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有較好的流動性。二、煤粉的二、煤粉的自燃自燃和和爆炸爆炸。 三、煤粉細度三、煤粉細度煤粉細度表示 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 xbaaR)xexp(100nxbR四四、煤的可磨性系數(shù)、煤的可磨性系數(shù) 概念： 指在風(fēng)干狀態(tài)下，將同一質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)煤和試驗

2、煤由相同的初始粒度磨碎到相同的煤粉細度時所消耗的能量之比，用符號Kkm表示，即 sbkmEEK五、煤粉經(jīng)濟細度五、煤粉經(jīng)濟細度 把q2、q4、qm、qn之和（q2q4qmqn為最小值時所對應(yīng)的煤粉細度稱為煤粉經(jīng)濟細度。磨煤設(shè)備及其特性磨煤設(shè)備及其特性 根據(jù)磨煤機的轉(zhuǎn)速大致可分為如下三種：（1）低速磨煤機：它通常指筒式鋼球磨煤機，其轉(zhuǎn) 速n=1620r/min。 （2）中速磨煤機：它包括中速平盤式磨煤機、中速 環(huán)球式磨煤機、碗式磨煤機、MPS磨煤機，其 轉(zhuǎn)速n=50300r/min。（3）高速磨煤機：包括風(fēng)扇磨煤機和錘擊式磨煤機， 其轉(zhuǎn)速n=5001500r/min。 MPSMPS型磨煤機型磨煤

3、機 采用具有圓弧形凹槽滾道的磨盤，磨輥邊緣也呈圓弧形。三個磨輥相對布置在相距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，能自動調(diào)整碾磨位置。在碾磨過程中磨輥由磨盤摩擦力帶動旋轉(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)來實現(xiàn)。MPS-HP-MPS-HP-型中速磨型中速磨 德國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，保留了MPS磨自身特點，特別是通過采用先進的液壓變加載反作用力控制系統(tǒng)，提高了磨煤機的碾磨壓力（由350kN/m2增至750kN/m2）及轉(zhuǎn)速（提高20

4、%）。使磨煤機的性能更優(yōu)越，結(jié)構(gòu)更合理，控制更有效。MPS-HP-MPS-HP-型磨煤機工作原理型磨煤機工作原理 MPS磨煤機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。 原煤通過磨機中部落煤管進入磨機中，由磨盤轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的離心力使煤均勻的進入磨盤軌道中。通過磨盤帶動的三個均勻分布在磨盤圓周上的磨輥的轉(zhuǎn)動，將煤在磨輥及磨盤間碾壓成細粉，在離心力的作用下溢出磨盤，干燥劑由磨盤帶動的旋轉(zhuǎn)噴嘴環(huán)以7090m/s速度進入磨機，對原煤干燥的同時將磨碎的煤粉輸送至分離器中分離，合格的煤粉進入爐膛燃燒，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

5、除磨外。MPS-HP-MPS-HP-型磨煤機結(jié)構(gòu)及運行特點型磨煤機結(jié)構(gòu)及運行特點 l為減小磨料的粒徑所需要的碾磨壓力是由外部傳輸進來的。l其用于碾磨的輥子徑向是可以擺動的。這樣，在碾磨過程中，碾磨力不是被傳輸?shù)侥C殼體上，而是通過加載部件直接作用在基礎(chǔ)上。通過擺動調(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)生變化或負荷快速變化時，碾磨力可以快速調(diào)節(jié)，這樣液壓變加載使磨煤機有更好的運行條件，并且隨著煤質(zhì)的改變，能夠進行快速的調(diào)整。因此，具有液壓變加載系統(tǒng)的磨煤機能適應(yīng)發(fā)電廠鍋爐運

6、行負荷的快速變化 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)分直吹式和中間儲倉式兩種。l 直吹式制粉系統(tǒng)：指煤粉經(jīng)磨煤機磨成煤粉后直接吹入爐膛燃燒；l 中間儲倉式制粉系統(tǒng)：將磨好的煤粉先儲存在煤粉倉中，然后再根據(jù)鍋爐運行負荷的需要，從煤粉倉經(jīng)給粉機送入爐膛燃燒。 直吹式與中間儲倉式制粉系統(tǒng)的比較直吹式與中間儲倉式制粉系統(tǒng)的比較直吹式優(yōu)點： 系統(tǒng)簡單、設(shè)備少、布置緊湊、鋼材耗量少、投資省、 運行電耗也較低。直吹式缺點：（1）制粉系統(tǒng)設(shè)備的工作直接影響鍋爐的運行工況；（2）直吹式負壓系統(tǒng)的排粉風(fēng)機磨損嚴(yán)重，對制

7、粉系統(tǒng)工 作安全影響較大；（3）鍋爐負荷變化時，燃煤量通過給煤機調(diào)節(jié)，時滯較大， 靈活性較差；（4）由于燃煤與空氣的調(diào)節(jié)均在磨煤機之前，運行中調(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。 中間儲倉式優(yōu)點：（1）有煤粉倉儲存煤粉，并可通過螺旋輸粉機在相鄰制粉 系統(tǒng)間調(diào)劑煤粉，供粉的可靠性較高；（2）磨煤機可經(jīng)常在經(jīng)濟負荷下運行，當(dāng)儲粉量足夠時， 還可停止磨煤機工作而并不影響鍋爐的正常運行；（3）鍋爐負荷變化時，燃煤量通過給粉機調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)既方 便又靈敏；（4）儲倉式系統(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)煤時的著火條件；（5）排粉機的磨損比直吹式負壓系統(tǒng)

8、輕的多。中間儲倉式缺點：系統(tǒng)復(fù)雜，鋼材耗量多，初投資大，運行費用高，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、負荷變動大的機組；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、負荷變動大的機組；煤種要求：揮發(fā)分高、水分大、煤質(zhì)較軟。l中儲式制粉系統(tǒng)適用于：燃煤特性變化大、占地寬裕、運行穩(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 給煤機給煤機作用：根據(jù)磨煤機或鍋爐負荷的需要調(diào)節(jié)

9、給作用：根據(jù)磨煤機或鍋爐負荷的需要調(diào)節(jié)給煤量，并把原煤均勻連續(xù)地送入磨煤機中。煤量，并把原煤均勻連續(xù)地送入磨煤機中。分類：圓盤式、振動式、刮板式、皮帶式等。分類：圓盤式、振動式、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。細粉分離器細粉分離器是將風(fēng)粉混合物中的煤粉分離出來，儲存在煤粉倉中給粉機給粉機將煤粉倉中的煤粉按鍋爐負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

10、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)條件與氣體擴散條件對燃燒速度影響的不同，燃燒過程可能處于以下三種不同區(qū)域。l1動力燃燒區(qū)當(dāng)溫度較低時（小于1000），氧的擴散速度遠大于化學(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擴散燃燒區(qū) 當(dāng)溫度很高時（大于1400），化學(xué)反應(yīng)速度遠大于氧的擴散速度，即這種燃燒反應(yīng)溫度區(qū)稱為擴散燃燒區(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

11、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）：燃料開始著火時所對應(yīng)的最低溫度稱為燃料的著火溫度或著火點。l 著火熱：由初始溫度加熱到著火溫度時所需要的熱量。為使燃料盡快著火，應(yīng)從兩方面著手，一是減小著火熱，二是加強傳熱，提高加熱速度。 l 煤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)定地進行，都與燃燒過程的熱力條件有關(guān)，因為在燃燒過程中，燃燒過程中，同時存在著放熱和吸熱兩個過程。這兩個互相矛盾過程的發(fā)展，對燃燒過程可能是有利的、也可能是不利的，也即會使燃燒過程發(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：點點1

12、1是一個穩(wěn)定的低溫緩慢氧化的平衡點；是一個穩(wěn)定的低溫緩慢氧化的平衡點；點點3是一個穩(wěn)定的高溫快速反應(yīng)的平衡點；是一個穩(wěn)定的高溫快速反應(yīng)的平衡點；點點2 2即為熱力著火點。點即為熱力著火點。點4 4即為熱即為熱力熄火點。力熄火點。l著著火火熱熱計計算算 它包括加熱煤粉及空氣（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方面：一方面是卷吸爐膛高溫?zé)煔舛a(chǎn)生的對流換熱，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

13、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，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

14、和混合；（4）足夠的爐內(nèi)停留時間。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）煤粉細度。（2）一次風(fēng)煤粉混合物濃度。（3）分級送風(fēng)。（4）煤粉氣流的加熱條件。（5）一次風(fēng)煤粉混合物溫度。（6）一次風(fēng)煤粉氣流的出口速度。 燃燒器和點火裝置燃燒器和點火裝置一、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

15、口間距相對較近，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，以便控制一、二次風(fēng)的混合時間，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，整個燃燒器射出的射流為旋轉(zhuǎn)射流。點火裝置點火裝置作用：（1）鍋爐啟動時點燃主燃燒器的煤粉氣流；

16、（2）低負荷或燃燒不穩(wěn)定時，穩(wěn)定燃燒或作為輔 助燃燒器。點火器 煤粉爐的點火裝置包括點火器、油噴嘴（油槍） 和配風(fēng)器。 煤粉爐常采用過渡燃料的點火裝置，可分為氣 油煤粉的三級點火和油煤粉的二級點火兩種， 現(xiàn)在常采用二級點火。等離子點火等離子點火1）等離子點火系統(tǒng)工作原理 直流電流在一定介質(zhì)氣壓的條件下引弧，并在強磁場控制下獲得穩(wěn)定功率的定向流動空氣等離子體，該等離子體在點火燃燒器中形成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，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，達到點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) 煤粉通過溫度高達煤粉通過溫度高達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，迅速破裂、子的等離子體火核時，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，以極低的點火功率被穩(wěn)定點燃。的點火功率被穩(wěn)定點燃。 一級火焰一級火焰 二級火焰二級火焰 三級火焰三級火焰煤粉爐爐膛