双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统增容改造方法与实验研究

论文摘要

由于近年来火电厂动力用煤供应十分紧张,燃煤品质劣化现象严重,严重偏离设计煤种,且燃煤来源十分复杂,频繁波动,导致双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统出力不足、低负荷工况制粉系统运行经济性较差、高负荷时煤粉过粗等问题。鉴于此,本课题以某火力发电厂315MW“W”火焰锅炉双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统作为研究对象,根据该电厂制粉系统出力及锅炉运行现状提出了几种增容改造方案,并对几种改造方案进行初步的技术经济性比较,最终确定煤粉再循环直吹式制粉系统为最佳改造方案,该方案是将锅炉低负荷运行时,磨煤机磨制的富裕煤粉储存在增设的煤仓中,而在锅炉高负荷时,将煤粉仓中的煤粉通过一次风注入到粗粉分离器顶部或周向位置,以满足锅炉高负荷时的煤粉量要求。改造方案的技术关键有:设备与管道布置,粉仓容量,注粉系统、煤粉注入式粗粉分离器、一次风机压头与容量、磨煤机制粉裕量。通过对煤粉再循环直吹式制粉系统的分析研究,结果表明:(1)煤粉再循环直吹式制粉系统改造方案完全可行,通过对磨煤机制粉裕量计算得出,2个新增粉仓总有效容积为1750m3,储粉容量为1225~1400吨。(2)锅炉BMCR运行24小时,极差煤质工况需补充注粉1176.0~1742.4吨;中等热值煤质工况需补充注粉600.0~1166.4吨。当R90=10%且锅炉BMCR运行24小时,设计煤种最小富裕出力远大于1176.0~1742.4吨,可满足各煤种BMCR工况注粉要求。在最差煤质~设计煤质工况下,当4台磨全停时粉仓存煤量可保证锅炉BMCR工况运行6~9.8小时。在煤粉注入式粗粉分离器的设计与实验研究中,通过数值与物理模拟的方法,对煤粉注入式粗粉分离器原型及加高型结构及其内置三种导流装置对分离器内流场的影响进行实验研究,结果表明:(1)导流装置的结构尺寸对原型结构分离器内的流动阻力影响较大,导流装置迎风圆弧面的弯曲半径过小、过大都会使气流流经分离器时产生较大的阻力损失;(2)适当加高分离器圆柱体直段的高度能有效降低煤粉注入式粗粉分离器内的流动阻力,并且对内部导流装置结构尺寸的变化不很敏感,因而大大降低了导流装置的设计技术要求;(3)在各种运行方式下,煤粉注入式粗粉分离器能在较宽的负荷(流量)及气流压力变化范围内保证上、下两股煤粉气流顺利送入、均匀混合与分配,无煤粉的二次分离与沉积现象。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状与进展
• 1.3 课题研究思路
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 株洲电厂315MW“W”火焰煤粉炉及制粉系统概况
• 2.1 锅炉设备概况
• 2.2 锅炉运行概况
• 2.3 锅炉煤质状况
• 2.4 制粉系统及设备概况
• 2.5 制粉系统运行概况
• 第三章 株洲电厂315MW“W”火焰煤粉炉制粉系统改造方案研究
• 3.1 改造方案的设计原则
• 3.2 改造初步方案
• 3.2.1 改造初步方案概述
• 3.2.2 改造方案的技术经济初步比较及推荐改造方案
• 3.3 改造主要内容
• 3.4 改造技术关键
• 3.4.1 设备与管道布置
• 3.4.2 煤粉仓容量
• 3.4.3 注粉系统
• 3.4.4 煤粉注入式粗粉分离器
• 3.4.5 一次风机压头与容量
• 3.4.6 磨煤机制粉裕量
• 3.5 小结
• 第四章 制粉系统富裕出力计算
• 4.1 计算依据及方法
• 4.2 磨煤机出力计算条件
• 4.3 燃料消耗量计算
• 4.4 磨煤机出力及制粉富裕量计算
• 4.5 小结
• 第五章 煤粉注入式粗粉分离器的设计与数值模拟研究
• 5.1 数值模拟的目的及方法
• 5.2 模拟对象—粗粉分离器（两种）
• 5.2.1 导流装置结构设计
• 5.2.2 模拟参数定义
• 5.3 数值模拟结果及分析
• 5.3.1 数值模拟结果
• 5.3.2 模拟结果分析
• 5.4 小结
• 第六章 煤粉注入式粗粉分离器的实验研究
• 6.1 实验目的
• 6.2 实验系统的设计思路
• 6.3 实验系统整体设计及计算
• 6.3.1 实验系统中的设备选型与计算
• 6.3.2 煤粉混合器的设计与实验研究
• 6.4 实验测试系统及方法
• 6.5 实验内容
• 6.6 实验过程
• 6.7 实验结果及分析
• 6.8 实验结论
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录（在学期间发表论文和参加课题情况）
• 详细摘要