨壓力是由 外部傳輸進(jìn)來的。 l其用于碾磨的輥?zhàn)訌较蚴强梢詳[動(dòng)的。這 樣，在碾磨過程中，碾磨力不是被傳輸?shù)?磨機(jī)殼體上，而是通過加載部件直接作用 在基礎(chǔ)上。通過擺動(dòng)調(diào)整裝置，可使外來 的異物在徑向方向很容易的被排出。 l MPS磨煤采用液壓變加載系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的液壓碾 磨力是可調(diào)的，在不同工況下均可調(diào)節(jié)到相應(yīng)的 最佳碾磨力。當(dāng)煤質(zhì)發(fā)生變化或負(fù)荷快速變化時(shí)， 碾

6、磨力可以快速調(diào)節(jié)，這樣液壓變加載使磨煤機(jī) 有更好的運(yùn)行條件，并且隨著煤質(zhì)的改變，能夠 進(jìn)行快速的調(diào)整。因此，具有液壓變加載系統(tǒng)的 磨煤機(jī)能適應(yīng)發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行負(fù)荷的快速變化 煤粉制備系統(tǒng)煤粉制備系統(tǒng) l 煤粉制備系統(tǒng)是指將原煤磨制成粉，然后送入鍋 爐爐膛進(jìn)行懸浮燃燒所需設(shè)備和相關(guān)連接管道的 組合。 l 制粉系統(tǒng)分直吹式和中間儲(chǔ)倉(cāng)式兩種。 l 直吹式制粉系統(tǒng)：指煤粉經(jīng)磨煤機(jī)磨成煤粉后直 接吹入爐膛燃燒； l 中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)：將磨好的煤粉先儲(chǔ)存在煤 粉倉(cāng)中，然后再根據(jù)鍋爐運(yùn)行負(fù)荷的需要，從煤 粉倉(cāng)經(jīng)給粉機(jī)送入爐膛燃燒。 直吹式與中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)的比較直吹式與中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)的比較 直吹式優(yōu)點(diǎn)

7、： 系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)備少、布置緊湊、鋼材耗量少、投資省、 運(yùn)行電耗也較低。 直吹式缺點(diǎn)： （1）制粉系統(tǒng)設(shè)備的工作直接影響鍋爐的運(yùn)行工況； （2）直吹式負(fù)壓系統(tǒng)的排粉風(fēng)機(jī)磨損嚴(yán)重，對(duì)制粉系統(tǒng)工 作安全影響較大； （3）鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，燃煤量通過給煤機(jī)調(diào)節(jié)，時(shí)滯較大， 靈活性較差； （4）由于燃煤與空氣的調(diào)節(jié)均在磨煤機(jī)之前，運(yùn)行中調(diào)節(jié) 各并列一次風(fēng)管中煤粉和空氣的分配比較困難，容易 出現(xiàn)風(fēng)粉不均現(xiàn)象。 中間儲(chǔ)倉(cāng)式優(yōu)點(diǎn)： （1）有煤粉倉(cāng)儲(chǔ)存煤粉，并可通過螺旋輸粉機(jī)在相鄰制粉 系統(tǒng)間調(diào)劑煤粉，供粉的可靠性較高； （2）磨煤機(jī)可經(jīng)常在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷下運(yùn)行，當(dāng)儲(chǔ)粉量足夠時(shí)， 還可停止磨煤機(jī)工作而并不影響鍋爐的正常

8、運(yùn)行； （3）鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，燃煤量通過給粉機(jī)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)既方 便又靈敏； （4）儲(chǔ)倉(cāng)式系統(tǒng)還可采用熱風(fēng)送粉，大大改善了燃用無煙 煤、貧煤及劣質(zhì)煤時(shí)的著火條件； （5）排粉機(jī)的磨損比直吹式負(fù)壓系統(tǒng)輕的多。 中間儲(chǔ)倉(cāng)式缺點(diǎn)： 系統(tǒng)復(fù)雜，鋼材耗量多，初投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，煤粉自 燃爆炸的可能性亦比直吹式系統(tǒng)要大。 制粉系統(tǒng)的選型制粉系統(tǒng)的選型 l中速磨直吹式制粉系統(tǒng)適用于：易著火、水分 少、負(fù)荷變動(dòng)大的機(jī)組；煤種要求：揮發(fā)分高、 水分少（小于12%）、容易著火。 l高速磨直吹式制粉系統(tǒng)適用于：易著火、水分 大、負(fù)荷變動(dòng)大的機(jī)組；煤種要求：揮發(fā)分高、 水分大、煤質(zhì)較軟。 l中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)適用于：燃煤特

9、性變化大、占 地寬裕、運(yùn)行穩(wěn)定性較好； l熱風(fēng)送粉適用煤種：不易著火、水分大； l乏氣送粉適用煤種：容易著火、水分小。 煤粉制備系統(tǒng)的主要輔助設(shè)備煤粉制備系統(tǒng)的主要輔助設(shè)備 給煤機(jī)給煤機(jī) 作用：根據(jù)磨煤機(jī)或鍋爐負(fù)荷的需要調(diào)節(jié)給作用：根據(jù)磨煤機(jī)或鍋爐負(fù)荷的需要調(diào)節(jié)給 煤量，并把原煤均勻連續(xù)地送入磨煤機(jī)中。煤量，并把原煤均勻連續(xù)地送入磨煤機(jī)中。 分類：圓盤式、振動(dòng)式、刮板式、皮帶式等。分類：圓盤式、振動(dòng)式、刮板式、皮帶式等。 粗粉分離器粗粉分離器 粗粉分離器是利用離心力、慣性力和重力的 原理把不合格的粗煤粉分離出來的。 細(xì)粉分離器細(xì)粉分離器 是將風(fēng)粉混合物中的煤粉分離出來，儲(chǔ)存在 煤粉倉(cāng)中 給粉機(jī)

10、給粉機(jī) 將煤粉倉(cāng)中的煤粉按鍋爐負(fù)荷的需要均勻地送入一 次風(fēng)管中。 鎖氣器鎖氣器 在制粉系統(tǒng)的某些管道上裝有只允許煤粉通過，而 不允許氣流通過的設(shè)備 燃料燃燒理論及燃燒設(shè)備燃料燃燒理論及燃燒設(shè)備 l我們希望燃料的燃燒迅速而完全。燃燒迅 速可以保證鍋爐的出力，而燃燒完全則可 以提高鍋爐效率。 l燃燒的完全程度可用燃燒效率表示，即輸 入鍋爐的熱量扣除固體不完全燃燒損失的 熱量和氣體不完全燃燒損失的熱量后占輸 入鍋爐熱量的百分比， l燃燒速度決定于化學(xué)反應(yīng)速度和氧的擴(kuò)散 速度，且等于兩者中的較小者。 燃燒區(qū)域燃燒區(qū)域 l 按照化學(xué)反應(yīng)條件與氣體擴(kuò)散條件對(duì)燃燒速度影 響的不同，燃燒過程可能處于以下三種不

11、同區(qū)域。 l 1動(dòng)力燃燒區(qū) 當(dāng)溫度較低時(shí)（小于1000），氧的擴(kuò)散速度遠(yuǎn)大 于化學(xué)反應(yīng)速度，即燃燒速度主要決定于化學(xué)反應(yīng) 速度， 2擴(kuò)散燃燒區(qū) 當(dāng)溫度很高時(shí)（大于1400），化學(xué)反應(yīng)速度遠(yuǎn) 大于氧的擴(kuò)散速度，即這種燃燒反應(yīng)溫度區(qū)稱為 擴(kuò)散燃燒區(qū)。 3過渡燃燒區(qū) 煤粉的著火和燃燒煤粉的著火和燃燒 l 著火：由緩慢的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變到劇烈的氧化反應(yīng)， 這一瞬間過程稱之為著火。 l 著火溫度（著火點(diǎn)）：燃料開始著火時(shí)所對(duì)應(yīng)的 最低溫度稱為燃料的著火溫度或著火點(diǎn)。 l 著火熱：由初始溫度加熱到著火溫度時(shí)所需要的 熱量。為使燃料盡快著火，應(yīng)從兩方面著手，一 是減小著火熱，二是加強(qiáng)傳熱，提高加熱速度。 l 煤

12、粉空氣混合物的著火、熄火以及燃燒的過程是 否能持續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行，都與燃燒過程的熱力條件 有關(guān)，因?yàn)樵谌紵^程中，燃燒過程中，同時(shí)存 在著放熱和吸熱兩個(gè)過程。這兩個(gè)互相矛盾過程 的發(fā)展，對(duì)燃燒過程可能是有利的、也可能是不 利的，也即會(huì)使燃燒過程發(fā)生(著火)或者停止(熄 火)。 煤和煤粉的著火和燃燒：煤和煤粉的著火和燃燒：點(diǎn)點(diǎn)1 1是一個(gè)穩(wěn)定的低溫緩慢氧化的平衡點(diǎn)；是一個(gè)穩(wěn)定的低溫緩慢氧化的平衡點(diǎn)；點(diǎn)點(diǎn)3 是一個(gè)穩(wěn)定的高溫快速反應(yīng)的平衡點(diǎn)；是一個(gè)穩(wěn)定的高溫快速反應(yīng)的平衡點(diǎn)；點(diǎn)點(diǎn)2 2即為熱力著火點(diǎn)。點(diǎn)即為熱力著火點(diǎn)。點(diǎn)4 4即為熱即為熱 力熄火點(diǎn)。力熄火點(diǎn)。 l著火熱計(jì)算著火熱計(jì)算 它包括加熱煤粉及

13、空氣（一次風(fēng)）、使煤 粉氣流中水分蒸發(fā)和過熱所需要的熱量 煤粉氣流著火熱來源有兩個(gè)方面：一方面 是卷吸爐膛高溫?zé)煔舛a(chǎn)生的對(duì)流換熱，另 一方面是爐內(nèi)高溫火焰的輻射換熱。 煤粉的燃燒過程煤粉的燃燒過程 （一）燃燒階段 1著火前的準(zhǔn)備階段 煤粉氣流噴入爐膛至著火這一階段稱為著火前的準(zhǔn)備階段。 2燃燒階段 煤粉氣流一旦著火燃燒，可燃質(zhì)與氧就發(fā)生高速的燃燒化 學(xué)反應(yīng)，放出大量的熱量，煙氣溫度迅速升高達(dá)到最大值， 氧濃度及飛灰含碳量則急劇下降。 3燃盡階段 燃盡階段是燃燒過程的繼續(xù)。煤粉經(jīng)過燃燒后，炭粒變小， 表面形成灰殼，大部分可燃物已經(jīng)燃盡，只剩少量殘?zhí)坷^ 續(xù)燃燒。 影響煤粉氣流著火的因素影響煤粉氣

14、流著火的因素 1燃料的性質(zhì) 揮發(fā)分含量、水分、灰分、煤粉細(xì)度 2爐膛溫度 減少爐內(nèi)散熱，有利于著火。 3煤粉氣流的初溫 提高初溫，可減少著火熱，使煤粉盡快著火。燃 用低揮發(fā)分煤時(shí)，常采用熱風(fēng)送粉系統(tǒng)。 4一次風(fēng)量、一次風(fēng)速和一次風(fēng)溫 5燃燒器結(jié)構(gòu)特性與布置 6鍋爐負(fù)荷 四、燃燒完全的條件四、燃燒完全的條件 （1）合適的空氣量； （2）適當(dāng)高的爐溫； （3）空氣與燃料的良好擾動(dòng)和混合； （4）足夠的爐內(nèi)停留時(shí)間。 穩(wěn)定煤粉爐燃燒的主要技術(shù)措施有：穩(wěn)定煤粉爐燃燒的主要技術(shù)措施有： （1）煤粉細(xì)度。 （2）一次風(fēng)煤粉混合物濃度。 （3）分級(jí)送風(fēng)。 （4）煤粉氣流的加熱條件。 （5）一次風(fēng)煤粉混合物溫

15、度。 （6）一次風(fēng)煤粉氣流的出口速度。 燃燒器和點(diǎn)火裝置燃燒器和點(diǎn)火裝置 一、燃燒器 煤粉燃燒器是煤粉爐燃燒設(shè)備的主要部分， 其作用是： （1）將攜帶煤粉的一次風(fēng)和助燃的二次風(fēng)送入爐膛，并組 織一定的氣流結(jié)構(gòu)，使煤粉迅速、穩(wěn)定地著火； （2）使煤粉和空氣合理混合，達(dá)到煤粉在爐內(nèi)迅速完全燃 燒的目的。 分類：直流燃燒器和旋流燃燒器 直流煤粉燃燒器的配風(fēng)方式： （1）均等配風(fēng)：一、二次風(fēng)噴口相間布置；一、二次風(fēng)噴口間距相對(duì) 較近，一、二次風(fēng)從噴口流出后能很快混合，適用于揮發(fā)分較高的煙 煤和褐煤。 （2）分級(jí)配風(fēng)：將一次風(fēng)噴口集中布置在一起，二 次風(fēng)噴口分層布置。一、二次風(fēng)噴口保持較大的距 離，以便

16、控制一、二次風(fēng)的混合時(shí)間，適用于無煙 煤、貧煤和劣質(zhì)煙煤。 周界風(fēng)、夾心風(fēng)、十字風(fēng)等的作用：（1） 冷卻一次風(fēng)噴口，防止燒壞；（2）提高一次風(fēng)氣流 的剛性，防止一次風(fēng)射流偏斜；（3）補(bǔ)充部分氧氣。 旋流燃燒器 燃燒器中的一次風(fēng)噴口在內(nèi)部，一次風(fēng)噴口射出的 可以是旋轉(zhuǎn)射流，也可以是直流射流；二次風(fēng)噴口 在外部，二次風(fēng)噴口出來的是旋轉(zhuǎn)射流，整個(gè)燃燒 器射出的射流為旋轉(zhuǎn)射流。 點(diǎn)火裝置點(diǎn)火裝置 作用：（1）鍋爐啟動(dòng)時(shí)點(diǎn)燃主燃燒器的煤粉氣流； （2）低負(fù)荷或燃燒不穩(wěn)定時(shí)，穩(wěn)定燃燒或作為輔 助燃燒器。 點(diǎn)火器 煤粉爐的點(diǎn)火裝置包括點(diǎn)火器、油噴嘴（油槍） 和配風(fēng)器。 煤粉爐常采用過渡燃料的點(diǎn)火裝置，可分為

17、氣 油煤粉的三級(jí)點(diǎn)火和油煤粉的二級(jí)點(diǎn)火兩種， 現(xiàn)在常采用二級(jí)點(diǎn)火。 等離子點(diǎn)火等離子點(diǎn)火 1）等離子點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理 直流電流在一定介質(zhì)氣壓的條件下引弧，并在 強(qiáng)磁場(chǎng)控制下獲得穩(wěn)定功率的定向流動(dòng)空氣等離子 體，該等離子體在點(diǎn)火燃燒器中形成T4000K的梯度 極大的局部高溫火核，煤粉顆粒通過該等離子“火 核”時(shí)，迅速釋放出揮發(fā)物、再造揮發(fā)份，并使煤 粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒，達(dá)到點(diǎn)火并加速 煤粉燃燒的目的。 l 等離子發(fā)生器由線圈、陰極、陽(yáng)極組成 等離子發(fā)生器等離子發(fā)生器 等離子燃燒器等離子燃燒器 一次一次 風(fēng)風(fēng) 二次風(fēng)箱二次風(fēng)箱 二次風(fēng)二次風(fēng) 煤粉通過溫度高達(dá)煤粉通過溫度高達(dá)4000- 10000、含有大量化學(xué)活性粒、含有大量化學(xué)活性粒 子的等離子體火核時(shí)，迅速破裂、子的等離子體火核時(shí)，迅速破裂、 氣化，并可再造揮發(fā)分，以極低氣化，并可再造揮發(fā)分，以極低 的點(diǎn)火功率被穩(wěn)定點(diǎn)燃。的點(diǎn)火功率被穩(wěn)定點(diǎn)燃。 一級(jí)火焰一級(jí)火焰 二級(jí)火焰二級(jí)火焰 三級(jí)火焰三級(jí)火焰 煤粉爐爐膛煤粉