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1、煤粉是原煤被碾磨后的粉末,它的特性對于制粉系統(tǒng)的正常運行和鍋爐燃燒的安全性、經(jīng)濟(jì)性都有很大的影響,為此必須加以研究。煤粉的特性主要表現(xiàn)在以下三個方面。
一、煤粉的流動性
煤粉顆粒的大小一般在0~100μm(1mm=1000μm)之間,其中20~50μm的煤粉顆粒占絕大多數(shù)。煤粉顆粒形狀是不規(guī)則的,并且隨燃料的種類及制粉設(shè)備的型式不同而異。新磨制的干煤粉由于小而輕,因而在其表面上有吸附大量空氣的能力,故煤粉能夠與空氣混合而具有良好的流動性。
發(fā)電廠正是利用煤粉的這一特性,用管道對煤粉進(jìn)行氣力輸送。煤粉的流動性給運行工作帶來的不利因素是:煤粉會從不嚴(yán)密處泄漏出來,影響制粉系統(tǒng)的安全運行,并且
2、污染環(huán)境。此外煤粉的自流也會給運行帶來不良的影響。為此對制粉系統(tǒng)的嚴(yán)密性和煤粉的自流問題應(yīng)給予足夠的重視。
二、煤粉的自燃性和爆炸性
積存的煤粉會由于緩慢的氧化而釋放處一些熱量,在散熱不良的情況下,煤粉溫度會自行升高著火,這種現(xiàn)象稱為煤粉的自燃性。制粉系統(tǒng)中的煤粉自燃或有其他火源,會使煤粉混合物被點著,并迅速傳播開來,形成大面積的著火燃燒,使壓力升高到0.2~0.3MPa并發(fā)出巨大的爆炸聲,這一現(xiàn)象稱為煤粉的爆炸性。煤粉爆炸將危及人身和設(shè)備的安全,并影響鍋爐的正常運行。為此,制粉系統(tǒng)的防爆十分重要。
(1)、揮發(fā)分高的煤粉易爆炸,揮發(fā)分低的煤粉不易爆炸。當(dāng)揮發(fā)分含量Vdaf<10%時,一
3、般沒有爆炸的危險。但是,當(dāng)Vdaf>20%時,因為其很容易自燃,所以爆炸的可能性很大。
(2)、煤粉越干燥越容易爆炸;反之潮濕的煤粉爆炸的危險性就很小。煤粉的水分與磨煤機出口氣粉混合物的溫度有關(guān)。對于不同煤種和制粉系統(tǒng),只要控制適當(dāng)?shù)某隹跉夥刍旌衔餃囟龋涂梢苑乐姑悍圻^干而引起爆炸。
(3)、煤粉越細(xì)越容易自燃和爆炸;反之,煤粉越粗,爆炸的危險性就越小。所以,對于揮發(fā)分高的煤不應(yīng)磨得過細(xì)。
(4)、煤粉的濃度是影響煤粉爆炸性的重要因素。實踐證明,煤粉濃度為1.2~2.0kg/(m3空氣)時,爆炸性最大,這是因為在該濃度下,火焰的傳播速度最快。大于或小于該濃度時,爆炸的可能性都將減小。在實
4、際運行中,一般很難避開這一危險濃度。但是,氣粉混合物只有在遇到火源時才有可能發(fā)生爆炸,因此控制火源和煤粉自燃對于防止煤粉爆炸是極為重要的。
(5)、氣粉混合物的流速對煤粉自燃和爆炸也有影響。流速過低,易造成煤粉沉積在某些死角上而引起自燃;流速過高又會引起靜電火花,也會導(dǎo)致煤粉爆炸。所以,流速一般控制在16~30m/s的范圍內(nèi)。
基于上述分析,對于揮發(fā)分含量較高的易爆燃料,為了防止煤粉爆炸現(xiàn)象的發(fā)生,應(yīng)嚴(yán)格控制磨煤機出口氣粉混合物的溫度、將煤粉磨得粗些;為了防止煤粉的沉積,在制粉系統(tǒng)中應(yīng)避免傾斜角度小于45°的管段,且防止死角,嚴(yán)格控制氣粉混合物的流速;嚴(yán)格按規(guī)程對停爐后將煤粉倉中的煤粉用盡
5、;加強原煤管理,防止易燃和易爆物混入煤中。
三、煤粉的細(xì)度和均勻度
1、煤粉的細(xì)度和經(jīng)濟(jì)細(xì)度
(1)、煤粉的細(xì)度:
煤粉的細(xì)度是指煤粉顆粒的尺寸和大小,它是衡量煤粉品質(zhì)的重要指標(biāo)。煤粉過粗,在爐膛內(nèi)不易燃燼,增加不完全燃燒熱損失;煤粉過細(xì),又會使制粉系統(tǒng)電耗和金屬磨損消耗增加。所以煤粉的細(xì)度應(yīng)合適。煤粉的細(xì)度一般用一組標(biāo)準(zhǔn)篩來測定。將一定數(shù)量的煤粉試樣放在篩子上篩分,篩分后留在篩子上的煤粉質(zhì)量占篩分前煤粉質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)稱為煤粉的細(xì)度。留在篩子上的煤粉數(shù)量越多,表明煤粉越粗;留在篩子上的數(shù)量越少,則表明煤粉越細(xì)。
(2)、煤粉的經(jīng)濟(jì)細(xì)度:
從燃燒角度考慮,煤粉過粗將會使機械不完全熱損失
6、q4增加,還將由于粗粉需適當(dāng)增大過量空氣系數(shù)而使排煙熱損失q2增加,因此希望煤粉磨得細(xì)些。從制粉角度考慮,煤粉過細(xì),又將使制粉系統(tǒng)的電耗和金屬磨損消耗增加,為此又希望煤粉磨得粗些。因此在鍋爐運行中,應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)妹悍奂?xì)度,使燃燒與制粉的總的損失為最小,這樣的煤粉細(xì)度稱為經(jīng)濟(jì)細(xì)度或最佳細(xì)度。影響煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度的重要因素是煤的揮發(fā)分和煤粉顆粒分布的均勻性(簡稱煤粉的均勻性)。高揮發(fā)分的煤容易燃燒,可以比低揮發(fā)分的煤磨得粗些;煤粉的均勻性好,則造成機械不完全燃燒損失的大煤粉顆粒就少些,此時可以磨得粗些。煤粉的均勻性主要取決于制粉設(shè)備(即磨煤機和粗粉分離器)的型式和運行工況。
2、煤粉的均勻性:
煤粉的顆粒特性單用煤粉細(xì)度來表示是不全面的,還需要看煤粉的均勻性。煤粉的均勻性是指煤粉顆粒大小的均勻程度。煤粉均勻性對燃燒和制粉系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性均有影響。它是一個衡量煤粉品質(zhì)的重要指標(biāo)。