鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)

PAGE4鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)1.1.1單進(jìn)單出鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)分為集中制和單元制兩類。多臺鍋爐燃用的煤粉都集中在制粉車間或制粉工廠進(jìn)行干燥和磨制，稱為集中制粉系統(tǒng)。如果制粉系統(tǒng)直接與鍋爐配套，并取用鍋爐的熱空氣或熱煙氣作為干燥劑的輸送介質(zhì)，就稱為單元制制粉系統(tǒng)。單元制制粉系統(tǒng)又可分為直吹式和中間儲倉式兩種。在直吹式系統(tǒng)中，煤粉從磨煤機(jī)中出來，直接經(jīng)燃燒器送入爐膛；在中間儲倉式制粉系統(tǒng)中，煤粉被收集儲存在煤粉倉中，燃用時再由煤粉倉下部的給粉機(jī)按鍋爐負(fù)荷的需要調(diào)節(jié)給粉量，經(jīng)排粉機(jī)或一次風(fēng)機(jī)送入爐內(nèi)。單元制制粉系統(tǒng)中，如果干燥后的干燥劑連同燃料中蒸發(fā)出的水蒸氣均送入鍋爐的爐膛，則稱為閉式單元制系統(tǒng)，一般適用折算水分MZS＜（0.04～0.05）kg/MJ，（折算水分是相對于每4190kJ/kg(1000kcal/kg)發(fā)熱量的水分，即MZS=Mar/Qnet,，ar；如不送入爐膛，而直接排放到大氣中或引風(fēng)機(jī)前的煙道內(nèi)，則稱為開式單元制系統(tǒng)，適用于折算水分MZS≥0.05kg/MJ。⑴直吹式制粉系統(tǒng)鋼球磨直吹式制粉系統(tǒng)如圖2-15所示。直吹式制粉系統(tǒng)中，原煤的干燥可以利用熱空氣或熱空氣與爐煙的混合物。原煤干燥過程中在磨煤機(jī)前的下行干燥管內(nèi)進(jìn)行部分干燥。如原水分較低，就可不設(shè)前置干燥管，此時磨煤和干燥過程就全部在磨煤和內(nèi)完成。為了對原煤有一定的適應(yīng)能力，國內(nèi)鋼球磨煤和制粉系統(tǒng)全部裝有一段前置下行干燥設(shè)備。如果鍋爐的熱空氣溫度能滿足原煤干燥的要求，那么采用熱空氣作為干燥劑是有利的。因?yàn)榇藭r在爐膛的著火和燃燒區(qū)可以獲得較高的溫度，有益于穩(wěn)定燃料的著火和燃燒?，F(xiàn)代鍋爐設(shè)備熱空氣溫度不會超過450℃。因而對個別水分較高的煤種，為提高干燥能力，有些國外電廠采用熱空氣與爐煙混合物作為干燥劑。國內(nèi)鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)絕大多數(shù)采用熱空氣作干燥劑。采用熱空氣干燥時，由于干燥劑內(nèi)含氧量較高，增大了爆炸的危險性。制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中必須采取一定的防爆措施。采用煙氣——空氣混合物作干燥劑可降低系統(tǒng)爆炸的危險，而且實(shí)際上可干燥任何水分的煤種。圖2-15鋼球磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)(a)熱空氣干燥；(b)熱空氣-爐煙干燥1—原煤斗；2—煤閘板；3,4—燃料量測量裝置；5—給煤機(jī)；6—落煤管；7—下行干燥管；8—鋼球磨煤機(jī)；9—冷風(fēng)門；10—干燥劑流量計(jì)；11—回粉管；12—粗粉分離器；13—系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)管；14—排粉機(jī)；15—煤粉分配器；16—燃燒器；17—二次風(fēng)箱；18—鍋爐；19—送風(fēng)機(jī)；20—空氣預(yù)熱器；21—熱風(fēng)管；22—抽爐煙管；23—爐煙熱空氣混合室；24—防爆門直吹式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單、部件少、管路短、維護(hù)容易、通風(fēng)電耗低等。但也有一些不足之處。①排粉機(jī)葉輪磨損嚴(yán)重。②鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時，磨煤電耗和金屬磨損量增大。③由于磨煤機(jī)運(yùn)行工況與鍋爐的工作密切相關(guān)，因此當(dāng)磨煤機(jī)檢修、斷煤或供煤不穩(wěn)時，將直接影響鍋爐的負(fù)荷，降低鍋爐機(jī)組工作的可靠性。為提高鍋爐運(yùn)行可靠性，就要配置大出力磨煤機(jī)，無益的增大了制粉系統(tǒng)的裕度和初建投資。④增大了向各燃燒器均勻分配煤粉的難度，對于大出力磨煤機(jī)及燃燒器數(shù)目多時，就愈加困難。⑤沒有可能采用干燥劑向磨煤機(jī)入口的再循環(huán)。由于鋼球磨煤機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行，會使磨煤電耗急劇加大，因此，只有帶基本負(fù)荷的鍋爐采用直吹式才是合理的。⑵中間儲倉式制粉系統(tǒng)鋼球磨煤機(jī)中間儲倉式制粉系統(tǒng)如圖2-16所示。鋼球磨煤機(jī)中間儲倉式制粉系統(tǒng)在國內(nèi)電廠中得到廣泛的應(yīng)用。采用熱風(fēng)作干燥劑時，有以下幾種類型：熱風(fēng)加再循環(huán)，適用于原煤水分Mar＜12%；單純熱風(fēng)作干燥劑適合于原煤水分Mar＜15%的煤種；此外還有熱風(fēng)加冷風(fēng)和熱風(fēng)加溫風(fēng)兩種。其中以熱風(fēng)加再循環(huán)用得最多。干燥劑溫度的調(diào)節(jié)大致有三種方式，就地冷風(fēng)、壓力冷風(fēng)以及溫風(fēng)（引自空氣預(yù)熱器間），以采用就地冷風(fēng)方式居多。圖2-16鋼球磨煤機(jī)中間儲倉式制粉系統(tǒng)（a）熱風(fēng)干燥-乏氣送粉；（b）熱風(fēng)爐煙干燥-乏氣送粉；（c）熱風(fēng)干燥-熱風(fēng)一次風(fēng)機(jī)送粉；（d）熱風(fēng)爐煙干燥-熱風(fēng)送粉1—熱風(fēng)管；2—磨煤機(jī)；3—冷風(fēng)入口；4—給煤機(jī)；5—原煤倉；6—閘板；7—鎖氣器；8—燃燒器；9—鍋爐；10—送風(fēng)機(jī)；11—空氣預(yù)熱器；12—壓力冷風(fēng)管；13—再循環(huán)管；14—二次風(fēng)管；15—防爆門；16—抽煙管；17—爐煙熱風(fēng)混合室；18—下行干燥管；19—熱風(fēng)送粉一次風(fēng)機(jī)；20—乏氣噴嘴；21—回粉管；22—排粉機(jī)；23—粗粉分離器；24—一次風(fēng)箱；25—給粉機(jī)；26—混合器；27—排濕管；28—細(xì)粉分離器；29—轉(zhuǎn)換擋板；30—螺旋輸粉機(jī)（鉸籠）；31—煤粉倉中間儲倉式制粉系統(tǒng)中，將煤粉送入鍋爐主要有兩種方式，即乏氣送粉和熱風(fēng)送粉，以乏氣送粉居多。還有個別電廠采用溫風(fēng)送粉。①排粉機(jī)輸送的是經(jīng)細(xì)粉分離器后的乏氣，其含粉量只有10%左右，因而可減輕排粉時葉輪的磨損，延長使用壽命。②利用給粉機(jī)調(diào)節(jié)進(jìn)入鍋爐的煤粉量，增加調(diào)節(jié)的靈活性，加快鍋爐負(fù)荷變化速度。③磨煤機(jī)可一直在不變的最大出力下運(yùn)行，能降低磨煤機(jī)單位電耗和金屬磨損耗。④由于有中間煤粉倉，且各鍋爐制粉系統(tǒng)間有螺旋輸粉機(jī)相聯(lián)系，提高鍋爐機(jī)組運(yùn)行的可靠性，可適當(dāng)降低制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)出力的設(shè)計(jì)裕量。中間儲倉式制粉系統(tǒng)的不足之處：①與直吹式相比，增加了細(xì)粉分離器、煤粉倉、給粉機(jī)、螺旋輸粉機(jī)等設(shè)備，制粉系統(tǒng)復(fù)雜，增加系統(tǒng)的建筑尺寸和初建投資。②由于系統(tǒng)中負(fù)壓較大，漏風(fēng)較多，致使輸粉電耗增加，同時漏風(fēng)增大，還會降低鍋爐效率。③增大爆炸危險性，設(shè)備維護(hù)也復(fù)雜。1.1.2雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)⑴直吹式制粉系統(tǒng)雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)一般均采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，如圖2-17所示。圖2-17(a)系統(tǒng)是由兩個相互對稱并組合在一起的獨(dú)立回路構(gòu)成的。其中每個回路工作流程為：原煤由煤倉經(jīng)可調(diào)轉(zhuǎn)速給煤機(jī)送入混料箱——預(yù)干燥混合室。在其內(nèi)，原煤受到高溫旁路熱風(fēng)的預(yù)干燥。表面受到干燥的原煤與分離器分離出的回粉匯合后，到達(dá)磨煤機(jī)進(jìn)煤管的螺旋輸煤器，由其帶動與氣粉混合物相反的流動方向送入磨煤機(jī)筒體內(nèi)。熱風(fēng)經(jīng)中心管進(jìn)入磨煤機(jī)筒體，完成對煤的干燥，并把煤粉帶出磨煤機(jī)。攜帶煤粉的磨煤風(fēng)與預(yù)干燥原煤的旁路風(fēng)匯合后進(jìn)入分離器。分離器為帶可調(diào)導(dǎo)向葉片的圓錐形離心分離器。通過調(diào)整導(dǎo)向葉片的傾角來改變煤粉細(xì)度。分離出的粗顆粒匯入預(yù)干燥的原煤中，返回磨煤機(jī)重新磨制。磨煤機(jī)總風(fēng)（包括磨煤風(fēng)、旁路風(fēng)和部分密封風(fēng)）攜帶細(xì)煤粉離開分離器，通過輸粉管道送往鍋爐燃燒器。利用調(diào)節(jié)磨煤機(jī)筒體通風(fēng)量改變磨煤機(jī)出力。另外，雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)能夠單側(cè)運(yùn)行，即每側(cè)都可以看作一個單獨(dú)的磨煤機(jī)。這一特點(diǎn)使得雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)能適用于大容量鍋爐，且磨煤機(jī)臺數(shù)較少的場合。當(dāng)磨煤機(jī)兩側(cè)的給煤量降至60%以下時，控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動過渡到單側(cè)運(yùn)行工況。圖2-17(b)系統(tǒng)與圖2-17(a)系統(tǒng)的差別僅在于旁路風(fēng)的引入點(diǎn)不同。此系統(tǒng)中旁路風(fēng)引至分離器進(jìn)口側(cè)，下煤管上設(shè)預(yù)干燥設(shè)備。⑵半直吹式制粉系統(tǒng)圖2-18示出雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)半直吹式制粉系統(tǒng)。圖2-18(a)系統(tǒng)用于一臺500MW機(jī)組煤粉爐上。該爐為降低NOx排放，采用燃料分級的兩級燃燒。磨煤機(jī)每側(cè)設(shè)兩個分離回路，一般粗粉離器出粉量占每側(cè)總粉量的70%～80%，煤粉細(xì)度R90=10%，送入鍋爐主燃燒器。其余粉量通過小些的二級粗粉分離器和細(xì)粉離器，煤粉細(xì)度R90=5%，由乏氣輸送至鍋爐輔助燃燒器（位于主燃燒器上方）。圖2-17雙進(jìn)雙出鋼球球磨煤機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)(a)法國Stein公司系統(tǒng)；(b)德國Babcock公司系統(tǒng)1—給煤機(jī)；2—混料箱；3—雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)；4—粗粉分離器；5—風(fēng)量測量裝置；6—一次風(fēng)風(fēng)機(jī)；7—二次風(fēng)風(fēng)機(jī)；8—空氣預(yù)熱器；9—密封風(fēng)風(fēng)機(jī)圖2-18(b)所示為大港電廠350MW機(jī)組半直吹式系統(tǒng)。與儲倉式相比，省去了中間粉倉等設(shè)備，節(jié)省了初投資。由于采用熱風(fēng)送粉，使這種系統(tǒng)具有煤粉細(xì)，送粉溫度高、風(fēng)煤比小等特點(diǎn)，拓寬了對煤種的適應(yīng)能力。⑶中間儲倉式制粉系統(tǒng)圖2-19示出雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)中間儲倉式制粉系統(tǒng)。圖2-18雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)正壓半直吹式制粉系統(tǒng)(a)德國500MW機(jī)組半直吹式制粉系統(tǒng)；(b)大港電廠350MW機(jī)組半直吹式制粉系統(tǒng)1—冷風(fēng)；2—熱風(fēng)；3—二級旁路風(fēng)；4—一級旁路風(fēng)；5—蒸汽；6—磨煤輸粉風(fēng)；7—雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)；8—一級粗粉分離器；9—二級粗粉分離器；10—煤