第4章煤粉制备系统及设备_锅炉原理
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目录第二章煤粉锅炉设备原理第一节概述第二节燃料特性第三节煤的燃烧计算和锅炉机组的热平衡第四节制粉系统第五节燃烧设备第六节蒸发系统与水循环第七节过热器和再热器第八节省煤器和空气预热器第九节超临界锅炉特点第二章煤粉锅炉设备原理将燃料的化学能能转变成工质的热能,生产规定参数和品质的工质的设备称为锅炉。
锅炉的燃烧设备为燃料提供良好的燃烧条件,以求能把燃料的化学能最大限度地释放出来并转化为热能,再利用换热装置利用烟气的热量把工质水加热成为热水或蒸汽。
锅炉包括锅和炉两大部分,锅的原义是指在火上加热的盛水容器,炉是指燃烧燃料的场所。
锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。
提供热水的锅炉称为热水锅炉,主要用于生活,工业生产中也有少量应用。
产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,又叫蒸汽发生器,常简称为锅炉,是蒸汽动力装置的重要组成部分,多用于火电站、船舶、机车和工矿企业等。
用于发电的锅炉称为电站锅炉。
第一节概述一、锅炉的发展1720年,英国人海科(Haycock)首先发明了锅炉。
这时的锅炉和开水壶没有多大区别,即在金属锅壳里充满水,在底部加热。
锅炉结构如图2-1所示。
图2-1 1720年Haycock锅炉18世纪上半叶,英国煤矿使用的蒸汽机,包括瓦特发明的初期蒸汽机在内,所用的蒸汽压力等于大气压力。
18世纪下半叶改用高于大气压力的蒸汽。
19世纪,常用的蒸汽压力提高到0.8MPa左右。
与此相适应,最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳,后来改用卧式锅壳,在锅壳下方砖砌炉体中烧火。
随着锅炉越做越大,为了增加受热面积,在锅壳中加装火筒,在火筒前端烧火,烟气从火筒后面出来,通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热,称为火筒锅炉。
开始只装一只火筒,称为单火筒锅炉或康尼许锅炉,后来加到两个火筒,称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉。
1804年左右,在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。
第四章 煤粉制备系统及设备第一节 煤粉的性质一、煤粉的一般性质煤粉由各种尺寸不同、形状不规则、尺寸小于500μm 的微小颗粒组成,其中以20~50μm 的颗粒居多。
1.煤粉具有较好的流动性。
2.煤粉的自燃和爆炸。
影响煤粉爆炸的因素有:煤的挥发分含量、煤粉细度、煤粉浓度和温度等。
一般情况下,颗粒愈细小,挥发分含量及发热量愈高、含粉浓度愈接近危险浓度(1.2~2.0kg/ m 3)、含氧浓度愈大,爆炸的可能性愈大。
实践证明:当煤粉的daf V <10%或颗粒大于100μm 时,煤粉几乎不会发生爆炸;对温度低于100℃、含粉浓度避开了危险浓度或含氧浓度小于15~16%的煤粉气流,也基本上不存在爆炸的危险。
煤粉的水分对煤粉流动性与爆炸性有较大的影响,水分太高,流动性差,输送困难,且易引起粉仓搭桥,同时也影响着火和燃烧。
水分太低易引起自燃或爆炸,同时干燥耗能增加。
因此,磨煤机出口的煤粉水分一般要求烟煤磨制后的煤粉最终水分mf M 约等于ad M ,无烟煤mf M 约等于0.5ad M 褐煤mf M 约ad M +8。
二、煤粉细度煤粉细度一般用具有标准筛孔尺寸的筛子来测量。
若标准筛孔边长X (μm),试验煤粉经筛分后,通过筛子的煤粉质量(称为边筛量)为b ,留在筛子上的煤粉质量(称为筛余量)为a ,则该煤粉的细度X R 定义为X R = %100⨯+ba a (4—1) X R 代表筛余量占筛分前试验煤粉质量的百分数。
对确定的筛子而言,X R 愈小,说明煤粉愈细。
三、煤粉的颗粒组成特性煤粉是一种宽筛分组成,理论上可以包含有最大粒径以下任意大小的煤粉。
用全筛分得到的曲线()x f R X =称为煤粉颗粒组成曲线,也称粒度分布特性。
它既可直观比较煤粉粗细,也可表示煤粉的均匀程度。
煤的颗粒分布特性可用破碎公式(又称Rosin —Rammler 公式)表示:()n x bx R -=exp 100 (4—2)式中 X R ——孔径为x 的筛子上的全筛余量百分数,%;b ——细度系数;n ——均匀性指数。