锅炉原理-第四章-煤粉制备系统及设备
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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。
煤粉制备系统及设备1 煤粉的一般特性煤粉的流动性刚磨制好的煤粉干燥而疏松,其堆积密度为0.4~0.5t/m3,当吸附大量空气后煤粉颗粒被空气隔开,形成煤粉和空气的混合物,并具有良好的流动性,便于管道运输,如果制粉系统的设备不严密,煤粉从不严密处泄露,会造成环境的污染或引起自燃。
自燃性与爆炸性在管道中输送的煤粉若发生离析而沉积在制粉管道中,由于沉积的煤粉与空气发生缓慢氧化产生的热量的积蓄,时间较长会使积粉层内温度升高,达到着火温度后发生自燃。
气粉混合物在一定的浓度和温度下还可能发生爆炸。
当挥发分较高的煤粉浓度达到0.25~3kg/kg空气,温度达到70~130℃时,遇到火源或发生自燃情况时,则可能发生爆炸。
堆积特性在煤粉仓中自然压紧的煤粉的堆积密度为0.7t/m3,煤粉吸附空气中的水分后容易结块,造成供粉的中断而影响燃烧的稳定性。
因此,中间储仓式制粉系统应设计相应的吸潮装置。
2 煤粉细度和煤粉均匀性指数煤粉细度煤粉最主要的性质之一是煤粉细度,即煤粉颗粒的大小。
煤粉细度是用筛分分析方法确定的,使煤粉通过一组一定孔径的标准筛,存留在某筛子上面的煤粉重量占全部煤粉样重量的百分数来表示煤粉细度,符号为R x。
符号下标x代表煤粉粒径或筛网孔径(微米)。
R x又称为某筛的筛余份额,R x越大,则煤粉越粗。
式中—筛子上面剩余的煤粉重量g;b—通过筛子的煤粉重量g。
我国常用:R90、R200一般要求:贫煤R 90≤15%,烟煤R 90≤25% ,褐煤R 90≤40%运行实践表明,煤粉越细,越容易着火和完全燃烧,排烟损失q 2和机械不完全燃烧损失q 4越小,但是,煤粉越细制粉系统消耗的电能q N 以及金属的磨损量q M 也就越大,制粉系统的经济性降低。
因此,在实际运行中应选择使制粉和燃烧总的损耗最小时的煤粉细度,即最佳煤粉细度或经济煤粉细度。
它与很多因素有关:第一,与煤种有关,其中以燃煤挥发分的影响最大。
挥发分高的燃料,燃烧强烈,可以允许煤粉粗一些,无烟煤挥发分最低,则要求煤粉磨得细一些;第二,与磨煤机和分离器的型式有关,它们决定了煤粉颗粒的均匀程度,如果煤粉颗粒均匀,则可允许煤粉粗些;第三,与燃烧方式和炉膛容积热负荷有关。