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煤粉控制粒度分布的意义及煤粉测试方法浅析
2015年10月08日 发布 分类:粉体加工技术 点击量:9788
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火力发电厂的煤炭通常需要使用粉碎机将原煤进行粉碎,制成煤粉。因为经过粉碎后的煤炭燃烧特性好,煤粉颗粒群越细易着火、燃烧完全,可减少不完全燃烧的损失。此外,颗粒愈细,愈易于响应气流流动,炉内燃料分布均匀,燃烧稳定,利于调节炉内燃烧的不稳与火焰分布不均热损失小。但将煤粉颗粒粉碎的越小,其粉碎过程中的耗电量增加,磨煤机内磨煤部件磨损增大(特别是球磨机),增加维护量。同时,超细煤粉容易粉尘飞扬,导致的煤粉损失增大。故一般煤炭粉碎要求粒度分布范围大多数为5-180微米之间,尽量让多数煤粉粒径集中在20~50um之间。

 

 

早期,由于没有高性能的粒度检测设备,无法直接用煤粉的粒度分布指标来控制煤粉的粉碎质量指标。因此提出了一个煤粉细度的指标参数,煤粉细度是使用一组标准筛对煤粉进行粗略的筛分测试获得的测量数据。具体定义如下:

 

煤粉的粗细程度用煤粉细度Rx表示,用一组由细金属丝编织的、具有小孔的筛子进行筛分测定。X表示筛孔的内边宽度,Rx是将煤粉试样在孔径为x的筛子上筛分后,筛子上面的剩余量占筛分煤粉试样总量的百分数。计算结果实质上是粗度,我国习惯用它表示细度。可由下面的公式计算,即

 

 

式中a、b — 留在筛子上和通过筛孔的煤粉质量

 

筛分余量a越大,Rx就越大,则煤粉越粗。目前,国内电厂采用的筛子规格及煤粉细度的表示方法如下表所示。

 

 

 

通常进行煤粉的全筛分分析时,需用5只筛子叠在一起筛分,如一般选用孔径为75、90、100、150和200um的筛子。电厂中常用R90和R200,R90表示在孔径大于或等于90um的所有筛子上的筛余量百分数的总和。

 

使用筛网的测量技术存在测量误差较大,无法给出详尽的粒度分布数据等不足,已经逐渐退出煤粉粒度测量领域。当前主流的煤粉粒度测量仪器是使用光衍射原理的激光粒度分析仪。激光粒度仪能够测出煤粉行业原来无法测量的煤粉准确粒度分布,这一进步使得“煤粉细度”这一技术名称逐渐成为一个历史名词。

 

使用激光粒度仪测量煤粉粒径,有许多技术细节需要关注,其中最重要的有三点,一是分散方法的选择,二是需关注一次粒径和二次粒径问题,三是使用湿法测试时进样器水泵的选择。

 

一般来说,粉体样品的测试环境越接近粉体样品的使用环境,测试数据就越有实用指导价值。煤粉通常是使用压缩气流输送到锅炉的,所以笔者认为最理想的煤粉粒度测试分散方法是干法分散(也就是使用压缩空气分散煤粉)。用于分散煤粉的气体压力应近似于锅炉输送煤粉的实际压力。当然由于仪器设备跟锅炉设备还是有明显区别的,这个压力要求也应根据实际情况合理设定。湿法分散方法虽然不如干法,但是由于干法激光粒度仪的售价远高于湿法仪器,故湿法激光粒度仪的普及率还是大于干法仪器。当我们使用湿法分散激光粒度仪时,就需要特别注意下文提到的两个技术细节。

 

煤粉颗粒的硬度及材质强度都很低,非常容易被二次破碎。因此,煤粉的一次粒径和二次粒径问题不可忽视。在进行煤粉粒径测试时,应避免二次破碎煤粉颗粒,导致测试结果远细于真实的煤粉粒度分布。

 

采用湿法方式(也就是使用液体介质悬浮循环煤粉)分散煤粉,由于液体粘度大,分散作用强;煤粉颗粒本身硬度、强度低,被液体浸润后更加容易破碎;故需要仔细选择进样器工作参数和循环水泵类型。一般来说,在能够将煤粉悬浮起来的前提下,水泵转速尽量低。比较适合用于驱动煤粉悬浮循环的水泵有蠕动泵、涡轮泵,这两种水泵工作原理决定了它们主要不是靠高速旋转产生驱动力,不容易导致煤粉的二次破碎。不太适合的水泵是离心式叶片泵,这种水泵主要是靠高速旋转的叶片产生驱动力,叶片与泵壳间的间隙也较小,极易对煤粉造成二次破碎。

 

小结:粉体样品的粒度测试,样品悬浮分散方法是非常重要的一个技术环节,需要特别关注。我们既要充分分散粉体,又要避免二次破碎粉体颗粒,这个过程中有许多的技术细节需要我们深入的探讨研究。


(作者:敬之)

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