HP磨煤机稳态特性与经济细度研究

发布时间：2017-06-24 09:03

  本文关键词：HP磨煤机稳态特性与经济细度研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤炭作为工业的粮食,为电力、钢铁、水泥等行业提供着能源。我国每年煤炭用量巨大,但人均煤炭储量极低,在这样的矛盾下,如何高效利用煤炭显得至关重要。对于燃煤电厂,目前的做法是将煤制为极细的煤粉以提高燃烧效率,但制粉过程又消耗了极大的能量。因此,掌握制粉设备的特性,选择合适的煤粉细度(R9o)以平衡煤燃烧效率和制粉成本显得至关重要。尤其在电厂以偏离设计煤种较多的煤作为燃料时,为制粉系统找到新的平衡点可以提高燃煤的利用效率。目前使用较多的HP磨煤机,在变更煤种运行时存在着磨损加大、出力不足、煤粉经济细度的选择缺乏参考、实际运行的煤粉细度未知等问题。本文利用数学建模的方法,建立磨煤机的数学模型,并利用现场试验数据进行修正,得到了反映磨煤机稳态特性的数学模型,并用于对磨煤机在变煤种、变工况时的模拟计算,以研究磨煤机特性,为生产过程中磨煤机的调整提供参考。本论文以HP1163/Dyn磨煤机为研究对象,建立理论模型。基于物料破碎理论、气固两相流理论、传热传质理论以及磨煤机内的质量平衡,建立了磨煤机的数学模型。在镇江某电厂14#炉的制粉系统进行了磨煤机试验,采集了磨煤机的一次风量、入口一次风温、动态分离器转速、出口一次风温、磨煤机电流,并对出口煤粉进行了采样,以测量煤粉细度。利用试验获得的数据,基于最小二乘原理对磨煤机的数学模型进行了修正,修正后模型计算结果与试验值吻合较好。利用修正后的模型模拟出了磨煤机内的不同位置的煤粉粒径分布,并对磨煤机入口一次风温、一次风量、动态分离器转速等操作参数对煤粉细度、出口风温和磨煤电耗的影响进行了模拟研究,获得了磨煤机的稳态特性。基于修正后的模型,研究了磨煤机对煤种的适应性。通过改变单个煤质参数,计算了不同煤质参数下磨煤机的最大出力,并分析了限制磨煤机出力的原因,并提出相应建议。对于高灰分、低可磨性、低挥发分的煤,可提高磨辊预加载力以提高磨煤机出力,灰分每提高10%,碾磨出力下降2.4t/h,相应需提高预加载力8.4%；哈氏可磨指数每减小10,出力减小8t/h,相应需提高预加载力33.3%；挥发分降低10%(或出口煤粉细度降低5%),碾磨出力下降7.5t/h,相应需提高预加载力26.8%。对于高水分的煤,可通过增加一次风温的方法提高磨煤机干燥出力。基于修正后的模型,研究了磨煤单耗与煤粉细度及煤可磨性的关系。并以机械不完全燃烧损失、磨损成本和磨煤电耗成本最低为原则,建立了经济细度的成本分析模型,给出了磨煤机的经济细度的修正方法：哈氏可磨指数每增加1,经济细度应减小0.02%;煤热值每增加1MJ/kg,经济细度应减小0.173%;煤价每上涨100元/t,经济细度应减小0.89%。试验电厂当前燃用煤种的经济细度分别为：褐煤25.7%、神混2煤17.4%、神混3煤17.4%、中煤18.0%、印尼煤25.9%和国4煤18.4%。
【关键词】：HP磨煤机 数学模型 稳态特性 煤种适应性 经济细度
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 主要符号表8-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 HP磨煤机介绍14-15
• 1.3 国内外研究现状15-19
• 1.3.1 磨煤机相关工程实践15-16
• 1.3.2 中速磨煤机数学建模16-18
• 1.3.3 煤粉经济细度18-19
• 1.4 主要研究内容19-20
• 1.5 技术路线20
• 1.6 本文结构20-21
• 第二章 磨煤机数学模型的建立21-47
• 2.1 HP磨煤机工作过程21-23
• 2.2 碾磨过程23-33
• 2.2.1 选择破碎与破碎速度23-28
• 2.2.2 煤粉粒径分布变化28-31
• 2.2.3 破碎功率建模31-33
• 2.3 输送与干燥过程33-41
• 2.3.1 煤粉的输送33-38
• 2.3.2 煤粉的干燥38-41
• 2.4 分离过程41-45
• 2.4.1 颗粒运动规律的近似与简化41-42
• 2.4.2 颗粒的垂直叶片方向运动42-44
• 2.4.3 颗粒的切向运动44-45
• 2.5 磨煤机运行相关评价指标45-46
• 2.6 本章小结46-47
• 第三章 模型的试验修正与磨煤机特性研究47-67
• 3.1 试验简介47-48
• 3.2 试验方法及设备48-50
• 3.2.1 测点布置及试验设备48-49
• 3.2.2 试验条件与方法49-50
• 3.3 试验过程50-51
• 3.4 试验结果51
• 3.5 模型修正51-55
• 3.5.1 模型修正概述51-52
• 3.5.2 修正方法52-54
• 3.5.3 破碎级数的确定54
• 3.5.4 磨煤机内一次风压降确定54-55
• 3.6 磨煤机稳态特性55-65
• 3.6.1 参考操作参数下各位置煤粉的粒径分布55-57
• 3.6.2 变给煤量时磨煤机稳态特性57-58
• 3.6.3 变一次风量时磨煤机稳态特性58-59
• 3.6.4 变动态分离器转速时磨煤机稳态特性59-60
• 3.6.5 变入口一次风温时磨煤机稳态特性60-61
• 3.6.6 风量、分离器转速、给煤量同步呈比例变化时磨煤机稳态特性61-63
• 3.6.7 固定风煤比Q/B时磨煤机稳态特性63-64
• 3.6.8 固定分离转速、一次风量比n_c/Q时磨煤机稳态特性64-65
• 3.7 小结65-67
• 第四章 磨煤机的煤种适应性及经济细度分析67-79
• 4.1 磨煤机最大出力计算方法67-68
• 4.2 煤质对最大出力的影响68-71
• 4.3 加载力对最大出力的影响71
• 4.4 经济细度分析71-77
• 4.4.1 磨煤电耗72-73
• 4.4.2 碾磨件磨损73-74
• 4.4.3 锅炉效率74-75
• 4.4.4 经济细度的确定75-77
• 4.5 小结77-79
• 第五章 总结与展望79-82
• 5.1 全文总结79-81
• 5.2 展望81-82
• 参考文献82-86
• 攻读硕士期间发表的论文及其他成果86-87
• 致谢87

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