1、第六章第六章 燃料特性及制粉系统燃料特性及制粉系统n第一节第一节 煤的成分及主要特性煤的成分及主要特性燃料的定义n通过燃烧释放热能的可燃物质称为燃料。通过燃烧释放热能的可燃物质称为燃料。核能燃料可控核裂变与和聚变有机燃料以各种形式在自然界存在的碳氢化合物燃料总类 有机燃料的物理状态分为：有机燃料的物理状态分为：固体燃料、液体燃料和气体燃料固体燃料、液体燃料和气体燃料液体燃料石油及其制品轻油、柴油、重油煤气城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气油页岩锅炉燃料气体燃料固体燃料煤无烟煤、烟煤、褐煤等木材，生物质沼气天然气、液化石油气n获得方法：天然燃料-自然界直接获得；人工燃料-工艺加工。用途：工艺燃料-炼焦
2、、化工等；动力燃料-燃烧用。煤的组成与特性煤的组成与特性n煤是世界上最重要的燃料煤是世界上最重要的燃料 在早期历史的记载中人们对煤的直接燃烧就已有了认识。根据Elliott和Yoke(1981)的文章，中国人早在公元前1000年就使用了煤，希腊和罗马人在公元前200年以前开始利用煤。到公元1215年，在英格兰开始了煤的贸易活动。从16世纪开始，煤的初期利用(例如：焦炭、煤焦油和煤气)就不断得到改进，1822年发明了固定床的给煤系统，1831年出现粉煤燃烧，1931年发明了流化床。n全世界迄今为止已开采和消耗掉的煤合计约为1400亿吨，即占可采储量的20%左右，对估计储量讲仅占1.3%。所以对主
3、要的产煤国来说可开采的煤仍旧很丰富，估计还可继续开采300年。n不断增长的能源需求意味着，所有的现有常规能源终究会被耗尽，煤也不能例外。不过在很长时间内，它仍然足发电的主要燃料和生产焦炭与煤气的原料。n煤的形成：植物残骸随地壳运动被埋入地下，长期处于地下高温、高压、隔绝空气、细菌环境，经过数百万年的化学和地质过程而形成化学特性稳定、含碳量高的固体化合物。把植物残骸变成煤的地质化学过程称为煤化。随地质年代等不同，一般分为褐煤、烟煤和无烟煤。n在地质历史上，沼泽森林覆盖了大片土地，包括菌类、蕨类、灌木、乔木等植物。但在不同时代海平面常有变化.n当水面升高时，植物因被淹而死亡。如果这些死亡的植物被沉
4、 积物覆盖而不透氧气，植物就不会完全分解，而是在地下形成有机 地层。随着海平面的升降，会产生多层有机地层。n经过漫长的地质作用，在温度增高、压力变大的还原环境中，这一有机层最后会转变为煤层。因埋深和埋藏时间的差异，形成的煤也不尽相同。一、元素分析一、元素分析1、煤的组成特点煤的组成特点n可燃成分和不可燃成分组成的复杂组合物，可燃成分和不可燃成分组成的复杂组合物，结构非常复杂。结构非常复杂。n各组成元素并不单独游离存在，而是以复各组成元素并不单独游离存在，而是以复杂的化合物存在，成分十分不均匀。杂的化合物存在，成分十分不均匀。2 元素分析元素分析n测定煤中所含化学成分的分析。其成分分为：nC，H
5、，O，N，S，A(ash)，M(moisture)可燃成分可燃成分C，H，部分，部分S不可燃成分不可燃成分水分，惰性气体，各种矿物质水分，惰性气体，各种矿物质二、工业分析二、工业分析n在一定实验条件下，经过分析得到水分、挥发分、固定碳和灰分这四种成分的质量百分数。工业分析在电厂常用（唯一的实验内容）n方法：自然干燥，1g煤样，1455干燥箱 1 小时，失去重量为空干基水分；n然后隔绝空气，920电炉，7分钟，干燥箱冷却至室温，失去重量为空干基挥发分；n挥发分为有机气体，对锅炉影响很大；n剩余为焦碳，为固定碳及灰分组合。在8155下燃烧1小时，剩余为空干基灰分。n最后可得固定碳。挥发分及其测定n
6、挥发分定义：失去水分的煤样在隔绝空气的条件下加热到一定温度时，煤分解逸出的部分可燃质和矿物质。n主要成分是CO、CO2、CmHn、H2等。n收到基挥发分含量在5%40%之间。n表示方法：V，Vdaf，等，也存在换算。影响因素：l挥发分的多少和组成与煤的年代有关；l热解程度随加热速率、加热温度和加热时间而变，须在统一条件下测定；l挥发分的发热量取决于挥发分的成分；l挥发分的多少与组成影响到着火，是对动力用煤进行分类的重要依据。焦炭=固定碳+灰分：失去水分并放出挥发分后所剩余的残留物称为焦炭。三、煤成分的计算基准三、煤成分的计算基准n用各个成分的质量百分数来表示；n水分和灰分所占质量较大，且随外界
7、条件有较大的波动；n采用四种不同的“基”准的质量成分表示:1.收到基ar；2.空气干燥基ad；3.干燥基d；4.干燥无灰基daf.收到基（下标符号为ar）n表示燃料中全部成分的质量百分数总和n是锅炉燃料燃烧计算的原始依据。Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%空气干燥基（下标符号为ad）n表示在不含外在水分的条件下，燃料各组成成分的质量百分数总和，n是实验室煤质分析所用煤样的成分组成。Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%干燥基（下标符号为d）n表示在不含水分的条件下干燥燃料各组成成分的质量百分数总和n干基中各成分不受水分变化的影响 Cd+H
8、d+Od+Nd+Sd+Ad=100%干燥无灰基（下标符号为daf）n表示在不含水分和灰分的条件下，干燥无灰燃料各组成成分的质量百分数总和，n干燥无灰基中只包含燃料的可燃成分，各成分不受水分和灰分变化的影响，n煤炭交易。Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%各种基的换算：各种基的换算：x=k x0n该式不能用于水分换算，因为内、外部水分不是成比例的。四、煤的发热量及相关概念四、煤的发热量及相关概念 煤的发热量煤的发热量n两种发热量的定义：1高位发热量Qgrn1kg煤完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气中水蒸汽凝结时放出的热量。2低位发热量Qnetn在1kg煤完全燃烧时放出的全部
9、热量中扣除水蒸汽汽化潜热后所得的热量。即煤中可燃质的一部分燃烧热量被用于水分的汽化，没有得到利用。n单位为kcal/kg，或者kJ/kg，MJ/kg。高位发热量与低位发热量间可换算；煤的高位发热量减去煤中水和氢燃烧生成水的蒸发潜热所得到的热量为低位发热量；水的汽化潜热，取为2510 kJ/kg。几点说明n实验室所测是全部热量（高位），锅炉排烟温度均较高（110以上），烟气中水未蒸汽凝结，将这部分气化潜热带走。n我国均采用低位发热量。有些国家采用高位发热量，必要时说明。n表示煤的发热量同样分为不同的“基”，因此，也存在之间的换算。煤的折算成分煤的折算成分n硫分、灰分与水分对锅炉工作的影响1）降低
10、煤的发热量；2）降低燃烧温度，不利于燃料的着火与燃烧；3)增加烟气容积，排烟温度升高，排烟热损失增加，锅炉热效率下降；4）加剧锅炉受热面的低温腐蚀与积灰；5）增加通风电耗。采用折算成分的目的n比较锅炉燃烧不同煤时，带入炉内的水、灰和硫的质量煤的折算成分；n定义：每送入炉内1MJ（1000kJ）热量，随燃料带入炉内的某成分的质量；n分别为折算水分、折算灰分和折算硫分；n过去以每1000kcal为标准，现在是1000kJ对应的克数；单位g/MJ（SI制）n以灰分为例，同一锅炉燃烧不同煤时，采用折算成分的必要性（此为成分的百分含量%）煤种灰分发热量燃煤量总计带入的灰量折算灰分kg/hkg/h褐煤9.
11、929701000993.3烟煤196137500953.09折算成分的表达式n要产生同样的热量，带入锅炉的灰量取决于煤灰分含量与发热量；n与灰分含量成正比，与发热量成反比；n采用此比例式来代表带入的灰量；折算水分折算水分 MJgQMQMMarVnetararVnetarzsar/10)1000(,4,折算灰分折算灰分 MJgQAQAAarVnetararVnetarzsar/10)1000(,4,MJgQSQSSarVnetararVnetarzsar/10)1000(,4,折算硫分折算硫分 n采用折算成分判断煤中水分、灰分和硫分高、中、低的大致范围如表所示。折算成分（）低中等高折算水分12
12、.0折算灰分17.0折算硫分1.3标准煤标准煤n单纯以燃煤量的多少来比较不同锅炉的经济性不妥，须折算到统一标准；n标 准 煤 的 概 念，规 定 低 位 发 热 量 为7000kcal/kg（或者29270kJ/kg，29.27MJ/kg）的煤为标准煤；n将发热量不是7000 kcal/kg的煤统一折算到7000 kcal/kg来进行比较；n用于计算和比较标准煤耗等。n炉膛内温度很高，煤中灰颗粒一般呈熔化或软化状态，对锅炉工作影响极大。n对锅炉的主要危害是造成锅炉受热面结渣，传热恶化，掉渣灭火或事故。n灰分成分不同，发生熔化的温度也不同。n高熔点成分+低熔点成分，无固定的熔点。五、煤灰的熔融特
13、性（灰熔点）五、煤灰的熔融特性（灰熔点）灰熔融性的测定n将灰制成特定形状的灰堆，加热升温1300以上，采用三个特征温度来表示灰的熔融特性。nDT开始变形温度(Deformation Temp.)；(t1)nST开始软化温度(Softening Temp.);(t2)nFT开始液化化温度(Fluid Temp.).(t3)n对灰熔融特性的影响因素 化学成分：酸性成分（难）、碱性成分 环境气氛：氧化（难）、还原 发电厂煤的分类及燃烧特性发电厂煤的分类及燃烧特性 无烟煤无烟煤 碳化程度高，含碳量很高碳化程度高，含碳量很高，达，达95%95%，杂质很少，发热量很高，杂质很少，发热量很高,约约为为250
14、002500032500 kJ/kg32500 kJ/kg；挥发份很少挥发份很少，小于，小于10%10%，V Vdafdaf析出的温度较高（可达析出的温度较高（可达400400），着），着火和燃尽均较困难火和燃尽均较困难,储存时不易自燃储存时不易自燃 褐煤褐煤 碳化程度低，含碳量低，碳化程度低，含碳量低，约为约为404050%50%，水分及灰分很高，发热，水分及灰分很高，发热量低量低,约约100001000021000 kJ/kg21000 kJ/kg；挥发分含量高挥发分含量高，约，约404050%50%，甚至，甚至60%60%，挥发分的析出温度低，挥发分的析出温度低（200200），着火及燃
15、烧均较容易），着火及燃烧均较容易 烟煤烟煤 碳化程度次于无烟煤，含碳量较高碳化程度次于无烟煤，含碳量较高，一般为，一般为404060%,60%,杂质少，发杂质少，发热量较高热量较高,约为约为200002000030000 kJ/kg30000 kJ/kg；挥发分含量较高挥发分含量较高，约，约1010 45%45%，着火及燃烧均较容易，着火及燃烧均较容易 贫煤贫煤 挥发分含量挥发分含量101020%20%的烟煤的烟煤 挥发份较少，挥发份较少，性质介于无烟煤与烟煤之间，燃烧性能方面比较接近性质介于无烟煤与烟煤之间，燃烧性能方面比较接近无烟煤；无烟煤；劣质烟煤劣质烟煤 挥发份挥发份202030%30
16、%；但水分高，灰分更高的烟煤；但水分高，灰分更高的烟煤 发热发热量低，量低，为为110001100012500 kJ/kg12500 kJ/kg 这两种烟煤着火及燃烧均较困难这两种烟煤着火及燃烧均较困难 无烟煤年代挥发分含量%贫煤烟煤褐煤短 挥发分挥发分 V V的含量代表了煤的地质年龄，的含量代表了煤的地质年龄，地质年龄越短，煤的碳化程度越浅地质年龄越短，煤的碳化程度越浅,V含含量越多。量越多。V含量越多（含量越多（C含量越少），含量越少），V中含中含O量亦多，其中的可燃成分相应减量亦多，其中的可燃成分相应减少，这时，少，这时，V的热值低的热值低 V含量越多，含量越多，煤的着火温度低煤的着火温
17、度低，易着火燃烧，易着火燃烧 V 多，多，V挥发使挥发使煤的孔隙多，反应表面积大煤的孔隙多，反应表面积大，反应速度加快，反应速度加快 V 多，煤中难燃的多，煤中难燃的固定碳含量便少固定碳含量便少，煤易于燃尽，煤易于燃尽 V 多，多，V着火燃烧造成高温着火燃烧造成高温，有利于碳的着火、燃烧，有利于碳的着火、燃烧 水分水分M、灰分、灰分A M、A 高，煤中可燃成分相对减少，高，煤中可燃成分相对减少，煤的热值低煤的热值低 M、A 高，高，M 蒸发、蒸发、A熔融均要吸热，熔融均要吸热，炉膛温度降低炉膛温度降低 M、A 高，高，增加着火热或包裹碳粒增加着火热或包裹碳粒，使煤着火、燃烧，使煤着火、燃烧与燃
18、尽困难；与燃尽困难；M、A 高，高，q2、q3、q4、q6 增加，增加，效率下降效率下降 M、A 高，高，过热器易超温过热器易超温 M、A 高，高，受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重 M、A 高，高，煤粉制备困难或增加能耗煤粉制备困难或增加能耗 灰熔点（灰熔点（ST）灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成结渣，危灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成结渣，危及锅炉运行的安全性和经济性。及锅炉运行的安全性和经济性。对于固态排渣炉，对于固态排渣炉，ST80易磨2、煤的磨损指数 煤的磨损性磨煤机选型的依据之一。煤的磨损性能以冲刷磨损指数Ke表示煤的冲刷磨损指数磨损性Ke
19、5.0极强 煤和煤粉的水分n煤粉水分与磨煤设备的终端温度及原煤水分有关。n煤粉水分一般范围为：Mmf=（0.51.0）Mad第三节第三节 磨煤机磨煤机一、磨煤机的工作原理一、磨煤机的工作原理干燥、磨制干燥、磨制n使脆性材料发生破碎的方式不同，其能量消耗的数量不同：n压碎，击碎，研碎n56 1012 12 kW/t二、磨煤机的类型二、磨煤机的类型1根据转速分类根据转速分类 1）低速磨煤机：）低速磨煤机：1525rpm；钢球磨煤机，常用；钢球磨煤机，常用 2）中速磨煤机：）中速磨煤机：50300rpm；常用；常用 3）高速磨煤机：）高速磨煤机：7501500rpm2常见磨煤机的几种类型常见磨煤机的
20、几种类型 1）钢球磨煤机。属于低速磨煤机，如）钢球磨煤机。属于低速磨煤机，如MTZ（DTM）等；）等；2）双进双出钢球磨煤机。属于低速磨煤机，如，）双进双出钢球磨煤机。属于低速磨煤机，如，BBD，D等；等；3）碗式磨煤机。属于中速磨煤机，如，）碗式磨煤机。属于中速磨煤机，如，RP、HP等；等；4）轮式磨煤机。属于中速磨煤机，如）轮式磨煤机。属于中速磨煤机，如MPS等；等；5）球环磨煤机。属于中速磨煤机，如）球环磨煤机。属于中速磨煤机，如E等；等；6）平盘磨煤机。属于中速磨煤机，如）平盘磨煤机。属于中速磨煤机，如LM等；等；7）风扇磨煤机。属于高速磨煤机，如）风扇磨煤机。属于高速磨煤机，如S、N
21、F等；等；普通筒式钢球磨普通筒式钢球磨的圆筒通过齿轮由电动机带动低速转动，燃料和干的圆筒通过齿轮由电动机带动低速转动，燃料和干燥剂（热空气）从一端进入圆筒，在圆筒内煤被干燥、打碎并研磨成燥剂（热空气）从一端进入圆筒，在圆筒内煤被干燥、打碎并研磨成粉，随后被干燥剂从另一端带出。粉，随后被干燥剂从另一端带出。低速磨低速磨主要有普通筒式钢球磨、双进双出筒式钢球磨主要有普通筒式钢球磨、双进双出筒式钢球磨 双进双出筒式钢球磨双进双出筒式钢球磨圆筒两圆筒两端的空心轴内有一空心圆管，端的空心轴内有一空心圆管，圆管外装有螺旋输送装置。两圆管外装有螺旋输送装置。两端的空心轴既是热风和原煤的端的空心轴既是热风和原
22、煤的进口，又是煤粉气流混合物的进口，又是煤粉气流混合物的出口。从而形成两个相互对称出口。从而形成两个相互对称又彼此独立的磨煤回路的两个又彼此独立的磨煤回路的两个回路，同时使用时磨煤机出力回路，同时使用时磨煤机出力最大；也可以单独使用一个，最大；也可以单独使用一个，这时可使磨煤出力降至这时可使磨煤出力降至5050以以下下 轴颈内带热风空心管轴颈内带热风空心管 轴颈内无热风空心管轴颈内无热风空心管 n n 过小，过小，筒内钢球与煤靠筒内钢球与煤靠与筒壁的摩擦力带上去，形与筒壁的摩擦力带上去，形成一个斜面，然后沿斜面滑成一个斜面，然后沿斜面滑落落 n n 处于上述两者之间，处于上述两者之间，钢球被带
23、到一定高度，沿抛物线落下，钢球对钢球被带到一定高度，沿抛物线落下，钢球对筒底的煤发生强烈撞击作用，辅以研磨筒底的煤发生强烈撞击作用，辅以研磨 磨煤作用最大时的转速称为最佳工作转速磨煤作用最大时的转速称为最佳工作转速n nzj zj 经验表明：经验表明：n nzj zj=（0.75-0.780.75-0.78）n nlj lj 没有撞击作用，磨煤效果差。没有撞击作用，磨煤效果差。n n 影响磨煤出力和电耗影响磨煤出力和电耗 n n 过大，过大，离心力很大，球与煤随筒壁一同旋转，产生这种状态的最低离心力很大，球与煤随筒壁一同旋转，产生这种状态的最低转速称为临界转速转速称为临界转速n nlj lj
24、V Vtftf 过小过小 筒内风速过小，出口端钢球能量没有被充分利用，筒内风速过小，出口端钢球能量没有被充分利用，只能带出的少量的细煤粉，磨煤出力下降，单位磨煤电耗大只能带出的少量的细煤粉，磨煤出力下降，单位磨煤电耗大 V Vtftf 过大过大 筒内风速过大，磨煤机出口煤粉过粗，粗粉分筒内风速过大，磨煤机出口煤粉过粗，粗粉分离器回粉量增大，通风电耗增大离器回粉量增大，通风电耗增大 zjtfV 最佳通风量最佳通风量 磨煤和通风电耗之和最小时的通风量，磨煤和通风电耗之和最小时的通风量，的大小与煤的种类、煤粉细度、筒体容积及钢球充满的大小与煤的种类、煤粉细度、筒体容积及钢球充满系数等有关。系数等有关
25、。zjtfVzjtfVV Vtftf 直接影响燃料沿筒体长度的分布和磨煤出力直接影响燃料沿筒体长度的分布和磨煤出力 磨煤出力磨煤出力B Bm m 在电耗一定并保证所需的煤粉细度的条件下，磨煤在电耗一定并保证所需的煤粉细度的条件下，磨煤机在单位时间磨制的煤粉量。由磨煤机的结构尺寸、被研磨的燃料特机在单位时间磨制的煤粉量。由磨煤机的结构尺寸、被研磨的燃料特性以及磨煤机的运行状况确定性以及磨煤机的运行状况确定 干燥出力干燥出力B Bg g 在单位时间内将煤由原有水分干燥到所要求的煤粉水在单位时间内将煤由原有水分干燥到所要求的煤粉水分对应的煤粉量。由磨煤机的干燥条件确定分对应的煤粉量。由磨煤机的干燥条
26、件确定对高水分和较软的煤，对高水分和较软的煤，B Bm m B Bg g，而对于干和硬的煤，则，而对于干和硬的煤，则B Bg g B Bm m磨煤机的运行出力（具有一定细度和干燥程度的煤粉流量磨煤机的运行出力（具有一定细度和干燥程度的煤粉流量B Bm m=B Bg g）可以通）可以通过调节进入磨煤机的干燥剂流量和温度来实现过调节进入磨煤机的干燥剂流量和温度来实现 磨煤的单位电耗磨煤的单位电耗EmEm 取决于磨煤出力取决于磨煤出力B Bm m 和消耗的电网功率和消耗的电网功率N Ndwdw kg/kJ,BNEmdwm 筒体和钢球的质量比其中的燃料大许多倍，筒体和钢球的质量比其中的燃料大许多倍，N
27、 Ndwdw 主要消耗在主要消耗在转动筒体和升举钢球上，转动筒体和升举钢球上，与磨煤出力与磨煤出力B Bm m 几乎无关几乎无关 E Em m 随出力随出力B Bm m 的降低而增高，在低负荷下运行不经济的降低而增高，在低负荷下运行不经济 钢球磨特性：钢球磨特性：结构简单，对煤种适应性强，出力大，运行可靠；结构简单，对煤种适应性强，出力大，运行可靠；但初投资大，对锅炉负荷适应性差；单位电耗大，噪音大但初投资大，对锅炉负荷适应性差；单位电耗大，噪音大 双进双出钢球磨可扩大钢球磨的负荷调节范围双进双出钢球磨可扩大钢球磨的负荷调节范围 双进双出钢球磨煤机响应锅炉负荷变化的时间非常短，有利于低挥发分双
28、进双出钢球磨煤机响应锅炉负荷变化的时间非常短，有利于低挥发分煤的稳燃煤的稳燃 其出力不是靠调整给煤机来控制，而是靠调整一次风量控制。其出力不是靠调整给煤机来控制，而是靠调整一次风量控制。加大一次风阀门的开度，风量及带出的煤粉流量同时增加，因此，在任何加大一次风阀门的开度，风量及带出的煤粉流量同时增加，因此，在任何负荷下，煤粉浓度变化不大，且煤粉细度降低负荷下，煤粉浓度变化不大，且煤粉细度降低 双进双出钢球磨煤机设有微动装置双进双出钢球磨煤机设有微动装置 磨煤机在停机或维修操作时以额磨煤机在停机或维修操作时以额定转速的定转速的1 1100100转速旋转，可使筒内存煤及时散热防止自燃。故短时间停转
29、速旋转，可使筒内存煤及时散热防止自燃。故短时间停机时不必将筒内的剩煤排空机时不必将筒内的剩煤排空 双进双出钢球磨煤机应用检测制粉噪声或进出口差压的方法来控制筒内双进双出钢球磨煤机应用检测制粉噪声或进出口差压的方法来控制筒内的存煤量的存煤量 双进双出钢球磨煤机保持了钢球磨煤种适应性广等所有优点，同时大大双进双出钢球磨煤机保持了钢球磨煤种适应性广等所有优点，同时大大缩小了体积，降低了磨煤机的能耗，增强了适应锅炉负荷变化的能力缩小了体积，降低了磨煤机的能耗，增强了适应锅炉负荷变化的能力 原煤原煤经落煤管进入两组相对运动的碾磨件经落煤管进入两组相对运动的碾磨件之间，在压紧力的作用下被挤压、研磨成粉，之
30、间，在压紧力的作用下被挤压、研磨成粉，被甩至四周风环处。被甩至四周风环处。中速磨中速磨主要有盘式中速磨（辊主要有盘式中速磨（辊-盘式）、盘式）、碗式中速磨碗式中速磨(辊辊-碗式碗式RPRP、HPHP型型)、环式中速、环式中速磨磨(辊辊-环式环式MPSMPS型、球型、球-环式环式E E型型)热风热风经风环进入磨煤机，对煤粉进行干燥经风环进入磨煤机，对煤粉进行干燥并将煤粉带入粗粉分离器进行分离，不合格的并将煤粉带入粗粉分离器进行分离，不合格的煤粉返回磨煤机重磨，细粉则送出磨外。煤粉返回磨煤机重磨，细粉则送出磨外。中速磨布置紧凑，投资省，单位电耗小，中速磨布置紧凑，投资省，单位电耗小，适宜变负荷运行
31、；适宜变负荷运行；但结构复杂但结构复杂,不宜磨水分太不宜磨水分太大及太硬的煤种大及太硬的煤种 高速磨高速磨由叶轮、带护甲的蜗壳和粗粉分离器组成，装有冲击板的叶轮由电由叶轮、带护甲的蜗壳和粗粉分离器组成，装有冲击板的叶轮由电动机带动高速旋转。原煤和干燥剂一起被吸入磨煤机内，煤被转动的冲击板动机带动高速旋转。原煤和干燥剂一起被吸入磨煤机内，煤被转动的冲击板打碎，甩到护甲上再次被撞击成煤粉，在风机压头的作用下由干燥剂携带经打碎，甩到护甲上再次被撞击成煤粉，在风机压头的作用下由干燥剂携带经粗粉分离器带出。粗粉分离器带出。高速磨结构简单，金属耗量小，负荷适应能力强，特别适宜磨水分高的煤高速磨结构简单，金
32、属耗量小，负荷适应能力强，特别适宜磨水分高的煤种；种；但部件磨损大，不宜磨制较硬的煤种但部件磨损大，不宜磨制较硬的煤种1钢球磨煤机 可磨制任何煤，运行可靠，结构简单，维护费用低。庞大，金属耗量大(400500g/t)，投资大，耗电高(1220kWh/t)，噪音大(120 dB)，电耗是中速磨的两倍，非满载下工作极不经济。2中速磨的特点n结构紧凑，占地小，金属耗量小(420g/t)，投资少，耗电省(69kWh/t)，噪音较小(70100 dB)，调节灵敏，压碎为主，研碎为辅。维护费用高，通风干燥能力不强，不能磨较硬的煤。三、磨煤机的特点三、磨煤机的特点n中速磨间比较：nHP、MPS、EnE适应磨
33、损指数较大的煤，电耗高；研磨部件寿命长，较难大型化；nHP电耗最低，寿命中等。nVdaf=27%40%，外在水分小于15%，磨损指数小于3.5的烟煤，优先选用中速磨；磨损指数小于3.5的燃烧性能较好的劣质烟煤可选用；磨损指数小于3.5且外在水分小于15%的褐煤，经技术经济比较，可以考虑采用。六、影响中速磨煤机工作的主要因素六、影响中速磨煤机工作的主要因素n转速；n研磨压力；n通风量；n风环气流速度；n燃料性质第四节第四节 ZGM中速磨中速磨n中速磨煤机有四种类型：碗磨、中速磨煤机有四种类型：碗磨、MPS磨、平磨、平盘磨、盘磨、E型磨。我国超临界和超超临界机组主型磨。我国超临界和超超临界机组主要
34、采用要采用HP碗式磨煤机和碗式磨煤机和MPS辊辊-环式磨煤机。环式磨煤机。nHP型碗式中速磨煤机是美国型碗式中速磨煤机是美国ABB-CE公司于公司于1980年年代中期在代中期在RP 型碗式磨煤机的基础上改进、创新发展型碗式磨煤机的基础上改进、创新发展起来的一种浅碗式磨煤机。上海重型机器厂继起来的一种浅碗式磨煤机。上海重型机器厂继1981年从年从ABB-CE公司引进公司引进RP系列中速磨技术后，又于系列中速磨技术后，又于1989年从年从ABB-CE公司引进公司引进HP系列中速磨技术，并系列中速磨技术，并已有了许多已有了许多HP型磨煤机的业绩。型磨煤机的业绩。HP碗磨采用碗磨采用RP碗碗磨的基本结
35、构，主要区别为：磨的基本结构，主要区别为：RP碗磨采用的传动装碗磨采用的传动装置是蜗轮蜗杆，磨辊长度大，直径小；置是蜗轮蜗杆，磨辊长度大，直径小；HP碗磨传动碗磨传动装置采用伞形齿轮，传动力矩大，磨辊长度小直径装置采用伞形齿轮，传动力矩大，磨辊长度小直径大，磨煤出力较大。大，磨煤出力较大。nMPS型辊型辊-环式中速磨煤机最早是由德国环式中速磨煤机最早是由德国DBW公司于公司于1950年代研制开发的。沈阳重型机器厂年代研制开发的。沈阳重型机器厂于于1985年从德国年从德国DBW公司引进公司引进MPS系列系列190、225、255三种磨煤机的制造技术，目前由其制三种磨煤机的制造技术，目前由其制造的
36、造的MPS型磨煤机已在国内多个电厂应用。型磨煤机已在国内多个电厂应用。沈重已制造了国内最大的中速磨沈重已制造了国内最大的中速磨MPS450（磨（磨石灰石），同时也制造了石灰石），同时也制造了70多台多台MPS265，MPS315，MPS360，MPS375中速磨（大多用中速磨（大多用于水泥厂）。于水泥厂）。n另外，北京电力设备总厂也于另外，北京电力设备总厂也于1985年从德国年从德国DBW公司引进公司引进MPS225型制造技术和型制造技术和MPS磨磨系列化设计核心技术，并通过开发形成了自己系列化设计核心技术，并通过开发形成了自己的产品的产品ZGM系列辊式中速磨煤机，且在国内系列辊式中速磨煤机，
37、且在国内电厂也得到广泛应用。电厂也得到广泛应用。nMBF型辊式中速磨煤机是由美国型辊式中速磨煤机是由美国FOSTER WHEELER公司于公司于1975年开发出来的产品。年开发出来的产品。MBF磨煤机基本保留了磨煤机基本保留了MPS磨煤机的优点：磨煤机的优点：磨辊直径较大，磨辊研磨寿命较长。目前国内磨辊直径较大，磨辊研磨寿命较长。目前国内尚无制造厂家生产此型式的磨煤机。尚无制造厂家生产此型式的磨煤机。n2003年年2月长春发电设备总厂引进了德国月长春发电设备总厂引进了德国BABCOCK公司公司MPS-HP-型磨煤机专有技型磨煤机专有技术，该技术是德国术，该技术是德国MPS磨轧机第三代产品，磨轧
38、机第三代产品，是德国的最新技术。是德国的最新技术。第五节第五节 制粉系统制粉系统干燥、磨制和输送（储存）煤粉的设备及管道的干燥、磨制和输送（储存）煤粉的设备及管道的合理组合。合理组合。制粉系统的分类制粉系统的分类1 1直吹式制粉系统直吹式制粉系统n原煤原煤磨煤机磨煤机炉膛炉膛燃烧燃烧n要求磨煤机的负荷随锅炉的负荷变化要求磨煤机的负荷随锅炉的负荷变化。2 2贮仓式制粉系统贮仓式制粉系统磨煤机制粉量可以与锅炉的负荷不同磨煤机制粉量可以与锅炉的负荷不同。原煤磨煤机细粉分离器细粉煤粉仓给煤机炉膛燃烧乏气炉膛燃烧一、中间储仓式制粉系统一、中间储仓式制粉系统1 1干燥剂送粉（乏气送粉干燥剂送粉（乏气送粉）
39、用干燥煤粉后的湿空气携带煤粉送入炉膛燃烧。用干燥煤粉后的湿空气携带煤粉送入炉膛燃烧。2 2热风送粉热风送粉用热空气携带煤粉，送入炉膛燃烧，乏气单独用热空气携带煤粉，送入炉膛燃烧，乏气单独作为三次风送入炉膛。作为三次风送入炉膛。n我国常见的贮仓式制粉系统我国常见的贮仓式制粉系统n钢球磨煤机贮仓式乏气送粉制粉系统钢球磨煤机贮仓式乏气送粉制粉系统n钢球磨煤机贮仓式热风送粉制粉系统钢球磨煤机贮仓式热风送粉制粉系统钢球磨中储式制粉系统钢球磨中储式制粉系统有有热风送粉热风送粉和和乏气送粉乏气送粉两种两种 空气经空气经送风机送风机空预器空预器一次一次风机风机一次风箱一次风箱混合器混合器（热气（热气与煤粉）与
40、煤粉）一次风喷口一次风喷口 乏气经乏气经细粉分离器细粉分离器排粉机排粉机乏气风箱乏气风箱三次风喷口三次风喷口 适用无烟煤、贫煤及劣质煤适用无烟煤、贫煤及劣质煤 1-1-原煤仓；原煤仓；4-4-给煤机；给煤机；7-7-钢球磨；钢球磨；8-8-粗粉分离器；粗粉分离器；9-9-排粉机；排粉机；10-10-一次风箱；一次风箱；12-12-燃烧器；燃烧器；14-14-空预空预器；器；15-15-送风机；送风机；17-17-细粉分离器；细粉分离器；21-21-煤粉仓；煤粉仓；22-22-给粉机；给粉机；23-23-混混合器；合器；24-24-乏气风箱；乏气风箱；25-25-三次风三次风喷口；喷口；28-2
41、8-一次风机；一次风机；31-31-再循再循环管环管1-1-原煤仓；原煤仓；4-4-给煤机；给煤机；7-7-钢球钢球磨；磨；8-8-粗粉分离器；粗粉分离器；9-9-排粉机；排粉机；10-10-一次风箱；一次风箱；12-12-燃烧器；燃烧器；14-14-空预器；空预器；15-15-送风机；送风机；17-17-细粉分离器；细粉分离器；21-21-煤粉仓；煤粉仓；22-22-给粉机；给粉机；23-23-混合器；混合器；28-28-一次一次风机；风机；31-31-再循环管再循环管 乏气经乏气经细粉分离器细粉分离器排排粉机粉机一次风箱一次风箱混合器混合器（乏气与煤粉）（乏气与煤粉）一次风一次风喷口喷口
42、适用于烟煤等挥发分含适用于烟煤等挥发分含量高的煤种量高的煤种 再循环管再循环管 将部分磨煤乏气从排粉风机后返回到磨煤机，然将部分磨煤乏气从排粉风机后返回到磨煤机，然后再回到排粉风机进行循环后再回到排粉风机进行循环 再循环风再循环风 温度低，既可以调节磨煤机入口干燥剂的温度，温度低，既可以调节磨煤机入口干燥剂的温度，又能增加磨煤的通风量，并能兼顾燃烧所需一次风的要求，从又能增加磨煤的通风量，并能兼顾燃烧所需一次风的要求，从而而协调磨煤、干燥和燃烧三方面所需的风量协调磨煤、干燥和燃烧三方面所需的风量 燃用挥发分高而水分不大的烟煤燃用挥发分高而水分不大的烟煤 要求磨煤通风量大，但干要求磨煤通风量大，
43、但干燥风量小或干燥剂温度低，出现磨煤、干燥和燃烧所需风量的矛燥风量小或干燥剂温度低，出现磨煤、干燥和燃烧所需风量的矛盾盾 运用再循环风，运用再循环风，既可降低磨煤机入口干燥剂的温度，增加磨煤既可降低磨煤机入口干燥剂的温度，增加磨煤通风量，又能兼顾燃烧所需一次风的需要通风量，又能兼顾燃烧所需一次风的需要二、直吹式制粉系统二、直吹式制粉系统根据排粉风机的位置不同分为根据排粉风机的位置不同分为1 1负压系统制粉系统负压系统制粉系统排粉机在磨煤机的后面，磨煤机负压运行，全部煤粉通过排粉机排粉机在磨煤机的后面，磨煤机负压运行，全部煤粉通过排粉机磨损严磨损严重，但不易煤粉泄露；重，但不易煤粉泄露；2 2正
44、压系统制粉系统正压系统制粉系统排粉机在磨煤机的前面，磨煤机正压运行。需要用高温风机，可排粉机在磨煤机的前面，磨煤机正压运行。需要用高温风机，可靠性下靠性下降，密封要求高。降，密封要求高。根据一次风机的位置不同分为：根据一次风机的位置不同分为：热一次风机，冷一次风机；热一次风机，冷一次风机；干燥剂：干燥剂：热风，烟气热风，烟气我国常见的直吹式制粉系统我国常见的直吹式制粉系统n双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统，双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统，n中速磨煤机正压直吹式热一次风机制粉中速磨煤机正压直吹式热一次风机制粉系统系统n中速磨煤机正压直吹式冷一次风机制粉中速磨煤机正压直吹式冷一次风机制粉系统系统
45、n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三介质干燥制粉系统n风扇磨煤机直吹式二介质干燥制粉系统风扇磨煤机直吹式二介质干燥制粉系统n带煤粉浓缩的直吹式制粉系统带煤粉浓缩的直吹式制粉系统 排粉风机装在排粉风机装在磨煤机出口，整磨煤机出口，整个系统在负压下个系统在负压下运行运行 煤粉不会向外煤粉不会向外泄漏，对环境污泄漏，对环境污染小染小 漏风大，排粉漏风大，排粉风机磨损严重，风机磨损严重，效率低，电耗大，效率低，电耗大，系统可靠性差。系统可靠性差。4-4-磨煤机；磨煤机；6-6-次风箱；次风箱；10-10-送风机；送风机；12-12-空预空预器；器；15-15-排粉风机排粉风机 中速磨
46、直吹式制粉系统中速磨直吹式制粉系统有有正压正压和和负压负压系统；系统；正压系统正压系统又有又有热一次风热一次风和和冷一次风冷一次风系统系统 正压系统：正压系统：一次风机布置在一次风机布置在磨煤机之前，系统处于正压状磨煤机之前，系统处于正压状态下工作态下工作 无漏风；叶片磨损小无漏风；叶片磨损小 煤粉易外泄，系统需设专门煤粉易外泄，系统需设专门的密封风机的密封风机 热一次风系统：热一次风系统：配置二分仓配置二分仓回转式空预器。一次风机布置回转式空预器。一次风机布置在空预器与磨煤机之间，输送在空预器与磨煤机之间，输送的是热空气的是热空气 空气温度高，比容大，风机空气温度高，比容大，风机体积大，电耗
47、高，易发生高温体积大，电耗高，易发生高温侵蚀，运行效率及可靠性低侵蚀，运行效率及可靠性低4-4-磨煤机；磨煤机；6-6-次风箱；次风箱；10-10-送风机；送风机；11-11-热一次风机；热一次风机；12-12-空预器；空预器；19-19-密封风机密封风机 冷一次风系统：冷一次风系统：配置配置三分仓回转式空预器。三分仓回转式空预器。一、二次风各自由单独一、二次风各自由单独风机输送，风机处于空风机输送，风机处于空预器之前，输送的是干预器之前，输送的是干净的冷空气净的冷空气 空气温度低，比容小，空气温度低，比容小，风机体积小，电耗低，风机体积小，电耗低，效率高；高压头冷一次效率高；高压头冷一次风机
48、可兼作密封风机，风机可兼作密封风机，简化系统；热风温度不简化系统；热风温度不受一次风机的限制，可受一次风机的限制，可满足磨制较高水分煤种满足磨制较高水分煤种的要求。的要求。4-4-磨煤机；磨煤机；6-6-次风箱；次风箱；10-10-一次风一次风机；机；10-10-二次风机；二次风机；12-12-空预器空预器 （a a）热风干燥；）热风干燥；（b b）热风）热风-炉烟干燥炉烟干燥 l-l-原煤仓；原煤仓；3-3-给煤机；给煤机；4-4-下行干燥管；下行干燥管；5-5-磨煤机；磨煤机；6-6-煤粉煤粉分离器；分离器；7-7-燃烧器；燃烧器；8-8-二次风箱；二次风箱；9-9-空预器；空预器；10-
49、10-送风机；送风机；12-12-抽烟口；抽烟口；13-13-混合器混合器 磨制烟煤和水磨制烟煤和水分不高的褐煤分不高的褐煤 采用热风作为采用热风作为干燥剂干燥剂 磨制高水分的磨制高水分的褐煤褐煤 采用热风掺炉采用热风掺炉烟作为干燥剂烟作为干燥剂 直吹式系统直吹式系统 系统简单、设备部件少，管路短、阻力小，初投资和系统简单、设备部件少，管路短、阻力小，初投资和系统的建筑尺寸小，输粉电耗较小；但磨煤机的工作直接影响锅炉的运系统的建筑尺寸小，输粉电耗较小；但磨煤机的工作直接影响锅炉的运行，锅炉机组的可靠性相对低些行，锅炉机组的可靠性相对低些 储仓式系统储仓式系统 设有煤粉仓，磨煤机可一直维持在经济
50、工况下运行，磨设有煤粉仓，磨煤机可一直维持在经济工况下运行，磨煤机的工作对锅炉影响较小，系统的可靠性高；但系统复杂、设备部件多，煤机的工作对锅炉影响较小，系统的可靠性高；但系统复杂、设备部件多，初投资及运行费用高初投资及运行费用高 锅炉负荷变动时锅炉负荷变动时 储仓式系统储仓式系统 调节给粉机转数改变煤粉量，既方便又灵敏；调节给粉机转数改变煤粉量，既方便又灵敏；直吹式系统直吹式系统 从改变给煤量开始，经过整个系统才能改变煤粉量，惰从改变给煤量开始，经过整个系统才能改变煤粉量，惰性较大性较大三、比较三、比较中间储仓式制粉系统的运行特点中间储仓式制粉系统的运行特点1）磨煤机应满出力运行，起、停与燃
