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煤粉制备系统及设备参考资料

第二章煤粉制备系统及设备

煤粉制备系统（以下简称制粉系统）在现代煤粉锅炉中已成为与锅炉燃烧设备共同组成的不可分割的燃烧系统整体的重要部分。

制粉系统是将煤磨制成一定粒度的煤粉，并输入锅炉燃烧的所有设备组成的系统。

制粉系统中的主要设备为磨煤机，火力发电厂中常用的磨煤机有：

低速磨，其转速为15～25r/min（0.25～0.42r/s），即钢球磨煤机、双进双出钢球磨煤机；中速磨，其转速为50～300r/min（0.83～5r/s），碗式磨煤机（RP、HP型）、轮式磨煤机（MPS、MP型）、球式磨煤机（E型）等；高速磨转速为750～1500r/min（12.5～25r/s），即风扇磨煤机。

制粉系统的主要辅属设备有：

原煤仓、煤粉仓、给煤机、给粉机、输粉机、锁气器。

粗粉分离器、细粉分离器等。

火力发电厂常见的制粉系统类型有：

钢球磨煤机储仓式乏气送粉制粉系统、钢球磨煤机储仓式热风送粉制粉系统、双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统；中速磨煤机正压直吹式热一次风机制粉系统、中速磨煤机正压直吹式冷一次风机制粉系统；风扇磨煤机直吹式三介质干燥制粉系统、风扇磨煤机直吹式二介质干燥剂制粉系统；带煤粉浓缩的直吹制粉系统等。

第一节煤粉及其物理性质

1.1煤粉的物理性质

煤粉是由尺寸不一、形状各异的各种颗粒组成的。

煤粉炉中应用的无烟煤煤粉颗粒最大直径为250～300μm，其中以20～50μm的颗粒居多；褐煤煤粉的粒径可达1000～1500μm。

粉粒的形状主要决定于煤的种类，其次与磨煤的方法有关。

煤粉颗粒能吸附空气，吸附空气的煤粉具有流动性。

煤粉和空气的混合物，和流体一样易于运输，因此煤粉可以用风力沿管道输送。

还可以流过系统中不严密的间隙，造成漏粉。

从气流中分离出来而沉积在制粉管道内的煤粉，随着温度的升高容易引起自燃，条件适合时还可能引起爆炸。

所以煤粉的性质对燃烧的经济性，制粉系统运行的安全性有很大的影响。

煤粉由于受到上层压力的影响而被压紧，受过震动的煤粉的堆放重量随着燃料种类及煤粉细度的不同而不同，平均为0.8～0.9t/m3。

在计算煤粉仓容量时，煤粉堆放重量平均采用0.7t/m3。

小心堆放的煤粉的自然倾斜角为25º～30º，与燃料的品质和煤粉细度有关。

（1）煤粉细度

煤粉最主要的性质之一是煤粉细度，即煤粉颗粒的大小。

煤粉细度是用筛分分析方法确定的，使煤粉通过一组一定孔径的标准筛，存留在某筛子上面的煤粉重量占全部煤粉样重量的百分数来表示煤粉细度，符号为Rx。

符号下标x代表煤粉粒径或筛网孔径（微米，μm）。

Rx又称为某筛的筛余份额，Rx越大，则煤粉越粗，用一组不同孔径筛子的筛余份额可以说明煤粉的粗细程度，筛余份额Rx（%）由式（2-1）求得：

1—改为2

式中：

a—筛子上面剩余的煤粉重量，g；

b—通过筛子的煤粉重量，g。

筛分煤粉的筛子各国的标准不同，主要国家使用的筛子的规格（以网筛的孔径表示）见表2-1。

进行比较全面的煤粉筛分时，同时需要4~5个筛子。

对于烟煤和无烟煤的煤粉通常用R90和R200来表示煤粉细度；对于褐煤则用R200和R500（或R1）。

如果只用一个数值表示煤粉的细度，则常用R90。

表2-1最常使用的检验用网筛的孔径尺寸

序号

中国

国际标准

苏联

德国

法国

美国

英国

GB6003-85

R20和R40/3

ISO-TC-

24R20/3

DOCT

3584-73R20

DIN-4188

R20和R20/2

AFNOR

11-501

ASFME11-81

BS410-1949

孔径尺寸

（mm）

孔径尺寸

（mm）

孔径尺寸

（mm）

孔径尺寸

（mm）

孔径尺寸

（mm）

孔径尺寸

（mm）

每英寸上

孔数

孔径尺寸

（mm）

每英寸上

孔数

0.038

－

0.038

400

－

0.040

－

0.040

－

0.045

－

0.043

325

0.044

350

0.050

－

0.050

－

0.053

－

0.053

270

0.053

300

0.056

－

0.056

－

0.063

0.069

0.063

230

0.064

240

0.071

－

0.075

－

0.074

200

0.076

200

0.080

－

0.080

－

0.090

－

0.089

170

0.089

170

0.100

－

0.100

－

0.106

－

0.104

140

0.104

150

0.112

－

0.112

－

0.125

120

0.124

120

0.140

－

0.140

－

0.150

－

0.150

100

0.152

100

0.160

－

0.160

－

0.180

－

0.178

0.200

－

0.200

－

0.212

－

0.211

0.224

－

0.224

－

0.250

0.251

0.280

－

0.280

－

0.300

－

0.297

0.295

0.315

－

0.315

－

0.355

－

0.353

0.400

－

0.400

－

0.425

－

0.42

0.422

0.450

－

0.450

－

0.500

－

0.500

0.560

－

0.560

－

0.600

－

0.594

0.599

0.630

－

0.630

－

0.710

0.700

－

0.706

0.699

0.800

－

0.800

－

0.790

－

0.850

－

0.841

0.853

续表2-1最常使用的检验用网筛的孔径尺寸

序号

中国

国际标准

苏联

德国

法国

美国

英国

GB6003-85

R20和R40/3

ISO-TC-

24R20/3

DOCT

3584-73R20

DIN-4188

R20和R20/2

AFNOR

11-501

ASFME11-81

BS410-1949

孔径尺寸

（mm）

孔径尺寸

（mm）

孔径尺寸

（mm）

孔径尺寸

（mm）

孔径尺寸

（mm）

孔径尺寸

（mm）

每英寸上

孔数

孔径尺寸

（mm）

每英寸上

孔数

0.900

－

0.900

－

1.00

1.001

1.003

1.12

－

1.18

－

1.191

－

1.25

－

1.25

－

1.204

1.40

－

1.410

1.405

1.60

－

1.60

－

1.60

－

1.70

－

1.680

1.676

1.80

－

2.00

2.057

2.24

－

2.36

－

2.380

－

2.50

－

2.50

－

2.411

2.80

－

2.820

2.812

国外常用筛网每英寸上的孔数表示，如200目（200mesh），即R75，而且以透过份额表示（Dx）。

煤粉细度对磨煤机的出力和磨煤机电耗影响很大；对煤粉被点燃的难易程度也有很大的影响。

无论对哪一种磨煤机，煤粉愈粗，出力就愈大，磨煤和输粉电耗也就愈低，金属的单位磨损也愈小。

煤粉愈细，粒度愈均匀，愈容易点燃，燃烧愈完全。

综合制粉和燃烧的要求，存在最经济的煤粉细度，即制粉和燃烧总的损耗最小时的煤粉细度。

它与很多因素有关：

第一，与煤种有关，其中以燃煤挥发分的影响最大。

挥发分高的燃料，燃烧强烈，可以允许煤粉粗一些，无烟煤挥发分最低，则要求煤粉磨得细一些；第二，与磨煤机和分离器的型式有关，它们决定了煤粉颗粒的均匀程度，如果煤粉颗粒均匀，则可允许煤粉粗些；第三，与燃烧方式和炉膛容积热负荷有关。

它决定了煤粉燃烧的经济性，如炉内燃烧温度高或煤粉停留时间长（容积热负荷低）时，可允许煤粉粗些。

对于经济煤粉细度以燃煤的干燥无灰基挥发分的含量为基准，按以下方法选取：

对于固态排渣煤粉炉燃用无烟煤、贫煤和烟煤，煤粉细度按下式选取：

（2-2）

式中：

Vdaf—煤的干燥无灰基挥发分，%；

n—煤粉的均匀系数，一般情况下，配离心式分离器的制粉设备的n≈1.1；双流惯性式分离器的n≈1.0；单流惯性式的n≈0.8；旋转式分离器的n≈1.2。

对于劣质烟煤，煤粉细度按下式选取：

（2-3）

对于褐煤及油页岩煤粉细度为：

R90=35%～50%（挥发分高取大值，挥发分低取小值）

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