【文章內(nèi)容簡介】 100100 4qBBj??保熱系數(shù) φ=煙道受熱面吸熱量 /煙氣在煙道中放熱量 =受熱面?zhèn)鹘o工質(zhì)熱量 /(受熱面?zhèn)鹘o工質(zhì)熱量 +散熱 ) 511Qkgky?????551qqgl ?????第四章 煤粉制備 現(xiàn)代中型和大型鍋爐一般均采用煤粉燃燒 ,原煤先經(jīng)碎煤機打碎 ,然后在磨煤機中制成煤粉 . 167。 41 煤粉 一、煤粉特性 (即煤粉顆粒大小 ). 1)定義 用某篩子上篩后的煤粉剩余量占篩分煤粉總量的百分比定義為煤粉細度 . 電廠鍋爐用煤多為 20~60μm。 %1 0 0??? ba aRx2)經(jīng)濟細度 :使不完全燃燒損失和制粉能耗最小時的煤粉細度 . 3)影響經(jīng)濟細度的主要因素 : 性能決定煤粉顆粒的均勻程度 . :旋風爐可燒粗些的煤粉 ,甚至碎煤屑 . 4）經(jīng)濟細度的確定 使 q4與 qm之和為最小。 . 用一套篩孔尺寸不同的標準篩子進行篩分得到的煤粉顆粒組成曲線 ,稱為篩分曲線 D：通過篩子煤粉量。 R：流在篩子的煤粉量。 篩分曲線用途： 直觀比較煤粉的相對細度。 比較煤粉的均勻程度。 對曲線用公式描寫； Rx— 篩子上煤粉剩余量。 b— 煤粉細度系數(shù) n— 煤粉均勻性指標 討論：保持 R90不變， n增加，則 R200減小，即過粗粉少。 保持 R200不變， n增加，則 R90增加，即過細粉少。 顯然 n越大，過粗粉、過細粉都少，煤粉均勻。 nbxx eR ?? 100902 0 0lg1 0 0lnlg1 0 0lnlg902 0 0 RRn?? 水分過大 ,要影響煤粉流動性和著火 . 煤粉過于干燥 ,褐煤、煙煤與空氣接觸易自燃和爆炸。 煤粉的水分 Wmf接近分析水分 Wf時比較合適 . . 1).Vr10%的煤粉或?qū)τ跓熋好悍哿?00μm時 ,爆炸可能性很小 . 2).遇到明火時會爆炸 . 3).嚴格控制制粉系統(tǒng)末端氣粉混合物的溫度 . 4).裝防爆門 . 二 .煤的可磨系數(shù) Kkm :將質(zhì)量相等的標準燃料和試驗燃料由相同的初始粒度磨制成細度相同的煤粉時 ,消耗能量的比值稱為試驗燃料的可磨性系數(shù) ,以 Kkm表示： Kkm=Eb/Es Eb： 標準煤能耗 Es： 實驗煤能耗 a. BTи全蘇熱工研究所的測量方法 . 粒度 ～ 500g，用小型瓷制成的球磨機磨 15分鐘，測定 R90s值代如公式： KkmBTи＝ 2（ ln100/ R90s)2/3 我國范圍： ～ ； ；。標準煤為 1。 . 粒度 ～ ， 50g，中速磨磨 3分鐘，取出后篩分 20分鐘。 Kkmha=13+ D74：通過孔徑為 74μm篩子的煤粉量。 KkmBTи＝ （ Kkmha） + 三、煤的磨損指數(shù) 定義：表示煤對磨煤機金屬研磨部件磨損的輕重程度的指數(shù)。用 Ke表示。 Ke＝ m/10τ Ke 磨損性不強 Ke： ～ 磨損性較強 Ke： ～ 磨損性很強 Ke 磨損性極強 167。 42 磨煤機 分類（按轉(zhuǎn)速分） ： 15~25轉(zhuǎn) /分 筒式鋼球磨煤機（ DTM型） : 50~300轉(zhuǎn) /分 中速平盤磨 ,E型磨 ,碗式磨 : 750~1500轉(zhuǎn) /分 風扇磨 ,錘擊磨 一 .球磨機 :磨煤部分直徑 24M,長 310M的圓桶 ,內(nèi)裝大量鋼球 (直徑25~60mm). 從內(nèi)到外分為五層 : 護甲 波浪型錳鋼 石棉 絕熱 筒體 鋼板 毛氈 隔音 外殼 鐵皮 :利用低速旋轉(zhuǎn)的滾筒帶動筒內(nèi)鋼球運動 ,通過鋼球?qū)υ旱?撞擊 ,擠壓 ,研磨 ,碾壓 ,將煤磨成煤粉 . 特點 :干燥與磨煤同時進行 ,采用熱空氣作為干燥劑 . (1)臨界轉(zhuǎn)速與工作轉(zhuǎn)速 nnlj nnlj n≥nlj 最佳工作轉(zhuǎn)速 :筒體內(nèi)最外層鋼球有最大提升高度時的轉(zhuǎn)速 . Dnlj?(2)裝球率 φ (鋼球充滿系數(shù) ) :鋼球容積占筒體容積的百分比 . φ 的關系 . Bm=C1 φ φ zj 當護甲結(jié)構(gòu)和鋼球尺寸不變時 ,每一個筒體轉(zhuǎn)速下有一個最佳鋼球充滿系數(shù) . 錳鋼： 100~300g/t，鑄鐵： 400~1500g/t 17512?????????ljzjnn? (3)筒內(nèi)存煤量與磨煤出力 要求： Bzm/G (4)通風量 通風量大，磨煤出力大，煤粉粗，磨煤電耗低但通風電耗高。 最佳通風量應使磨煤與通風電耗之和最小。 P63公式 (413) 磨煤出力 :保證煤粉細度 ,每小時所磨制的原煤的噸數(shù) . 干燥出力：單位時間內(nèi)將煤由最初水分 Wf干燥為磨煤水分 Wmf的能力。 P64公式 (414) 磨煤機的磨煤出力受磨煤與干燥條件的限制。 : 優(yōu)點 : 1)通用性廣 ,可用于所有煤種 (包括無煙煤 ,高灰分劣質(zhì)煤 ). 2)工作可靠性高 ,連續(xù)工作時間長 . 3)滿載運行 . 缺點 : 1)磨煤電耗大 ,為中速磨的 2倍多 . 2)設備笨重 ,投資大占地大 . 3)均余指數(shù) n值低 . 4）在低負荷或變負荷時運行不經(jīng)濟。 二 .中速磨煤機 分類 :平盤式磨 碗式磨 E型磨 (1)工作原理 :原煤在兩個碾磨部件的表面之間 ,在壓緊力的作用下受到擠壓和碾磨而被粉碎成煤粉 . (2)特點 :干燥能力受限制 (煤的干燥基本上是在磨盤上方的空間內(nèi)進行 ,在磨盤上的干燥作用不大 ). (3)優(yōu)點 :省鋼材 ,耗電少 ,占地面積小 ,噪音小 ,煤粉均余指數(shù) n高 . 三 .高速磨 :結(jié)構(gòu)與風機相似 ,由一個工作葉輪及蝸殼組成 . 工作原理 :原煤隨干燥劑進入磨煤機 ,被轉(zhuǎn)動的沖擊板打碎 ,拋到護甲上的煤再次被擊碎 ,合格的煤粉經(jīng)分離器送入燃燒器 ,不合格的粗粉返回磨煤機重磨 . 特點 :(1)干燥條件好 (磨在磨煤機中處于懸浮狀態(tài) ,通風強烈 ) (2)磨煤 ,干燥 ,輸粉一體 (制粉系統(tǒng)簡化 ,減少了排粉機 ) (3)干燥劑 :熱風 +煙氣 (但磨損嚴重 ,煤粉粗 ) 適用煤種 :煙煤（可磨系數(shù)大于 ） ,褐煤 . 167。 43 制粉系統(tǒng) 分類：直吹式，儲倉式 一 .直吹式 : 是指煤經(jīng)磨煤機磨成煤粉后直接吹入爐膛燃燒 . 磨煤機磨制的煤粉全部直接送入爐膛內(nèi)燃燒 ,制粉量在任何時候均等于鍋爐的燃燒消耗量 ,即制粉是隨鍋爐負荷的變化而變化的 .（多選用中速磨） 系統(tǒng)簡單 ,對可靠性、運行水平要求很高 . 正壓式：排粉機裝在磨煤機前。 負壓式：排粉機裝在磨煤機后。 負壓直吹系統(tǒng)流程 正壓直吹系統(tǒng)流程 二 .儲倉式制粉系統(tǒng) :無煙煤 , K 的煙煤 , 折算灰粉 A9 的劣質(zhì)煙煤 . : (1)磨煤機入口有四根管子 : 原煤 , 熱風管 , 回粉管 , 再循環(huán)管 . (2)旋風分離器 (細粉分離器 ):約 90%的煤粉被分離出來 ,經(jīng)鎖氣器 ,切換擋板送入煤粉倉 ,或經(jīng)螺旋輸粉機送入煤粉倉 .上部出來的磨煤乏氣 (含 10%的極細煤粉 )被排粉機吸收 ,作為一次風輸送煤粉進入爐膛 . (3)排粉機 : (4)鎖氣器 :不允許氣體倒流 . (5)吸潮管 :防止煤粉倉受潮 ,煤粉結(jié)塊 . (6)防爆門 :爆炸時 ,首先被爆破 ,釋放高壓 . 當燃用無煙煤 ,貧煤和劣質(zhì)煤時 ,為穩(wěn)定著火燃燒，常利用熱空氣作為一次風輸入煤粉 . 三次風 :磨煤乏氣經(jīng)燃燒器中專門的噴口送入爐內(nèi)燃燒 . 三 .兩種制粉系統(tǒng)比較 :系統(tǒng)簡單 ,設備部件少 ,電耗大 . 儲倉式 :部件多 ,管路長 ,初投資大 ,磨煤機出力不受鍋爐負荷影響 . . 儲倉式 :含少量細粉的乏氣經(jīng)過排粉機 ,工作安全 . :可靠性差 . 儲倉式 :可靠性高 (磨煤機的工作對鍋爐影響較小 ) :鍋爐負荷變動時 ,只要調(diào)節(jié)給粉機 ,方便靈活 . 直吹式 :鍋爐負荷變動時 ,要以改變給煤量開始 ,惰性較大 . 第五章 燃燒過程理論基礎 167。 51 燃燒化學反應動力學基礎 化學反應動力學 研究化學反應機理和反應速度的科學 . 一 .燃燒反應速度 : 燃燒是指燃料與氧的劇烈化學反應 . 鍋爐內(nèi)的燃燒反應包括 : 均相燃燒 (或單相燃燒 )氣體燃料在空氣中燃燒 . 多相燃燒 固體燃料在空氣中燃燒 . w. 通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示 . w與 c的關系 : 對于均相反應 ,在一定溫度下化學反應速度與參加反應的各反應物的濃度乘積成正比 ,而各反應物濃度項的方次等于化學反應式中相應的反應系數(shù) . hHgGbBaA ??? 39。二 .影響化學反應速度的因素 : P 定容時 ,P升高 ,則 C升高 ,ω升高 T=cost時 ,反應速度 ω主要決定于反應物濃度 . K=k0eE/RT 四 .著火溫度 . :由緩慢的氧化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉磻茏詣蛹铀俚礁咚偃紵隣顟B(tài)的瞬間過程稱為著火 .著火時反應系統(tǒng)的溫度稱為著火溫度 . 熱力著火 由于溫度不斷升高而引起著火 . . 以煤粉空氣混合物在燃燒室內(nèi)的燃燒情況為例 放熱量： Q1=k0exp(E/RT)CO2nVQr 其中 CO2n ：煤粉反應表面氧濃度 散熱量： Q2=αS(TTb) 其中 α：綜合發(fā)熱系數(shù)（ αf +αd) T Tb1 Tb2 Tzh Txh Q1,Q2 Q1 Q2/ Q2// Q2/// 1 2 3 4 5 167。 52 燃燒反應的動力區(qū)與擴散區(qū) 塊煤 ,碎煤 ,煤粉以及碳的燃燒屬于固體與氣體之間進行的多相燃燒反應 ,反應是在固相表面進行的 . 一 .固相表面上的多相燃燒過程 . 碳粒燃燒模型 5個燃燒過程 (1)參加燃燒的氧氣從周圍環(huán)境擴散到反應表面 . 氧的擴散速度 : (2)氧氣被燃料表面吸附 . (3)在燃料表面進行燃燒化學反應 . (4)燃燒產(chǎn)物由燃料表面解吸附 . (5)燃燒產(chǎn)物離開燃料表面 ,擴散到周圍環(huán)境中 . ? ?bOOkskO CCW 222 0 ?? ?bOHO kCW22 ?二 .多相燃燒反應速度 多相燃燒反應速度取決于 5個過程中進行得最慢的過程 ,研究指出 ,取決于 (1),(3)兩個過程 . 在碳粒表面上發(fā)生反應的氧量應該等于經(jīng)由邊界層擴散進來的氧 ,這樣 ,就可以利用化學反應速度和汽流的擴散速度來表示燃燒速度 . kOHOO WWW222 ??? ?bOOksbOO CCKCW22220 ??? ?kCkCWkWCWkWCksOksOksOOksOksOObO11100022222222??????????????按照氧向反應表面的輸送速度以及它在反應表面的消耗速度 ,兩者隨溫度變化情況 ,可以