Пылисистемы_Жуков

1 - мелющее колесо; 2 - броня улитки; 3 - броневые листы торцевой стенки корпуса; 4 - корпус; 5 - бильная система; б - основной диск колеса; 7 - опорный подшипник; 8 - рама; 9 - сепаратор

Рисунок 4.10 – Мельница-вентилятор М-В 2100/800/735

1 - вал; 2 - упорный подшипник; 3 - броня улитки; 4 - приемный патрубок для ввода угля; 5 - предвключенные била; 6 - выступ мелющей лопатки; 7 - электродвигатель; 8 - штурвал для прижатия люка; 9 - окно для замены лопаток и бил.

Рисунок 4.11 – Мельница-вентилятор двухопорного типа ДГС

1 - сдвоенный ротор; 2 — муфта; 3 ~ ступица ротора; 4 - покрывающие диски; 5 - рабочие лопатки; 6 - отверстие для входа пылегазовой смеси; 7 - сушильная шахта; 8 - верхняя часть корпуса мельницы; 9 и 10 - опоры корпусов мельницы-вентилятора и сепаратора; 11 - нижняя часть корпуса; 12 - рычаг нижней части корпуса; 13 - опора нижней

части корпуса; 14 - штоки гидравлических цилиндров; 15 - гидравлические цилиндры; 16 - опоры гидравлических цилиндров; 17 - патрубок для выхода аэросмеси; 18 - сепаратор; 19 - потолок сепаратора; 20 - регулирующий шибер; 21 - течка возврата; 22 - отверстие для возврата грубых частиц; 23 - клапан-мигалка; 24 - отверстие для выхода аэросмеси из сепаратора; 25 - маятниковые стойки

Рисунок 4.12 – Мельница-вентилятор типа N150 с двухсторонним всасыванием

1 – корпус; 2 – качающееся лопатки ротора: 3 – сепаратор

Рисунок 4.13 – Мельница-вентилятор с качающимися лопатками

4.4 Среднеходные мельницы

Типоразмер валковой среднеходной мельницы обозначается буквами МВС и диаметром размольного стола в сантиметрах.

Основные характеристики этих мельниц приведены в таблице 4.2.

Мельница МВС выполняется с горизонтальным столом и снабжается центробежным сепаратором пыли и вентилятором, имеющим общий привод с мельницей. Мельница предназначена для работы под разрежением.

Температура сушильного агента перед мельницей не должна превышать 350° С.

Таблица 4.2 – Мельницы валковые среднеходные

Среднеходные мельницы выполняются с числом оборотов ротора в пределах 60 ÷ 300 об/мин. В основном применяются шаровые и валковые среднеходовые мельницы.

Валковая среднеходная мельница (BCM) с горизонтальным столом состоит из двух валков, стола и корпуса (рис. 4.14). Оси валков находятся в подшипниках, шарнирно соединенных с корпусом. Под действием собственного веса и главным образом за счет усилия пружин валки прижимаются к тарелке. При вращении тарелки валки катятся по ней, подминая под себя топливо. Измельчение угля происходит главным образом за счет раздавливания. Для этого пружины создают на валок давление в несколько тонн.

Рисунок 4.14 – Среднеходная валковая мельница

Воздух с температурой до 350°С подается в мельницу по окружности тарелки. Размолотая и подсушенная пыль выносится воздухом в сепаратор, который укрепляется на корпусе (на рисунке не показан). Сепаратор приводится во вращение мотором с переменным числом оборотов, что позволяет регулировать тонкость помола пыли.

Среднеходные шаровые мельницы изготовляются с однорядным и двухрядным расположением шаров и по внешнему виду мелющего агрегата напоминают огромный шарикоподшипник. От мотора через редуктор приводится во вращение нижнее кольцо. Верхнее кольцо от вращения удерживается упорами. По вертикали верхнее кольцо перемещается по мере износа шаров под действием трех-четырех пружин и собственного веса.

Размол происходит путем раздавливания и истирания кусочков топлива движущимися шарами. Давление шаров на топливо регулируется соответствующим натягом пружины и составляет в пересчете на каждый шар от 200 до 700 кг в зависимости от сорта топлива.

Среднеходные шаровые мельницы применяются для сравнительно узкой группы углей. Влажный уголь в них можно размалывать лишь при наличии предварительной подсушки; в противном случае будет иметь место замазывание шаров. Эти мельницы больше всего пригодны для каменных углей.

4.5 Зарубежные типы мельниц

Для справок приводятся данные по различным типам зарубежных мельниц, встречающимся в эксплуатации на отечественных предприятиях.

Мельницы-вентиляторы КСГ

Типоразмер мельницы-вентилятора КСГ обозначается в виде дроби, в числителе которой дается производительность мельницы по газовоздушной смеси в тыс.м3/ч при t=140° С, а в знаменателе – скорость вращения 1/10 об/мин.

Мельницы-вентиляторы выполняются консольными с инерционными сепараторами. Температура сушильного агента перед мельницей допускается до 450° С.

Основные характеристики мельниц-вентиляторов КСГ приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Характеристики мельниц-вентиляторов КСГ для бурых углей

Валковые среднеходные мельницы Леше

Типоразмер мельницы обозначается буквами LМ и диаметром стола в дециметрах. Основные характеристики мельниц приводятся в табл. 3.10[1].

Мельница выполняется с горизонтальным столом и снабжается вращающимся сепаратором, приводимым в движение от отдельного электродвигателя. Температура воздуха перед мельницей не должна превышать 350° С.

Мельницы Леше в основном работают под разрежением, имеются также конструкции для работы под давлением.

Валковые среднеходные мельницы Раймонда

Типоразмер мельницы обозначается буквами ВМ и числом, в котором первые две или три цифры означают диаметр размольной чаши или стола в дюймах, а последняя цифра – число валков. Основные характеристики мельниц приведены в табл. 3.11[1]. Мельницы снабжаются центробежными сепараторами пыли.

Питатель сырого угля и вентилятор поставляются в одном блоке с мельницей. Температура воздуха перед мельницей не должна превышать 350° С.

Конец главы

Выбор типа мельниц производится в зависимости от физических свойств топлива (коэффициент размолоспособности, выход летучих) и мощности котельного агрегата. Выбранная

конструкция мельницы должна обеспечить надежную и экономичную работу котельного агрегата при минимальных капиталовложениях.

Как уже говорилось в начале главы, шаровая барабанная мельница характеризуется большой начальной стоимостью, значительными габаритами и высоким расходом электроэнергии на помол.

Поэтому шаровые барабанные мельницы применяются для трудноразмалываемых топлив и топлив, требующих тонкого помола. К таким топливам относятся антрациты, полуантрациты и некоторые сорта каменных углей. Кроме того, эти мельницы применяются для топлив с большим содержанием колчедана.

Топлива сравнительно мягкие и имеющие значительный выход летучих размалывают в молотковых мельницах. Большой выход летучих позволяет иметь грубый помол. В молотковых мельницах обычно размалывают бурые угли, сланцы и некоторые каменные угли с большим выходом летучих.

Среднеходная мельница наиболее эффективно размалывает каменные угли. Для углей с большой зольностью, Ad>80%, их не применяют. Мельницы-вентиляторы наиболее пригодны для мягких и влажных бурых углей и торфа.

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МЕЛЬНИЦ

Размольная и сушильная производительности

Различаются две производительности вентилируемых мельниц: размольная и сушильная. Под размольной производительностью мельницы понимается количество топлива,

которое возможно размолоть в установке до заданной тонкости пыли.

Под сушильной производительностью мельницы понимается количество топлива, которое может быть высушено в процессе размола при снижении влажности с W1 до влажности пыли

Wпл.

Размольная производительность мельницы определяется энергетическими параметрами процесса, сушильная производительность – тепловыми условиями сушки.

Рабочая производительность мельницы может ограничиваться либо условиями размола, либо условиями сушки. Для высоковлажных и мягких углей размольная производительность мельницы обычно превышает ее сушильную производительность. Для углей сухих и твердых, наоборот, сушильная производительность мельницы превышает размольную.

Ниже дается методика определения размольной производительности мельничных устройств. Методика определения сушильной производительности приводится в главе 6.

Шаровые барабанные мельницы

Размольная производительность по сырому углю вентилируемой шаровой мельницы с цилиндрическим барабаном при установке центробежного сепаратора определяется по формуле:

ШБМ; Кбр – коэффициент, учитывающий форму брони; для неизношенной волнистой брони Кбр

=1;

Кэк – коэффициент, учитывающий снижение производительности в эксплуатационных условиях вследствие увеличения присосов, ухудшения качества топлива и других причин;

Пдр – поправочный коэффициент, учитывающий изменение производительности в зависимости от степени дробления угля, характеризуемой остатком на сите с ячейками 5x5 мм

(R5);

R90 – тонкость пыли за сепаратором, определяемая по остатку на сите с отверстием 90 мк,

%;

тонкости пыли за сепаратором.

Величины Dб2.4 и nб0,8 могут быть также найдены по графикам (рис. 4.1 и 4.2 [1]). Величина yб0.6 может быть найдена по графику (рис. 4.3 [1]).

При расчете производительности ШБМ для выбора шаровой загрузки следует ориентироваться на график (рис. 4.4 [1]), в котором степень заполнения барабана шарами дается в зависимости от относительной скорости его вращения. При этом обеспечивается минимальный суммарный (на размол и пневмотранспорт) удельный расход электроэнергии. Этот же график может быть использован при проектировании новых ШБМ.

Расчетная степень заполнения барабана шарами не должна превышать максимально допустимую (yб,макс), которая обусловлена возможностью размещения шаровой загрузки на 50 мм ниже кромки горловины.

Коэффициент GrVTi выбирается по данным § 2.

где К – величина, характеризующая максимальную влажность топлива, подсчитывается по

формуле

К = 1 + 1,07Wr

Wср – средняя влажность топлива, размалываемого в барабане:

Wср = W 'м +3W пл 4

где Wпл – влажность пыли, %;

Wпл – влажность топлива перед мельницей, %;

где W1 – влажность топлива, поступающего в установку, %;

а – количество влаги, снятой в устройстве для нисходящей сушки либо в трубе-сушилке (в долях от общего влагосъема в системе); при наличии устройства для нисходящей сушки

а= 0,4, b = 0; при установке трубы-сушилки а = 0,6, b = 0;

b – количество влаги, снятой во второй ступени, при наличии двух ступеней подсушки и

сбросе отработанного сушильного агента из первой ступени, минуя мельницу; например, в схеме пылеприготовления с предварительной подсушкой в трубе-сушилке в качестве первой ступени, а затем в устройстве с нисходящей сушкой в качестве второй ступени а = 0,6, b = 0,4, при отсутствии предварительной подсушки топлива a = 0, b = 0 и W’м = W1.

При проектировании принимается Квен = 1.0 что соответствует оптимальному режиму вентиляции барабана (пылесистемы), при котором обеспечивается минимальный суммарный удельный расход электроэнергии на размол и пневмотранспорт.

Коэффициент Кэк принимается равным 0,9. Пдр определяется по рис. 4.6 [1];

Оптимальный расход воздуха через пылесистему по условиям размола определяется по следующей формуле:

В том случае, если оптимальный расход воздуха через барабан не может быть обеспечен (например, из-за отсутствия вентилятора соответствующего типоразмера), величина Квен определяется по графику (рис. 4.8 [1]) в зависимости от отношения фактического расхода воздуха к оптимальному.

Формула (5.1) справедлива в следующих пределах значений отдельных параметров, полученных в промышленных испытаниях, с некоторой экстраполяцией их по стендовым опытным данным.

Мощность, потребляемая на вращение барабана (на валу двигателя), подсчитывается по формуле:

Где Ктл – коэффициент, учитывающий свойства размалываемого топлива; при вращении барабана без топлива Ктл = 1; при размоле топлива величина Ктл определяется в зависимости от степени заполнения барабана шарами yб по графику рис. 4.10 [1];

hпрв – коэффициент полезного действия привода, определяется для мельниц различных типоразмеров из табл. 4.3 [1];

Sб — толщина стенки барабана, включая броню (по средней линии волн), м (определяется из табл. 4.4[1] в зависимости от типоразмера ШБМ).

Мощность, потребляемая из сети,

Nб = Nв,дв/hэл

где hэл – коэффициент полезного действия электродвигателя, при расчетах можно принимать в зависимости от типа электродвигателя hэл = 0,92 ÷ 0,94.

Мощность электродвигателя с учетом необходимого запаса 10% выбирается по формуле

Nэ = 1,1× Nв,дв

Для ШБМ 370/850 и 400/1000, имеющих в качестве привода тихоходный синхронный электродвигатель, к мощности, потребляемой из сети Nб, добавляется мощность Nдоп, дополнительно затрачиваемая на охлаждение двигателя и на возбуждение; по опытным данным Nдоп = 50 кВт. Для случая установки быстроходного синхронного электродвигателя Nдоп принимается равной 15 кВт.

Удельный расход электроэнергии на размол

Эрзм = (Nб + Nдоп)/Вр, кВт×ч/т,

где В – производительность мельницы.

Удельный расход электроэнергии на пневмотранспорт подсчитывается по формуле

4.13а[1].

Среднеходные мельницы

Мельницы валковые среднеходные с горизонтальным столом

Максимальная производительность валковой среднеходной мельницы с горизонтальным столом МВС может быть определена по формуле:

Вмакс = 5,9D3 ×GrVTi Пвл1Пвл2 Kэк , т/ч (5.4)

100

Пдр ln R90

где D – диаметр стола, м;

Кэк – коэффициент, учитывающий снижение производительности в эксплуатационных условиях вследствие износа и других причин; принимается Кэк = 0,9.

Значения величин Пвл 1 и Пвл 2 подсчитываются по формулам (5.2), (5.3).

Расход воздуха устанавливается при проектировании мельницы и приводится в табл. 3.7[1]. Этот расход воздуха вместе с присосом (без испаренной влаги топлива) рассчитан по формуле:

Gв = (1,5÷2,0)×1000Вн , кг/кг

где Вн – номинальная производительность мельницы на каменном угле с GrVTi = 1,5 при

R90 = 10%.

При расчете мельницы вентиляция, указанная в табл. 3.7, должна быть увязана с расходом сушильного агента, подсчитываемым по данным, приведенным в гл. 5.

Мощность, потребляемая мельницей, при производительности, подсчитываемой по формуле (5.4),

N рзм = 0,6aD3

где а – коэффициент, зависящий от диаметра стола: а = 115 - 15D.

Мощность, потребляемая мельничным вентилятором при заданном расходе воздуха и подсчитанном сопротивлении тракта пылесистемы, определяется по формуле (6.34).

При подборе типоразмера мельницы может оказаться, что требуемая производительность В меньше Вмакс. В этом случае фактически затрачиваемая мощность должна быть определена по формуле:

где N рзм/ – мощность, соответствующая принятой производительности В. Удельный расход электроэнергии на размол подсчитывается по формуле:

Удельный расход электроэнергии на пневмотранспорт и общий удельный расход

электроэнергии подсчитываются по формулам (4.13а) и (4.136). Приближенно при установке мельничного вентилятора на одном валу с мельницей мощность, потребляемая на размол и пневмотранспорт (Nобщ), и общий удельный расход электроэнергии на пылеприготовление (Эобщ) подсчитываются по формулам:

Nобщ = 1,67×Nрзм

Эобщ = 1,67×Эрзм

При работе среднеходной мельницы под давлением определение удельного расхода электроэнергии на пневмотранспорт производится так, как указано для молотковых мельниц, – см. формулу (4.39).

Номинальные производительности мельниц, а также удельные расходы энергии на размол для типовых топлив приводятся в таблице 4.8[1].

Молотковые мельницы

Размольная производительность мельниц, ММА, ММТ по сырому топливу определяется по следующим формулам:

Для мельниц с инерционными сепараторами при размоле бурых углей и сланцев:

Для мельниц с центробежными сепараторами при размоле каменных углей

Здесь u – окружная скорость бил:

u = pDn/60 (5.8)

D – диаметр ротора, м;

L – длина ротора, м;

n – скорость вращения ротора, об/мин;

GrVTi – коэффициент размолоспособности топлива;

Пвл1 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние влажности на размолоспособность топлива;

К – характеристика топлива, определяется по формуле (см. расчет ШБМ) ;

Wср – средняя влажность топлива в мельнице; для бурых углей и сланцев определяется по формуле (4.6[1]);

для каменных углей:

Wср = W 'м +6W пл , % 7

W’м и Wпл – влажность сырого топлива и пыли, %; при наличии нисходящей сушки W’м определяется по формуле (4.7[1]);

Пвл 2 – коэффициент пересчета веса угля со средней влажностью на вес сырого угля; Пдр – коэффициент, учитывающий влияние степени дробления топлива на

производительность мельницы, определяется по рис. 4.6[1]; при расчетах крупность дробления принимается по данным § 1.4[1],

mD – число бил по окружности ротора, равное отношению общего числа установленных бил m к числу рядов бил по длине ротора mL

mD = m/mL

Кэк – коэффициент, учитывающий снижение производительности в эксплуатации вследствие износа бил и других причин; принимается Кэк = 0,85;

R90 – тонкость пыли (остаток на сите с отверстиями 90 мк), %; выбирается по данным табл.1.1 [1];

wс.а – скорость сушильного агента в сечении ротора:

сепаратором, м3/ч; определяется по данным гл.5[1].

При центробежных сепараторах и размоле каменных углей wс.а по условию экономичности размола должна быть не менее 2 м/сек, при инерционных сепараторах и размоле бурых углей и сланцев wс.а ³ 3 м/сек. Величина wс.а должна быть увязана с расчетом производительности по формулам (5.6) и (5.7). Относительная мощность мельницы:

Ni = NN , (5.9)

хол.х

где N – мощность, потребляемая мельницей, квт;

Nхол.х – мощность мельницы при холостом ходе и среднем расходе воздуха, характерном для работы мельницы с топливом:

Nхол.х = 7 ×10−5 × D × L × β ´u3 mD ×cб , квт (5.10)

Здесь b – коэффициент, учитывающий относительную высоту била;

сб – коэффициент, характеризующий лобовое сопротивление бил в мельнице и зависящий от степени перекрытия ротора кожухом.

Для мельниц с ротором открытого типа сб = 1; для мельниц с ротором закрытого типа, применяемых при размоле каменных углей (угол закрытий ротора не менее 260°), мощность холостого хода ниже и коэффициент сб = 0,6. Коэффициент, учитывающий влияние закрытия роторе Кзак , при открытом роторе равен 1, при закрытом роторе Кзак = 0,7.

Мельницы с закрытым ротором рекомендуются для размола каменных углей с тонкостью

пыли R90 £ 25%.

Оптимальная величина Ni , при которой удельный расход электроэнергии является минимальным, составляет 2,3. Рекомендуемая величина Ni, выбирается по выражению:

Ni = Ni 0 × Каб × Ккон

где Ni 0 – относительная мощность при Каб = 1 и Ккон = 1, выбирается в зависимости от окружной скорости ротора по графику (рис. 4.11[1]); допускается отклонение величины Ni 0 в

пределах ±15%; Каб – поправочный коэффициент, учитывающий абразивность топлива; принимается: Каб =

1 для малоабразивных топлив типа челябинского, экибастузского, назаровского, Каб = 0,8 для абразивных топлив типа подмосковного и сланца; при размоле сланца окружная скорость ротора при всех тиках сепараторов рекомендуется не более 64 м/сек, а удельная нагрузка ротора по топливу не должна превышать 8 т/м2×ч;

Ккон – поправочный коэффициент, учитывающий конструктивные особенности мельницы и сепаратора; принимается в зависимости от диаметра ротора мельницы D (cм. [1])

Вспомогательные величины для расчета производительности и мощности молотковых мельниц приводятся в табл. 4.9[1].

Производительность мельницы, подсчитанная по формулам (5.6) и (5.7), может быть

получена при обеспечении принятого расхода сушильного агента и преодолении сопротивления сети, включающей в себя мельницу, сепаратор, пылепроводы и горелки.