第四章煤粉制备系统及设备.pptx

电厂锅炉原理及设备
3/4/2021
第四章 煤粉制备系统及设备
第一节 煤粉的性质
第二节 磨煤设备及其特性
第三节 煤粉制备系统
第四节 煤粉制备系统的主要辅助设备
第五节 煤粉制备系统的选型
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第一节 煤粉的性质
一、煤粉的一般性质
1. 组成：dp<500μm的微小颗粒组成，以20μm<dp<50μm居多
2. 堆积密度
—— 把粉尘或者粉料自由填充于某一容器中，在刚填充完成后所测得的单位体积质量。

疏松煤粉：~ t/m3
自然压紧：≈ t/m3
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第一节 煤粉的性质
一、煤粉的一般性质
3. 流动性
（1）气力输送：颗粒小→比表面积大→吸附大量空气→堆积角小→流动性好
（2）泄露
（3）自流现象
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煤粉仓顶部泄漏现场
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第一节 煤粉的性质
一、煤粉的一般性质
4. 自燃
煤粉吸附大量空气→缓慢氧化，温度升高→达到着火温度
5. 爆炸：煤粉和空气混合物在适当浓度、温度下发生
（1）煤粉细度↓
（2）V、Q、含O浓度↑
（3）危险浓度：~ kg/m3
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粉尘爆炸（一）
相传，早在风车水磨时代，就曾发生过一系列磨坊粮食粉尘爆炸事故。到了20世纪，随着工业的发展，粉尘爆炸事故更是屡见不鲜，爆炸粉尘的种类也越来越多。据统计，1913～1973年间美国仅工农业方面就发生过72次比较严重的粉尘爆炸事故。1919年俄亥俄州一家淀粉厂发生粉尘爆炸，厂房几乎全部被毁，有43人丧生。日本1952～1975年共发生重大粉尘爆炸事故177次，累计死亡75人，受伤410人。
1977年美国路易斯安那州一座现代化粮库发生爆炸，造成一半以上粮食简仓被毁，连办公大楼也未幸免，36人死亡，直接经济损失达3000万美元。英国和加拿大在化工和造纸等行业中也发生过多起粉尘爆炸事故，仅英国就243次，死伤204人。
1987年3月15日，哈尔滨亚麻纺织厂发生的爆炸事故，死亡56人，伤179人，厂房设备严遭破坏。
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粉尘爆炸（二）
粉尘和其他物质一样具有一定能量。由于粉尘的粒径小，表面积大，从而其表面能也增大。一块1 g重的煤其表面积只有5～6c㎡，而1 g的煤粉飘尘，其表面积可达2㎡。粉尘与空气混合，能形成可燃的混合气体，若遇明火或高温物体，极易着火，倾刻间完成燃烧过程，释放大量热能，使燃烧气体骤然升高，体积猛烈膨胀，形成很高的膨胀压力。燃烧后的粉尘，氧化反应十分迅速，它产生的热量能很快传递给相邻粉尘，从而引起一系列连锁反应。粉尘发生爆炸必须具备一定的条件，归纳如下：
（1）粒径大小——这是影响其反应速度和灵敏度的重要因素。颗粒越小越易燃烧，爆炸也越强烈。粒径在200 μm以下，且分散度较大时，易于在空中飘浮，吸热快，容易着火。粒径超过500μm，其中并含有一定数量的大颗粒则不易起爆。
（2）化学成分——有机物粉尘中若含有COOH，OH，NH2，NO，C=N，C=N和N=N的基团时，发生爆炸的危险性较大；含卤素和钾，钠的粉尘，爆炸趋势减弱。
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粉尘爆炸（三）
（3）爆炸浓度——在一个给定容积中，能够传播火焰的悬浮粉尘的最小重量称为爆炸浓度。通常，达到粉尘爆炸浓度的粉尘才会发生爆炸。面粉的爆炸浓度约为15～20 g/m3;，散粮爆炸浓度大约是30～40g/m3;。
（4）空气湿度——当空气湿度较大时，亲水性粉尘会吸附水份，从而使粉尘难以弥散和着火，传播火焰的速度也会减小。湿度大的粉尘即使着火，其热量首先消耗在蒸发粉尘中的水份，然后才用于燃烧过程。粉尘湿度超过30%便不易起爆。
（5）有足够的点火温度——粉尘爆炸大都起源于外部明火，如机械撞击，电焊和切割，静电火花或电火花，摩擦火花，火柴和高温体传热等。这类火源最低点火温度为300～500 ℃。
（6）足够的氧气——粉尘悬浮环境中需含有足够维持燃烧的氧气。
（7）粉尘紊动程度——悬浮在空气中的粉尘，紊动强度越大，越易吸收空气中的氧气而加快其反应速率，从而容易爆炸。
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第一节 煤粉的性质
一、煤粉的一般性质
6. 煤粉水分的影响
（1）M↑
流动性↓→输送困难→粉仓“搭桥”
着火、燃烧困难
干燥能耗↑
（2） M↓→自燃、爆炸
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