Vì thế trong hệ thống nghiền phải tránh làm những ống dẫn nằm ngang hoặc ít nghiêng vì ở đó tốc độ dòng hỗn hợp không khí bột than quá bé.. c- Độ ẩm của bột than: Bột than trong hệ thống
Trang 14.6 Chuẩn bị nhiên liệu để đốt trong lò hơi
4.6.1 chuẩn bị nhiên liệu khí
Các khí thiên nhiên và khí nhân tạo được đốt trong buồng lửa lò hơi Các khí
đốt có tính độc và dễ cháy nên khi kết cấu và vận hành các thiết bị sử dụng khí cần phải có biện pháp bảo vệ an toàn
Các công việc phải làm khi chuẩn bị nhiên liệu khí để đốt là dẫn khí đến buồng đốt và tiết lưu khí đến áp suất làm việc
Khí từ ống dẫn khí chính có áp suất bằng 0,7 ữ 1,3MPa Để giảm áp suất khí
đến mức cần thiết ở vòi phun khí (0,13ữ0,2MPa) phải tiến hành tiết lưu trong phòng riêng để đảm bảo an toàn về nổ cháy và do ồn khi tiết lưu Trong phòng tiết lưu khí thường đặt 3 đường ống dẫn khí và đặt các bộ điều chỉnh áp suất, trong 3 đường ống trên có một đường ống dự phòng Ngoài ra người ta đặt đường ống dẫn khí đi tắt không qua bộ điều chỉnh Bộ lọc khí được đặt trước xupap để làm sạch các tạp chất cơ khí có lẫn trong khí Các xupap điều chỉnh sẽ giữ áp suất cần thiết của khí ở phía sau xupap Để không xảy ra sự cố khi tăng áp suất phải đặt van an toàn trên đường ống dẫn khí Thiết bị đo lưu lượng (lưu lượng kế) sẽ ghi lưu lượng khí đi qua phòng tiết lưu Trên đường ống dẫn khí đến từng lò hơi phải đặt bộ điều chỉnh tự động và xupap cắt nhanh Bộ điều chỉnh sẽ đảm bảo công suất nhiệt cần thiết của lò hơi ở bất kỳ thời
điểm nào Xupap cắt nhanh sẽ cắt việc cung cấp khí vào buồng lửa lò hơi trong trường hợp sự cố (giảm áp suất không khí ở vòi phun, ngừng động cơ điện kéo quạt khói hay gió, .)
4.6.2 Chuẩn bị nhiên liệu lỏng
Nhiên liệu lỏng được dùng để đốt trong lò hơi thường là dầu FO (Fuel Oil) hay còn gọi là mazut
Các công việc phải làm khi chuẩn bị nhiên liệu lỏng để đốt bao gồm: sấy nóng, tách khử các tạp chất cơ khí, phun thành sương
Trên hình 4.39 là sơ đồ hệ thống chuẩn bị FO để đốt trong lò hơi
Tại bể chứa, FO được sấy nóng bằng hơi nước để đạt nhiệt độ 60 – 800C nhằm giảm độ nhớt của dầu, tại bể chứa còn có việc tách nước ra khỏi dầu, nước sẽ lắng xuống phần dưới của bể (đáy bể) và được bơm hút thải ra ngoài Dầu nhiên liệu (FO) từ bể sẽ theo đường ống dẫn và các bộ lọc dầu thô để đến bơm dầu Khi ra khỏi bơm vào đường ống đẩy có áp lực, dầu được sấy trong bộ sấy dầu và được lọc lần thứ hai (lọc tinh) Tiếp đó dầu được bơm cao áp bơm đi với áp suất đến 3,5ữ4,5 MPa và
sẽ được phun thành sương trong các vòi phun kiểu cơ khí đặt trên tường buồng lửa lò hơi
Để ngăn ngừa không cho dầu đông đặc lại trong ống phải cách nhiệt ống dẫn dầu thật tốt, có thể phải đặt ống dẫn hơi nước đi kèm ống dẫn dầu và bọc cách nhiệt chung cả hai ống dẫn này Ngoài ra để dầu lưu động liên tục không dừng lại tránh
đông đặc dầu trong ống phải đặt đường dầu hồi lưu (tái tuần hoàn) về lại bể chứa
Trang 2Việc sấy dầu nhằm làm giảm độ nhớt của nó do đó dễ dàng lưu động, lọc sạch
và phun thành sương Có một số FO có độ nhớt rất cao và đông đặc ở nhiệt độ khá cao (20ữ400C) Thông thường FO được sấy đến 70ữ 900C tùy loại dầu Đối với các loại
FO có nhiều parafin phải sấy đến nhiệt độ cao hơn (đôi khi sấy đến 105ữ1300C) FO
được sấy trong các thiết bị trao đổi nhiệt bề mặt kiểu ống xoắn bằng hơi nước áp suất thấp (0,6ữ1,2MPa)
Khi dùng hơi nước để phun FO thành sương thì bể chứa dầu đặt cao hơn vị trí vòi phun dầu một khoảng bằng 3ữ7m
4.6.5 Tính chất và các đường đặc tính của bột than
4.6.5.1 Tính chất của bột than
Bột than là bột khô, bao gồm các hạt có hình dạng không đều đặn và có kích thước khác nhau từ 0 đến 300ữ500 mà Bột than có các tính chất sau:
a- Tính lưu động: Bột than khô dễ lưu động Bột than có khả năng chảy ra qua những khe hở nhỏ Bột mới sản xuất khi hỗn hợp với không khí dễ vận chuyển trong các ống dẫn Khối lượng riêng của bột mới bằng 0,45ữ0,5 t/m3, khi để lâu trong phễu chứa (bunke) khối lượng riêng của nó tăng lên đến 0,8ữ0,9 t/m3
b- Tính nổ: Bột than nhiều chất bốc ở một nồng độ nhất định trong hỗn hợp với không khí có thể nổ gây nguy hiểm Khi nồng độ ôxy trong hỗn hợp với bột than nhỏ hơn 15% hay khi hàm lượng chất bốc nhỏ hơn 10% thì hỗn hợp không khí và bột than không có khả năng nổ Bằng cách bổ sung các khí trơ (khói buồng lửa) vào hỗn hợp không khí bột than có thể giảm được nồng độ ôxy trong hỗn hợp ấy Nồng độ bột than trong không khí nguy hiểm nhất là 0,3ữ0,6 kg bột than trong 1m3 không khí
Trong hệ thống nghiền than bột than có thể tách ra khỏi dòng và đọng lại ở những điểm chết Sau một thời gian bột than giàu chất bốc sẽ tự cháy âm ỉ Vì thế trong hệ thống nghiền phải tránh làm những ống dẫn nằm ngang hoặc ít nghiêng vì ở
đó tốc độ dòng hỗn hợp không khí bột than quá bé
c- Độ ẩm của bột than: Bột than trong hệ thống nghiền phải được sấy đến một
độ ẩm nhất định Bột không đủ khô sẽ khó lưu động và khó cấp cho các vòi phun Bột
có độ ẩm cao sẽ khó bốc cháy do đó làm giảm hiệu quả của quá trình cháy Bột quá khô trừ antraxít và nửa antraxít có khả năng tự bốc cháy
Thông thường độ ẩm của bột than Wb được chọn tùy thuộc loại than theo những giới thiệu sau đây: than gầy, antraxit và nửa antraxit Wb ≤ Wpt (độ ẩm phân tích), than đá 0,5 Wpt ≤ Wb ≤ Wpt ; đối với than nâu và đá dầu phải đảm bảo Wpt ≤
Wb ≤ Wpt + 0,8; đối với than bùn cắt nhỏ: Wb ≥ 25%
Việc sấy nhiên liệu thường tiến hành đồng thời với quá trình nghiền, do đó môi chất sấy được cấp vào máy nghiền; môi chất sấy có thể là không khí nóng hay hỗn hợp không khí nóng với khói buồng lửa Môi chất sấy đồng thời cũng dùng để vận chuyển bột Việc sấy trong quá trình nghiền xảy ra rất mạnh do các bề mặt tự do mới của các hạt than được sinh ra Quá trình sấy cũng có tác dụng hoàn thiện quá trình nghiền
Trang 3d- Bột than ra khỏi hệ thống nghiền phải có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ đọng sương của hơi nước, nếu không ẩm sẽ bị ngưng lại trên vách ống dẫn bột và làm bột dính lại
Tuy nhiên nhiệt độ bột than sau thiết bị nghiền, đối với những than có khả năng nổ, phải thấp hơn nhiệt độ nguy hiểm nổ Nhiệt độ nguy hiểm nổ phụ thuộc vào kiểu hệ thống nghiền và vào thành phần môi chất sấy Đối với thiết bị có phễu bột than trung gian và sấy bằng không khí nóng thì nhiệt độ giới hạn của hỗn hợp sau máy nghiền bằng 1300C đối với than gầy, còn đối với than antraxit và nửa antraxit không hạn chế nhiệt độ của hỗn hợp
4.6.6.1 Máy nghiền bi
* Những ưu điểm của máy nghiền bi;
1 Là loại máy nghiền vạn năng, có thể nghiền tất cả các loại than Việc nghiền bằng bi không bị hạn chế về hệ số khả năng nghiền của nhiên liệu, độ ẩm ban
đầu và độ mịn của bột Không có thiết bị nào có ưu việt như vậy
2 Có thể làm việc liên tục, việc bổ sung bi bị mòn có thể tiến hành cả trong lúc máy đang chạy qua cửa ở phía ống dẫn nhiên liệu vào Máy nghiền phải dừng
để thay thế bi bị mòn sau 2000 ữ 3000 giờ làm việc
3 Có thể đạt được năng suất đơn vị cao Đối với than antraxit đã chế tạo được máy nghiền bi với năng suất 70 t/h và lớn hơn
4 Đảm bảo nghiền than rất mịn Nhiên liệu càng kém phản ứng càng cần phải nghiền mịn Đối với than antraxit (Kng = 0,95) máy nghiền bi có thể đảm bảo sản lượng ổn định
5 Có độ tin cậy cao trong vận hành
6 Số vòng quay nhỏ nên dễ khởi động, n = 16 ữ 25 vg/ph
* Một số nhược điểm của máy nghiền bi:
7 Tiêu thụ nhiều điện năng để nghiền, suất tiêu hao điện năng > 20 kWh/t;
8 Kim loại của các bộ phận trong máy nghiền bị mài mòn: 200ữ700 g/t than
được nghiền;
9 Giá thành cao: có kích thước lớn, tiêu thụ nhiều kim loại, có bộ truyền động
đắt tiền
Phạm vi sử dụng: để nghiền than có trở lực lớn như antraxit và nửa antraxit, than có chất bốc nhỏ, khi cần đảm bảo năng suất lớn mà những máy nghiền loại khác không đảm bảo được
* Cấu tạo và nguyên lý làm việc:
Thùng nghiền là một hình trụ đường kính 2ữ4 m và dài 3ữ10 m, bên trong chứa
bi có đường kính từ 30ữ60 mm Thành trong có lót một lớp lót lượn sóng Tốc độ quay n = 16ữ25 vg/ph Khi thùng quay thì các viên bi được nâng lên đến một độ cao nhất định và khi rơi xuống có động năng lớn va đập vào các hạt than và nghiền nát chúng, đồng thời nhiên liệu được nghiền cả do mài mòn giữa các viên bi khi dịch chuyển
Trang 4Vỏ thùng nghiền gồm các lớp (kể từ trong ra): Lớp lót bên trong để nâng bi lên
và chống mòn bằng thép mangan; lớp amiang cách nhiệt dày 10ữ20 mm; thành thùng bằng thép dày 20ữ25 mm; lớp nỉ cách âm dày 30ữ40 mm; lớp tôn bọc ngoài dày 2mm
Tốc độ môi chất sấy và thông gió trong thùng bằng 1ữ3 m/s và tương ứng trở lực của máy nghiền bằng 100ữ250 mm H2O
Thường máy nghiền được chất bi đến 20 – 35% thể tích của thùng Độ chứa
bi được tính theo công thức:
t b
b V
G ρ
=
trong đó:
b
G là khối lượng bi, kg;
b
ρ là khối lượng riêng chất đống của bi, ρb= 4,9 t/m3;
t
V là thể tích thùng nghiền, m3
4.6.6.2 Máy nghiền trung tốc
Máy nghiền trung tốc có tốc độ quay của rôto bằng 40ữ300 vg/ph Có hai loại máy nghiền trung tốc được dùng nhiều trong công nghiệp là máy nghiền trung tốc kiểu quả cầu nghiền và kiểu trục cán Nguyên lý nghiền than ở đây là nén vỡ và mài sát của quả cầu hay trục cán (hình vẽ 4.42)
Việc nghiền than xảy ra giữa quả cầu và hai vành nghiền trên và dưới, trong đó vành trên cố định vành dưới chuyển động quay sung quanh trục đứng Đường kính của quả cầu nghiền bằng 200ữ400 mm Quả cầu nghiền nằm trong máng của vành dưới Khi vành dưới quay, quả cầu nghiền được giữ lại trong vành dưới nhờ lực đè do khối lượng của vành trên và do lực nén của các lò xo áp lực do quả cầu nghiền tác dụng lên nhiên liệu vào khoảng 200ữ700 N và cần được giữ không đổi bằng cách điều chỉnh sức căng của lò xo Nhiên liệu được cấp vào phần trong của vành dưới Dưới tác dụng của lực ly tâm, nhiên liệu được di chuyển đến vành nghiền và được nghiền nát Không khí nóng có nhiệt độ đến 3500C được thổi vào với tốc độ 30ữ50 m/s sẽ mang bột than lên bộ phân ly thô đặt phía trên ở bộ phân ly thô những hạt than lớn sẽ được tách ra và qua cửa sổ để trở lại máy nghiền, còn bột mịn sẽ được dòng không khí dẫn tới vòi phun lắp trên tường buồng lửa
Việc điều chỉnh độ mịn của bột than được thực hiện chủ yếu bằng cách thay
đổi góc nghiêng của các cánh hướng ở bộ phân ly thô
Các máy nghiền trung tốc dùng quả cầu nghiền được dùng phổ biến ở Mỹ, Anh, Cộng hòa Liên bang Đức, Séc
4.6.6.3 Máy nghiền chạy nhanh
Trang 5Máy nghiền búa và máy nghiền kiểu quạt Máy nghiền loại này có số vòng quay của rôto bằng 600ữ1500 vg/ph
4.6.7 Chọn kiểu, số l−ợng và năng suất đơn vị của máy nghiền
4.6.7 Sơ đồ hệ thống nghiền than
Sơ đồ hệ thống nghiền than có 2 kiểu: sơ đồ tập trung và sơ đồ phân tán (thổi trực tiếp và có phễu bột trung gian)
4.6.7.1 Sơ đồ tập trung
Hình 4.43 Sơ đồ hệ thống nghiền than tập trung
1-Phễu than nguyên; 2- Thiết bị sấy; 3- Máy nghiền
;4- Phễu bột; 5- Bơm bột; 6- Phễu bột của lò hơi;
7- Buồng lửa; 8- Quạt gió của lò hơi
Ưu điểm: thiết bị nghiền làm việc độc lập với sự làm việc của lò hơi Máy
nghiền có thể làm việc chu kỳ nh−ng đầy tải, nh− vậy giảm đ−ợc suất tiêu hao điện năng để chuẩn bị bột
Nh−ợc điểm: Phức tạp, giá thành ban đầu cao, chi phí vận hành lớn Tuy nhiên
dùng sơ đồ này cho các khối năng l−ợng lớn từ 300 MW trở lên thì có lợi
4.6.7.2 Sơ đồ phân tán ( có thể là kín hay hở)
Trang 6a- Sơ đồ thổi trực tiếp:
ở sơ đồ này toàn bộ bột than do máy nghiền sản xuất sẽ được thổi thẳng vào buồng lửa; dùng máy nghiền tốc độ nhanh hay máy nghiền trung tốc
Trong sơ đồ thổi trực tiếp năng suất của máy nghiền được xác định bởi công suất của lò hơi Muốn điều chỉnh công suất của lò hơi thì điều chỉnh lượng than và môi chất sấy cấp vào máy nghiền
b) Sơ đồ hệ thống nghiền than có phễu bột trung gian, kiểu kín: dùng cho máy nghiền
bi chạy chậm (hình vẽ 4.45)
* Ưu điểm:
- Giảm được độ mòn của rôto quạt nghiền;
- Tăng độ mềm dẻo của việc điều chỉnh năng suất máy cấp bột vào buồng lửa;
- Máy nghiền làm việc độc lập với lò hơi, do đó có thể làm việc đầy tải, kết quả là suất tiêu hao điện năng sẽ giảm xuống;
- Tăng mức độ tin cậy trong việc cung cấp bột cho lò hơi nhờ có phễu bột than trung gian và có thể liên hệ giữa các hệ thống lò hơi bằng vít tải bột than;
- Máy nghiền được đặt với dự trữ về năng suất nhỏ hơn
ở hệ thống này khi đặt 2 máy nghiền cho 1 lò hơi thì năng suất chung của chúng chỉ cần lấy bằng 110% lượng tiêu hao nhiên liệu của lò hơi Sơ đồ này rất thích hợp cho lò hơi có phụ tải thay đổi
* Nhược điểm:
- Tốn nhiều công nhân vận hành do tòa nhà có kích thước lớn và có thêm những thiết
bị phụ như xyclon, bunke bột, máy cấp bột, vít tải bột, ; phục vụ phức tạp;
- Tăng lượng điện năng tiêu thụ để vận chuyển do lọt không khí lạnh vào hệ thống có chân không cao;
- Giảm hiệu suất của lò hơi do lọt không khí lạnh vào hệ thống nghiền
4.6.8 Các trang bị của hệ thống nghiền than
4.6.8.1 Máy cấp than nguyên
Năng suất của máy cấp than nguyên được chọn với hệ số dự trữ bằng 1,2 lần năng suất tính toán của máy nghiền
của lớp than trên băng tải hoặc bằng cách thay đổi số vòng quay của động cơ
điện
Nhược điểm của máy cấp than kiểu băng tải là không kín, không khí có thể lọt vào nhiều hơn so với máy cấp kiểu đĩa tròn (bàn quay)
Trang 7t/h , 3600 v h b
trong đó: b là chiều rộng lớp nhiên liệu, m;
h là chiều cao lớp nhiên liệu, m;
l n
ρ là mật độ chất đống của nhiên liệu, t/m3;
v là tốc độ chuyển động của băng tải, thường v = 0,2ữ0,5 m/s;
ψ là mức độ đổ đầy (chất đầy) thể tích của vỏ, ψ=0,7ữ0,8
Năng suất của máy cấp than này có thể tới 15 t/h và lớn hơn
4.6.8.2 Bộ phận phân ly than thô kiểu ly tâm
Như vậy K phụ thuộc vào:
- Độ mịn của bột đi ra khỏi máy nghiền Rb;
- Độ mịn yêu cầu của bột ra khỏi bộ phân ly thô, Ra;
- Hiệu quả làm việc của bộ phân ly thô, tức là vào (%)η của nó đặc trưng bởi
Rc
Đối với than antraxit khi dùng máy nghiền bi thì K = 3; đối với than nửa antraxit và than gầy K = 2,2
4.6.8.3 Bộ phân ly bột than mịn (xyclon)
Yêu cầu cơ bản đối với xyclon là phải tách ra khỏi dòng hỗn hợp nhiều bột nhất với trở lực tương đối nhỏ Xyclon có hiệu suất cao (làm việc tốt) sẽ tăng được tuổi thọ của quạt nghiền Sự lắng bột trong xyclon xảy ra do lực ly tâm của dòng hỗn hợp không khí bột than được cấp vào tiếp tuyến ở phần trên của xyclon
Hiệu suất của xyclon:
B
B ' xyc
"
xyc xyc =
Trong đó: B xyc'' là lượng bột lắng trong xyclon, t/h;
B xyc' là lượng bột cấp vào xyclon, t/h
Yếu tố ảnh hưởng đến ηxyclà: đường kính xyclon, nồng độ và tốc độ của dòng đi vào xyclon, Tốc độ của dòng vào bằng 18ữ22 m/s thì ηxyctăng lên nhanh, nhưng không lớn hơn 25 m/s vì có thể bay cả bột theo không khí ra ngoài Miệng ống dẫn bột vào xyclon càng nhỏ (khi đã cho Dxyc) thì đường đi để bột chạm thành xyclon càng ngắn và
cyc
η càng cao
4.6.8.4 Máy cấp bột than:
Có hai kiểu máy cấp bột than là kiểu đĩa có cánh và kiểu vít vô tận
Đối với than antraxit, than nửa antraxit và một số than đá thường dùng máy cấp bột kiểu đĩa có cánh, nó có khả năng cấp bột đồng đều hơn máy cấp kiểu vít
Trang 8đến 3,4 kW, dùng dòng điện một chiều thay đổi được số vòng quay từ 1350 đến 1450 vg/ph
Năng suất máy cấp bột than kiểu đĩa có cánh xác định như sau:
t/h , n V C 60
4.6.8.5 Khóa khí:
Khóa khí được đặt trên đường than thô trở về thùng nghiền và đáy bộ phân ly bột than mịn
Đặt khóa khí để ngăn ngừa không khí lọt vào hệ thống nghiền
4.6.8.6 Phễu than và phễu bột than
* Phễu than nguyên đặt trên thùng nghiền, làm bằng bê tông cốt thép, mặt trong nhẵn và có độ dốc nhất định để đảm bảo tháo cạn nhiên liệu chứa trong nó
Trên phễu đặt ghi (lưới sắt) có lỗ 80 x 300 mm để tránh lọt những cục than to xuống phễu Góc nghiêng của vách ≥ 650 để than chảy xuỗng dễ dàng Cửa than ra phải đủ lớn (1200 x 1200 mm) Thể tích (dung tích) của phễu than nguyên khi dùng antraxit và than đá được tính cho 8h làm việc đầy tải của lò hơi
4.6.8.7 Quạt nghiền: thường dùng quạt ly tâm
Năng suất quạt nghiền tính theo điều kiện nghiền có thể xác định theo công thức thực nghiệm sau:
b ng 3
ng t
qn V 1000 K 36 K
trong đó:
Vt là thể tích thùng nghiền, m3;
b
ϕ là độ chứa bi trong thùng nghiền
4.6.9 Tính nhiệt của hệ thống nghiền than:
Mục đích tính nhiệt của hệ thống nghiền than là xác định lượng môi chất sấy cần thiết và nhiệt độ của nó đồng thời là cơ sở để chọn các thiết bị của hệ thống nghiền than
Tính nhiệt cho hệ thống nghiền than được tiến hành cho 1kg than tươi (nguyên) tính từ máng dẫn than tươi vào máy nghiền đến trước quạt nghiền
