Sistema de piedra caliza de caldera de lecho fluidizado circulante

Desarrollar una economía baja en carbono se ha convertido en un consenso global. Mi país ha considerado el desarrollo de una economía baja en carbono y la respuesta al cambio climático como una estrategia importante para el desarrollo económico y social nacional para 2020. El objetivo es que la intensidad de las emisiones de CO2 haya disminuido entre un 40% y un 50% en comparación con 2005. En el proceso de lograr este objetivo, la industria energética, especialmente el campo de la generación de energía térmica, tiene responsabilidades extremadamente importantes.

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 alcanzado la madurez. Las calderas CFB de 300 MW se han popularizado por completo en el país y se han iniciado las investigaciones. y desarrollo. Para cumplir con los requisitos de desulfuración y protección ambiental, la piedra corriente de la unidad CFB debe mezclarse con polvo de piedra caliza. La calidad, el tamaño de las partículas y la gradación del polvo de piedra caliza que ingresa a la cámara y la cantidad de polvo de piedra caliza son estrictos. Requisitos 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, el funcionamiento de los sistemas de trituración de polvo de piedra caliza en muchas centrales eléctricas domésticas de CFB no es ideal. Una de las razones más importantes es el diseño y la selección inadecuados de los equipos de trituración, especialmente los de trituración fina. de los sistemas de equipamiento es una tarea muy urgente e importante.

1. Conceptos básicos, métodos y principios de trituración

1.1 Conceptos básicos de trituración

Proceso de trituración de materiales sólidos superando su cohesión bajo la acción de fuerzas externas Se llama aplastamiento. Debido a los diferentes tamaños de los materiales procesados, se puede dividir aproximadamente en dos procesos: trituración y molienda: el proceso de romper materiales grandes en pedazos pequeños se llama trituración y el proceso de romper materiales pequeños en materiales en polvo fino se llama proceso de procesamiento; molienda.

1.2 Métodos de trituración

Los métodos básicos de trituración incluyen: trituración por extrusión, trituración por impacto, trituración por cizallamiento por fricción y trituración por división, etc., como se muestra a continuación:

Mecanismo de modo de trituración Las piezas de trabajo de trituración de extrusión de equipo típico ejercen un efecto de compresión sobre el material y el material se tritura bajo la acción de la presión. Trituradora de mandíbulas Trituración por extrusión y cizallamiento Los materiales se trituran mediante dos fuerzas: extrusión y cizallamiento. Molino de columna, molino Raymond, molino de bolas de acero, molino vertical, molino de varillas, división y trituración trituran el material bajo la acción de división de las piezas de trabajo. Trituradora de impacto, trituración por impacto, la parte de trabajo se mueve a alta velocidad para impactar el material, o. El material se mueve a la posición fija a alta velocidad. Se produce aplastamiento debido al impacto de la pared. 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 triturar y triturar, es decir, se debe utilizar trituración. cuando el tamaño de partícula está por encima de un cierto tamaño de partícula, se debe utilizar la molienda, que a menudo se denomina principio de trituración segmentada. Cuando la trituradora está en funcionamiento, el martillo o cortador utilizado para triturar está en movimiento a alta velocidad. Es más adecuado romper trozos grandes de materias primas en materiales más gruesos mediante impacto o fuerza de corte. Cuando el molino está en funcionamiento, la velocidad es relativamente. más lento, triturando y extruyendo materiales a través de piezas metálicas pesadas, como rodillos pesados, que es más adecuado para triturar aún más pequeños trozos de materiales, lo que es beneficioso para ahorrar energía del sistema de preparación y mejorar la economía. Algunos académicos han obtenido sus propios resultados de investigación a través de la investigación: ① Desde la perspectiva de reducir el consumo de energía de trituración y molienda, Knowles y Farant utilizaron la fórmula de Bond para calcular los resultados y concluyeron que el mineral debería triturarse a 12,7 mm y entregarse. a la molienda. ② Desde la perspectiva del costo de molienda más bajo, investigadores de la ex Unión Soviética calcularon que el tamaño final de las partículas del mineral triturado en concentradores a gran escala es de 4 a 8 mm, y el tamaño final de las partículas en concentradores a pequeña escala es de 10 a 15 mm.

En resumen, en la actualidad, la trituración de materiales nacional puede básicamente elegir el tipo de equipo de trituración de acuerdo con los siguientes tamaños de partículas:

2. La demanda de producción de polvo de piedra caliza y la gradación del tamaño de las partículas. de unidades 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 el contenido de azufre en la calidad del carbón, ② la capacidad de la unidad, y ③ normas de emisión de gases de combustión. La calidad del carbón de mi país tiene un alto contenido de azufre y un bajo poder calorífico unitario. A medida que los estándares de emisión de gases de combustión son cada vez más altos, el consumo requerido de piedra caliza también 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 mezclado es demasiado grueso, el área de superficie del polvo de piedra caliza para reaccionar en el horno es insuficiente, lo que conducirá a una baja eficiencia de desulfuración; cuando el polvo de piedra caliza mezclado es demasiado fino, el polvo de piedra caliza permanecerá en el horno; horno durante un tiempo demasiado corto y la eficiencia de desulfuración será baja. Esto resulta en una baja eficiencia de desulfuración.

La unidad CFB de etapa moderna requiere que el tamaño de partícula del polvo de piedra caliza terminado sea menor o igual a 1 mm. La siguiente figura es la curva de gradación del tamaño de partícula del polvo de piedra caliza requerida en un determinado horno de ingeniería:

3. Selección del equipo de trituración de piedra caliza

Las materias primas de piedra caliza compradas por las centrales eléctricas son a menudo las materias primas de piedra caliza después de la trituración preliminar en las minas. Al diseñar el sistema de preparación de piedra caliza de la central eléctrica, se toma en cuenta el tamaño de las partículas. de las materias primas que ingresan a la planta y el principio de trituración segmentada, trituración + molienda o molienda se pueden seleccionar directamente.

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. Después de ser trituradas por la trituradora gruesa, se requiere que el tamaño de las partículas sea inferior. 30 mm, que es relativamente fácil de conseguir. Generalmente se utilizan trituradoras domésticas.

3.2 Trituración fina de piedra caliza

De acuerdo con los requisitos de CFB Boiler Plant, el tamaño de partícula del polvo de piedra caliza terminado es menor o igual a 1 mm, por lo que debe prepararse mediante molienda. Algunos fabricantes también utilizan trituradoras importadas.

Los siguientes son los equipos de molienda comúnmente utilizados en las plantas de energía domésticas: No. Tipo de molino Rango de tamaño de partículas de descarga Observaciones 1 Molino de bolas de acero ≤ 0,075 mm, demasiado pequeño 2 Molino de varillas 0 ~ 4 mm3 Molino Raymond 0,15 ~ 0,01 mm, demasiado pequeño 4 Molino de columna Shenxiang 0~2 mm5 Trituradora rotativa de impacto 0~2 mm6 Trituradora de rodillos dentados 0~5 mm American Steel Lake 7 Trituradora de martillos 0~5 mm La unidad alemana Oberma CFB requiere que el tamaño de las partículas de piedra caliza sea de 0-1 mm Este rango, la partícula Los requisitos de tamaño y distribución del tamaño de partículas de este rango son realmente difíciles de lograr.

La gran mayoría de las empresas trituradoras extranjeras incluyen American Steel Lake Machinery Manufacturing Co., Ltd., FAM de Alemania, American Pennsylvania Crusher Company, American Crusher Company, German Oberma Crushing Technology Co., Ltd., etc. , ahora Generalmente, este tipo de trituración del tamaño de partículas no se realiza. La experiencia del uso de trituradoras en China nos dice que, de hecho, el efecto operativo es difícil de garantizar los requisitos de tamaño de partículas del polvo terminado. Por ejemplo, Anhui Huaibei Linhuan Power. La planta, etc., utiliza la trituradora American Steel Lake. El requisito de diseño es de 1 mm, pero en la operación real el tamaño de partícula promedio es de 3 mm y el tamaño máximo de partícula es de 5 mm. La empresa alemana Oberma utiliza un sistema cerrado de trituradora y cribado mecánico. se presentará más adelante.

El molino de bolas de acero es uno de los equipos más utilizados en el sistema de pulverización, con alta confiabilidad y alto rendimiento. Sin embargo, el tamaño de las partículas de descarga es demasiado fino y existen pocos métodos de control que no pueden cumplir con los requisitos de diseño. Además, consume mucha energía, hace mucho ruido, genera contaminación por polvo y el precio del equipo también es alto. .

El molino Raymond no puede cumplir con este requisito de gradación y su producción también es pequeña, por lo que no es adecuado para la preparación de polvo de piedra caliza en grandes unidades CFB.

La molienda de polvo de piedra caliza con molino de barras suele añadirse un sistema de selección de polvo basado en el molino de barras tradicional. Debido a razones de fabricación y de otro tipo, la fabricación de la placa de criba no puede cumplir con los requisitos de diseño original, lo que da como resultado una producción reducida y una confiabilidad reducida. Al mismo tiempo, su producción también es pequeña (20t/h), el consumo de energía es grande, el ruido es alto, la contaminación por polvo es relativamente grande y el precio del equipo es alto.

La trituradora rotativa de impacto es un nuevo tipo de trituradora desarrollada en China en los últimos años. Sin embargo, aunque tiene las características de buen rendimiento de trituración, tamaño pequeño y bajo consumo de energía, las cuchillas del impacto. -La trituradora rotativa se desgasta muy rápidamente, la vida útil es de aproximadamente 500 horas, la frecuencia de reemplazo es alta, la cantidad de mantenimiento es grande y la producción también es pequeña (20 t/h), lo que no puede cumplir con los requisitos de diseño.

El molino de columna es un molino comúnmente utilizado para triturar polvo de piedra caliza. Utiliza el principio de laminado repetido para producir polvo de piedra caliza. Tiene las características de alto rendimiento, bajo ruido, bajo desgaste y bajo consumo de energía. y control y ajuste Tiene muchas ventajas, especialmente los rodillos de piezas de desgaste, que están hechos de aleación de hierro fundido resistente al desgaste mediante un tratamiento térmico especial. Tienen una larga vida útil, 2 años para el revestimiento y 3 años para los rodillos. Además, la velocidad, el espacio entre el rodillo y el revestimiento, la altura del cilindro inferior, etc. se pueden ajustar para controlar el tamaño de las partículas del material descargado. Los indicadores de rendimiento técnico (más el sistema cerrado posterior) se encuentran actualmente. el más cercano a los requisitos de diseño entre varios equipos de trituración fina (los datos de prueba se presentarán más adelante).

Después de una comparación exhaustiva, el molino de columna tiene ventajas obvias y se recomienda utilizar el molino de columna.

3.3 Pruebas experimentales de sistemas de trituradora de martillos y molino de columna

Para seleccionar eficazmente el equipo de trituración de piedra caliza, llevamos a cabo una encuesta a nivel nacional sobre las plantas de energía que utilizan polvo de piedra caliza para prepararla. Después de una extensa investigación, Sobre esta base, se llevaron a cabo investigaciones, pruebas y análisis clave en los sistemas de preparación de polvo de piedra caliza de la central eléctrica de 300 CFBMW de Sichuan Baima y de la central eléctrica de la División de Inspección de Yunnan.

La preparación de piedra caliza de la unidad CFB de 300 MW de la central eléctrica de Baima utiliza un sistema cerrado de trituradora de dos etapas + sistema de cribado mecánico. La trituradora secundaria es la trituradora de martillos alemana Oberma de la central eléctrica de la División de Inspección de Yunnan, que utiliza piedra caliza; polvo La preparación adopta un sistema cerrado de trituradora primaria + molino de columna + sistema neumático de separación de aire. Después de las pruebas, la preparación de piedra caliza de la central eléctrica de State Grid Baima tiene una producción diseñada de 65 t/h y la producción real es de 30 t/h; la preparación de piedra caliza de la planta de energía de la División de Inspección de Huadian Yunnan tiene una producción diseñada de 50 t/h; la producción es de 50 t/h.

Según los resultados de las pruebas, el sistema de molino de columna es significativamente mejor que el sistema de trituradora de martillos en términos de producción y gradación, y puede satisfacer mejor los requisitos de las grandes unidades CFB. .

3.4 Aplicación del sistema de preparación de polvo de piedra caliza en la central eléctrica de Baima

El proyecto Baima 600MW CFB es una unidad 1*600, el consumo de polvo de piedra caliza es de 85,94 t/h y el consumo de partículas El tamaño de la piedra caliza que ingresa a la planta es <= 30 mm, el tamaño de partícula del polvo terminado requerido es <= 1 mm. Según las necesidades del proyecto, se instalan tres conjuntos de sistemas de preparación de 50t/h. Durante el diseño se elaboraron dos planos: una trituradora de dos etapas y un molino de columnas. La comparación económica de los dos planes es la siguiente: Trituración de dos etapas del proyecto (en la segunda etapa se utilizan equipos importados) Molino de columnas. comentarios Inversión inicial 3*4 millones 3*218 costos operativos 3*91,7 3*69,5 Tarifa de mantenimiento 3*135 3*40 Desde un punto de vista económico, el molino de columnas tiene ventajas obvias.

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 del sistema de trituración de piedra caliza de la unidad CFB son los siguientes:

1. Se debe seguir una trituración graduada. La trituradora se utiliza para la trituración y el molino de columna se utiliza para la trituración fina.

2. Cuando el tamaño de partícula de la piedra caliza es <=30 mm, se puede utilizar directamente un molino.

3. El molino de columna se recomienda para equipos de trituración fina de polvo de piedra caliza.

Referencias

[1] Xie Hongyong, Liu Zhijun. Ingeniería y mecánica de pólvoras, 2007, 7.

[2] Tao Zhendong, Zheng Shaohua. Ingeniería y equipos de pólvora, 2010, 2.

[3] Chen Jianbin, Luo Mingxin. Informe de recibo del fondo del sistema de preparación de piedra caliza, 2006, 11.

[4] Yang Aili, Hu Xuewu. Configuración del equipo y optimización del diseño del sistema de pulverización de piedra caliza de isla de caldera de lecho fluidizado circulante, 2003, 10.

Equipo de referencia

[1] Changsha Shenxiang General Machinery Co., Ltd.

Acerca del autor:

Yi Lirong (1968.3-), hombre, tiene el título universitario más alto y es ingeniero superior. Se dedica a la investigación técnica y al diseño de eliminación de cenizas y escorias. sistemas en la industria energética.

Wang Shineng (1979.1-), hombre, tiene la licenciatura más alta y es ingeniero. Se dedica a la investigación técnica y al diseño de sistemas de eliminación de cenizas y escorias en la industria energética.

Xu Hua (1962.12-), hombre, con título de licenciatura máximo, ingeniero superior a nivel de profesor, dedicado a la investigación técnica y diseño de sistemas de eliminación de cenizas y escorias en la industria energética