
摘 要:目前,國(guó)内已投産(chǎn)運行的CFB鍋爐中(zhōng),有(yǒu)很(hěn)大一部分(fēn)由于燃料顆粒特性達不到鍋爐設計要求,而影響鍋爐正常、穩定運行,在某種程度上制約了CFB鍋爐主體(tǐ)技(jì )術的推廣和發展。本文(wén)從國(guó)内CFB燃料制備系統工(gōng)藝方案及其主要輔機設備(篩碎機械)現狀的分(fēn)析,提出燃料幹燥分(fēn)級予處理(lǐ)、主要功能(néng)部件的耐磨壽命及設備選用(yòng)等方面的技(jì )術措施。 關鍵詞:燃料制備 幹燥分(fēn)級予處理(lǐ)
0 前言
循環流化床鍋爐(CFB)技(jì )術,在國(guó)内已有(yǒu)相當的發展,近年來陸續興建和投産(chǎn)450t/h級的大型循環流化床鍋爐。循環流化床鍋爐,以其**、低污染,适應多(duō)種燃料、負荷調節性能(néng)好和灰渣的可(kě)綜合利用(yòng)特性等優越性能(néng),在國(guó)内熱電(diàn)聯産(chǎn)領域中(zhōng)占據主導地位。
循環流化床鍋爐的著多(duō)優越特性,是與鼓泡流化床和煤粉鍋爐完全不同的燃燒特性所決定的。這種特殊的鍋爐燃燒特性,對入爐燃料的顆粒特性??顆粒度及顆粒級配提出了嚴格的要求。适當的燃料粒徑和級配是循環流化床鍋爐正常運行的前提和保證條件。據我們了解和有(yǒu)關資料介紹,目前國(guó)内已投産(chǎn)運行的循環流化床鍋爐中(zhōng),有(yǒu)很(hěn)大一部分(fēn)由于燃料顆粒特性不符合鍋爐設計要求而鍋爐出力、燃燒效率等鍋爐運行技(jì )術指标達不到設計要求,甚至嚴重危及鍋爐正常、穩定運行。燃料的顆粒特性對循環流化床鍋爐的安(ān)全穩定運行緻關重要,而完成符合循環流化床鍋爐設計所确定的顆粒特性的燃料制備,國(guó)内**人員作(zuò)了大量艱苦細仔且卓有(yǒu)成效的工(gōng)作(zuò)。但與飛速發展的循環流化床鍋爐主體(tǐ)技(jì )術的發展相比尚有(yǒu)較大的差距,而且在某種程度上制約了主體(tǐ)技(jì )術的推廣和發展。本文(wén)就國(guó)内循環流化床鍋爐燃料制備系統的現狀,從制備工(gōng)藝設計和工(gōng)藝設備(主要為(wèi)篩碎機械)做以粗淺的分(fēn)析和探讨,以求燃料制備技(jì )術及其工(gōng)藝與主體(tǐ)技(jì )術同步發展。
1 循環流化床鍋爐對燃料顆粒特性的要求
1.1 燃料顆粒特性對循環流化床鍋爐運行的影響
進入燃燒室的燃料顆粒在一定流速的煙氣流作(zuò)用(yòng)下在床内懸浮流動,當流化氣體(tǐ)的流速增大後,高速的氣固懸浮體(tǐ)中(zhōng)的顆粒,被大于單個顆粒終端速度的流化氣體(tǐ)所揚析,又(yòu)以較高的比率返回到爐膛底部,形成一定程度的顆粒回流,同時由于流體(tǐ)動力的相互作(zuò)用(yòng),彙集在一起的細小(xiǎo)顆粒的非均勻懸浮體(tǐ),在很(hěn)稀的向上流動的氣??固連續介質(zhì)(夾帶着稀薄的分(fēn)散顆粒的流化煙氣呈活塞流向上運行)中(zhōng)作(zuò)上下運行。床内顆粒的運行和混合,形成了内外循環和燃料在床内上、中(zhōng)、下各部位按一定的燃燒份額燃燒,保證爐内溫度的均勻性,而且成倍的增長(cháng)回流顆粒的燃燒時間,從而提高了固硫劑的利用(yòng)率。
進入燃燒室的煤粒要經曆加熱和幹燥、揮發分(fēn)析出和燃燒、膨脹和初次破裂(對某些煤)、焦炭燃燒和第二次破裂及磨耗的連續過程而燃燒。因此循環流化床的燃燒效率與顆粒在每一個燃燒過程的燃燒速率密切相關。
總之,燃料的顆粒特性對循環流化床鍋爐爐内燃燒份額、循環倍率及受熱面的磨損等影響很(hěn)大。因此,保證鍋爐設計所确定的床内各部的燃燒份額和循環物(wù)料量,是鍋爐運行時達到各部熱量平衡、保證鍋爐出力且不會發生局部過熱、物(wù)料結焦等現象,使鍋爐安(ān)全、穩定運行的必要條件。為(wèi)了滿足上述條件,充分(fēn)發揮循環流化床鍋爐特點,每一種循環流化床鍋爐對燃料的顆粒特性??顆粒粒徑及顆粒級配提出特殊的要求。
1.2 循環流化床鍋爐對燃料顆粒特性的要求
循環流化床鍋爐入爐燃料粒度分(fēn)布的确定與選擇,與流化速度的選取有(yǒu)關。循環流化床鍋爐要求燃料中(zhōng)有(yǒu)較大比例的終端速度小(xiǎo)于流化速度的細顆粒,以使得這些細顆粒一旦入爐便有(yǒu)足夠的細煤粒吹入懸浮段空間去燃燒,以保證上部的燃燒份額,同時增加循環物(wù)料量,而較粗顆粒的燃料在循環流化床的低段高溫密相區(qū)燃燒,以提高新(xīn)進燃料的加熱速率,有(yǒu)利于縮短燃料顆粒的燃燼時間。
(1)燃料的粒度分(fēn)布,應能(néng)保證在已确定的流化速度條件下,有(yǒu)足夠的細顆粒吹入懸浮段,以保證上部(稀相區(qū))的燃燒份額,以及能(néng)形成足夠的床料,保持物(wù)料平衡。即入爐燃料的粒度分(fēn)布應符合寬篩分(fēn)分(fēn)布要求。
(2) 爐燃料的粒度應具(jù)有(yǒu)可(kě)調整性:即随煤種、循環倍率的不同而調整。一般情況下,高倍率的循環流化床鍋爐,燃煤粒徑較細,低倍率的循環流化床鍋爐燃料粒徑較粗;揮發分(fēn)低的煤種,粒徑一般應較細,高揮發分(fēn)、易燃煤種,顆粒可(kě)粗些。
(3)入爐燃料的粒度範圍及顆粒度分(fēn)布:由于爐型或參數選擇上的差别,每個鍋爐公(gōng)司都有(yǒu)自己采用(yòng)的顆粒度範圍。在我國(guó),循環流化床采用(yòng)的顆粒尺寸一般為(wèi)0-13mm、0-10mm或0-8mm,而且提出燃料粒度分(fēn)布要求。
2 國(guó)内循環流化床鍋爐燃料制備技(jì )術現狀的分(fēn)析
2.1 燃料制備系統工(gōng)藝形式
目前,國(guó)内循環流化床鍋爐燃料制備系統的工(gōng)藝形式以“粗碎+篩分(fēn)+細碎”為(wèi)基本形式,其他(tā)根據每個工(gōng)程的具(jù)體(tǐ)情況和條件适當作(zuò)以變更或重新(xīn)組合。常用(yòng)的幾種形式為(wèi):
(1)“粗碎+篩分(fēn)+細碎”:這種形式可(kě)以基本上滿足循環流化床鍋爐入爐煤的要求。其特點是:①系統總破碎比的合理(lǐ)分(fēn)配;②減少燃煤的過渡粉碎,燃料粒徑分(fēn)布基本符合寬篩分(fēn)分(fēn)布規律;③可(kě)選用(yòng)小(xiǎo)規格的細碎機。
這種形式可(kě)适用(yòng)于原煤中(zhōng)超出規定粒度的顆粒較多(duō),且50mm以上顆粒占一定比例的系統。
(2) “篩分(fēn)+細碎”:該形式适用(yòng)于原煤中(zhōng)絕大部分(fēn)為(wèi)小(xiǎo)于50mm,其中(zhōng)大于50mm的大顆粒含量極少且不超過80mm系統。
(3)“粗碎+細碎”:這種形式較适用(yòng)于原煤粒度較大,煤中(zhōng)雜質(zhì)較多(duō),原煤水份相對較大,容易造成篩孔堵塞的系統。其缺點是燃料過粉碎現象較嚴重。
據資料介紹,國(guó)外CFB鍋爐燃料制備工(gōng)藝系統還有(yǒu)其他(tā)多(duō)種形式,如
(1) 磨制備系統:棒磨機廣泛用(yòng)于建材工(gōng)業和有(yǒu)色金屬磨礦工(gōng)藝。根據循環流化床鍋爐燃料制備的特點,采用(yòng)棒磨機作(zuò)為(wèi)燃料的破磨設備。棒磨制備出的成品煤粒徑在0-10mm,其中(zhōng)d≤1.1mm占66%,d≤0.84mm占60%。
棒磨機制備系統簡單、運行可(kě)靠、一般不受原煤中(zhōng)水份和“四塊”的影響,燃煤粒度也可(kě)在一定範圍内調整。因此對于燃用(yòng)無煙煤、石煤或對燃煤粒度要求較細的循環流化床鍋爐比較适用(yòng)。其缺點是投資相對較大。
(2)井式錘擊磨系統:該系統是在傳統的豎井式錘擊磨制粉系統基礎上做一改進。即采用(yòng)新(xīn)型的錘擊式碎煤機,并增加了分(fēn)選幹燥系統。
該制煤系統,通過調整分(fēn)選幹燥分(fēn)選系統和錘擊磨磨腔内的熱風速度,可(kě)調整成品煤的粒度,且不受原煤水份的影響,可(kě)以随煤種的變化而調整成品煤粒度。由于該系統是在負壓下運行,系統環境較清潔,運行可(kě)靠。其缺點是,錘擊磨煤機造價相對較高,因為(wèi)磨腔内通幹燥熱風,磨機主軸及各部需特殊冷卻;投資較大,系統較複雜。
(3)幹燥分(fēn)選制煤系統:帶有(yǒu)幹燥分(fēn)選(煙氣幹燥分(fēn)選或蒸汽幹燥分(fēn)選)制煤系統對循環流化床鍋爐系統是一個比較理(lǐ)想的制煤方案。由于采用(yòng)幹燥分(fēn)選裝(zhuāng)置,碎煤機可(kě)不受原煤水份的影響,系統運行可(kě)靠。該系統投資比棒磨和豎井式錘磨系統小(xiǎo),比普通的篩碎系統略高,但總體(tǐ)經濟效益較高。
除此之外,還有(yǒu)設計成閉路系統,即循環篩選和循環破碎等等各種工(gōng)藝設計形式。
2 燃料制備工(gōng)藝設備
3 燃料制備系統存在問題的分(fēn)析
目前,國(guó)内循環流化床鍋爐燃料制備系統存在很(hěn)多(duō)問題,直接影響鍋爐的安(ān)全、穩定運行。
3.1 入爐燃料的粒度及粒度分(fēn)布滿足不了鍋爐運行要求
我國(guó)已投入運行和正在建設中(zhōng)的循環流化床鍋爐,一般要求燃料粒度在0-8mm或0-10mm範圍之内,而且其粒度分(fēn)布符合寬篩分(fēn)分(fēn)布規律,其中(zhōng)有(yǒu)些鍋爐要求0.1-1mm的顆粒占40-60%左右。但實際運行中(zhōng)出現有(yǒu)的系統制備的燃料過細,有(yǒu)的則超出要求範圍的大顆粒較多(duō)等現象。其主要原因有(yǒu)以下幾方面:
(1) 國(guó)内普遍采用(yòng)的破碎機為(wèi)環錘式碎煤機或齒闆沖擊式破碎機,其破碎機理(lǐ)基本上以沖擊破碎為(wèi)主。國(guó)内破碎機制造廠家在設計破碎機時多(duō)考慮原煤品種複雜以及煤中(zhōng)含有(yǒu)雜質(zhì),尤其是矸石等堅硬雜質(zhì)不易細破的因素,通過提高轉子的線(xiàn)速度和加大錘頭質(zhì)量以增加破碎能(néng)力。這樣以來,對煤的破碎能(néng)量相對過剩,造成煤的過粉碎現象。
(2) 在系統改造工(gōng)程中(zhōng),由于資金或原有(yǒu)系統結構,而主要是到目前為(wèi)止沒有(yǒu)适用(yòng)于國(guó)内工(gōng)況條件的難篩分(fēn)煤的幹法篩分(fēn)設備而不得不采用(yòng)無篩分(fēn)分(fēn)級措施的兩級全通過式破碎工(gōng)藝。在原煤中(zhōng)已經含有(yǒu)相當數量的小(xiǎo)顆粒煤,在未經過中(zhōng)間篩分(fēn)分(fēn)離而全部經過兩級破碎,結果顆粒粒度分(fēn)布脫離正常寬篩分(fēn)分(fēn)布,出現過粉碎現象。這種不經篩分(fēn)分(fēn)級措施的兩級全通過式破碎工(gōng)藝,隻是在原煤中(zhōng)100mm以上的大塊煤的含量較多(duō)小(xiǎo)顆粒煤較少,或者原煤中(zhōng)矸石含量較多(duō),或者平均粒徑在80mm以上的原煤情況下可(kě)以采用(yòng)。
(3) 在破碎機??尤其是細碎機的主要工(gōng)作(zuò)部件,錘頭和破碎闆磨損之後,一是錘頭質(zhì)量變小(xiǎo)而破碎能(néng)力下降,二是打擊面由原來的平面變為(wèi)園弧面而改變了沖擊角度(見圖1)。這在一定程度上原有(yǒu)的沖擊破碎變成了碾壓破碎,而且錘頭和破碎闆之間的間隙??控制破碎粒度的重要因素??擴大。其結果,一是産(chǎn)品的粒度過大,二是降低了錘頭的撥料功能(néng)而使破碎機的出力急劇下降。
圖1 錘頭磨損前後工(gōng)作(zuò)狀況
4)進入破碎機的原煤粒度不能(néng)有(yǒu)效控制,而超出破碎機能(néng)力範圍的超大塊原煤直接進入破碎機造成産(chǎn)品粒度超标。一般在單級破碎系統容易出現這種情況。以沖擊破碎為(wèi)主的錘擊式破碎機,其破碎比一般應控制在10左右。超過破碎比允許範圍,将會造成産(chǎn)品粒度超标或其出力下降。
3.2 篩分(fēn)分(fēn)級效率不高
破碎-粗破和細破-前物(wù)料的篩分(fēn)分(fēn)級,無論是對破碎機功效的充分(fēn)發揮還是對保證産(chǎn)品煤達到循環流化床鍋爐所要求顆粒特性具(jù)有(yǒu)相當重要的意義。但是目前國(guó)内大部分(fēn)電(diàn)廠接受的煤或供給制煤系統的原煤中(zhōng)非礦物(wù)性雜質(zhì)較多(duō),水分(fēn)較高,常規的篩分(fēn)設備不能(néng)發揮正常的篩分(fēn)功能(néng)和效率,篩分(fēn)分(fēn)級效率很(hěn)低。
目前,國(guó)内循環流化床鍋爐燃料制備系統中(zhōng)普遍采用(yòng)振動網篩、琴弦篩、機械螺旋篩和細孔滾軸篩等篩分(fēn)設備。但這些篩分(fēn)機械,在篩分(fēn)未經幹燥和除去非礦物(wù)性雜質(zhì)等予處理(lǐ)的原煤時,普遍存在篩分(fēn)效率不高,甚至堵塞篩孔而失去或減弱篩分(fēn)功能(néng),有(yǒu)時隻能(néng)當作(zuò)低效率的給料機使用(yòng)。
據資料介紹,英國(guó)制定了一種評定末煤幹篩分(fēn)難度的方法,即根據煤的可(kě)處理(lǐ)性指數來評定篩分(fēn)困難度。煤的可(kě)處理(lǐ)性指數與原煤粒度組成、水分(fēn)(特别是表面水分(fēn))、泥質(zhì)頁(yè)岩含量及其泥化特性有(yǒu)關。當指數超過5秒(miǎo)時,用(yòng)振動篩分(fēn)就很(hěn)困難,一般認為(wèi),當水分(fēn)為(wèi)4-14%的原煤按13毫米以下進行幹篩分(fēn)時,屬于難篩分(fēn)物(wù)料。循環流化床鍋爐所要求的燃料正屬于難篩分(fēn)物(wù)料範圍。因此,不改變原煤狀況而一味追求适應各種工(gōng)況的篩碎設備,在當前技(jì )術條件下是不可(kě)能(néng)得到理(lǐ)想的結果的。
(1) 破碎機械主要功能(néng)部件的耐磨壽命短,不能(néng)在一個檢修周期内連續、穩定運行,須經常停機更換和檢修,既影響系統穩定又(yòu)增加檢修工(gōng)作(zuò)量。
(2) 在循環流化床鍋爐燃料制備系統工(gōng)藝設計中(zhōng),由于各種條件受限,如有(yǒu)些工(gōng)程項目資金受限或原有(yǒu)系統結構受限,或者大部分(fēn)因沒有(yǒu)更多(duō)的适合該工(gōng)況的篩碎設備可(kě)選用(yòng),不得不采用(yòng)不盡合理(lǐ)的系統結構設計方式或采用(yòng)不盡理(lǐ)想的設備,使系統運行滿足不了循環流化床鍋爐對燃料特性的要求。如無篩分(fēn)分(fēn)級措施的二級破碎系統和單級破碎系統等往往達不到予期的效果。同時,個别工(gōng)程中(zhōng)對篩碎設備的選型不合理(lǐ)。
(3) 循環流化床鍋爐燃料制備設備的大型化問題
國(guó)内生産(chǎn)的燃料制備設備,目前基本上處于試驗運行階段而且其規格隻在200t/h以下,隻能(néng)滿足中(zhōng)小(xiǎo)型流化床鍋爐系統。410t/h以上的大型循環流化床鍋爐系統的篩碎設備基本上采用(yòng)進口設備。因此國(guó)内篩碎設備的設計技(jì )術急需提高,盡快設計生産(chǎn)大型篩碎機械,以滿足大型流化床系統的需要。
4 提高循環流化床鍋爐燃料制備技(jì )術措施的探讨
4.1 對供給燃料制備系統的原煤進行幹燥和除雜質(zhì)等予處理(lǐ)
在系統工(gōng)藝設計時盡可(kě)能(néng)采取有(yǒu)效措施為(wèi)篩碎設備創造有(yǒu)利于提高篩碎設備工(gōng)作(zuò)效率的工(gōng)況條件,即在進入制備系統之前對原煤進行幹燥和除去非礦物(wù)性雜質(zhì)的處理(lǐ),如進行幹燥分(fēn)選。煤的幹燥分(fēn)選裝(zhuāng)置在有(yǒu)關資料中(zhōng)已有(yǒu)介紹,如煙氣幹燥分(fēn)選裝(zhuāng)置(圖2),蒸汽幹燥分(fēn)選裝(zhuāng)置(圖3)等。國(guó)外的一些循環流化床鍋爐系統中(zhōng)也有(yǒu)采用(yòng)原煤幹燥制煤的實例。原煤幹燥以後,現有(yǒu)燃料制備系統常見的粘煤、堵塞及因此而産(chǎn)生的篩碎設備效率不高,出力下降和難以保證産(chǎn)品粒度等問題在很(hěn)大程度上得以緩解,而且目前普遍采用(yòng)的篩碎設備??尤其是篩分(fēn)設備均能(néng)發揮正常的設計功能(néng)和效率。
原煤幹燥處理(lǐ)後在破碎篩分(fēn)過程中(zhōng)出現的粉塵污染問題,通過加強篩碎設備的密封和加設除塵器等措施來解決。
圖2 煙氣幹燥分(fēn)選裝(zhuāng)置 圖3 蒸汽幹燥分(fēn)選裝(zhuāng)置
4.2 耐磨材料技(jì )術是當前篩碎技(jì )術發展的關鍵
耐磨材料,主要是破碎設備的主要功能(néng)部件的耐磨性能(néng),是影響國(guó)産(chǎn)破碎設備性能(néng)的主要因素。
常規電(diàn)站輸煤系統中(zhōng)碎煤機的錘頭多(duō)年來一直采用(yòng)鑄鋼Mn13材料。國(guó)标規定其耐磨壽命應達到3000小(xiǎo)時。這在碎前篩分(fēn)分(fēn)離的系統中(zhōng)基本上能(néng)夠達到,但在碎前不經過篩分(fēn)而全通過式系統中(zhōng),如果原煤中(zhōng)細煤較多(duō)而大塊含量不多(duō)的系統中(zhōng)基本上達不到耐磨壽命指标。這是由于Mn13材料的特殊性能(néng)所決定的。
循環流化床鍋爐燃料制備系統中(zhōng),無論是單級破碎還是雙級破碎,進入細粒破碎機的煤是中(zhōng)細粒煤。盡管其破碎機是沖擊破碎機理(lǐ),但細顆粒煤對錘頭的沖擊起不到對錘頭材質(zhì)(Mn13)産(chǎn)生沖擊硬化作(zuò)用(yòng)。因此,初期開發的細粒破碎機(普遍采用(yòng)Mn13)的錘頭耐磨壽命隻有(yǒu)幾百小(xiǎo)時。到目前為(wèi)止,國(guó)内生産(chǎn)的細碎機錘頭耐磨壽命隻能(néng)達到1000小(xiǎo)時左右。這在使用(yòng)的後半期隻能(néng)在嚴重磨損而産(chǎn)品粒度和出力相對較低情況下維持運行。近年來,一些廠家正在不斷研究和試驗種種新(xīn)材料,但其耐磨壽命隻在1500-2000小(xiǎo)時之内。錘頭的嚴重磨損不僅燃料制備産(chǎn)生嚴重超标而且破碎機的出力明顯下降。為(wèi)了保證系統指标,隻能(néng)頻繁更換新(xīn)錘頭而運行費用(yòng)提高,運行檢修人員的勞動強度加大。也是降低國(guó)内産(chǎn)品的市場信譽度,制約國(guó)内輔機技(jì )術發展的重要因素。據稱美國(guó)或德(dé)國(guó)産(chǎn)品的耐磨壽命可(kě)達到8000-10000小(xiǎo)時。比國(guó)内産(chǎn)品的耐磨壽命長(cháng)5-10倍以上。
目前國(guó)内各廠家都在積極與有(yǒu)關材料科(kē)研部門和有(yǒu)關耐磨材料專家合作(zuò)研究和攻關。但我們的資金、試驗研究手段以及工(gōng)業試驗條件極其有(yǒu)限,研究試驗進度很(hěn)慢。這就需要國(guó)家或行業有(yǒu)關部門的政策引導和資金、工(gōng)業試驗方面的支持。
4.3 燃料制備工(gōng)藝方案的選擇
燃料制備工(gōng)藝方案的選擇,應全面考慮工(gōng)藝設備的綜合功能(néng)和經濟性:
(1) 前述關于對原煤進行幹燥分(fēn)選工(gōng)藝方案,盡管增加投資和占用(yòng)面積。但因此而提高整個燃料制備系統的功能(néng)、提高循環流化床鍋爐的燃燒效率和安(ān)全穩定運行可(kě)靠性,具(jù)有(yǒu)極其重要意義。
(2) 原煤在進入粗破碎機和細破碎機之前分(fēn)别經過篩分(fēn),避免符合顆粒特性要求的成品煤重複破碎而破壞原有(yǒu)的顆粒特性。即系統采用(yòng)幹燥-篩分(fēn)-粗破-篩分(fēn)-細破的二級篩分(fēn)二級破碎工(gōng)藝方案。這種工(gōng)藝方案的優點是:
1)可(kě)根據不同鍋爐的燃料顆粒特性的要求調整篩分(fēn)粒度,有(yǒu)效地保證産(chǎn)品的顆粒特性;
2)根據篩上物(wù)料的份額選擇小(xiǎo)規格破碎設備;
3)減輕破碎設備主要功能(néng)部件的磨損,延長(cháng)其使用(yòng)壽命;
4)基本上可(kě)消除篩碎設備的粘堵現象,保持穩定運行。
(3) 合理(lǐ)分(fēn)配總破碎比:在根據原煤中(zhōng)顆粒粒徑和所需産(chǎn)品顆粒粒徑選擇破碎工(gōng)藝時,粗破破碎比一般在10左右(錘式沖擊破碎),細破破碎比盡量選小(xiǎo),一般在3-6之間為(wèi)好。
(4) 細粒破碎機的破碎比盡量選小(xiǎo)(3-6之間),而其配套的驅動電(diàn)動機功率要選大。
粉碎物(wù)料時,粉碎機械以巨大的作(zuò)用(yòng)力作(zuò)用(yòng)于物(wù)料顆粒上,作(zuò)用(yòng)力超過顆粒之間的結合力而産(chǎn)生粉碎。粉碎過程中(zhōng),特别是在磨碎時,産(chǎn)品的比表面積大大增加,産(chǎn)生所謂力化學(xué)效應,增加了變形功、表面能(néng)、晶體(tǐ)結構變化能(néng)等,粉碎能(néng)耗急劇增大。雷廷格(P.P.Riottinger)理(lǐ)論認為(wèi):粉碎能(néng)耗與粉碎時新(xīn)生表面積成正比。因此在粉碎的不同階段,盡管破碎比相同,但所用(yòng)功耗卻大不相同。
現用(yòng)适用(yòng)于粗磨階段的邦德(dé)(F.C.Bond)公(gōng)式,試計算不同破碎階段的破碎能(néng)耗與以比較:
A=10Wi (1/√d80 ?1/√D80)
式中(zhōng):A?破碎一噸物(wù)料的能(néng)耗(千瓦小(xiǎo)時/短噸)
Wi?比例常數,既功指數,(千瓦小(xiǎo)時/短噸)?
煤的Wi=11.37千瓦小(xiǎo)時/短噸=12.53千瓦小(xiǎo)時/噸.
D80、d80、?破碎前、後物(wù)料累積含量為(wèi)80?的粒度(微米)。
下面将入料粒度和出料粒度不同、粉碎比相同的不同粉碎階段,按上式計算的粉碎能(néng)耗列于表中(zhōng):
從分(fēn)析表中(zhōng)數據可(kě)知:
(1) 破碎比相同,但入料粒度和出料粒度不同,所用(yòng)功耗不同,即把煤從100mm破碎到10mm和把10mm破碎到1mm,二者所用(yòng)功耗差别很(hěn)大,前者是後者的1/3;
(2) 對于不同級配的煤,粉碎到循環流化床鍋爐所要求的粒度組成所需的能(néng)耗相差也很(hěn)大。
4.4 引進和消化國(guó)際**技(jì )術,提高輔機技(jì )術水平
國(guó)際**國(guó)家有(yǒu)相當的差距。
細粒破碎機的結構設計:就目前國(guó)内較普遍采用(yòng)的錘擊式細碎機而言,以美國(guó)和德(dé)國(guó)的齒闆沖擊細碎機為(wèi)代表機型,我們稱美洲型(圖5)和歐洲型(圖6)。
循環流化床鍋爐燃料制備系統中(zhōng)主要制煤設備??篩分(fēn)分(fēn)離機、械和破碎、主要是細粒破碎機械,國(guó)内已形成了相當的開發設計和生産(chǎn)制造規模,而且在結構設計和生産(chǎn)制造技(jì )術水平也已接近國(guó)際但某些技(jì )術領域仍比國(guó)際**國(guó)家有(yǒu)相當的差距。同類産(chǎn)品水平。但某些技(jì )術領域仍比
圖5 美洲型 圖6 歐洲型
美洲型的特點是破碎腔的容積相對較小(xiǎo),錘頭為(wèi)整體(tǐ)鑄造結構,錘柄短錘頭大,錘頭在沿主軸軸線(xiàn)方向的排列較密(見圖7),破碎闆以頂部軸為(wèi)中(zhōng)心變角度調整破碎間隙;歐洲型的特點是破碎腔的容積大,錘頭小(xiǎo)錘柄長(cháng),而且錘頭和錘柄為(wèi)兩種材質(zhì)采用(yòng)裝(zhuāng)配式結構,軸向排列間隔大(見圖8),破碎間隙調整也可(kě)變角度調整也可(kě)以平移調整。
據我們分(fēn)析,美洲型的優點是錘頭大破碎能(néng)力大,較适合于含矸石類較多(duō)的硬煤的破碎;但對300t/h以上大出力系統其軸向尺寸過大,入料口的均勻布料難度大;歐洲型破碎機容腔較大,設備出力調整範圍大,适應各種工(gōng)況條件的能(néng)力較強。
國(guó)内輔機制造行業基本上以國(guó)際**設備技(jì )術為(wèi)基礎開發設計的。但是到目前為(wèi)止,國(guó)内設計生産(chǎn)的細粒破碎機隻有(yǒu)200t/h左右,沈陽電(diàn)力機械總廠正在設計、制造300t/h、400t/h級的齒闆沖擊細碎機,但還沒有(yǒu)試驗運行實例。
因此,我們必須通過引進和消化國(guó)際**技(jì )術,研究設計和生産(chǎn)适合國(guó)内市場和工(gōng)況條件的輔機設備,同時适應循環流化床鍋爐技(jì )術的發展和建設規模速度,發展大型篩碎設備。