煤粉细度研究

煤粉细度研究

罗钊

大唐华银攸县能源有限公司 湖南省株洲市412000 

摘要：对于火电厂来说，煤粉细度是影响锅炉运行的重要参数，煤粉细度直接影响煤粉在锅炉中的燃烧速度、飞灰含碳量的高低、炉渣含碳量的高低、完全燃烧的程度，锅炉结焦程度以及火焰中心的高低。寻求合理的煤粉细度，不仅能保证锅炉安全稳定的运行，同时也能极大的提高锅炉效率降低火电厂生产煤耗，降低整个火电厂的生产成本。所以对粉煤细度的研究很有必要，不同煤种确定最佳煤粉细度尤为重要。

关键词：火电厂；锅炉；煤粉细度；

煤粉细度一般指的是试验时留在筛子上的煤粉量在试验煤粉总量的占比，筛子孔径不变的情况下，留在筛子上面的粉煤越多，细度越大，煤粉就越粗。通过对煤粉细度的测量方法、影响煤粉细度因素、煤粉对锅炉运行的影响来确定最佳煤粉细度。

一、煤粉细度的测量方法

根据国标DL/567.5-95测量方法，将底盘、孔径90um及200um的筛子自下而上依次重叠在一起。称取煤粉样25g（称准到0.01g），置于孔径为200um筛内，盖好筛盖。振筛10min，取下筛子，刷孔径为90um筛的筛底一次，装上筛子在振筛5min。（筛下煤粉量不超过0.1g时，则认为筛分完全）。

取下筛子，分别称量孔径200um及90um筛上残留的煤粉量，称准到±0.01g。

煤粉细度按下式计算：

R200=（A200/G）×100

R90=（(A200+A90)/G）×100

R200：未通过孔径为200um标准筛上的煤粉质量占试验煤样质量的百分比，%。

A200：未通过孔径为200um标准筛上的煤粉质量，g。

R90：未通过孔径为90um标准筛上的煤粉质量占试验煤样质量的百分比，%。

A90：未通过孔径为90um标准筛上的煤粉质量，g。

G：试验煤样总质量，g。

测定精密度

煤粉细度测定重复性规定为：重复性<0.5%。

二、影响煤粉细度的因素

    影响煤粉细度的因素有煤质、磨煤机分离器转速的设置、磨煤机钢球装载量、磨煤机一次风量等

1.煤质对煤粉细度的影响

煤的可磨系数直接影响煤粉细度，可磨系数越高，煤样越容易被磨碎。在磨煤机其他参数条件不变的情况下，煤粉细度随着可磨系数的增高而降低，均匀性随着可磨性系数越高越均匀。原煤的水分增多时，煤粉细度的粘性就会越大，造成煤磨制的难度加大，磨煤机单耗增加。当原煤中的灰分增大，原煤的可磨性指数变小，煤粉细度随着原煤灰分的变大而变大。

2.磨煤机分离器转速对煤粉细度的影响

动态分离器可以通过改变分离器的折向挡板角度和分离器的转速，改变煤粉的细度，动态分离器的折向挡板角度一旦确定不建议通过改变挡板来调整粉煤细度。一般通过改变动态分离器的转速来调节煤粉细度，煤粉细度随着动态分离器转速升高而变小。

3.磨煤机钢球装载量对煤粉细度的影响

   磨煤机钢球加载量对煤粉细度的影响，当增加磨煤机钢球加载量时，煤粉细度会随着钢球加载量的增大而变小，当磨煤机钢球装载量增加到一定程度后，由于钢球装载量的增多，使钢球落下的有效高度减小，撞击作用减弱，通风阻力增大，导致磨煤机出力减小，而且随着磨煤机钢球装载量增大，磨煤机的耗电量也会随之增加，因此选择合理的磨煤机钢球装载量，不仅可以降低煤粉细度还可以使磨煤机安全经济的运行。

4.磨煤机一次风量对煤粉细度的影响

磨煤机通风量的改变可以对煤粉的携带能力和干燥出力产生不同的影响，煤粉细度随着磨煤机一次风量的变大而变大，磨煤机一次风量过大时，会使锅炉排烟温度升高，降低锅炉效率，而且磨煤机通风量过大时一次风速也会过大，可能会使粉煤燃烧推后造成脱火情况，磨煤机一次风量过小时，可能会使一次风粉管沉积煤粉，而且磨煤机通风量过小时，一次风速也比较小，可能会使煤粉提前燃烧造成烧火嘴情况。选择合理的磨煤机通风量对锅炉安全运行十分重要。

5.磨煤机粉管出口温度对煤粉细度的影响

煤粉细度随着磨煤机粉管出口温度的升高而变小，因为随着磨煤机筒体内的温度升高，磨煤机筒体内的煤的可磨系数在变大，在磨煤机其他条件不变的情况下，煤粉的细度变小。但由于不同煤种对磨煤机出口温度的要求不一样，如果一味的提高磨煤机粉管出口温度，可能会使煤粉自燃甚至可能会使磨煤机有爆炸的风险，因此控制合理的磨煤机粉管出口温度十分重要。

三、煤粉细度对锅炉运行的影响

1.煤粉对锅炉结焦的影响

煤粉越细越容易在燃烧器喷口区域提前着火，导致燃烧器喷口附近结焦，有可能会堵住二次风箱的出风口，影响锅炉配风和炉内空气动力场，从而烧坏燃烧器火嘴。煤粉细度过大，会使燃烧推后火焰中心上移排烟温度升高，容易造成锅炉水冷壁，顶棚过热器的结焦。因此合理的煤粉细度对锅炉结焦至关重要。

2.煤粉细度对管道和锅炉受热面的影响

煤粉细度过大时，煤粉进过煤粉管输送到锅炉燃烧时，会使煤粉管的磨损速度加快。同时煤粉细度过大时，煤粉在锅炉燃烧的时间增加，未完全燃烧程度增大，未完全燃烧的碳粒被高温烟气携带直接冲刷各受热面，进一步加剧了受热面的磨损程度，降低了管材的使用寿命。而且煤粉细度对飞灰也有较大的影响，飞灰是随着煤粉细度的变大而变大，如果飞灰可燃物达到一定程度，通过烟气带到尾部烟道沉积，可能会使尾部烟道有二次燃烧的危险。

3.煤粉细度对烟气NOX的影响

    现在超直流锅炉多采用低NOX旋流燃烧器，实现燃烧器逐级配风，分级燃烧的效果，通过改变燃烧区域氧量的分布，在主燃烧器区域形成缺氧富燃料区，设法降低局部高温区的燃烧温度以抑制NOX的生成，避开温度过高和过大空气系数同时出现，减少燃料周围的氧浓度，成形还原性气氛，使已生成的NOX被还原。在燃烬区域未能燃烬的燃料燃尽。通过改变燃烧器出口的煤粉细度，可以使煤粉在燃烧器出口大量与氧气反应，这样可以使第二燃烧区域产生更强的还原性气氛，加剧NOX的还原效果，降低NOX排放浓度。煤粉越细，炉膛温度越高，挥发分析出的量增加，挥发分以更强烈的喷射方式由颗粒内部向外部释放，导致碳表面凹凸面积增大，为异相还原反应提供了良好条件，增大了NOX的接触面积，NOX的还原效果明显增强。

四、确定最佳煤粉细度

煤粉磨的越细，着火越容易，有利于完全燃烧，降低飞灰可燃物，减少飞灰对受热面的尾部烟道的磨损程度，同时可以降低炉膛火焰中心高度，提高锅炉效率，降低供电煤耗。但提高煤粉细度，会使磨煤机制粉系统的耗电量增加，磨煤机内部磨损增加以及会使磨煤机钢耗增加。制粉系统的经济性随之降低，最佳煤粉细度的确定是机械完全燃烧损失和制粉电之和最小。

总结

煤粉细度的大小不仅对运行的经济性有较大影响，而且对锅炉安全运行也是十分重要的影响因素，特别是燃用贫煤和无烟煤的锅炉，煤粉细度的影响尤为重要，煤粉过大时可能会使锅炉结焦、锅炉效率低、锅炉灭火，锅炉受热面磨损、飞灰含碳量增加等一系列问题。而煤粉细度过小时，容易造成制粉电耗增加、磨煤机钢耗增加、燃烧器烧火嘴等问题。但由于目前大部分火电厂的煤种类很多，煤质比较复杂，配煤掺烧情况多变，煤粉细度无法满足所有的煤种要求，对于固态排渣煤粉炉燃用无烟煤、贫煤和烟煤时，煤粉细度按公式法R90= 0.5nVdaf确定。

参考文献:

[1]周菊华.火电厂燃煤机组脱硫脱硝技术[J].北京：中国电力出版社.2010(09):162-163.

[2]DL/567.5-1995 火力发电厂燃料试验方法第5部分：煤粉细度的测定[S]：曹长武，1995.