资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2014-6-13,#,煤的,磨,磨损,特,特性,与,与磨,损,损指,数,数,张经,武,武整,理,理,2014.6.,1,固体,颗,颗粒,的,的磨,损,损,2,气固,两,两相,流,流的,流,流动,与,与磨,损,损,3,燃烧,器,器与,制,制粉,系,系统,管,管道,一,一次,风,风速,的,的推,荐,荐流,速,速,4,煤的,特,特性,与,与磨,损,损指,数,数,5,煤的,磨,磨损,指,指数,的,的判,据,据,1,固体,颗,颗粒,的,的磨,损,损特,性,性,1.1,磨损,的,的类,型,型,（,1,）冲,刷,刷磨,损,损,（,2,）撞,击,击磨,损,损,1.2,磨损,的,的影,响,响因,素,素,（,1,）颗粒,的,的硬,度,度及,磨,磨损,成分,煤中质量百分数，,%,莫氏硬度,维氏硬度,kg/mm,2,成分,煤中质量百分数，,%,莫氏硬度,维氏硬度,kg/mm,2,纯,煤,石,英,黄铁矿,85,1.6,1.5,1.21.5,7,67,1070,12001300,11001300,蓝晶石,黄,玉,0.1,0.1,67,8,5002150,15001700,硅酸盐,：,高岭土,伊利石,白云母,长,石,5,3,3,0.1,22.5,22.5,22.5,6,3040,2035,4080,700800,碳酸盐：,方解石,菱镁矿,菱铁矿,矾,土,0.5,0.1,0.2,稀少,3,4,4,9,130170,370520,370430,1200,（,2,）金,属,属材,料,料的,硬,硬度,纯煤,的,的维,氏,氏硬,度,度,1070,（,kg/mm,2,）,锰钢,的,的维,氏,氏硬,度,度,180220,（,kg/mm,2,）,石英,的,的维,氏,氏硬,度,度,12001300,（,kg/mm,2,）,（,3,）煤,中,中的,灰,灰成,分,分,SiO,2,和,Al,2,O,3,是灰,分,分特,性,性中,影,影响,磨,磨损,的,的特,别,别重,要,要的,因,因素,。,。,SiO,2,和,Al,2,O,3,的比,值,值越,大,大，,磨,磨损,越,越严,重,重。,因,因此,，,，常,常,常将,SiO,2,和,Al,2,O,3,的比,值,值作,为,为一,种,种判,别,别准,则,则。,（,4,）颗,粒,粒的,直,直径,当颗,粒,粒很,小,小时,，,，冲,刷,刷磨,损,损很,小,小。,随,随着,颗,颗粒,直,直径,的,的增,大,大，,其,其质,量,量随,之,之增,加,加，,撞,撞击,动,动量,也,也随,着,着增,大,大，,磨,磨损,量,量也,随,随之,增,增加,。,。当,颗,颗粒,直,直径,达,达到,某,某一,临,临界,值,值后,，,，磨,损,损量,几,几乎,不,不变,，,，或,者,者变,化,化十,分,分缓,慢,慢。,一,一般,认,认为,，,，在,相,相同,的,的颗,粒,粒浓,度,度下,，,，颗,粒,粒直,径,径越,大,大，,单,单位,体,体积,内,内颗,粒,粒数,量,量就,越,越少,，,，虽,然,然大,颗,颗粒,冲,冲击,壁,壁面,磨,磨损,能,能力,较,较大,，,，但,冲,冲击,到,到壁,面,面的,总,总颗,粒,粒数,降,降低,，,，所,以,以材,料,料的,磨,磨损,量,量仍,变,变化,不,不大,。,。,（,5,）颗,粒,粒的,浓,浓度,材料,的,的冲,刷,刷磨,损,损基,本,本上,与,与浓,度,度的,一,一次,方,方成,正,正比,。,。,（,6,）颗,粒,粒的,速,速度,颗粒,速,速度,对,对冲,蚀,蚀量,的,的影,响,响是,研,研究,材,材料,冲,冲蚀,磨,磨损,的,的重,要,要方,面,面，,磨,磨损,量,量与,颗,颗粒,速,速度,成,成,n,方关,系,系。,试,试验,研,研究,表,表明,，,，磨,损,损量,与,与颗,粒,粒速,度,度的,3,次方,成,成正,比,比。,提,提高,速,速度,，,，会,使,使颗,粒,粒的,动,动能,增,增加,，,，从,而,而导,致,致冲,蚀,蚀磨,损,损迅,速,速加,剧,剧，,所,所以,流,流速,越,越大,，,，,n,值也将越,大,大,。,2,气固两相,流,流的流动,与,与磨损,2.1,管道内气,固,固两相流,的,的流动与,磨,磨损,靠近燃烧,器,器处一次,风,风管内的,气,气固（空,气,气与煤粉,）,）两相流,动,动中，除,了,了流速之,外,外，煤粉,浓,浓度沿径,向,向的分布,规,规律，对,管,管道的磨,损,损也有较,大,大影响。,（,1,）铅垂直,管,管内气固,两,两相流动,，,，颗粒浓,度,度在截面,上,上对称分,布,布。,（,2,）水平圆,管,管道，由,于,于颗粒受,到,到重力作,用,用，在管,道,道底部颗,粒,粒浓度最,大,大。,（,3,）在管道,弯,弯曲部分,，,，颗粒和,管,管道外侧,发,发生碰撞,并,并减速，,在,在一定情,况,况下，管,道,道曲率越,大,大，减速,也,也越大。,弯,弯管外侧,将,将受到强,烈,烈的磨损,，,，其磨损,与,与弯曲半,径,径成反比,。,。在同样,的,的进口流,速,速下，,R/D,（弯管半,径,径,/,管子直径,）,）越小，,分,分离在弯,管,管外侧的,煤,煤粉量越,多,多。一般,取,取,R/D=610,。这时弯,管,管部分的,磨,磨损较小,。,。,2.2,百叶窗煤,粉,粉分离器,内,内气固两,相,相流的流,动,动与磨损,在百叶窗,浓,浓缩器设,计,计中，叶,片,片倾角和,遮,遮盖度是,2,个重要的,结,结构参数,。,。对于百,叶,叶窗浓缩,器,器磨损的,研,研究表明,：,：,（,1,）在任何,工,工况下各,级,级叶片的,磨,磨损程度,不,不同，后,级,级（沿来,流,流方向，,向,向后排列,）,）叶片磨,损,损更严重,。,。,并且各级,叶,叶片磨损,程,程度的差,异,异大小，,还,还受结构,因,因素的影,响,响（如叶,片,片倾角和,这,这盖度）,。,。,（,2,）叶片倾,角,角和遮盖,度,度等结构,参,参数，以,及,及总的结,构,构布置对,各,各级叶片,磨,磨损有较,大,大影响，,如,如倾角增,加,加，各级,叶,叶片磨损,量,量逐渐减,小,小，在倾,角,角,30,左右，,磨,磨损量出,现,现最低值,；,；遮盖度,增,增大，各,级,级叶片磨,损,损量呈现,近,近似线性,减,减小的趋,势,势，后两,级,级减小迅,速,速，在遮,盖,盖度,=s/H=0.4,时达到最,小,小值。,（,3,）从磨损,位,位置来看,，,，前两级,叶,叶片受颗,粒,粒磨损较,均,均匀，而,后,后两级叶,片,片不同部,位,位差别很,大,大，严重,磨,磨损部位,集,集中在叶,片,片中前部,。,。遮盖度,对,对严重磨,损,损部位有,较,较大影响,。,。,（,4,）随气流,速,速度增加,，,，各级叶,片,片的磨损,量,量急剧增,加,加，磨损,量,量与气流,速,速度符合,E,V,n,（,n,3,）的关系,，,，而且各,级,级叶片的,n,值不同。,给,给粉浓度,增,增大，各,级,级叶片的,磨,磨损量会,急,急剧增大,，,，呈明显,的,的线性关,系,系,.,（,5,）在结构,上,上，根据,数,数值预测,结,结果，采,取,取了相应,的,的防护措,施,施，重点,防,防护后级,叶,叶片和浓,侧,侧出口喉,部,部壁面的,磨,磨损，取,得,得了效果,。,。,3,燃烧器与,制,制粉系统,管,管道一次,风,风速的推,荐,荐流速,如上所述,，,，燃烧器,与,与制粉系,统,统的一些,零,零部件和,管,管道的磨,损,损，与流,速,速呈,3,次方的关,系,系，因此,选,选用合理,的,的流速和,均,均流就非,常,常重要。,3.1,燃烧器的,一,一次风速,按,JB/T10440-2004,大型煤粉,锅,锅炉及燃,烧,烧器性能,设,设计规范,推荐的燃,烧,烧器一次,风,风速度，,也,也可按,DL/T831-2002,大容量煤,粉,粉燃烧锅,炉,炉炉膛选,型,型导则,选取。这,两,两个标准,推,推荐的数,据,据很接近,。,。,燃烧器一,次,次风速的,推,推荐值,燃烧方式,煤种,300MW,600MW,直吹式制粉系统,切向燃烧燃烧器,（,BMCR,工况）,低,V,daf,煤,烟,煤,褐,煤,2024,2230,1622,2226,2432,1825,贮仓式制粉系统,切向燃烧燃烧器,（,BMCR,工况）,低,V,daf,煤,烟,煤,劣质烟煤,2028,2530,2227,直吹式制粉系统,对冲燃烧燃烧器,（,BMCR,工况）,低,V,daf,煤,烟,煤,1420,1424,1420,1424,贮仓式制粉系统,对冲燃烧燃烧器,（,BMCR,工况）,低,V,daf,煤,1418,1418,当烟煤灰分,A,ad,40%,，,Q,net,a,r,小于,16.7MJ/kg,或,A,ad,32%,的洗中煤可定为劣质烟煤,3.2,制粉系,统,统管道,一,一次风,速,速,按,DL/T5145-2002,火力发,电,电厂制,粉,粉系统,设,设计计,算,算技术,规,规定,推荐的,制,制粉系,统,统管道,中,中的介,质,质流速,。,。,制粉系,统,统管道,中,中含粉,气,气流流,速,速,管道名称,推荐流速，,m/s,一次风总管,1525,贮仓式制粉系统干燥剂送粉的送粉管道,2228,贮仓式制粉系统热风送粉的送粉管道,2832,直吹式制粉系统的送粉管道,2228,三次风管道,2240,通往烟囱或炉膛上部的乏气管道,2235,对于长管道宜取上限。,当气粉混合物温度超过,260,时，宜取上限。对于长管道宜取上限；在高海拔地区，经修正后的热风送粉流速不宜超过,35m/s,。,按磨煤机可能出现的最低负荷运行方式，核算送粉管道流速不应低于,18 m/s,。,4,煤的特,性,性与磨,损,损指数,4.1,磨损指,数,数的研,究,究,为了判,断,断煤质,的,的优劣,，,，可通,过,过对煤,进,进行常,规,规的工,业,业分析,，,，用发,热,热量、,固,固定碳,、,、挥发,分,分、灰,分,分、水,分,分等项,指,指标来,得,得到反,映,映，或,进,进行煤,的,的元素,分,分析获,得,得更多,的,的指标,；,；用可,磨,磨性指,数,数表征,煤,煤被破,碎,碎的难,易,易程度,；,；用磨,损,损指数,表,表征煤,在,在破碎,时,时对金,属,属的磨,损,损性大,小,小，即,磨,磨损指,数,数。,4.2,磨损指,数,数与可,磨,磨性指,数,数的关,系,系,（,1,）煤的,可,可磨性,指,指数与,煤,煤在破,碎,碎时对,金,金属的,磨,磨损指,数,数，是,两,两个完,全,全不同,的,的概念,。,。但两,者,者有某,些,些相似,之,之处。,即,即都是,在,在破碎,的,的情况,下,下，而,测,测定的,却,却是煤,的,的两个,不,不同的,物,物理特,性,性。测,定,定可磨,性,性指数,的,的理论,依,依据是,根,根据物,料,料破碎,定,定理：,在,在研磨,物,物料时,所,所消耗,的,的功（,能,能量）,与,与所产,生,生的新,的,的表面,积,积成正,比,比。而,可,可磨性,指,指数反,映,映的是,煤,煤被破,碎,碎到要,求,求的细,度,度时消,耗,耗能量,的,的多少,，,，具体,应,应用这,项,项指标,是,是在实,际,际磨煤,机,机磨煤,产,产量所,受,受到的,影,影响。,（,2,）如图,表,表明，,可,可磨性,指,指数与,磨,磨损指,数,数关系,的,的数据,点,点很分,散,散，没,有,有显见,的,的关系,，,，进行,线,线性回,归,归计算,，,，得出,煤,煤的可,磨,磨指数,与,与磨损,指,指数两,者,者的相,关,关指数,仅,仅,0.32,，说明,两,两者不,构,构成显,著,著的函,数,数关系,。,。,煤的磨,损,损指数,与,与煤中,主,主要矿,物,物成分,含,含量关,系,系,4.3,磨损指,数,数与灰,分,分的关,系,系,灰分是,煤,煤中的,有,有害成,分,分，灰,分,分增加,，,，无论,对,对磨制,还,还是燃,烧,烧都增,加,加危害,性,性。一,般,般认为,含,含灰量,高,高的煤,种,种，在,磨,磨制破,碎,碎时对,金,金属磨,损,损严重,。,。如下,图,图所示,，,，为判,断,断煤的,磨,磨损特,性,性与灰,分,分的关,系,系，灰,分,分与磨,损,损指数,的,的数据,点,点很分,散,散，没,有,有明显,的,的关系,。,。灰分,与,与磨损,指,指数的,相,相关指,数,数为,0.5,，表明,二,二者线,性,性关系,不,不显著,。,。,对磨损,指,指数与,灰,灰分关,系,系判断,分,分析，,目,目的是,想,想利用,灰,灰分这,项,项常规,指,指标来,预,预测煤,的,的磨损,性,性大小,是,是否能,提,提供一,定,定参考,作,作用。,而,而灰分,这,这一指,标,标本身,是,是有局,限,限的，,磨损指,数,数与灰,分,分的关,系,系,4.4,煤的磨,损,损指数,与,与煤中,主,主要矿,物,物成分,含,含量关,系,系的分,析,析,（,1,） 对,煤,煤中矿,物,物成分,的,的硬度,分,分析可,知,知，粘,土,土类矿,物,物高岭,石,石和碳,酸,酸盐类,矿,矿物方,解,解石的,硬,硬度一,般,般为,23,（莫氏,硬,硬度）,，,，相当,于,于维氏,硬,硬度,10MPa,以下，,对,对金属,磨,磨损作,用,用甚微,。,。褐铁,矿,矿虽然,分,分布较,广,广，但,硬,硬度变,化,化太大,，,，根据,它,它判断,对,对磨损,的,的影响,比,比较困,难,难。由,于,于石英,、,、黄铁,矿,矿、菱,铁,铁矿（,SiO,2,、,FeS,2,、,FeCO,3,）,在煤中,分,分布较,广,广，而,且,且硬度,较,较高，,因,因此可,以,以认为,，,，这三,种,种矿物,对,对煤的,磨,磨损性,质,质起着,较,较大的,影,影响。,（,2,）煤的,磨,磨损指,数,数和煤,中,中石英,、,、黄铁,矿,矿、菱,铁,铁矿的,含,含量有,一,一定关,系,系：,K,e=,f,（,W,） 其,中,中，,W=-SiO,2,+FeS,2,+FeCO,3,即认为,磨,磨损指,数,数,Ke,是石英,、,、黄铁,矿,矿和菱,铁,铁矿三,者,者含量,之,之和的,函,函数。,以,以磨损,指,指数,Ke,为纵坐,标,标，以,石,石英,+,黄铁矿,+,菱铁矿,的,的总和,含,含量,W,为横坐,标,标，以,表,表,4,中的数,据,据作图,，,，数据,点,点很分,散,散，没,有,有明显,的,的函数,关,关系。,相,相关系,数,数为,0.62,，表明,二,二者线,性,性关系,不,不显著。,按煤种,、,、,W,（,-SiO,2,+FeS,2,+FeCO,3,）、磨,损,损指数,K,e,、灰分,A,ad,、可磨,性,性指数,HGI,的内容,给,给出,91,种煤的相互,关,关系的数据,，,，还需要继,续,续积累。,5,煤的磨损指,数,数的判据,5.1,国内采用的,煤,煤的磨损指,数,数的判据,（,1,）冲击式磨,损,损指数,DL465-1992,煤的冲刷磨,损,损指数试验,方,方法,（西安热工,研,研究院制定,）,）,据统计，煤,种,种,SiO,2,/Al,2,O,3,2.0,时，几乎所,有,有煤种的,Ke,3.5,磨损指数,Ke,1,1.02.0,2.03.5,3.55.0,5.0,磨损程度,轻微,不强,较强,很强,极强,（,2,）旋转式磨,损,损指数（哈,尔,尔滨电站成,套,套所制定）,（,3,）冲刷式和,旋,旋转式磨损,指,指数的关系,这两种方法,的,的磨损指数,换,换算方法如,下,下：,Kexz=9.002Ke+3.685,磨损指数,Kex,25,2540,4050,50,磨损程度,轻微,不强,较强,极强,5.2,各种磨损指,数,数汇集,为了判别煤,的,的磨损特性,，,，不同国家,和,和不同企业,有,有自己的磨,损,损判别方法,，,，有可能在,工,工程中遇到,不,不同的磨损,判,判别方法，,汇,汇集了不同,磨,磨损指数判,别,别方法，以,供,供使用。,国际上通常,采,采用旋转叶,片,片式磨损指,数,数测定仪（,GB/T15458-1995,）测得研磨,磨,磨损指数,AI,。,我国常用西,安,安热工院自,行,行设计的冲,刷,刷式磨损试,验,验仪器，按,DL465-1992,进行测定的,冲,冲刷磨损指,数,数,Ke,。,（,1,）冲刷磨损,指,指数,Ke,（,DL465-1992,）,煤的磨损特,性,性和冲刷磨,损,损指数,K,e,的关系如下,：,：,K,e,1.0,轻微,K,e1.0,2.0,不强,K,e,2.0,3.5,较强,K,e,3.5,5.0,很强,K,e,5.0,7.0,一级极强,K,e,7.0,10.0,二级极强,K,e10.0,三级极强,（,2,）回转磨损,指,指数,AI,（,GB/T15458-1995,）,煤的磨损特,性,性和煤的磨,损,损指数,AI,（,mg/kg,）的关系如,下,下：,AI,80,极强,（,3,）,YGP,磨损指数,按照英国,Babcock,公司提供的,试,试验机和金,属,属试片（,V6020,，低锰碳钢,）,），测试的,结,结果两次平,均,均值（,mg/kg,），为,YGP,磨损指数。,煤的磨损特,性,性和煤的,YGP,磨损指数的,关,关系如下：,YGP,20,弱磨蚀煤,YGP,20,50,中磨蚀煤,YGP,50,70,强磨蚀煤,YGP,70,极强磨蚀煤,（,4,）旋转磨损,指,指数,K,exz,哈尔滨电站,设,设备成套研,究,究所的旋转,磨,磨损指数,K,exz,，其判别界,限,限如下：,K,exz,25,不强,K,exz,25,40,较强,K,exz,40,50,很强,K,exz,50,极强,冲刷磨损指,数,数,K,e,与旋转磨损,指,指数,K,exz,的换算见下,式,式：,K,exz,=9.002,K,e,+3.685,回转叶片式,磨,磨损指数测,定,定仪（,GB/T15458-1995,）测得研磨,磨,磨损指数,AI,，与我国常,用,用按,DL465-1992,测定的冲刷,磨,磨损指数,K,e,，以及旋转,磨,磨损指数,K,exz,之间，未见,到,到换算关系,。,。,（,5,）俄罗斯对,煤,煤磨损特性,的,的判别,1,）以煤中的,S,ar,和,A,ar,含量分级的,磨,磨损指数，,其,其判别界限,如,如下：,S,ar,0.5%,，,A,ar,20%,磨损性低,S,ar,= 0.5%,0.8%,，,A,ar,= 20%,25%,，磨损性中等,S,ar,0.8%,，,A,ar,25%,磨损性强,2,）以煤的磨,损,损特性分级,的,的磨损指数,，,，其判别界,限,限如下：,1,磨损性低,1,2.3,磨损性中等,2.3,磨,损,损,性,性,强,强,（,6,）,德,德,国,国,Babcock,公,司,司,的,的,磨,磨,损,损,指,指,数,数,K,BHB,煤,的,的,磨,磨,损,损,特,特,性,性,和,和,煤,煤,的,的,磨,磨,损,损,指,指,数,数,的,的,关,关,系,系,如,如,下,下,：,：,K,BHB,160,弱,磨,磨,蚀,蚀,煤,煤,K,BHB,161,340,中,磨,磨,蚀,蚀,煤,煤,K,BHB,341,480,强,磨,磨,蚀,蚀,煤,煤,K,BHB,481,极,强,强,磨,磨,蚀,蚀,煤,煤,德,国,国,Babcock,公,司,司,的,的,磨,磨,损,损,指,指,数,数,与,与,Y,G,P,磨,损,损,指,指,数,数,的,的,换,换,算,算,关,关,系,系,：,：,K,BHB,=6.6912,(,Y,G,P,),5.3,未,取,取,得,得,煤,煤,的,的,磨,磨,损,损,指,指,数,数,时,时,对,对,煤,煤,的,的,磨,磨,损,损,特,特,性,性,判,判,别,别,方,方,法,法,在,未,未,取,取,得,得,煤,煤,的,的,磨,磨,损,损,指,指,数,数,的,的,情,情,况,况,下,下,，,，,煤,煤,的,的,磨,磨,损,损,性,性,也,也,可,可,按,按,灰,灰,的,的,成,成,分,分,粗,粗,略,略,判,判,别,别,（,1,）,按,按,煤,煤,中,中,含,含,灰,灰,量,量,和,和,灰,灰,成,成,分,分,判,判,别,别,方,方,法,法,1,）,如,如,果,果,煤,煤,中,中,含,含,灰,灰,量,量,20%,，,灰,灰,中,中,SiO,2,40%,难,以,以,判,判,别,别,。,。,2,）,如,如,果,果,SiO,2,/Al,2,O,3,2.0,时,难,难,以,以,判,判,别,别,（,（,DL/T466-2003,）,。,。,（,2,）,西,西,安,安,热,热,工,工,研,研,究,究,院,院,对,对,近,近,百,百,种,种,煤,煤,进,进,行,行,了,了,工,工,业,业,分,分,析,析,、,、,煤,煤,灰,灰,成,成,分,分,分,分,析,析,。,。,矿,矿,物,物,质,质,含,含,量,量,分,分,析,析,。,。,可,可,磨,磨,性,性,指,指,数,数,和,和,磨,磨,损,损,指,指,数,数,的,的,测,测,定,定,。,。,数,数,据,据,分,分,析,析,表,表,明,明,，,，,如,如,果,果,以,以,Ke,=3.5,为,界,界,限,限,，,，,发,发,现,现,有,有,以,以,下,下,规,规,律,律,：,：,1,）,凡,凡,空,空,气,气,干,干,燥,燥,基,基,灰,灰,分,分,A,ad,30%,者,，,，,有,有,92%,的,煤,煤,种,种,其,其,Ke,3.5,；,2,）,凡,凡,SiO,2,/Al,2,O,3,2.0,者,，,，,Ke,2,；,3,）,凡,凡,矿,矿,物,物,质,质,含,含,量,量,（,（,SiO,2,+FeS,2,+FeCO,3,）,9%,者,，,，,有,有,93%,的,煤,煤,种,种,其,其,Ke,3.5,；,4,）,凡,凡,A,ad,Fe,2,O,3,1.5%,者，有,95%,的煤种,其,其,Ke,3.5,。,其中规,律,律,2,）与国,外,外的研,究,究结果,基,基本一,致,致。,（,3,）俄罗,斯,斯对煤,磨,磨损特,性,性的判,别,别,9,以煤中,的,的,S,ar,和,A,ar,含量分,级,级的磨,损,损指数,，,，其判,别,别界限,如,如下：,S,ar,0.5%,，,A,ar,20%,磨损性,低,低,S,ar,= 0.5%,0.8%,，,A,ar,= 20%,25%,，磨损性,中,中等,S,ar,0.8%,，,A,ar,25%,磨损性,强,强,谢谢,
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