安徽电气职院600MW直流锅炉培训讲义04制粉系统.docx

《安徽电气职院600MW直流锅炉培训讲义04制粉系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安徽电气职院600MW直流锅炉培训讲义04制粉系统.docx（58页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、第四章制粉系统1.1 WE述火电厂大型燃煤锅炉机组一般都采用煤粉燃烧方式。这种燃烧方式可以适合于大的锅炉容量，具有较高的燃烧效率、较广的煤种适应性以及较迅速的负荷响应性。煤粉在炉内是处于悬浮状态燃烧的，燃烧过程在煤粉流经炉膛的短暂时间内完成，从着火稳定性与系统的经济性角度，电站锅炉都对燥粉的细度和干度提出一定的要求。火力发电厂制粉系统的任务就是为锅炉制备和输送细度及干度符合运行要求的煤粉。制粉系统从系统风压方面可分为正压式和负压式；从工作流程方面又可分为直吹式和中间储仓式两类。所谓直吹式制粉系统，就是原煤经过磨煤机磨成煤粉后直接吹入炉膛进行燃烧；而中间储仓式制粉系统是将制备出的煤粉先储存在燥粉

2、仓中，然后根据锅炉负荷需要，再从煤粉仓取出经给粉机送入炉膛燃烧。直吹式制粉系统制备出的煤粉一般是被具有一定风压的一次风吹至炉膛的，系统处于正压状态，所以直吹式制粉系统一般属于正压式制粉系统；而在中间储仓式制粉系统中制备出的煤粉一般是由排粉风机抽出的，系统处于负压状态，所以中间储仓式制粉系统一般属于负压式制粉系统。华润常熟制粉系统属于正压直吹式。每台锅炉配置8只有效容积为500n的原煤斗。所采用的给媒机为上海重型机器厂生产的9224型电子称重式给煤机,磨煤机为上海重型机器厂引进法国阿尔斯通公司的技术生产的BBD-4360型双进双出钢球磨煤机。每套制粉系统由一台磨煤机和两台给煤机组成，每台锅炉装设

3、四套制粉系统对应四台磨煤机和八台给煤机。1.1.1 工作流程正压直吹式制粉系统的原则性流程如下：原煤由输煤系统进入原煤斗，再落入给煤机,经给煤机调节给出的煤量后进入磨煤机，磨煤机将原煤研磨成细度初步合格的煤粉，这部分煤粉再进入煤粉分离器，燥粉分离器将燥粉分成粗细两部分，粗粉返回磨煤机重新磨制，细粉经PC管被一次风吹往燃烧器。如图41所示：图4-1华润常熟制粉系统的原则性工作流程图4-2华润常熟制粉系统工质流程示意图1、磨煤机筒体2、煤粉分离器3、PC管4、电子称重式给煤机5、原煤斗6、混料箱7、旁路风管8、一次风总管9、螺旋输送器10、磨煤机中空轴轴承11、回粉管图4-2为华润常熟制粉系统的示

4、意图:炉前原煤由每套制粉系统的两只原煤斗经下部落煤挡板落入两台转速可调的电子称重式给煤机。两台给煤机根据磨煤机筒体内煤位（料位）分别送出一定数量的燥经过给燥机出口挡板进入位于给煤机下方的磨煤机两侧混料箱。在混料箱内原煤被旁路风干燥（旁路风引自冷热一次风混合后的磨机总一次风），再经磨煤机两端的中空轴（耳轴）内螺旋输送器的下部空间分别被输送到磨煤机筒体内进行研磨。磨煤机筒体内的一次风将研磨到一定细度的煤粉经两侧耳轴内部的螺旋输送器上部空间分别携带进入两台煤粉分离器。细度合格的煤粉经每台分离器顶部的四根煤粉管（PC管）引至锅炉燃烧器；细度不合格的煤粉经下部的回粉管返回磨煤机再次研磨。制粉系统运行所需

5、要的次风由本锅炉的一次风机提供，两台一次风机正常运行采用并联方式。每台风机出口分两路，其中的一路经回转式空预器加热后汇入制粉系统热风母管；另一路则不经空预器加热直接汇入制粉系统冷风母管。每套制粉系统分别从冷风和热风母管引出一路风经开度可调的冷风和热风挡板后汇合成该套制粉系统的入口总一次风，温度合适的一次风经该套制粉系统的一次风截止挡板后再分两路，分别从磨煤机两端的一次风进风空心圆管进入磨燥机筒体，这部分一次风是用来调节磨煤机的出力的，也称为双式球磨机的负荷风。系统流程如图43所示。在磨煤机一次风截止挡板后的两路一次风管上，分别引出一路风到给煤机下混料箱与原煤汇合，这路风称为旁路风。其作用有两方

6、面：1、干燥从给煤机落下的原煤；2、当低负荷时通过调整该风量来保证进入磨机筒体的一次风的携带煤粉的能力。由于制粉系统采用正压的工作方式，为防止热风及煤粉从磨煤机中空轴动静部件之间的间隙处逸向大气或污染磨煤机润滑油，本制粉系统装设专门的密封风系统。每台炉制粉系统的密封风系统由两台100%容量的离心式风机（正常运行一运一备）、管道及相关组件构成。为防止磨燥机大齿轮润滑油被泄漏的煤粉污染、保证齿轮罩内的微正压，每台磨煤机还设有一台齿轮罩密封风机为齿轮罩提供密封风。此外，从防止给煤机皮带高温老化、防止给媒机着火等角度，本系统还取本台磨煤机的中空轴密封风作为给煤机的密封风。图4-3磨燥机一次风系统】、引

7、自冷风母管的冷风2、引自热风母管的热风3、冷风门4、热风门5、混合器6、一次风截止门7、清扫风门8、驱动端（非驱动端）负荷风门9、清扫风总门10、旁路风门11、分离器出口磨煤机出口气动关断挡板12、分离器出口PC管由于分离器出口PC管较长,为防止磨煤机PC管内存粉造成制粉系统出力下降及媒粉自燃或爆破，本系统还设有PC管清扫风系统，清扫风取自磨燥机冷一次风。1.1.2 总体布置华润常熟制粉系统的磨煤机和给煤机均采用纵向布置。整个制粉系统布置在主厂房煤仓框架内，主厂房煤仓框架跨度12米，每台炉的四套制粉系统共占8档。煤仓框架分零米底层、13.7米层、37.50米层共三层。其中37.5米层为输煤皮带

8、层，13.70米至37.5米层间每台炉布置8台500n容积的原煤斗；13.7米层布置有每台炉的8台给煤机、4套磨煤机加球装置、8台粗粉分离器的上半部分，分离器的顶部标高为14.330米。从零米底层以下-1300mm至零米以上标高2.140米之间布置有每台炉的4块双进双出钢球磨煤机基础台板（长和宽分别为12970X9500mm）,基础台板上安装有磨煤机本体、主辅电机、减速器传动机构等设备。每台磨燥机的润滑油站布置在基础台板以外锅炉本体侧的零米地面上。磨煤机基础台板是在其底部预先安装好的弹簧隔振装置（共42件/台）的上面用钢筋、混凝土整体浇铸而成的。每台炉制粉系统的两台密封风机布置在锅炉厂房扩建端

9、Kl排柱和K2排柱之间的零米层。两台风机中间的中心线距主厂房D排墙3500mm。每台炉制粉系统的冷、热风母管及密封风母管纵向布置在锅炉厂房Kl排柱与主厂房D排墙之间，标高7.5米至10.0米的范围内与四台磨煤机的中轴线平行。在每台机组主厂房D排墙第3号柱与第2号柱之间的锅炉零米侧设有深度为1.0米的地下钢球池，用来储存制粉系统备用的钢球。1.1.3 双式球磨机正压直吹式制粉系统的优点1）可靠性高、可用率高：国内外运行情况表明：配双进双出钢球磨煤机的制粉系统的年事故率不超过1%,明显低于其他形式制粉系统的事故率。2）维护简便，维护费用低：与中、高速磨机比较，双进双出球磨机的维护最简便，维护费用也

10、最低，只需更换大齿轮油脂和补充钢球。3）出力稳定：能长期保持恒定的容量和要求的煤粉细度，几乎不存在由于磨煤机本身方面的因素造成制粉系统出力下降的问题,4）对煤种的适应能力优于其他形式的制粉系统：能有效地磨制坚硬、腐蚀性强的煤。双进双出磨煤机能磨制哈氏可磨性系数小于50的煤种或高挥发分（40%）的煤种，而这对于中、高速磨煤机是无法适应的。5）储粉能力强：与中、高速磨煤机相比，双进双出球磨机的筒体本身就是一个大的储煤罐，有较大的煤粉储备能力，大约相当于磨煤机运行1015min的出粉量。6）在较宽的负荷范围内有快速的反应能力：试验表明，双进双出磨机正压直吹式制粉系统对锅炉负荷的响应时间几乎与燃油和燃

11、气炉一样快，其负荷变化率每分钟可以超过20%o双进双出磨机的自然滞留时间是所有磨煤机中最少的，只有IOs左右。7）能保持一定的出口风煤比：在双进双出球磨机中，通过磨机的风量与带出的煤粉量呈线性关系。当设计的风煤比一定时，要增加磨机出力只需相应增加风量即可。8）低负荷时依然能保证合适的煤粉细度：在低负荷运行时，由于一次风量减少，相应的风速也减小，带走的只能是更细的煤粉。这对于锅炉低负荷稳燃是有利的。9）显著的灵活性：对双进双出球磨机而言，当低负荷运行或启动时，即可全磨也可半磨运行。被研磨的介质既可以是一种，也可以是几种混合物料。此外，一台给煤机事故或一端煤仓（或落煤管）堵煤时，磨煤机仍能运行。1

12、.2 原煤与煤粉原煤是火力发电厂运行过程中的最初处理对象，原煤特性的改变将影响到发电厂整个的后续生产过程，对锅炉机组的出力与可利用率、机组的效率与维修费用、整个发电厂的经济性与运行的可靠性都具有很大的影响。煤炭的热值、水份和可磨度系数将影响到磨煤机的出力与运行方式；原煤灰份的大小与组成将直接影响辗磨部件的使用寿命和维修费用；原煤挥发分的大小将影响到燃烧的着火稳定性和炉内的燃烧工况，从而影响到过、再热汽温、配风方式和燃烧对煤粉细度的要求。1.2.1 煤炭的生成和分类煤炭是由不同时代的植物在造山运动中由于漂流等原因被积聚、再埋藏于地层中而形成的有机生物岩。因此成煤的先决条件是在造山运动之前有一个高

13、等植物的蓬勃发展期及起伏的地形与广大的沼泽地带，使植物能通过漂流得到储积，并浸没在水中在缺氧条件下与细菌的作用产生反应并保存下来，再在造山运动中被埋于地层中在地压地温的作用下缓慢的转变成煤。不同的埋压时间使煤具有不同的特性。中科院出版的中国地质概述一书中提出古生代的石炭纪和二叠纪生成的煤种主要是烟煤和无烟煤；中生代的侏罗纪和新生代的第三纪所生成的主要煤种是褐煤与烟煤。我国煤炭资源在成煤方面的特点是成煤时期多、分布广泛、类型复杂。煤炭的生成过程可以分成由植物残骸转变成泥炭的泥炭化过程和由泥炭转变成褐煤、烟煤和无烟煤的煤化过程两个过程。我国习惯上将煤炭归之于泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。泥煤具有

14、较高的水份以及可燃基挥发分，通常也具有较高的灰份，难以适用于大容量的电站锅炉。褐煤是一种生成年代较近的煤炭。在沉浸于水中时，会使水呈褐色。在堆放过程中容易因收缩而脆裂。褐煤的结构较松散，易风化，易碎裂与磨制，表现出可磨系数高的现象。新采掘的褐煤呈块状，经短期的堆放后会因失水而碎裂成屑；褐煤的含水份高，分析水份多在8%16%范围内，可燃基挥发分多在40%60%范围内，可燃基元素分析含碳量多小于77%,含氧量高者可达30%,氢的含量变化相对较大；有含氧量较高也有含氢量较低的褐煤。烟煤是华润常熟的应用煤种，其可燃基挥发分值在10%55%的范围。在我国，烟煤可细分为8类，分别是：长焰煤、不粘煤、弱粘煤

15、、气煤、肥煤、瘦煤、焦煤、贫煤。华润常熟的应用煤种属不粘煤范畴，该煤种的挥发分和元素分析值与肥煤相当，但没有粘结性。分析基水份可高达5%15%,可燃基发热量多接近29300kjkg,与相同挥发分的其他类别的燥炭相比含碳量低而含氧量高，在煤的岩相组成中丝碳体的组分可高达30%70%。在燃烧过程中容易着火不产生粘结。无烟煤是煤炭类别中碳化程度最高的。煤块的外观呈黑色到钢灰色，光泽性强，硬度高。纯无烟煤的比重常在1.41.9范围内。可燃基碳元素含量常高达90%98%、氢元素的含量小于4%,氮和氧的含量均低。1.2.2 燥炭的元素和分析无论是煤炭的元素分析还是工业分析,其结果都是通过各组成的重量百分率

16、来表达的。煤炭都带有水份，所含的水份也都随着其所处的环境温度、湿度等条件而变，从而使这些分析值也随着外部条件而变。因此不是在相同的条件下得出的结果相互之间是无法进行比较的。在表明分析结果时，必须同时表明相应于这些分析结果的基准（试验条件）。这些基准分别是应用基（亦称接收基或收到基）、干燥基、分析基、可燃基（亦称干燥无灰基）。应用基：应用基是煤炭处于入炉或接收状态下的分析结果，亦称接受基或收到基。相应于元素分析及工业分析的表达式分别为：Car+Har+Nar+S,“+叱”=100%41G+/+4+也=100%4-2上述二式中的4,与叱“无论从意义上还是数值上都是相同的，分别是煤样中的应用基灰份与水份。式41中的C”是指煤样中的固定碳，式42中的G,则是指煤样有机质中的总碳量，二者之差即为挥发分中的碳量。因此虽然符号