第四章

煤粉設備§1煤粉的性質§2磨煤特性及其特性§3煤粉制備系統§4煤粉制備系統的主要輔助設備2023/9/22PrinciplesofBoilerPage11、煤粉的一般性質2、煤粉細度Rx3、煤粉均勻性系數n4、煤的可磨性系數§1煤粉性質2023/9/22PrinciplesofBoilerPage2煤粉的一般性質

形狀不規則:d<500μｍ20～30μｍ多。

良好的流動性:表面積大，表面吸附大量的空氣,輸送方便。

自燃和爆炸性：吸附了大量空氣，緩慢氧化，溫升，達著火溫度自燃。適當的條件下引起爆炸。

爆炸三個必要條件：可燃物濃度，氧，點火能量。水分的影響：

煤粉水分影響流動性與爆炸性。水分高：流動性差，易堵，粉倉搭橋。影響著火與燃燒。水分低：自燃與爆炸。干燥耗能增加。

煤粉的一般性質

2023/9/22PrinciplesofBoilerPage3煤粉細度Rx

煤粉的細度Rx（Dx）用具有標準篩孔尺寸的篩子進行篩分測定。如篩孔邊長為xμm，煤粉過篩后，漏下去的煤粉質量為b，留在篩子上的煤粉質量為a，則煤粉細度可用篩子上的剩余率或通過率表示

Rx越小，則煤粉越細

煤粉經濟細度

熱損失q4、制粉電耗qdh、磨煤設備金屬部件磨損qms

之和為最小時的煤粉細度其中n是表示煤粉顆粒分布的均勻性系數2023/9/22PrinciplesofBoilerPage4煤粉均勻性系數nR200<R90，

n為正值；當R90一定時，n值越大，則R200越小，說明煤粉中過粗的煤粉較少；當R200一定時，n值越大，則R90越大，說明煤粉中過細的煤粉較少。n值越大，煤粉中過粗和過細的煤粉均較少，即煤粉粒度分布較均勻。n取決于磨煤機和粗粉分離器的型式，一般取n=0.8～1.2。2023/9/22PrinciplesofBoilerPage5煤的可磨性系數

哈氏可磨性指數HGIHGI<62為難磨煤；HGI>86為易磨煤煤的可磨性系數表示煤磨成一定細度的煤粉的難易程度。

與HGI之間關系

全蘇熱工研究所（BTH）

在風干狀態下將質量相等的標準煤和試驗煤由相同的粒度磨制成相同的細度時，消耗的能量之比

<1.2為難磨煤

>1.5為易磨煤2023/9/22PrinciplesofBoilerPage61、磨煤原理與磨煤機分類2、單進單出鋼球磨(低速磨)3、雙進雙出鋼球磨(低速磨)4、鋼球磨筒體最佳轉速

nzj5、鋼球磨最佳通風量6、鋼球磨出力7、鋼球磨特性8、中速磨煤機9、高速磨煤機(風扇磨)§2磨煤設備及其特性

2023/9/22PrinciplesofBoilerPage7磨煤原理與磨煤機分類

磨煤機的作用：干燥、磨煤磨煤原理：撞擊、擠壓、研磨分類：低速磨煤機：16－20rpm－如筒式鋼球磨煤機中速磨：50－300rpm－如平盤磨煤機，碗式磨煤機，MPS磨煤機高速磨煤機：500－1500rpm－如風扇磨煤機，鍾擊式磨煤機2023/9/22PrinciplesofBoilerPage8單進單出鋼球磨(低速磨)

普通筒式鋼球磨的圓筒通過齒輪由電動機帶動低速轉動，燃料和干燥劑（熱空氣）從一端進入圓筒，在圓筒內煤被干燥、打碎并研磨成粉，隨后被干燥劑從另一端帶出。低速磨主要有普通筒式鋼球磨、雙進雙出筒式鋼球磨2023/9/22PrinciplesofBoilerPage9雙進雙出鋼球磨(低速磨)筒兩端的空心軸內有一空心圓管。圓管外裝有螺旋輸送裝置。兩端的空心軸既是熱風和原煤的進口，又是煤粉氣流混合物的出口。兩個相互對稱又彼此獨立的磨煤回路的兩個回路；可以單獨使用一個，這時可使磨煤出力降至50％以下。2023/9/22PrinciplesofBoilerPage10雙進雙出鋼球磨(低速磨)2023/9/22PrinciplesofBoilerPage11雙進雙出鋼球磨(低速磨)2023/9/22PrinciplesofBoilerPage12

n過小，形成一個斜面，沿斜面滑落鋼球磨筒體最佳轉速

nzj

n處于上述兩者之間，鋼球被帶到一定高度，沿拋物線落下，鋼球對筒底的煤發生強烈撞擊作用，研磨磨煤作用最大時的轉速稱為最佳工作轉速nzj

經驗表明：

nzj=（0.75-0.78）nlj

沒有撞擊作用，磨煤效果差。n影響磨煤出力和電耗

n過大，離心力很大，球與煤隨筒壁一同旋轉，產生這種狀態的最低轉速稱為臨界轉速nlj

2023/9/22PrinciplesofBoilerPage13筒式鋼球磨煤機工作示意圖2023/9/22PrinciplesofBoilerPage14鋼球磨最佳通風量

Vtf

過小筒內風速過小，出口端鋼球能量沒有被充分利用，只能帶出的少量的細煤粉，磨煤出力下降，單位磨煤電耗大

Vtf

過大筒內風速過大，磨煤機出口煤粉過粗，粗粉分離器回粉量增大，通風電耗增大

最佳通風量磨煤和通風電耗之和最小時的通風量，的大小與煤的種類、煤粉細度、筒體容積及鋼球充滿系數等有關。Vtf

直接影響燃料沿筒體長度的分布和磨煤出力2023/9/22PrinciplesofBoilerPage15鋼球磨出力

磨煤出力Bm

在電耗一定并保證所需的煤粉細度的條件下，磨煤機在單位時間磨制的煤粉量。由磨煤機的結構尺寸、被研磨的燃料特性以及磨煤機的運行狀況確定

干燥出力Bg

在單位時間內將煤由原有水分干燥到所要求的煤粉水分對應的煤粉量。由磨煤機的干燥條件確定對高水分和較軟的煤，Bm>Bg，而對于干和硬的煤，則Bg

>Bm磨煤機的運行出力（具有一定細度和干燥程度的煤粉流量Bm=Bg）可以通過調節進入磨煤機的干燥劑流量和溫度來實現2023/9/22PrinciplesofBoilerPage16鋼球磨特性磨煤的單位電耗Em

取決于磨煤出力Bm

和消耗的電網功率Ndw

筒體和鋼球的質量比其中的燃料大許多倍，Ndw

主要消耗在轉動筒體和升舉鋼球上，與磨煤出力Bm

幾乎無關

Em

隨出力Bm

的降低而增高，在低負荷下運行不經濟

鋼球磨特性：結構簡單，對煤種適應性強，出力大，運行可靠；但初投資大，對鍋爐負荷適應性差；單位電耗大，噪音大。2023/9/22PrinciplesofBoilerPage17鋼球磨煤機優點

適合磨制無煙煤；可磨制沖刷磨損指數Ke>3.5的煤；對雜質不敏感；能磨制高水分煤；結構簡單，故障少

2023/9/22PrinciplesofBoilerPage18雙進雙出鋼球磨的特點

雙進雙出鋼球磨可擴大鋼球磨的負荷調節范圍雙進雙出鋼球磨煤機響應鍋爐負荷變化的時間非常短，有利于低揮發分煤的穩燃

其出力靠調整一次風量控制。在低負荷下，煤粉濃度變化不大，且煤粉細度降低。

雙進雙出鋼球磨煤機設有微動裝置

磨煤機在停機或維修操作時以額定轉速的1／100轉速旋轉，可使筒內存煤及時散熱防止自燃。故短時間停機時不必將筒內的剩煤排空。

雙進雙出鋼球磨煤機應用檢測制粉噪聲或進出口差壓或煤位傳感器的方法來控制筒內的存煤量。雙進雙出鋼球磨煤機保持了鋼球磨煤種適應性廣等所有優點，同時大大縮小了體積，降低了磨煤機的能耗，增強了適應鍋爐負荷變化的能力。2023/9/22PrinciplesofBoilerPage19中速磨煤機原煤經落煤管進入兩組相對運動的碾磨件之間，在壓緊力的作用下被擠壓、研磨成粉，被甩至四周風環處。中速磨分為：盤式中速磨（輥-盤式）、碗式中速磨(輥-碗式RP、HP型)、環式中速磨(輥-環式MPS型、球-環式E型)熱風經風環進入磨煤機，對煤粉進行干燥并將煤粉帶入粗粉分離器進行分離，不合格的煤粉返回磨煤機重磨，細粉則送出磨外。

布置緊湊，投資省，單耗小，適宜變負荷運行；但結構復雜,不宜磨水分太大及太硬的煤種。2023/9/22PrinciplesofBoilerPage20中速磨煤機2023/9/22PrinciplesofBoilerPage21中速磨煤機2023/9/22PrinciplesofBoilerPage22高速磨煤機(風扇磨)高速磨由葉輪、帶護甲的蝸殼和粗粉分離器組成，裝有沖擊板的葉輪由電動機帶動高速旋轉。原煤和干燥劑一起被吸入磨煤機內，煤被轉動的沖擊板打碎，甩到護甲上再次被撞擊成煤粉，在風機壓頭的作用下由干燥劑攜帶經粗粉分離器帶出。高速磨結構簡單，金屬耗量小，負荷適應能力強，特別適宜磨水分高的煤種；但部件磨損大，不宜磨制較硬的煤種。2023/9/22PrinciplesofBoilerPage23高速磨煤機－風扇磨2023/9/22PrinciplesofBoilerPage241、制粉系統及分類2、鋼球磨中儲式熱風送粉系統3、鋼球磨中儲式乏氣送粉系統4、鋼球磨中儲式系統再循環管5、中速磨直吹式負壓系統6、中速磨直吹式正壓熱一次風系統7、中速磨直吹式正壓冷一次風系統8、高速磨直吹式系統§3煤粉制備系統

2023/9/22PrinciplesofBoilerPage25制粉系統及分類

制粉系統：磨煤有關設備、煤粉分離與輸送設備、管道連接起來

分類：

中間儲倉式：將磨好的煤粉先儲存在煤粉倉中，再按鍋爐運行負荷的需要，從煤粉倉中經給粉機送入爐膛燃燒

直吹式：磨煤機中磨好的煤粉直接吹送到爐膛燃燒2023/9/22PrinciplesofBoilerPage26鋼球磨中儲式制粉系統有熱風送粉和乏氣送粉兩種鋼球磨中儲式熱風送粉系統空氣經送風機→空預器→一次風機→一次風箱→混合器（熱氣與煤粉）→一次風噴口乏氣經細粉分離器→排粉機→乏氣風箱→三次風噴口適用無煙煤、貧煤及劣質煤

1-原煤倉；4-給煤機；7-鋼球磨；8-粗粉分離器；9-排粉機；10-一次風箱；12-燃燒器；14-空預器；15-送風機；17-細粉分離器；21-煤粉倉；22-給粉機；23-混合器；24-乏氣風箱；25-三次風噴口；28-一次風機；31-再循環管2023/9/22PrinciplesofBoilerPage27鋼球磨中儲式乏氣送粉系統1-原煤倉；4-給煤機；7-鋼球磨；8-粗粉分離器；9-排粉機；10-一次風箱；12-燃燒器；14-空預器；15-送風機；17-細粉分離器；21-煤粉倉；22-給粉機；23-混合器；28-一次風機；31-再循環管乏氣經細粉分離器→排粉機→一次風箱→混合器（乏氣與煤粉）→一次風噴口適用于煙煤等揮發分含量高的煤種2023/9/22PrinciplesofBoilerPage28鋼球磨中儲式系統再循環管

再循環管將部分磨煤乏氣從排粉風機后返回到磨煤機，然后再回到排粉風機進行循環。

再循環風

溫度低，既可以調節磨煤機入口干燥劑的溫度，又能增加磨煤的通風量，并能兼顧燃燒所需一次風的要求，從而協調磨煤、干燥和燃燒三方面所需的風量。

燃用揮發分高而水分不大的煙煤要求磨煤通風量大，但干燥風量小或干燥劑溫度低，出現磨煤、干燥和燃燒所需風量的矛盾。

運用再循環風，可降低磨煤機入口干燥劑的溫度，增加磨煤通風量，又能兼顧燃燒所需一次風的需要。2023/9/22PrinciplesofBoilerPage29鍋爐制粉系統流程2023/9/22PrinciplesofBoilerPage30中速磨直吹式負壓系統排粉風機裝在磨煤機出口，整個系統負壓下運行煤粉不會向外泄漏，對環境污染小漏風大，排粉風機磨損嚴重，效率低，電耗大，系統可靠性差。4-磨煤機；6-次風箱；10-送風機；12-空預器；15-排粉風機中速磨直吹式制粉系統有正壓和負壓系統；正壓系統又有熱一次風和冷一次風系統2023/9/22PrinciplesofBoilerPage31中速磨直吹式正壓熱一次風系統正壓系統：一次風機布置在磨煤機之前，系統處于正壓狀態下工作。無漏風；葉片磨損小。煤粉易外泄，需設專門的密封風機。熱一次風系統：配置二分倉回轉式空預器。一次風機布置在空預器與磨煤機之間，輸送的是熱空氣。空氣溫度高，比容大，風機體積大，電耗高，易發生高溫侵蝕，運行效率及可靠性低。4-磨煤機；6-次風箱；10-送風機；11-熱一次風機；12-空預器；19-密封風機2023/9/22PrinciplesofBoilerPage32中速磨直吹式正壓冷一次風系統冷一次風系統：配置三分倉回轉式空預器。一、二次風各自由單獨風機輸送，風機處于空預器之前，輸送的是干凈的冷空氣。空氣溫度低，比容小，風機體積小，電耗低；高壓頭冷一次風機可兼作密封風機，簡化系統；熱風溫度不受一次風機的限制，可滿足磨制較高水分煤種的要求。