Пилоприготувальні установки

Пилоприготувальні установки - це млини, що виробляють перетворення палива на пил, які прийнято класифікувати за принципом подрібнення палива та швидкості обертання рухомої частини. У системах пилоприготування промислових і водогрійних котлів найчастіше застосовують молоткові млини, млини-вентилятори, рідше середньоходові млини валкові і досить рідко кульові барабанні млини.

Молоткові млини подрібнюють паливо в основному за рахунок удару молотків, шарнірно закріплених на роторі, що обертається. Частота обертання ротора до 1000 об/хв. При обертанні молотків, званих білами, відбувається також роздавлювання та стирання шматків палива, що потрапляють у простір між білами та корпусом млина. У молоткових млинах може досить економічно розмелюватись більшість вугілля, за винятком дуже абразивного типу антрациту або дуже вологого (Wp>50%), а також сланці, фрезерний торф.

Продуктивність сучасних молоткових млинів досягає 100 т/год на бурому куті та 50-60 т/год на кам'яному. Тонкість помелу пилу в млинах може змінюватися від 10 до 60% залишку на ситі 90 мкм. Пилоприготувальні установки, що випускаються в даний час, розрізняються за способом підведення сушильного агента (гарячого повітря або топкових газів). Якщо повітря в млин підводиться з торців уздовж валу, то його називають млином з аксіальним підведенням і позначають ММА (млин молотковий з аксіальним підведенням повітря). При підведенні повітря по дотичній до бічної поверхні ротора (по всій його довжині) млин називають млином з тангенціальним підведенням, позначаючи ММТ. Три наступні за цими позначеннями цифри вказують діаметр ротора (мм), довжину ротора (мм) та частоту обертання (об/хв). Наприклад, типорозмір ММА1000/350/980 означає: молотковий млин з аксіальним підведенням повітря, діаметр ротора 1000 мм, довжина ротора 350 мм, частота обертання 980 об/хв.

Як приклад на рис. 5-10 показана одна з конструкцій молоткових млинів. Корпус млина виконується звареним із сталевого листа завтовшки 10-20 мм. Зсередини корпус викладений сталевими або чавунними плитами, що захищає його від зношування. Двері млина, призначені для заміни бив, з внутрішньої сторони мають броню. На валу ротора млина встановлено диски, що несуть білотримачі та била. Вал млина спирається на самовстановлювані роликові підшипники кочення. У разі роботи млина під тиском передбачено встановлення сальникового або лабіринтового ущільнення в місці проходу валу крізь корпус млина. Установка ущільнення запобігає пилу млина. Вал млина охолоджується проточною водою, що забезпечує відведення теплоти від підшипників та валу.

Кріплення біл на білотримачах виробляється ступінчастими пальцями, що забезпечує найменші витрати при заміні біл.

Основними характеристиками молоткових млинів є продуктивність, споживана потужність і тонкість пилу, що видається. Відношення споживаної потужності до продуктивності млина (Е= N/B, кВт ч/т), будучи одним із показників роботи млина, характеризує економічність подрібнення палива. Залежність споживаної потужності від продуктивності млина називають його робочою характеристикою. Другою важливою характеристикою млина є залежність питомої витрати електроенергії на розмелювання від її продуктивності. На рис. 5-11 за даними випробувань наведені зазначені характеристики для однієї з конструкцій молоткового млина при різній тонкощі пилу.

Показники роботимолоткового млина залежать від його конструктивних особливостей і властивостей палива, що подрібнюється. Конструктивними параметрами млина є довжина і діаметр ротора, число бив на роторі, лінійна швидкість обертання, тип сепаратора та конструкція корпусу. До параметрів, що характеризує властивості палива, що розмелюється, і режим роботи млина, відносяться коефіцієнт розмолоздатності палива, тонкість пилу, крупність палива, що надходить до млина, його вологість, витрата сушильного агента і його температура.

Продуктивність молоткового млина певного типорозміру при постійній швидкості обертання залежить від коефіцієнта розмолоздатності палива, тонкості помелу, крупності вихідного палива та його вологості, витрати сушильного агента та його температури. Найбільший вплив на роботу молоткового млина має тонкість помелу і коефіцієнт розмолоспроможності палива.

Під максимальною продуктивністю млина розуміють таку продуктивність, при якій зберігається баланс між подачею в нього палива і видачею готового пилу, т. с. млин може стійко працювати досить тривалий час.

Одним з найважливіших показників, що характеризують економічність роботи молоткових млинів та їх придатність для розмелювання різних вугілля, є абразивне зношування мелючих органів - бил. Знос біл залежить від багатьох факторів, головними з яких є абразивність палива, що розмелюється, зносостійкість металу бив, питома продуктивність млина, тонкість помелу пилу, конструкція бил.

Знос бив млини помітно впливає на її продуктивність. Так, за даними ЦКТІ зношування було на 40 мм при випробуванні млина на канському бурому вугіллі знизило його продуктивність на 10-15% в порівнянні з продуктивністю при нових білах. У молоткових млинахрадіальний зазор дорівнює 25-30 мм, причому вважають, що цей зазор є оптимальним з погляду економічності роботи млина.

На рис. 5-12 показані поширені типи біл, що встановлюються на молоткових млинах. Основним недоліком П-подібних біл (рис. 5-12 а) є невеликий ступінь використання металу (0,25-0,30) і значне зниження продуктивності в міру зносу біл. Під ступенем використання металу біл розуміють відношення маси зношеного металу до маси нового била.

Відмінною особливістю С-подібних біл є тонка (20-40 мм) довга лопата (рис. 5-12,6). Ступінь використання металу у С-подібних біл становить 0,40-0,45, що пояснюється великою допустимою висотою зносу біл. Основним недоліком був, як показав досвід їх експлуатації, є недостатня міцність. При попаданні в млин металу разом з вугіллям відбуваються часті поломки біл, що знижує надійність роботи млинів. Для збільшення міцності С-подібних біл ОРГРЕС запропоновано конструкцію з двома ребрами жорсткості, розташованими з заднього боку била (рис. 5-12, в). Установка ребер жорсткості помітно підвищила міцність бив, але при цьому дещо збільшився знос.

Відділення великих частинок пилу від дрібних, готових для спалювання, проводиться у сепараторах, які є невід'ємною частиною системи пилоприготування. З молотковими млинами залежно від властивостей палива, що спалюється, і продуктивності млина застосовуються гравітаційні, інерційні та відцентрові сепаратори.

На рис. 5-13 показаний гравітаційний сепаратор. Він є шахтою прямокутного перерізу. Відділення великих частинок від дрібних відбувається у сепараторі під дією гравітаційних сил. Поперечний переріз шахти, як правило, більшепоперечного перерізу ротора млина, тому швидкість потоку пилу з повітрям, що надійшли з млина до сепаратора, падає. Внаслідок цього великі частки пилу під дією гравітаційних сил випадають із потоку та повертаються до млина. Так, наприклад, при середній швидкості потоку в шахті 1,5-3,0 м/с з нього виносяться порошинки з максимальним розміром 0,3-0,7 мм, а більші випадають із потоку і повертаються до млина. Поле швидкостей у шахті дуже нерівномірне. Для вирівнювання поля швидкостей потрібно мати висоту шахти 8-12 діаметрів ротора млина, що забезпечує рівномірний склад пилу. Якість пилу, що видається гравітаційним сепаратором, в основному визначається середньою швидкістю пилоповітряної суміші в шахті та її висотою. Зі збільшенням швидкості в шахті відбувається видача грубішого пилу. При збільшенні висоти шахти відбувається видача рівномірнішою за складом пилу.

Зміна тонкощі помелу в сепараторі досягається регулюванням кількості повітря, що подається до млина (первинне повітря). Збільшення кількості первинного повітря при постійній подачі палива призводить до зростання швидкості в шахті та угрублення помелу. Відповідно при зменшенні кількості повітря, що подається до млина, сепаратор видає тонший пил. Однак при цьому продуктивність млина зменшується.

Основним недоліком гравітаційного сепаратора є величезні габарити. Тому гравітаційні сепаратори застосовуються з молотковими млинами продуктивністю до 20 т/год (під підмосковним вугіллям) для отримання грубого пилу (R90 = 45 %) при розмелі бурого вугілля, сланців і фрезерного торфу. Середня швидкість у шахті для бурого вугілля становить 1,6-3,3 м/с, сланців 2,2-3,4 м/с та фрезерного торфу 3,5-4,5 м/с.

В даний час замістьгравітаційних сепараторів при спалюванні бурого вугілля, торфу та сланців широкого поширення набули інерційні сепаратори. Схема інерційного сепаратора конструкції ВТІ показано на рис. 5-14. Сепарація пилу у ньому здійснюється з допомогою сил інерції. Потік пилу з повітрям, що виходить із млина, відхиляється відбійною плитою до розділової перегородки. Найбільші частинки відскакують від відбійної плити і повертаються до млина. Потім потік пилу надходить у верхню частину поворотної камери і внаслідок удару роздвоюється. Одна частина потоку відхиляється вниз, створюючи циркуляційний вихор, а інша надходить у розділювальну камеру сепаратора. Потік, що надійшов до розділової камери, ударяється об протилежну стінку. При цьому дрібний пил виноситься з сепаратора, а великий через течку повернення надходить до млина.

Регулювання тонкощі пилу, що видається сепаратором, здійснюється мовним поворотним шибером, який може встановлюватись під різними кутами. Збільшення кута повороту потоку шляхом прикриття шибера призводить до отримання тоншого пилу. Регулювання тонкощі помелу пилу за рахунок зміни положення шибера, тобто повороту його на кут 20 ° від вертикального положення, здійснюється в наступних межах залишку на ситі 90 мкм: 16-20 % при розмелюванні м'яких палив (kл ти =1,8) і 12-16% при розмелі більш твердих (kлвти = 1,4-5-1,8).

Такі пилоприготувальні установки як інерційні сепаратори застосовуються з молотковими млинами продуктивністю понад 20 т/год (під підмосковним вугіллям) для отримання пилу з залишком на ситі 90 мкм 40-60 % при розмелюванні бурого вугілля, сланців, фрезерного торфу та іншого твердого.