【正文】 第八章 制粉系統(tǒng)總體概述 ........................................................................................... 59 設(shè)計(jì)總結(jié) ............................................................................................................................. 62 致 謝 ............................................................................................................................. 64 附錄 ..................................................................................................................................... 65 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)工業(yè)，電力工業(yè)的發(fā)展水平和電能供應(yīng)的數(shù)量和質(zhì)量是衡量工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科技現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。 制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì) 的主要任務(wù)是進(jìn)行磨煤機(jī)的選型，合理選擇制粉系統(tǒng)及其各種輔助設(shè)備和部件，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。根據(jù)煤種選擇磨煤機(jī)，并確定制粉系統(tǒng)的形式，根據(jù)不同的煤種應(yīng)選用適合的磨煤機(jī)類(lèi)型。磨煤機(jī)和制粉系統(tǒng)形式確定之后，應(yīng)根據(jù)制粉系統(tǒng)所需干燥劑量、初溫和組成成分，需要進(jìn)行制粉系統(tǒng)熱平衡計(jì)算，還要確定綜合考慮煤粉的爆炸性，制粉系統(tǒng)出口是否結(jié)露等條件。管道、長(zhǎng)度確定后，進(jìn)行制粉系統(tǒng)空氣動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定制粉系統(tǒng)管道的全壓降，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇一次風(fēng)機(jī)和排粉風(fēng)機(jī)。并根據(jù)選擇結(jié)果畫(huà)出燃燒系統(tǒng)圖和設(shè)備布置圖。東北距連云港市新浦區(qū)約 6km。 鍋爐容量及主要參數(shù)如下： 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 鍋爐型號(hào)： WGZ1100／ 過(guò)熱蒸汽流量： 1100t/h 過(guò)熱器出口蒸汽壓力 : MPa(g) 過(guò)熱器出口蒸汽溫度 :541 C0 再熱蒸汽流量 :再熱器進(jìn)口蒸汽壓力 : MPa(g) 再熱器出口蒸汽壓力 : MPa(g) 再熱器進(jìn)口蒸汽溫度 : C0 再熱器出口蒸汽溫度 :540 C0 省煤器進(jìn)口給水溫度 : C0 鍋爐熱力特性（ BMCR 工況） 計(jì)算熱效率（按低位發(fā)熱量） %（設(shè)計(jì)煤種） 保證熱效率（按低位發(fā)熱量） % 空氣預(yù)熱器二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度 C0 空氣預(yù)熱器 一次風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度 C0 空氣預(yù)熱器出口一次熱風(fēng)溫度 C0 空氣預(yù)熱器出口二次熱風(fēng)溫度 C0 空預(yù)器 出口空氣過(guò)剩系數(shù) α 空氣預(yù)熱器出口煙氣修正前溫度 C0 空氣預(yù)熱器出口煙氣修正后溫度 C0 汽輪機(jī) 汽輪機(jī)形式：亞臨界蒸汽參數(shù)、一次再熱、單軸雙缸雙排汽、抽汽供熱式機(jī)組。 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 設(shè)計(jì)方法 通過(guò)鍋爐的有關(guān)數(shù)據(jù)以及煤種的 特性來(lái)求出鍋爐每小時(shí)所消耗的燃煤量，然后通過(guò)鍋爐每小時(shí)消耗的燃煤量確定磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)以確定每臺(tái)磨煤機(jī)的出力來(lái)選取磨煤機(jī)，并進(jìn)行校核。制粉系統(tǒng)熱力計(jì)算完成之后，要對(duì)管道進(jìn)行布置和設(shè)計(jì)，然后對(duì)其進(jìn)行空氣動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定制粉系統(tǒng)全壓降，最后確定一次風(fēng)機(jī)和排粉風(fēng)機(jī)及其其他相關(guān)設(shè)備。對(duì)課題有一個(gè)總體認(rèn)識(shí)，并確定設(shè)計(jì)思路及相關(guān)方法。同時(shí)確定制粉系統(tǒng)形式。這過(guò)程中需要進(jìn)行制粉系統(tǒng)熱平衡計(jì)算，還要綜合考慮煤粉的爆炸性，制粉系統(tǒng)出口是否結(jié)露等條件。 管徑、長(zhǎng)度確定后，需要進(jìn)行之后，需要進(jìn)行制粉系統(tǒng)空氣動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定制粉系統(tǒng)管道的全壓降，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇一次風(fēng)機(jī)和排粉風(fēng)機(jī)，這 過(guò)程中需對(duì)此類(lèi)制粉系統(tǒng)管道布置、彎頭、輔助設(shè)備位置比較熟悉。 因此有必要對(duì)煤種進(jìn)行計(jì)算，由所提供的資料得知本次江蘇新海擴(kuò)建 330MW 工程設(shè)計(jì)的煤種為貧煤。 鍋爐的燃燒量分為兩種，一種是實(shí)際燃料消耗量即單位時(shí)間內(nèi)用的燃料量，用符號(hào) B 表示；另一種是計(jì)算燃料消耗量即燃料量扣除了機(jī)械不完全燃燒損失 4q 后，在爐內(nèi)實(shí)際參與燃燒反應(yīng)的燃料消耗量，用符號(hào) jB 表示。在進(jìn)行燃料輸送系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)計(jì)算時(shí)要用到燃料消耗量 B； 但在確定空氣量及煙氣容積時(shí)則要按計(jì)算燃料消耗量 )1001( 4qBBj ??。 其計(jì)算式如下 wrwhrpn e tarr i ???? , 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 其中： rQ — 燃料收到基低位發(fā)熱量， rQ =； ri — 燃料的物 理顯熱， kJ/kg； whQ — 霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量， kJ/kg； wrQ — 外來(lái)熱源加熱空氣是帶入的熱量， kJ/kg。 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第三章 磨煤機(jī)選型及制粉系統(tǒng)形式的確定 根據(jù)燃料量確定磨煤機(jī)出力及臺(tái)數(shù)的確定 對(duì)于中速磨煤機(jī)直吹式系統(tǒng)，由于鍋爐與制粉系統(tǒng)直接相關(guān)，系統(tǒng)運(yùn)行可靠性交叉，因此系統(tǒng)的磨煤備用富裕較大。 當(dāng)煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)分大于 10%時(shí)，制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮防爆要求。 根據(jù) mB =，結(jié) 合 《火力發(fā)電廠(chǎng)煤粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)規(guī)定》，選擇磨煤機(jī)ZGM95G 型中速磨煤機(jī)。該出力是通過(guò)給定的公式、圖表計(jì)算或試驗(yàn)得到的。 輪式磨煤機(jī)（ MPS）碾磨出力校核 輪式磨煤機(jī)（ MPS）碾磨出力計(jì)算公式如下： 碾磨出力： egAMRHMM ffffffBB ??????? 0 =式中： 0MB — 輪式磨煤機(jī)基本出力， 0MB =； Hf — 可磨性指數(shù)修正系數(shù)， Hf = ??????HGI =； Mf — 原煤水分修正系數(shù)， Mf =+(10 tM ） =； gf — 原煤粒度修正系數(shù)， gf =； Af — 原煤灰分， Af =； ef — 碾磨件磨損至中后期時(shí)出力降低系數(shù)， ef =。 磨煤機(jī)通風(fēng)量計(jì)算 根據(jù)《火力發(fā)電廠(chǎng)煤粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)規(guī)定》中圖 533 輪式磨煤機(jī)通風(fēng)量阻力隨出力的變化，可知：當(dāng) MB = t/h 時(shí)，磨煤機(jī)通風(fēng)量 vQ =綜上所述，磨煤機(jī)型號(hào)為 ZGM95G，制粉系統(tǒng)為中速磨直吹式制粉系統(tǒng)。 制粉系統(tǒng)熱力計(jì)算應(yīng)遵循帶入系統(tǒng)熱量與帶出系統(tǒng)熱量相等的熱平衡原則。熱力計(jì)算主要是 求干燥劑的初溫 1t ，對(duì)于正壓直吹式系統(tǒng)，熱力計(jì)算要考慮到密封風(fēng)的影響。 干燥劑初溫的確定 制粉系統(tǒng)熱平衡計(jì)算 制粉系統(tǒng)熱平衡計(jì)算式認(rèn)為在制粉系統(tǒng)起始斷面輸入總熱量 與終端斷面帶出和消耗的總熱量相等，即 outin qq ? ，用以求出組成干燥劑的各種氣體份額及干燥劑的初溫度 1t 。計(jì)算以每 kg 原煤做基礎(chǔ)。計(jì)算系統(tǒng)的出口，對(duì)負(fù)壓系統(tǒng)為排粉機(jī)入口；對(duì)正壓系統(tǒng)為粗粉分離器出口。 gzc — 制粉系統(tǒng)進(jìn)口干燥劑的比熱容 。 （ 2）、碾磨過(guò)程由機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái)的熱量 jQ EKQ jj ? =式中： jK — 碾磨過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化系數(shù)， jK =； E— 單位電耗，（其計(jì)算如下）： MmBPE ? 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 = ? h/t 其中： mP — 發(fā)電機(jī)功率， mP =450kw； MB — 碾磨出力， MB = t/h。 （ 4） 、燃燒帶入的熱量 rQ rarpr tcQ ?? , =式中： rt — 燃料進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)的溫度， rt =20 C0 ； arpc, — 燃料的收到基定壓比熱容，（其計(jì)算如下）： , arardrarp MMcc ??? = kJ/(kg. C0 ) 其中： drc — 燃料干燥基比熱容， drc = kJ/(kg. C0 )。 （ 2） 、乏氣帶出系統(tǒng)的熱量 zQ 221)1( tcgKQ lfz ?? = kJ/kg 其中： 2c — 2t 溫度下干燥劑的比熱容， 2c = kJ/(kg. C0 )； 2t — 制粉系統(tǒng)出口干燥劑的溫度， 105 C0 ； lfK — 制粉系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)， lfK =； 1g — 進(jìn)入磨煤機(jī)的干燥劑量， 1g =。 （ 4）、制粉系統(tǒng)散熱損失 5Q 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 in ? =（ gzQ + jQ + lfQ + rQ ） 由關(guān)系式： ?inQ 52 Q jrzfout ???? 整理得到如下關(guān)系式： gzct?1 =取 gzc =(kg. C0 ). 根據(jù)《電廠(chǎng)鍋爐原理及設(shè)備》查得 1t = C0 綜上所述，此制粉系統(tǒng)需要引入冷風(fēng)來(lái)調(diào)節(jié)溫度，防止煤粉爆炸。 干燥劑的組成成分 熱風(fēng)與冷風(fēng)份額 直吹式制粉系統(tǒng)以熱風(fēng)和冷風(fēng)組成始端干燥劑時(shí)，其熱風(fēng)和冷風(fēng)份額 hac 、 har 按下式計(jì)算： lar =lalahahaaghaha tctc tctr ?? 11 = 其中： hat 、 lat — 分別為熱風(fēng)和冷風(fēng)的溫度， hat =340 C0 、 lat = C0 ； har 、 lar — 分別為熱風(fēng)和冷風(fēng)在干燥劑中所含的份額； hac 、 lac — 分別為熱風(fēng)和冷風(fēng)在其相應(yīng)下的比熱容， hac = kJ/(kg. C0 )、lac =(kg. C0 )， 1agc =(kg. C0 ). 由此得出： 熱風(fēng)份額 — 62%，冷風(fēng)份額 — %。 因此根據(jù)《火力發(fā)電廠(chǎng)煤粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)規(guī)定》中表 673 查得： dpt =38 C0 由于干燥劑的終端溫度為 2t = C0 ≧ dpt +2，因此不會(huì)結(jié)露，所以滿(mǎn)足要求。 干燥劑核算出力及風(fēng)機(jī)容量確 定 干燥劑的出力校核 磨煤機(jī)干燥劑出力 dMB, 應(yīng)付大于或略大于碾磨出力 MB ，當(dāng) dMB, 大于 MB 的 10%以上時(shí)，干燥劑出力有裕量，可適當(dāng)降低干燥劑初溫；當(dāng) dMB, 小于 MB 時(shí)干燥出力不足，適宜采用提高干燥劑初溫 1t 的方法 ，并最終達(dá)到磨煤機(jī)后干燥介質(zhì)量與磨煤機(jī)通長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 風(fēng)量一致。 校核磨煤機(jī)出力， % 3 1 % ????? ，所以符合要求。 所以由上式，根據(jù)容量，一次風(fēng)機(jī)選擇動(dòng)葉可調(diào)軸流式為最佳。 節(jié)省投資和降低運(yùn)行費(fèi)用。 考慮防爆、防磨、防堵等問(wèn)題。 一次風(fēng)管 送粉管道 煤粉燃燒時(shí)所需要的一次風(fēng)量為： )1( 11 ???? ?? m BgQ m ?= kg/s 其中： m?? — 制粉系統(tǒng)中煤粉濃度，（其計(jì)算如下）： sMM QMgB MBm )( )1(1 ????????? = 其中： sQ — 磨煤機(jī)密封風(fēng)量，（其計(jì)算如下）： vs ?= kg/s 體積流量： 111 ?mv ? =3/s 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 其中： 1? — 磨煤機(jī)出口一次風(fēng)密度，（其計(jì)算如下）： )2 7 3( 0 12 7 38 0 )(2 8 12111 tpMBQgBQMgaMsMs?????????? =根據(jù)《火力發(fā)電廠(chǎng)煤粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)規(guī)定》的推薦流速選擇 2228m/s，選擇流速為 25m/s。 磨煤機(jī)入口一次風(fēng)管 磨煤機(jī)進(jìn)口一次風(fēng)量： 360 0104 311 ??? BgQ =磨煤機(jī)進(jìn)口一次風(fēng)體積流量： 222 ?mv ? =3/s 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 其中： 1? — 磨煤機(jī)入口一次風(fēng)密度，（其計(jì)算如下）： )2 7 3( 0 1 2 7 32 8 12 tp a ???=截面面積： 222 VQA v? =2 其中 2V 根據(jù)《火力發(fā)電廠(chǎng)煤粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)規(guī)定》的推薦流速 15~20m/s，選擇流速 2V =18m/s. 直徑為： ?22 2 AD ?= 校驗(yàn)： 根據(jù)《火力發(fā)電廠(chǎng)煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》表 A3選取 mmBAQ 31320/235 ??管道，其管徑為 1320－ 3 2=1314mm的圓管。 熱一次風(fēng)母管管道 熱一次風(fēng)母管管道質(zhì)量流量： 13 ??? ham r kg/s 熱一次風(fēng)母管管道體積流量： ?? ?v m3/s 其中：