СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПЫЛЕУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА Советский патент 1994 года по МПК B02C17/00 B02C21/00 

Изобретение относится к области подготовки пылеугольного топлива на тепловых электростанциях.

Известен способ подготовки пылеугольного топлива, включающий размол и сушку его в шаровой барабанной мельнице, вентиляцию мельницы и всей системы пылеприготовления при заданных частоте вращения барабана, скорости воздуха в нем и степени его загрузки шарами. Данный способ не обеспечивает высокие показатели процесса из-за неоптимальных технологических и конструктивных параметров осуществления способа.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ подготовки пылеугольного топлива, включающий помол и сушку топлива в вентилируемой вращающейся шаровой барабанной мельнице с загрузочной и разгрузочной горловинами [2]. Этот способ является более эффективным.

Недостаток известного способа подготовки пылеугольного топлива на тепловых электростанциях заключается в ограничении возможностей повышения единичной производительности и экономичности действия шаровых барабанных мельниц, а также снижения габаритов и металлоемкости системы пылеприготовления в целом из-за того, что помол осуществляют в мельницах, имеющих большую длину барабана L_б и относительно малый диаметр D_б.

Цель изобретения - повышение производительности и уменьшение энерго- и металлоемкости процесса.

Для достижения этой цели в известном способе подготовки пылеугольного топлива, включающего помол и сушку топлива в вентилируемой вращающейся шаровой барабанной мельнице с загрузочной и разгрузочной горловинами, длину барабана мельницы и диаметр горловин выбирают соответственно равными 0,6-0,9 и 0,2-0,3 диаметра барабана, степень заполнения барабана мелющими телами поддерживают равной 0,28-0,32 его объема, частоту вращения барабана поддерживают в пределах 0,8-1,0 от критической, а условную скорость воздуха на выходе из цилиндрической части барабана устанавливают по зависимости:
v= 20 γ^0,5, м/с, где L_б - внутренняя длина барабана, м;
D_б - внутренний диаметр барабана по футеровке, м;
n_б - частота вращения барабана, об/мин;
γ - "кажущаяся плотность", т/м³.

Сущность способа заключается в следующем.

Поскольку при оптимальных режимах вентиляции процесс помола полностью автомоделен, то удельный расход электроэнергии на измельчение остается постоянным независимо от величины соотношения L_б/D_б. Но так как производительность мельницы зависит от диаметра барабана в большей степени, чем от длины, то уменьшение L_б/D_б повышает удельную производительность мельниц на единицу их объема. При этом удельные габариты мельницы и их металлоемкость снижаются. Одновременно, как следует из приведенной взаимосвязи между вентиляцией и габаритами, с уменьшением L_б/D_б потребный уровень вентиляции падает. Следовательно, удельный расход вентилирующего агента на каждую тонну производительности мельницы с уменьшением L_б/D_б также уменьшается. Увеличение числа оборотов позволяет усилить этот результат. Следует учитывать, что в заданном по числу оборотов диапазоне = 0,8 - 1,0 верхний предел ограничивается во избежание перехода каскадного режима работы шаров в водопадный, нижний предел устанавливается по условиям экономичности действия ШБМ, т.к. зависимость производительности от числа оборотов почти прямая, а вентиляции - обратная. (где n_кр - критическая частота вращения барабана).

Таким образом, для повышения удельной производительности мельницы и снижения энергозатрат на вентиляцию целесообразно производить помол в заданных пределах, наращивая диаметр барабана и число оборотов, а не длину.

Для иллюстрации вышеизложенного с учетом выведенных зависимостей рассчитаны массы мельниц и систем пылеприготовления в целом для условий различной производительности: В=50, 100, 200, 300 т/ч c отношениями длины барабана к диаметру, равными 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,2; 1,4; 1,6; 1 .8; 2,0; 2,2; 2,5.

Результаты расчетов изображены на графиках фиг. 1 и 2, характеризующих массу мельницы в зависимости от отношения L_б/D_б и массу системы пылеприготовления в зависимости от L_б/D_б. На графиках видно, что наименьшие массы мельниц и системы пылеприготовления в целом при любой производительности находится в диапазоне величин L_б/D_б=0,6-0,9.

Верхний предел этой величины дополнительно ограничивается уровнем приведенных затрат, что иллюстрируется графиком на фиг. 3. а по нижнему пределу сушильными возможностями системы пылепри- готовления с короткими мельницами.

На фиг. 3 изображены приведенные годовые затраты на оборудование, монтаж и электроэнергию для системы пылеприготовления в зависимости от L_б/D_б шаровых мельниц.

Известная технология подготовки пылеугольного топлива основана на такой оценке роли шаровой загрузки барабана мельницы в процессе помола, согласно которой при увеличении степени заполнения барабана шарами потребляемая мощность обгоняет рост производительности мельницы.

Однако экспериментально доказано, что наиболее экономичны (рациональный) уровень заполнения барабана мельниц шарами равен 0,28-0,32 от его объема. Такой уровень шаровой загрузки обеспечивает сочетание максимальной производительности и экономичности помола, т.к. при этом условии достигается наибольшая выработка готового продукта, а затраты энергии на помол практически еще не возрастают.

Снижение массы шаровой загрузки против указанной величины приводит к уменьшению производительности и недоиспользованию размольных возможностей мельниц, а повышение, несмотря на продолжающийся рост выхода готового продукта, ухудшает экономичность размола вследствие быстрого увеличения энергозатрат, что иллюстрируется графиком на фиг. 4, характеризующим зависимость удельных затрат электроэнергии на измельчение от степени заполнения мельницы шарами. При существующей технологии рекомендуемая степень загрузки объема барабана шарами Ψ_б=0,28-0,32 оказывается невозможной из-за ограничения уровня засыпки по кромке горловин с относительно большим диаметром, предопределяемым повышенной вентиляцией длинных мельниц. Диаметр горловин, равный 0,2-0,3 от диаметра барабана, предложен для коротких мельниц с целью пропуска расчетного количества сушильно-вентиляционного агента с нормальной скоростью 16-20 м/сек, обеспечи- вающей пневмотранспорт пыли. При указанном диаметре горловин рекомендуемый уровень шаровой загрузки 0,28-0,32 гарантируется.

Способ осуществляется следующим образом.

В мельницу, длина барабана и диаметр горловин которой составляют соответственно 0,6-0,9 и 0,2-0,3 диаметра барабана, загружают шары в количестве 0,28-0,32 объема барабана и приводят ее во вращение с частотой 0,8-1,0 от критической. В мельницу подают уголь, вентиляцию мельницы сушильно-транспортирующими газами устанавливают на уровне, обеспечивающем условную скорость воздуха на выходе цилиндрической части барабана, равной:
20 γ^0,5, м/с
Приготовление пылеугольного топлива по данному способу обеспечивает максимальную производительность процесса при минимальных металло- и энергоемкости.

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПЫЛЕУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА включающий помол и сушку топлива в вентилируемой вращающейся шаровой барабанной мельнице с загрузочной и разгрузочной горловинами, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения металло- и энергоемкости процесса, длину барабана мельницы и диаметр горловин выбирают соответственно равными 0,6 - 0,9 и 0,2 - 0,3 диаметра барабана, степень заполнения барабана мелющими телами поддерживают равной 0,28 - 0,32 его объема, частоту вращения барабана поддерживают в пределах 0,8 - 1,0 от критической, а условную скорость воздуха на выходе из цилиндрической части барабана устанавливают по зависимости:
v= 20 γ^0,5, м/с,
где L_б - внутренняя длина барабана, м;
D_б - внутренний диаметр барабана по футеровке, м;
n_б - частота вращения барабана, об/мин;
γ - кажущаяся плотность, т/м³.