【正文】 粉鍋爐中，它成為鍋爐燃燒設(shè)備共同組成的不可分割的燃燒系統(tǒng)整體的重要部分。鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與制粉系統(tǒng)的良好設(shè)計(jì)、布置及運(yùn)行情況密切相關(guān)。 制粉系統(tǒng)分直吹式的和中間倉儲(chǔ)式兩種:直吹式制粉系統(tǒng)式將磨煤機(jī)制的煤粉直接送入爐膛燃燒，因此制粉量與鍋爐燃燒量必須一致。中間倉儲(chǔ)式系統(tǒng)先將磨制的煤粉儲(chǔ)存在煤粉倉里，根據(jù)鍋爐負(fù)荷需要，送入爐膛燃燒。 根據(jù)磨煤機(jī)中的壓力，直吹式制粉系統(tǒng)又可分成正壓系統(tǒng)和負(fù)壓系統(tǒng)。中速磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)中的負(fù)壓系統(tǒng)中，原煤從原煤倉落下，經(jīng)過自動(dòng)秤，然后經(jīng)給煤機(jī)送入磨煤機(jī)。由空氣預(yù)熱器引來的熱風(fēng)分成兩段：一股作為二次風(fēng)經(jīng)燃燒器送入爐膛，一股作為干燥劑送入磨煤機(jī)，干燥煤粉后由排粉機(jī)與煤粉一起，經(jīng)一次風(fēng)箱進(jìn)入爐膛燃燒。氣粉混合物經(jīng)粗粉分離器，粗粉分離出來，再回到磨煤機(jī)。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是將排粉機(jī)布置在磨煤機(jī)之后，使磨煤機(jī)內(nèi)保持負(fù)壓。在正壓系統(tǒng)中，排粉機(jī)布置在磨煤機(jī)之前，使磨煤機(jī)處于正壓，這種系統(tǒng)容易造成磨煤機(jī)漏粉，故很少采用。在直吹制粉系統(tǒng)中，其用作干燥劑的熱風(fēng)都有冷風(fēng)門，由冷風(fēng)管引入冷風(fēng)，以控制干燥劑的溫度。 中間儲(chǔ)倉式制粉系統(tǒng)較前兩個(gè)系統(tǒng)增加了一個(gè)中間煤粉倉，為此又要多設(shè)一臺(tái)旋風(fēng)分離器，其作用是將空氣與煤粉混合物中的煤粉分離出來，存入煤粉倉；從旋風(fēng)分離器出來的空氣再由排粉機(jī)送入爐膛，這時(shí)排風(fēng)機(jī)輸送的為純空氣，即一次風(fēng)。但在進(jìn)入爐膛之前，又由煤粉倉下的給粉機(jī)將煤粉送入管道，與一次風(fēng)重新混合而進(jìn)入爐膛。煤粉倉上裝有一條吸潮管聯(lián)在一次分管上，旋風(fēng)分離器下來的煤粉分兩條路，一條直入煤粉倉，另一條則去螺旋輸煤機(jī)，以聯(lián)絡(luò)其他系統(tǒng)的煤粉倉，使磨煤機(jī)可以交叉使用。制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是進(jìn)行磨煤機(jī)型的優(yōu)化，合理選擇制粉系統(tǒng)形式及其各種輔助設(shè)備的部件，進(jìn)行管道的合理布置設(shè)計(jì)以及進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)和設(shè)備的參數(shù)計(jì)算，以使煤粉系統(tǒng)能適應(yīng)煤的特性，具有良好的運(yùn)行性能和技術(shù)指標(biāo)。其內(nèi)容包括制粉系統(tǒng)及磨煤機(jī)的選擇、制粉系統(tǒng)的熱力計(jì)算，來確定所需干燥劑量及組成、制粉系統(tǒng)的空氣動(dòng)力計(jì)算來確定排粉風(fēng)機(jī)的選取、制粉系統(tǒng)的附屬設(shè)備和部件的選擇。而本設(shè)計(jì)第二部分已制粉系統(tǒng)熱力計(jì)算為主。 原始數(shù)據(jù)．燃粒特性廠址及煤種：電廠燃煤由附近煤礦供應(yīng) (按設(shè)計(jì)煤種) 收到基低位發(fā)熱量：Q net,ar=6052kcal/kg=干燥無灰基揮發(fā)份：Vdaf =%空氣干燥基水份：Wf=%收到基水分： Wy =%收到基灰份： Aar=%收到基硫份： Sar=%收到基氮份： N ar=%收到基氧份： O ar=%收到基氫份： H ar=%收到基碳份： C ar=%可磨系數(shù)： =76煤粉細(xì)度：R90 =%灰變形溫度：DT=1050℃灰軟化溫度：ST=1110℃灰流動(dòng)溫度：FT=1120℃、機(jī)組參數(shù)（1）鍋爐參數(shù)（東方鍋爐工業(yè)集團(tuán)有限公司）型號：C135/最大連續(xù)蒸發(fā)量(BMCR)：490t/h過熱蒸汽壓力：(g)過熱蒸汽溫度：540℃再熱蒸汽流量： 再熱蒸汽壓力（進(jìn)/出）：再熱蒸汽溫度（進(jìn)/出）：381/540℃省煤器進(jìn)口給水溫度：250℃空預(yù)器進(jìn)口空氣溫度：20℃ 空預(yù)器出口空氣溫度：333℃ 空預(yù)器排煙溫度：137℃鍋爐熱效率： ≥91%（保證值）鍋爐計(jì)算煤耗：鍋爐實(shí)際煤耗：（2）汽輪機(jī)（哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司 中間再熱抽汽凝氣式）型號：C135/額定功率：135（抽汽）/150（純凝）MW主氣門前壓力：主氣門前溫度：535℃冷卻水溫度： 20℃排氣壓力： kPa（a）額定轉(zhuǎn)速：3000r/min旋轉(zhuǎn)方向：從汽輪機(jī)端向發(fā)電機(jī)端看為順時(shí)針方向。、燃燒系統(tǒng)阻力估算表一空氣側(cè)阻力（一次風(fēng)系統(tǒng)）1吸風(fēng)道阻力ΔP1Pa7002送風(fēng)機(jī)→空預(yù)器進(jìn)口風(fēng)道阻力ΔP2Pa3003空預(yù)器本體阻力ΔP3Pa28774空預(yù)器→一次風(fēng)總風(fēng)箱風(fēng)道阻力ΔP4Pa4005一次風(fēng)總風(fēng)箱阻力ΔP5Pa2706一次風(fēng)噴口阻力ΔP6Pa10007空氣側(cè)總阻力∑ΔPiPa5547二煙氣側(cè)阻力1鍋爐本體阻力（包括空預(yù)器）ΔP1Pa27882空預(yù)器出口→電除塵入口煙道阻力ΔP2Pa1473電除塵本體阻力ΔP3Pa2004電除塵出口→引風(fēng)機(jī)入口煙道阻力ΔP4Pa1705引風(fēng)機(jī)出口→煙囪入口煙道阻力ΔP5Pa3606煙囪筒體阻力ΔP6Pa3507煙囪自拔風(fēng)ΔP7Pa4208煙氣側(cè)總阻力∑ΔPiPa3595 制粉系統(tǒng)煤粉管道設(shè)計(jì)的一般規(guī)定和安全事項(xiàng)制粉系統(tǒng)煤管道的設(shè)計(jì)除了符合煙道設(shè)計(jì)的一般要求外，還要注意如下幾點(diǎn)：（1） 管道內(nèi)氣粉混合物分配要均勻，而且氣粉混合物流速不能太低，以防煤粉沉積和堵塞。（2） 制粉管道與水平面的傾斜角：對于氣粉混合物管道不應(yīng)小于45176。，煤粉管道不應(yīng)小于50176。與設(shè)備相連的水平管段應(yīng)盡量短。（3） 在送粉管道易堵處和水平直管段上，每隔5m左右宜裝設(shè)1個(gè)吹掃孔。（4） 排粉機(jī)出口風(fēng)管的形式及引出管的位置，應(yīng)使各根煤粉管道的氣流和煤粉分配均勻。（5） 再循環(huán)管管道宜傾斜布置（無煙煤除外），其與水平面的傾斜角不宜小于45176。（6） 直流式噴燃器前、氣粉混合器前后均應(yīng)有較長的直管段。（7） 在下列管道和設(shè)備上需要設(shè)防爆門（除無煙煤外）：a) 磨煤機(jī)進(jìn)口干燥管上的防爆門面積，不得小于該管道截面的70% 。b) 鋼球磨出口管、細(xì)粉分離器進(jìn)口及出口管道、排粉機(jī)進(jìn)口管道上的防爆門面積，不得小于該管道截面的70%。c) 煤粉倉上裝設(shè)2個(gè)防爆門， m2估算，～ m2。d) m2計(jì)算。e) 防爆門應(yīng)容易被炸開，其直徑不大于1m。，并畫一條深度50%的刻痕，也可用3～5cm厚的石棉板制成。 （8） 在磨煤機(jī)進(jìn)。出口管道，粗、細(xì)粉分離器和煤粉倉上均裝設(shè)通往滅火介質(zhì)聯(lián)箱的各自獨(dú)立的滅火管道（除燃用無煙煤外）。（9） 滅火介質(zhì)可用蒸汽、二氧化碳和氮?dú)獾?。?0） 氣粉混合物（除燃用無煙煤外）在一定的濃度下容易爆炸，但當(dāng)其含氧量低于下表最小含氧量時(shí)可保證沒有爆炸的危險(xiǎn)。表31 有爆炸危險(xiǎn)的煤粉濃度和氧量燃料煤粉最小濃度[kg/m3]煤粉最大濃度[kg/m3]煤粉最佳濃度[kg/m3]最小含氧量[%]煙煤褐煤～～3～45～6～2～21918（11） 控制磨煤機(jī)出口溫度，使制粉系統(tǒng)末端的氣粉混合物溫度不超過一定范圍。（12） 控制煤粉細(xì)度、煤粉水份。（13） 加強(qiáng)原煤管理，防止易爆，易燃物混入。第8章 制粉系統(tǒng)簡介及磨煤機(jī)選擇 制粉系統(tǒng)的選擇 磨煤機(jī)以及相應(yīng)的制粉系統(tǒng)是煤粉爐的主要輔助設(shè)備。制粉系統(tǒng)可分為直吹式和中間倉儲(chǔ)式兩種。中間倉儲(chǔ)式系統(tǒng)是將制備后的煤粉先貯存在煤粉倉中，然后通過給粉機(jī)吹入爐膛；而直吹式系統(tǒng)無中間煤粉倉，煤粉直接從磨煤機(jī)吹入爐膛。中間儲(chǔ)倉式制粉系統(tǒng)有干燥劑送粉和熱風(fēng)送粉兩種送粉方式。干燥劑送粉系統(tǒng)可用煙氣、熱空氣作干燥劑，并用干燥劑作為向鍋爐送粉的一次風(fēng)。原煤由原煤倉經(jīng)過給煤機(jī)進(jìn)入磨煤機(jī)，同時(shí)干燥劑也從此處送入。磨制成的干燥煤粉經(jīng)過粗粉分離器，粗顆粒由回粉管回到磨煤機(jī)內(nèi)重新磨制，較細(xì)部分進(jìn)入細(xì)粉分離器作氣粉分離，分離出來的合格煤粉送入煤粉倉或通過螺旋輸粉機(jī)送入其他鍋爐的煤粉倉。由排粉機(jī)抽取的乏汽作為一次風(fēng)，將煤粉倉中的煤粉用給粉機(jī)通過給粉管道送入鍋爐的燃燒器，以防止氣體倒流。排粉機(jī)出口和磨煤機(jī)進(jìn)口的連接管稱為再循環(huán)管。一部分乏汽經(jīng)過再循環(huán)管作為再循環(huán)風(fēng)來彌補(bǔ)在磨制水分不高的煤時(shí)磨煤通風(fēng)量的不足。磨煤機(jī)在停止運(yùn)行時(shí)排粉機(jī)還可以直接抽取空氣預(yù)熱器的熱風(fēng)作為一次風(fēng)來維持鍋爐的正常運(yùn)行。吸潮管的設(shè)置是利用排粉機(jī)還可以直接抽取空氣預(yù)熱器的熱風(fēng)作為一次風(fēng)來維持鍋爐的正常運(yùn)行。吸潮管的設(shè)置是利用排粉機(jī)的負(fù)壓把煤粉倉和螺旋輸粉機(jī)內(nèi)的潮氣吸出，以免煤粉結(jié)塊和自然爆炸。為了防止木塊、木屑混入煤粉，在磨煤機(jī)出口管道上裝置木塊分離器，在細(xì)粉分離器煤粉出口管道上安裝木屑分離器。熱分送風(fēng)系統(tǒng)的制粉送粉工作過程與干燥劑送粉系統(tǒng)基本相同，不同之點(diǎn)是直接利用空氣預(yù)熱器出口的熱風(fēng)作為向鍋爐送粉的一次風(fēng)，而乏汽作為三次風(fēng)送入爐膛參與燃燒。該系統(tǒng)中可使用高壓頭送風(fēng)機(jī)，也可增設(shè)1臺(tái)高溫一次風(fēng)機(jī)。直吹式制粉系統(tǒng)可配用各種類型的磨煤機(jī)，因此有風(fēng)扇磨直吹系統(tǒng)、中速直吹系統(tǒng)、豎井磨直吹系統(tǒng)的球磨機(jī)直吹系統(tǒng)等。其中風(fēng)扇磨直吹式系統(tǒng)原煤從原煤倉落下經(jīng)給煤機(jī)落入風(fēng)扇式磨煤機(jī)內(nèi)，煤塊在磨煤機(jī)內(nèi)磨成煤粉，同時(shí)被從空氣預(yù)熱器引出來的熱空氣干燥。這股熱空氣又將煤粉輸送到粗粉分離器，分離后的不合格煤粉回到磨煤機(jī)內(nèi)重新磨制，絕大部分合格煤粉由作為一次風(fēng)的熱空氣攜帶著經(jīng)燃燒器送入鍋爐。空氣預(yù)熱器引出的另一股熱空氣作為二次風(fēng)經(jīng)燃燒器吹入爐膛。中速磨煤機(jī)直吹式系統(tǒng)由正壓式和負(fù)壓式，負(fù)壓系統(tǒng)其制粉過程與風(fēng)扇磨直吹式基本相同，不同點(diǎn)式用排粉機(jī)來抽吸一次風(fēng)。由于排粉機(jī)置于磨煤機(jī)后，所以磨煤機(jī)內(nèi)形成負(fù)壓。正壓系統(tǒng)不同于負(fù)壓系統(tǒng)圖的是排粉機(jī)置于磨煤機(jī)前面，因此磨煤機(jī)內(nèi)形成正壓。由于正壓磨煤機(jī)軸封處氣粉混合物易外泄，造成工作環(huán)境污染嚴(yán)重；另外由于熱風(fēng)溫度受限制，煤種適應(yīng)性差，因此我國目前很少采用正壓系統(tǒng)。中間倉儲(chǔ)式的特點(diǎn)：磨煤機(jī)出力不受鍋爐負(fù)荷變動(dòng)影響，磨煤機(jī)可以一直維持在經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行，煤粉細(xì)度也能保持穩(wěn)定。而且儲(chǔ)倉式系統(tǒng)中，只有含少量細(xì)粉的乏汽流經(jīng)排粉機(jī)，故它的磨損較輕，工作較安全。在鍋爐負(fù)荷變動(dòng)式，只要調(diào)節(jié)給粉機(jī)就能夠適應(yīng)需要，滯延性小，既方便又靈敏，系統(tǒng)可靠性高。檢修間隔周期較長，鍋爐及磨煤機(jī)的運(yùn)行中也可補(bǔ)充鋼球。但是它的系統(tǒng)復(fù)雜，投資高，耗鋼量大，運(yùn)行費(fèi)用高，運(yùn)行中發(fā)生煤粉爆炸的可能性大。 直吹式的特點(diǎn)：系統(tǒng)較簡單，可在鍋爐附近布置，占地少，投資費(fèi)用低，耗鋼量少，爆炸的可能性小。但系統(tǒng)可靠性較差，在電站負(fù)荷變化較大的情況下適應(yīng)性差。負(fù)荷變化調(diào)節(jié)只能在給煤機(jī)上進(jìn)行，滯延性大。系統(tǒng)中出現(xiàn)故障就會(huì)造成鍋爐運(yùn)行的不正常，甚至熄火。檢修間隔周期比較短。 （1）磨煤機(jī)型式的選擇 在制粉系統(tǒng)的選擇中應(yīng)首先考慮選擇磨煤機(jī)的型式。選擇的關(guān)鍵主要在于燃料的品種。化學(xué)成分和性質(zhì)。各種磨煤機(jī)對煤種的適應(yīng)性如下： 球磨機(jī)：煤種適應(yīng)性較廣，可磨各種煤，特別適宜磨制硬質(zhì)無煙煤 （Kkm＜）和高灰貧煤（Af＞30%）。 中速磨：適宜于低硬（Kkm≥）、低水分（Wf＜12%）、低灰分 （Af＜30%）的貧煤和煙煤。 風(fēng)扇磨：適宜于多水分褐煤及較低硬度的煙煤（Kkm＞），也可用于的褐煤。 （2）制粉系統(tǒng)的選擇 磨煤機(jī)型式選定后，結(jié)合煤粉爐的燃燒要求選擇與磨煤機(jī)相應(yīng)的制粉系統(tǒng)。 一般球磨機(jī)應(yīng)選擇的制粉系統(tǒng)是中間倉儲(chǔ)式，也有直吹式。但限于目前我國電站運(yùn)行水平和大功率電動(dòng)機(jī)調(diào)速問題尚未解決，故而直吹式暫時(shí)不宜采用。球磨機(jī)中間倉儲(chǔ)式系統(tǒng)的送粉方式有兩種，即熱風(fēng)送粉和干燥劑送粉。熱風(fēng)送粉適于用于無煙煤和劣質(zhì)煙煤；干燥劑送粉適于不宜用中速磨磨制的煙煤和貧煤。送粉方式也可根據(jù)燃料的可燃基揮發(fā)分來選用。當(dāng)燃料的Vr≤30%時(shí)宜采用熱風(fēng)送粉方式，但是當(dāng)Vr＞15%的煙煤采用熱風(fēng)送粉時(shí)，燃燒器進(jìn)口接管處氣粉混合物的溫度不允許超過160℃；而當(dāng)Vr＞30%時(shí)宜采用干燥劑送粉方式。 中速磨和風(fēng)扇磨都配直吹式系統(tǒng)。中速磨直吹式有正壓系統(tǒng)和負(fù)壓系統(tǒng)。高溫一次風(fēng)機(jī)的正壓系統(tǒng)適宜于低水分的煙煤、貧煤（干燥劑初溫≤250℃），而低溫一次風(fēng)機(jī)的正壓系統(tǒng)適宜于較高水分的煙煤、貧煤；負(fù)壓系統(tǒng)適用于低硬度、低水分、低灰分（Af＜30%）的貧煤、煙煤。風(fēng)扇磨直吹式有正壓系統(tǒng)和負(fù)壓系統(tǒng)。正壓系統(tǒng)適用于熱空氣干燥的中等水分的煙煤，負(fù)壓系統(tǒng)適用于褐煤、Vr≥30%、Kkm＜。 （3）磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)和出力的選擇 鋼球磨中間倉儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)的磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)和處理按下列要求選擇：容量≤130t/h鍋爐時(shí)，每爐一般裝設(shè)1臺(tái)磨煤機(jī)，當(dāng)煤質(zhì)較差時(shí)，可設(shè)2臺(tái)磨煤機(jī)。每臺(tái)鍋爐裝設(shè)的磨煤機(jī)出力一般不小于鍋爐額定蒸發(fā)量時(shí)所需耗煤量的115%，當(dāng)全廠備用磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)達(dá)到2臺(tái)及以上，且螺旋輸粉機(jī)能保證可靠輸粉時(shí)，對于后期安裝的鍋爐可適當(dāng)減少磨煤機(jī)的裝設(shè)臺(tái)數(shù)。 直吹式制粉系統(tǒng)的磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)和出力按下列要求選擇：當(dāng)用中速磨且容量≤130t/h鍋爐時(shí)，每爐裝設(shè)的磨煤機(jī)不應(yīng)少于2臺(tái)，其中1臺(tái)為備用。當(dāng)用鋼球磨煤機(jī)，且鍋爐容量≤130t/h時(shí)，每爐應(yīng)裝設(shè)2臺(tái)磨煤機(jī)，每臺(tái)磨煤機(jī)出力應(yīng)能保證鍋爐60%～70%額定蒸發(fā)量所需的煤耗量。 結(jié)合上述制粉系統(tǒng)的選擇主要原則及煤質(zhì)特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)使用鋼球磨煤機(jī)中間倉儲(chǔ)式乏氣制粉系統(tǒng)。 磨煤機(jī)選擇與計(jì)算 制粉系統(tǒng)的任務(wù)是為鍋爐燃燒磨出定量的合格煤粉，同時(shí)對這些煤粉進(jìn)行干燥，然后由熱風(fēng)將煤粉帶走。因此首先要對磨煤出力，干燥出力和通風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算。磨煤系數(shù) =76轉(zhuǎn)換成BTИ形式=()+ (21)=+ =鍋爐設(shè)計(jì)燃煤量：Bg=每臺(tái)鍋爐配置的磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)由《鍋爐原理》選為Zm=2磨煤出力儲(chǔ)備系數(shù)：Kc= 故B = = (22) 其中Zm—一臺(tái)鍋爐配置的磨煤機(jī)臺(tái)數(shù) 每臺(tái)鍋爐選用2臺(tái)磨煤機(jī)，型號MTZ3258，參數(shù)如下： 容積： 基本出力：25t/h 直徑：3200mm（Dm=） 長度：5800mm(Lm=) 工作轉(zhuǎn)速：n= 最大裝球量：Gmax=55t 充填率：ψ= 配備電動(dòng)機(jī) 型號：YTM5006 功率：850kw 電壓：6kv 磨煤機(jī)磨煤出力計(jì)算（1） 鋼球磨的磨煤