钢球磨煤机制粉系统.docx
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钢球磨煤机制粉系统
钢球磨煤机制粉系统
1.1.1单进单出钢球磨煤机制粉系统
钢球磨煤机制粉系统分为集中制和单元制两类。
多台锅炉燃用的煤粉都集中在制粉车间或制粉工厂进行干燥和磨制,称为集中制粉系统。
如果制粉系统直接与锅炉配套,并取用锅炉的热空气或热烟气作为干燥剂的输送介质,就称为单元制制粉系统。
单元制制粉系统又可分为直吹式和中间储仓式两种。
在直吹式系统中,煤粉从磨煤机中出来,直接经燃烧器送入炉膛;在中间储仓式制粉系统中,煤粉被收集储存在煤粉仓中,燃用时再由煤粉仓下部的给粉机按锅炉负荷的需要调节给粉量,经排粉机或一次风机送入炉内。
单元制制粉系统中,如果干燥后的干燥剂连同燃料中蒸发出的水蒸气均送入锅炉的炉膛,则称为闭式单元制系统,一般适用折算水分MZS<(0.04~0.05)kg/MJ,(折算水分是相对于每4190kJ/kg(1000kcal/kg)发热量的水分,即MZS=Mar/Qnet,,ar;如不送入炉膛,而直接排放到大气中或引风机前的烟道内,则称为开式单元制系统,适用于折算水分MZS≥0.05kg/MJ。
⑴直吹式制粉系统
钢球磨直吹式制粉系统如图2-15所示。
直吹式制粉系统中,原煤的干燥可以利用热空气或热空气与炉烟的混合物。
原煤干燥过程中在磨煤机前的下行干燥管内进行部分干燥。
如原水分较低,就可不设前置干燥管,此时磨煤和干燥过程就全部在磨煤和内完成。
为了对原煤有一定的适应能力,国内钢球磨煤和制粉系统全部装有一段前置下行干燥设备。
如果锅炉的热空气温度能满足原煤干燥的要求,那么采用热空气作为干燥剂是有利的。
因为此时在炉膛的着火和燃烧区可以获得较高的温度,有益于稳定燃料的着火和燃烧。
现代锅炉设备热空气温度不会超过450℃。
因而对个别水分较高的煤种,为提高干燥能力,有些国外电厂采用热空气与炉烟混合物作为干燥剂。
国内钢球磨煤机制粉系统绝大多数采用热空气作干燥剂。
采用热空气干燥时,由于干燥剂内含氧量较高,增大了爆炸的危险性。
制粉系统设计和运行中必须采取一定的防爆措施。
采用烟气——空气混合物作干燥剂可降低系统爆炸的危险,而且实际上可干燥任何水分的煤种。
图2-15钢球磨煤机直吹式制粉系统
(a)热空气干燥;(b)热空气-炉烟干燥
1—原煤斗;2—煤闸板;3,4—燃料量测量装置;5—给煤机;6—落煤管;7—下行干燥管;
8—钢球磨煤机;9—冷风门;10—干燥剂流量计;11—回粉管;12—粗粉分离器;
13—系统间联络管;14—排粉机;15—煤粉分配器;16—燃烧器;17—二次风箱;18—锅炉;
19—送风机;20—空气预热器;21—热风管;22—抽炉烟管;23—炉烟热空气混合室;24—防爆门
直吹式系统的优点是系统简单、部件少、管路短、维护容易、通风电耗低等。
但也有一些不足之处。
①排粉机叶轮磨损严重。
②锅炉低负荷运行时,磨煤电耗和金属磨损量增大。
③由于磨煤机运行工况与锅炉的工作密切相关,因此当磨煤机检修、断煤或供煤不稳时,将直接影响锅炉的负荷,降低锅炉机组工作的可靠性。
为提高锅炉运行可靠性,就要配置大出力磨煤机,无益的增大了制粉系统的裕度和初建投资。
④增大了向各燃烧器均匀分配煤粉的难度,对于大出力磨煤机及燃烧器数目多时,就愈加困难。
⑤没有可能采用干燥剂向磨煤机入口的再循环。
由于钢球磨煤机在低负荷下运行,会使磨煤电耗急剧加大,因此,只有带基本负荷的锅炉采用直吹式才是合理的。
⑵中间储仓式制粉系统
钢球磨煤机中间储仓式制粉系统如图2-16所示。
钢球磨煤机中间储仓式制粉系统在国内电厂中得到广泛的应用。
采用热风作干燥剂时,有以下几种类型:
热风加再循环,适用于原煤水分Mar<12%;单纯热风作干燥剂适合于原煤水分Mar<15%的煤种;此外还有热风加冷风和热风加温风两种。
其中以热风加再循环用得最多。
干燥剂温度的调节大致有三种方式,就地冷风、压力冷风以及温风(引自空气预热器间),以采用就地冷风方式居多。
图2-16钢球磨煤机中间储仓式制粉系统
(a)热风干燥-乏气送粉;(b)热风炉烟干燥-乏气送粉;(c)热风干燥-热风一次风机送粉;(d)热风炉烟干燥-热风送粉
1—热风管;2—磨煤机;3—冷风入口;4—给煤机;5—原煤仓;6—闸板;7—锁气器;8—燃烧器;9—锅炉;10—送风机;11—空气预热器;12—压力冷风管;13—再循环管;14—二次风管;15—防爆门;16—抽烟管;17—炉烟热风混合室;18—下行干燥管;19—热风送粉一次风机;20—乏气喷嘴;21—回粉管;22—排粉机;23—粗粉分离器;24—一次风箱;25—给粉机;26—混合器;27—排湿管;28—细粉分离器;29—转换挡板;30—螺旋输粉机(铰笼);31—煤粉仓
中间储仓式制粉系统中,将煤粉送入锅炉主要有两种方式,即乏气送粉和热风送粉,以乏气送粉居多。
还有个别电厂采用温风送粉。
①排粉机输送的是经细粉分离器后的乏气,其含粉量只有10%左右,因而可减轻排粉时叶轮的磨损,延长使用寿命。
②利用给粉机调节进入锅炉的煤粉量,增加调节的灵活性,加快锅炉负荷变化速度。
③磨煤机可一直在不变的最大出力下运行,能降低磨煤机单位电耗和金属磨损耗。
④由于有中间煤粉仓,且各锅炉制粉系统间有螺旋输粉机相联系,提高锅炉机组运行的可靠性,可适当降低制粉系统磨煤机出力的设计裕量。
中间储仓式制粉系统的不足之处:
①与直吹式相比,增加了细粉分离器、煤粉仓、给粉机、螺旋输粉机等设备,制粉系统复杂,增加系统的建筑尺寸和初建投资。
②由于系统中负压较大,漏风较多,致使输粉电耗增加,同时漏风增大,还会降低锅炉效率。
③增大爆炸危险性,设备维护也复杂。
1.1.2双进双出钢球磨煤机制粉系统
⑴直吹式制粉系统
双进双出钢球磨煤机一般均采用正压直吹式制粉系统,如图2-17所示。
图2-17(a)系统是由两个相互对称并组合在一起的独立回路构成的。
其中每个回路工作流程为:
原煤由煤仓经可调转速给煤机送入混料箱——预干燥混合室。
在其内,原煤受到高温旁路热风的预干燥。
表面受到干燥的原煤与分离器分离出的回粉汇合后,到达磨煤机进煤管的螺旋输煤器,由其带动与气粉混合物相反的流动方向送入磨煤机筒体内。
热风经中心管进入磨煤机筒体,完成对煤的干燥,并把煤粉带出磨煤机。
携带煤粉的磨煤风与预干燥原煤的旁路风汇合后进入分离器。
分离器为带可调导向叶片的圆锥形离心分离器。
通过调整导向叶片的倾角来改变煤粉细度。
分离出的粗颗粒汇入预干燥的原煤中,返回磨煤机重新磨制。
磨煤机总风(包括磨煤风、旁路风和部分密封风)携带细煤粉离开分离器,通过输粉管道送往锅炉燃烧器。
利用调节磨煤机筒体通风量改变磨煤机出力。
另外,双进双出磨煤机能够单侧运行,即每侧都可以看作一个单独的磨煤机。
这一特点使得双进双出钢球磨煤机能适用于大容量锅炉,且磨煤机台数较少的场合。
当磨煤机两侧的给煤量降至60%以下时,控制系统可以实现自动过渡到单侧运行工况。
图2-17(b)系统与图2-17(a)系统的差别仅在于旁路风的引入点不同。
此系统中旁路风引至分离器进口侧,下煤管上设预干燥设备。
⑵半直吹式制粉系统
图2-18示出双进双出钢球磨煤机半直吹式制粉系统。
图2-18(a)系统用于一台500MW机组煤粉炉上。
该炉为降低NOx排放,采用燃料分级的两级燃烧。
磨煤机每侧设两个分离回路,一般粗粉离器出粉量占每侧总粉量的70%~80%,煤粉细度R90=10%,送入锅炉主燃烧器。
其余粉量通过小些的二级粗粉分离器和细粉离器,煤粉细度R90=5%,由乏气输送至锅炉辅助燃烧器(位于主燃烧器上方)。
图2-17双进双出钢球球磨煤机正压直吹式制粉系统
(a)法国Stein公司系统;(b)德国Babcock公司系统
1—给煤机;2—混料箱;3—双进双出钢球磨煤机;4—粗粉分离器;5—风量测量装置;
6—一次风风机;7—二次风风机;8—空气预热器;9—密封风风机
图2-18(b)所示为大港电厂350MW机组半直吹式系统。
与储仓式相比,省去了中间粉仓等设备,节省了初投资。
由于采用热风送粉,使这种系统具有煤粉细,送粉温度高、风煤比小等特点,拓宽了对煤种的适应能力。
⑶中间储仓式制粉系统
图2-19示出双进双出钢球磨煤机中间储仓式制粉系统。
图2-18双进双出钢球磨煤机正压半直吹式制粉系统
(a)德国500MW机组半直吹式制粉系统;(b)大港电厂350MW机组半直吹式制粉系统
1—冷风;2—热风;3—二级旁路风;4—一级旁路风;5—蒸汽;6—磨煤输粉风;
7—双进双出钢球磨煤机;8—一级粗粉分离器;9—二级粗粉分离器;10—煤粉测量装置;
11--通往主燃烧器(一级);12—通往辅助燃烧器(二级);13—细粉分离器;14—乏气旁路;
15—给煤机;16—分配器;17旋转锁气器;18-装球斗;19—粗粉分离器
图2-19双进双出钢球磨煤机中间储仓式制粉系统
1—原煤仓;2—褐煤焦炭仓;3,4—给煤机;5—双进双出钢球磨煤机;6—热风;7—煤粉仓;
8—磨煤风机;9—乏气风机;10—送往锅炉的乏气