CFB鍋爐原煤破碎能耗特性研究.pdf

1、CFB鍋爐以其燃燒效率高、污染物排放低等優(yōu)勢已在我國燃煤火電機組中獲得了一席之地，然而其廠用電率偏高成為亟待解決的一個難題。“高能耗、低效率”是CFB鍋爐煤制備系統(tǒng)中破碎機存在的一個普遍現(xiàn)象，且破碎結(jié)果直接影響到燃煤的粒度分布特性進而關(guān)系到CFB鍋爐的正常運行。破碎機的破碎能耗和能量利用率受原煤種類、原煤平均粒徑、原煤粒度分布特性和破碎產(chǎn)物粒徑等眾多因素的影響，這些因素還直接關(guān)系到產(chǎn)物的粒度分布特性。目前，國內(nèi)外針對脆性材料破碎特性的研

2、究已經(jīng)形成了一套比較完整的破碎理論，然而截至目前，針對電廠CFB鍋爐用煤的破碎特性卻少有報道。因此，深入了解原煤的破碎機理有助于我們合理選擇破碎機類型、調(diào)節(jié)破碎機工作參數(shù)，從而降低CFB鍋爐的廠用電率，同時也是對破碎理論的一個補充，有助于該學(xué)科的發(fā)展。
　　本文在落錘沖擊試驗臺和電子萬能試驗機上對兩種典型CFB鍋爐用煤的破碎特性進行了單顆粒沖擊破碎實驗和擠壓破碎實驗研究，分析了煤巖初始粒徑、幾何形狀等參數(shù)對破碎能耗和產(chǎn)物粒度分布特

3、性的影響，并得到相關(guān)擬合公式。進一步，在錘式破碎機和對輥式破碎機上對原煤進行了破碎實驗，分析了原煤平均粒徑、粒度分布特性和產(chǎn)物粒徑對破碎能耗的影響規(guī)律，得到了描述產(chǎn)物粒度分布的分形公式。煤巖的單顆粒破碎實驗和破碎機破碎實驗相互佐證，形成一個有機整體，揭示了煤巖破碎的內(nèi)在規(guī)律。
　　單顆粒沖擊破碎實驗結(jié)果表明，煤巖易碎性隨初始粒徑的增大呈先增加后減小的變化趨勢，即在破碎程度相同的情況下，存在一個最佳初始粒徑，此時的破碎能耗最小;破碎

4、能耗隨破碎程度的加深呈指數(shù)規(guī)律變化，滿足Napier能耗公式;單顆粒沖擊破碎產(chǎn)物滿足tn曲線族分布規(guī)律，破碎能耗的增大造成產(chǎn)物中粗顆粒的含量大幅提升，而細顆粒的含量提升不大。
　　單顆粒擠壓破碎實驗結(jié)果表明，峰值壓力和破碎能耗的大小取決于煤巖的形狀參數(shù)A/h，這是因為煤巖的幾何形狀直接關(guān)系到擠壓破碎時的臨界應(yīng)力強度因子，峰值壓力與A/h呈線性關(guān)系變化，破碎能耗與A/h呈指數(shù)關(guān)系變化。
　　錘式破碎機破碎實驗結(jié)果表明，在篩板孔

5、徑和煤種相同的情況下，存在一個最佳原煤平均粒徑，此時的破碎能耗最小;分形能耗公式能夠較好地描述破碎能耗和產(chǎn)物粒徑的關(guān)系;破碎產(chǎn)物的粒度分布滿足分形分布，粒度分布分形維數(shù)取決于篩板孔徑和煤巖種類。
　　對輥式破碎機的實驗結(jié)果表明，在兩輥間隙相同的情況下，破碎能耗隨原煤平均粒徑的增大線性增加;原煤粒度分布特性對對輥式破碎機的破碎能耗有較大影響，當(dāng)原煤平均粒徑相同時，寬篩分物料的破碎能耗小于窄篩分物料的破碎能耗，這與顆粒在破碎機內(nèi)的受力

6、方式有關(guān);破碎能耗和產(chǎn)物粒徑的關(guān)系同樣可以采用分形能耗公式進行描述;破碎產(chǎn)品的粒度分布滿足分形分布，粒度分布分形維數(shù)取決于兩輥間隙和煤巖種類。
　　對輥式破碎機對原煤施加的是連續(xù)緩慢擠壓載荷，這種加載方式有利于能量的充分吸收和利用;而錘式破碎機對原煤施加的是高速沖擊載荷，這種加載方式有利于煤巖充分破碎但能量耗散較大。實驗結(jié)果也表明，在原煤粒徑較小的情況下，對輥式破碎機的破碎能耗顯著低于錘式破碎機，其能量利用率也大大高于錘式破碎機。