Sistema de piedra caliza de caldera de lecho fluidizado circulante
En la actualidad, la tecnología y los equipos de generación de energía limpia con carbón de mi país han logrado grandes avances. La tecnología de calderas CFB de gran capacidad ha madurado por completo en el país y se han promovido unidades de 600 MW. estudiado e implementado. Para cumplir con los requisitos de desulfuración y protección ambiental, la piedra operativa de la unidad CFB debe mezclarse con polvo de piedra caliza. Existen requisitos estrictos sobre la calidad, el tamaño de las partículas y la gradación del polvo de piedra caliza que ingresa a la cámara de combustión, así como sobre la dosificación del polvo de piedra caliza. Una vez que el polvo de piedra caliza no cumpla con los requisitos, afectará el efecto de desulfuración en el horno e incluso afectará a otros sistemas.
En la actualidad, los sistemas de trituración de polvo de piedra caliza de muchas centrales eléctricas domésticas de CFB no funcionan satisfactoriamente. Una de las razones importantes es el diseño y la selección inadecuados de los equipos de trituración, especialmente los de trituración fina. Por lo tanto, es muy urgente e importante diseñar un sistema de equipo de trituración fina de polvo de piedra caliza.
1. Conceptos básicos, métodos y principios de trituración
1.1 Conceptos básicos de trituración
El proceso en el que los materiales sólidos superan su fuerza cohesiva y son triturados. la acción de fuerzas externas se llama aplastamiento. Debido a los diferentes tamaños de los materiales, se pueden dividir aproximadamente en dos procesos: trituración y molienda: el proceso de romper materiales grandes en pedazos pequeños se llama trituración; el proceso de romper pedazos pequeños de materiales en materiales en polvo fino se llama molienda;
1.2 Método de trituración
Los métodos de trituración básicos incluyen: trituración por extrusión, trituración por impacto, trituración por cizallamiento por fricción y trituración por división, como se muestra en la siguiente figura:
Mecanismo de modo de trituración: la parte de trabajo de trituración por extrusión de un equipo típico ejerce un efecto de compresión sobre el material y el material se tritura bajo presión. Los materiales de extrusión y trituración por cizallamiento de la trituradora de mandíbulas se trituran bajo la acción de dos fuerzas: extrusión y cizallamiento. Los molinos de columnas, molinos Raymond, molinos de bolas de acero, molinos verticales y molinos de varillas dividen y trituran materiales bajo la acción de división de las piezas de trabajo. Las trituradoras de impacto impactan y trituran materiales con el movimiento de alta velocidad de las piezas de trabajo, o el movimiento de alta velocidad. del material impacta y aplasta la pared fija. Trituradora de martillos 1.3 Principios básicos de trituración
Para la trituración de materiales, una gran cantidad de investigaciones teóricas y prácticas operativas han demostrado que existe un punto económico óptimo para la trituración, es decir, la trituración debe usarse por encima de un cierto tamaño de partícula. La molienda debe usarse por debajo de un cierto tamaño de partícula, lo que comúnmente se conoce como el principio de molienda segmentada. Cuando la trituradora está en funcionamiento, la cabeza del martillo o el cortador utilizado para la trituración se mueve a alta velocidad, lo que es más adecuado para romper grandes trozos de materias primas en materiales gruesos mediante impacto o fuerza de corte cuando el molino está en funcionamiento, la velocidad; es mucho más lento. El uso de piezas metálicas pesadas, como rodillos, para triturar los materiales extruidos es más adecuado para triturar aún más pequeños trozos de materiales, lo que resulta beneficioso para ahorrar energía y mejorar la economía del sistema de preparación. Algunos académicos han obtenido sus propios resultados de investigación a través de investigaciones: ① Desde la perspectiva de reducir el consumo de energía de trituración y molienda, Knowles y Farrant obtuvieron los resultados del cálculo de la fórmula de Bond y concluyeron que el consumo de energía es el más bajo cuando se tritura a 12,7 mm y molienda. (2) Investigadores de la antigua Unión Soviética calcularon, desde la perspectiva del menor coste de molienda, que el tamaño final de las partículas de los concentradores grandes es de 4 a 8 mm, y el de los concentradores pequeños es de 10 a 15 mm.
En resumen, los tipos actuales de equipos de trituración de materiales domésticos se pueden seleccionar básicamente de acuerdo con los siguientes tamaños de partículas:
2. Requisitos para la salida de polvo de piedra caliza y la clasificación del tamaño de partículas de los dispositivos CFB.
2.1 Requisitos de consumo de polvo de piedra caliza
El consumo de piedra caliza de las unidades CFB está relacionado principalmente con los siguientes tres factores: ① contenido de azufre en la calidad del carbón; ② capacidad de la unidad; ③ estándares de emisión de gases de combustión. La calidad del carbón de mi país tiene un alto contenido de azufre y un bajo poder calorífico específico. A medida que los estándares de emisión de gases de combustión son cada vez más altos, el consumo de piedra caliza aumenta.
2.2 Requisitos de gradación y tamaño de partículas
Las unidades CFB tienen requisitos estrictos para el tamaño y la gradación de partículas de piedra caliza. Cuando el polvo de piedra caliza mezclada es más grueso, la superficie del polvo de piedra caliza en el horno es insuficiente, lo que conducirá a una menor eficiencia de desulfuración; cuando el polvo de piedra caliza mezclada es más fino, el tiempo de residencia del polvo de piedra caliza en el horno es; más corto, lo que también conducirá a una menor eficiencia de desulfuración. En esta etapa, las unidades CFB requieren que el tamaño de las partículas de polvo de piedra caliza sea menor o igual a 1 mm. La siguiente figura muestra la curva de clasificación del tamaño de partículas de polvo de piedra caliza requerida para un horno de un proyecto:
3. de equipos de trituración de piedra caliza
Planta de energía La materia prima de piedra caliza comprada es a menudo la materia prima de piedra caliza después de la trituración primaria en la mina. Al diseñar un sistema de preparación de piedra caliza para una planta de energía, se puede seleccionar el método de trituración + molienda o molienda directa en función del tamaño de las partículas de alimentación de las materias primas y el principio de trituración segmentada.
3.1 Trituración gruesa de piedra caliza
El tamaño de las partículas de las materias primas de piedra caliza que ingresan a la fábrica es generalmente de alrededor de 100 mm, y el tamaño de las partículas después de la trituración con la trituradora gruesa debe ser inferior a 30 mm. , lo cual es relativamente fácil de lograr. Generalmente se pueden utilizar trituradoras domésticas.
3.2 Trituración fina de piedra caliza
De acuerdo con los requisitos de la planta de calderas CFB, el tamaño de partícula del polvo de piedra caliza es menor o igual a 65438 ± 0 mm y debe prepararse mediante molienda. Algunos fabricantes utilizan trituradoras importadas.
Los siguientes son los equipos de molienda comúnmente utilizados en las centrales eléctricas domésticas: número de serie, tipo de molino, rango de tamaño de partículas de descarga, observaciones: 1 molino de bolas de acero ≤ 0,075 mm, pequeño 2 molino de varillas 0 ~ 4 mm 3 Molino Raymond 0,15 ~ 0,01 mm, pequeño molino de columna Hunan de 4 profundidades 0 ~ 2 mm5 trituradora de impacto 0 ~ 2 mm 6 dientes. Trituradora de rodillos 0 ~ 5 mm Trituradora de martillos American Steel Lake 7 0 ~ 5 mm La unidad alemana Oberma CFB requiere que el tamaño de las partículas de piedra caliza esté en el rango de 0-1 ~ 5 mm. Los requisitos de tamaño de partícula y distribución de tamaño de partícula en este rango son en realidad muy altos. Difícil de lograr.
La mayoría de las empresas trituradoras extranjeras, incluidas American Steel Lake Machinery Manufacturing Co., Ltd., German FAM, American Pennsylvania Crusher Company, American Crusher Company, German Oberma Crusher Technology Co., Ltd., etc. , este tipo de trituración del tamaño de partículas generalmente no se realiza ahora. La experiencia del uso de trituradoras en China nos dice que en realidad es difícil garantizar los requisitos de tamaño de partícula del polvo terminado. Por ejemplo, la central eléctrica Anhui Huaibei Linhuan utiliza una trituradora American Steel Lake con un requisito de diseño de 1 mm, pero el tamaño promedio real de las partículas es de 1 mm. La empresa alemana Oberma utiliza un sistema cerrado con una trituradora y un cribado mecánico, que será. introducido más tarde.
El molino de carbón de bolas de acero es uno de los equipos más utilizados en el sistema de pulverización, con alta confiabilidad y gran rendimiento. Sin embargo, el tamaño de las partículas de descarga es demasiado pequeño y existen pocos métodos de control que no pueden cumplir con los requisitos de diseño. Además, el consumo de energía es grande, el ruido es alto, la contaminación por polvo es grande y el precio del equipo es alto.
El molino Raymond no puede cumplir con este requisito de clasificación y su producción también es pequeña, por lo que no es adecuado para la preparación de polvo de piedra caliza en grandes unidades CFB.
El uso de un molino de barras para moler polvo de piedra caliza suele implicar añadir un sistema de selección de polvo al molino de barras tradicional. Debido a razones de fabricación y de otro tipo, la fabricación de la placa de criba no puede cumplir los requisitos de diseño original, lo que da lugar a problemas de rendimiento y fiabilidad reducidos. Al mismo tiempo, su producción también es pequeña (20 t/h), consume mucha energía, hace mucho ruido, genera contaminación por polvo y el precio del equipo es alto.
La trituradora de impacto es un nuevo tipo de trituradora desarrollada en mi país en los últimos años. Aunque tiene las características de buen rendimiento de trituración, tamaño pequeño y bajo consumo de energía, las cuchillas de la trituradora de impacto se desgastan rápidamente, la vida útil es de aproximadamente 500 h, la frecuencia de reemplazo es alta, el mantenimiento es grande, la producción es pequeña (20 t /h), y no puede cumplir con los requisitos de diseño.
El molino de columnas es un tipo de molino muy utilizado para triturar polvo de piedra caliza. Utiliza el principio de laminado repetido para producir polvo de piedra caliza y tiene las ventajas de alto rendimiento, bajo ruido, pequeño desgaste, bajo consumo de energía y múltiples métodos de control y ajuste. En particular, el tambor de las piezas de desgaste está hecho de aleación de hierro fundido resistente al desgaste que ha sido sometido a un tratamiento térmico especial. Tiene una larga vida útil, 2 años para el revestimiento y 3 años para el tambor. Además, el tamaño de las partículas del material descargado se puede controlar ajustando la velocidad de rotación, el espacio entre el tambor y el revestimiento, la altura del cilindro de descarga, etc. Los indicadores de rendimiento técnico (más el posterior sistema cerrado) son actualmente los más cercanos a los requisitos de diseño entre todos los tipos de equipos de trituración fina (los datos de las pruebas se presentarán más adelante).
Una comparación exhaustiva muestra que el molino de columna tiene ventajas obvias y se recomienda utilizar el molino de columna.
3.3 Pruebas de la trituradora de martillos y el sistema de molino de columna
Para seleccionar el equipo de trituración de piedra caliza, llevamos a cabo una investigación exhaustiva sobre las plantas de energía de preparación de polvo de piedra caliza en todo el país y, sobre esta base, Se llevaron a cabo investigaciones, pruebas y análisis centrados en los sistemas de preparación de polvo de piedra caliza de la central eléctrica 300CFBMW de Sichuan Baima y la central eléctrica de la procuraduría de Yunnan. La preparación de piedra caliza de la unidad CFB de 300 MW de la central eléctrica de Baima adopta un sistema cerrado de trituradora de dos etapas y un sistema de cribado mecánico. La trituradora de segunda etapa es una trituradora de martillos Oberma. La preparación de polvo de piedra caliza de la unidad CFB de 2×300 MW de la central eléctrica de Yunnan Inspection Company adopta un sistema cerrado, es decir, trituradora primaria + molino de columna + sistema de separación de aire. Según la prueba de preparación de piedra caliza de la central eléctrica de State Grid Baima, la producción diseñada es de 65 t/h y la producción real es de 30 t/h; la producción diseñada de preparación de piedra caliza de la central eléctrica de Huadian Yunnan Inspection Company es de 50 t/h; y la producción real es de 50 t/h.
Según Los resultados de las pruebas muestran que el sistema de molino de columna es significativamente mejor que el sistema de trituradora de martillos en términos de producción y clasificación, y puede cumplir con los requisitos de grandes CFB. unidades.
3.4 Aplicación del sistema de preparación de polvo de piedra caliza en la central eléctrica de Baima
El proyecto CFB Baima de 600 MW tiene 1*600 unidades, el consumo de polvo de piedra caliza es de 85,94 t/h y la partícula Tamaño de la piedra caliza que ingresa a la planta = 30 mm, tamaño de partícula de polvo terminado requerido = 1 mm. Configure tres conjuntos de sistemas de preparación de 50 t/h para satisfacer las necesidades de ingeniería de seguridad. En el diseño se elaboran dos esquemas, una trituradora de dos etapas y un molino de columna. La comparación económica de los dos esquemas es la siguiente: Descripción del molino de columna de trituración de dos etapas del proyecto (la segunda etapa utiliza equipos importados). ): inversión inicial 3*4 millones 3*218, el costo de operación es 3*91.7 3*69.5 y el costo de mantenimiento es 3*135 3*40.
La central eléctrica de Baima finalmente adoptó la solución del molino de columnas.
Conclusión
En resumen, los principios recomendados para el diseño y selección de equipos de sistemas de trituración de piedra caliza para unidades CFB son los siguientes:
1. Se debe seguir una trituración graduada, se utiliza una trituradora para la trituración gruesa y un molino de columna para la trituración fina.
2. Cuando el tamaño de partícula de piedra caliza = 30 mm, se puede utilizar el molino directamente.
3. Para equipos de trituración fina de polvo de piedra caliza, se recomienda utilizar un molino de columna.
Referencia
[1] Xie Hongyong, Liu Zhijun. Ingeniería y Mecánica de Pólvoras, 2007, 7.
[2] Tao Zhendong, Zheng,. Ingeniería y equipos de pólvora, 2010, 2.
[3]Chen Jianbin, Luo Mingxin. Informe de recuperación del fondo del sistema de preparación de piedra caliza, 2006, 11.
[4] Yang Aili, Hu·. Configuración del equipo y optimización del diseño del sistema de pulverización de piedra caliza en una isla de caldera de lecho fluidizado circulante, 2003, 10.
Equipo de referencia
[1]Changsha Shenxiang General Machinery Co., Ltd.
Sobre el autor:
Yi (1968.3- ), hombre, licenciatura, ingeniero senior, dedicado a la investigación técnica y el diseño de sistemas de eliminación de cenizas en la industria energética.
Wang (1979.1-), hombre, estudiante universitario, ingeniero, dedicado a la investigación técnica y al diseño de sistemas de eliminación de cenizas en la industria energética.
Xu Hua (1962.12-), hombre, tiene el título académico más alto y es ingeniero senior a nivel de profesor. Se dedica a la investigación técnica y al diseño de sistemas de eliminación de cenizas en la industria energética.