ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА

КОЭФФИЦИЕНТ РАЗМОЛОСПОСОБНОСТИ ТОПЛИВА

В СВЯЗИ С трудностями определения величин (Ттеор и Т]рзм, что дела­ет крайне затруднительным и расчет удельного расхода энергии по формуле (12-21), в практике при расчете Эрзм. в качестве характеристи­ки размольных свойств топлива вместо сгТеор пользуются так называе­мым лабораторным относительным коэффициентом размол о - способности топлива кло. Последний может быть определен как отношение удельных расходов электроэнергии при размоле в стандарт­ной лабораторной мельнице эталонного, наиболее твердого топлива и исследуемого г-го при условии, что оба топлива размалывают при влажности воздушно-сухого состояния от одинакового начального раз­мера частиц (одинаковой крупности дробления) до одинаковой тонко­сти помола, т. е.

Кло = |р (12-24)

В СССР принято определять /сло по методу ВТИ [Л. 2], согласно которому для определения кло в стандартную лабораторную шаровую мельницу (с внутренним диаметром /)б = 270 мм, длиной Ьъ = 2№ мм, частотой вращения /гб = 41,4 об/мин) загружается проба воздушно-су - хого топлива фракции 2,36—3,33 мм, в количестве 500 г и производится размол в течение т= 15 мин. За это время мельница совершает 621 обо­рот. Продукт размола рассеивают на сите 90 мкм и определяют вели­чину остатка Ядо.

По соотношению величин Я&о для исследуемого г-го топлива и эталонного производится расчет величины кло. За эталонное принято условно топливо, у которого после 15-минутного размола получается Яэоэт —70% *.

Формула для расчета кл0 по методу ВТИ получается следующим образом. Из основного закона измельчения, см. формулы 12-17 и

12- 21, заменив сгтеор = 1/ктеор, получим выражение для величины Ктеор, м2/(кВт-ч), являющейся абсолютной мерой размолоспособности топлива. Размолоепособность топлива, м2/(кВт*ч), характеризуется ко­личеством образующихся (обнажаемых) в процессе размола квадрат­
ных метров поверхности угольной пыли при затрате на размол единицы электроэнергии:

Кт'* = Зр,^Тр»м ' (12'25)

Записав полученное выражение для исследуемого г-го и эталонного топлива и поделив первое на второе, получим выражение для опреде­ления относительного коэффициента размолоспособности кл0:

^ __ Ктеор Ь ____ / ^сбр I />9рзм. эт /^рзм. эт

Ктеор. эт у-^Сбр. ЭТ) V Эрзм I у ^ "*]рзМ I у

Так как по методу ВТИ удельная затрата энергии на, размол про­бы топлива в лабораторной мельнице одинакова для исследуемого и эталонного топлива, ТО отношение 5,рзм. эт/‘9Рзмг= 1. Отношение к. п. д. процесса размола с известным приближением для лабораторной шаро­вой мельницы также может быть Принято ра'ВНЫМ единице %зм эт/г]рзмг ~ «1.

В результате получаем:

<12-26>

Т. е. относительный лабораторный коэффициент размолоспособности то­плива может быть найден не только по отношению удельных расходов электроэнергии на размол, см. формулу (12-24), ,но и по отношению величин вновь образующейся поверхности пыЯи при размоле в лабора­торной мельнице исследуемого г-го топлива и эталонного. Пренебрегая величиной 7*1 и. у в формуле (12-18) вследствие ее малости по сравнению с величиной /гпл, можно формулу,(12-26) записать:

(12-27)

■Гпл. эт

Правая часть формулы (12-27), по данным лабораторных опытов, мо*

* о А 100 2/3

Жет быть заменена отношением выражении (1п — J, для испытуемого

И эталонного топлива, дающим результаты, достаточно хорошо совпа­дающие с данными промышленных испытаний: ,

100 2/3

_ (»&)■

Кяо~~ Ґ 100 2/3/

Для #9оэт = 70°/0 получим: 1

( 100 2/3 . 100 2/3

Vій /?9СЭТ; Vй 70 )

В результате формула для определения кло по методу ВТИ принимает вид:

(12-28)

В качестве примера ниже приведены числовые значения кЛо, найденные по методу ВТИ, для нескльких типовых энергетических топлив: липовецкий Д (Приморский

Край) — 0,7; кашпирский сланец (Куйбышевская область) — 0,8; южно-сахалин­ский Б —• 0,85; тавричанский Б (Приморский край) — 0,85; анадырский Д (Магадан­ская область)—0,90; донецкий АШ — 0,95; кизеловский Г (Пермская область), ретти - ховский Б и бикинский Б (Приморский край), черногорский Д (Красноярский край), гусино-озерский Б (Бурятская АССР), букачачинский Д (Читинская область) — 1;

Угли Канско-Ачинского бассейна — назаровский Б—1,1, ирша-бородинский Б—1,2; богословский Б (Свердловская обл.) — 1,2; итатский Б (Кемеровская область) — 1,30; челябинский Б—1,32; экибастузский СС (Казахская АССР) — 1,35; воркутинский Ж (Печорский бассейн) — 1,50; подмосковный Б—1,70; донецкий Т—1,80; кизил-кий - ский Б (Киргизская ССР)—2,0; ангренский Б (Узбекская ССР)—2,1; эстонский сла­нец и ленинградский сланец — 2,5.

Кроме принятого в «Нормах расчета и проектирования пылепри­готовительных установок» [Л. 2] метода ВТИ определения £ло, суще­ствуют и другие методы, сущность которых заключается в следующем.

Так как мощность лабораторной шаровой барабанной мельницы #мел Дри размоле. проб различных топлив остается постоянной, то по­лучаем:

А Ам п Ам

Эт “ £эт С'1—В1 ’

Где Вэг и В и — производительность лабораторной мельницы соответст­венно на эталонном и исследуемом топливе, кг/с.

Следовательно, вместо (12-24) формула для /сло может быть запи­сана

Кло=!^, (12-29)

Т. е. относительный лабораторный коэффициент размолоспособности топлива показывает также, во сколько раз при размоле воздушко-сухих эталонного и исследуемого г-го топлив, загруженных в равных массо­вых количествах, производительность мельницы на 1-м топливе больше, чем на твердом эталонном топливе, при условии одинаковых начальном размере частиц топлива и конечной тонкости размола.

По методу ЦКТИ (Л. 37], использующем формулу (12-29), величи­ну /сл0 определяют по соотношению

Л'ло==о_775' (12-30)

В формуле

0,775 г/мин — производительность лабораторной шаровой барабан ной мельницы ЦКТИ (£>б=130 мм, /,6=120 мм, Яб = 47 об/мин) <на эта­лонном топливе;

Вг — производительность на исследуемом топливе, г/мин, опреде­ляется по проходу пыли через сито 90 мкм.

Пересчет значения коэффициента размолоспособности из шкалы ЦКТИ в принятую в «Нормах расчета пылеприготовительных устано­вок» шкалу ВТИ производится по формуле:

*ети = 0,34/^™+0,61.

Ло 7 ло I ’

Так, например, при значениях = 1,2; 2,4; 4; 5,6 значения

*»И=0,95; 1,0; 1,5; 2; 2,5.

По методу МЭИ [Л. 37] кло определяют как отношение затраты энер­гии на единицу обнаженной поверхности пыли эталонного топлива

((Ш7') ’ кВт-ч/м*, к соответствующей затрате энергии для исследуемо­го г-го топлива, где — мощность лабораторной мельницы, кВт; Ат — длительность размола, ч; б — масса пробы топлива, кг; А^=

Ас - Ю00

=Д/,1ооо —^—приращение удельной поверхности пыли в процессе раз-

Рпл

Мрла, м2/кг.

Так как NM = const, то

F—'i

К™эи = <12-31>

(oafJ,

По методу Хардгроу (США) величина кло определяется по форму­ле, аналогичной формуле (12*26):

K- = T&100-V.. (12-32)

Т. е. по соотношению значений поверхности пыли, подсчитанных при

Р“*= 1000 кг/м3 соответственно для испытуемого "и эталонного топлива,

Без учета действительной. плотности пыли.

По методу американского Горного бюро [Л. 37] определение кл0 производится по формуле, идентичной формуле (12-24):

А/эт^эт АмГ. б Ээт Сэт

К

Ло 9i N т Gi

Так как мощность лабораторной шаровой мельницы практически посто­янна для разных углей, то №ат = ^; с другой стороны, так как количе­ство готовой пыли также должно быть одинаково, то Сэт = Сг-; в резуль­тате получаем:

*ло=^-, (12-33)

Т. е. величина /сло может быть найдена по соотношению времени раз­мола в лабораторной мельнице эталонного и испытуемого топлива до одинаковой тонкости помола.

В промышленных мельницах условия размола топлива отличаются от лабораторных по начальной влажности и крупности дробления, при­нятых при определении /сло, поэтому необходимо вводить соответствую­щие поправки; коэффициент размолоспособности рабочего топлива определяется по соотношению:

= (12-34)

7/ДР

Где /7Вл 1 — поправка, учитывающая влияние влажности топлива на его размолоспособность. Чем выше средняя влажность угля в процессе раз­мола ^мел’ тем топливо труднее размалывается, тем эта поправка меньше.

При средней влажности топлива, равной №а, поправка равна еди­нице. Так как средняя влажность топлива в процессе размола обычно выше, чем аналитическая, то поправка Явл 1 меньше единицы. Величина /7ВЛ1 рассчитывается по формуле

/ (ГРмаКс)*-(10*

//влг— у (ГРмакс)2__(Я7а)г ^

Где ЭД^макс=== 1 -1,07И7Р, °/о — максимальная влажность рабочего топлива.

Средняя влажность топлива в мельнице определяется в зависи­мости от титаЦмельницы по следующим формулам:

Для шаровых барабанных мельниц, мельниц-вентиляторов и быст - роходно-бильных мельниц

(12-35.)

Для молотковых мельниц и среднеходных мельниц

Г;ел=У'"+Ул, »/»• (12-356)

В формулах (12-35а) и (12-356) — влажность топлива непо­

Средственно перед мельницей, т. е. в нижнем конце нисходящего су­шильного участка перед мельницей.

_ Ц7Р (100 - У?™) - 100 (УР-У?™) а

(100-№пл)-(№Р-№пл)а ’ /о' ^ '

В формуле:

А = 0,4 — доля влагосъема, снимаемая в нисходящем сушильном участке;

$7пл—влажность пыли за мельничной установкой, %.

Вторая ‘поправка на влажность Явл2 является коэффициентом пере­счета количества размалываемого мельницей топлива со средней влаж­ности в мельнице Н^л» при которой идет процесс размола, на влаж­ность сырого рабочего топлива:

100 — ууср

= . (12-35г)

Так как т0 коэффициент пересчета /7ВЛ2>1.

Поправка Ядр на дробление топлива учитывает отклонение разме­ра частиц угля, поступающего в мельницу, от размера частиц при опре­делении кл0, и соответствующее снижение производительности мельни­цы при увеличении начального размера частиц.

Изменение величины поправки Ядр от крупности дробленого топли­ва, характеризуемой величиной /?5 остатка при просеве через сито с ячейками 5X5 мм, выражается следующими данными:

% 5 10 15 20 25 30 35 40

Ядр 0,85 0,91 0,96 1,0 1,03 1,05 1,07 1,09

12- 6. АБРАЗИВНОСТЬ ТОПЛИВА

Процесс размола топлив сопровождается износом поверхности ме­лющих органов. Степень износа последних и длительность кампании мельниц зависит в основном от абразивности топлива и износостойко­сти материала мелющих органов.

Абразивные свойства угля характеризуются коэффициентом абразивности, под которым понимают удельную величину износа мелющих органов, выполненных из стали марки СтЗ, т. е. убыль их мас­сы, приходящуюся на единицу подведенной к мельнице энергии, гСтЗ/(кВт • ч):

1/. = П - (12-36)

Отношение абсолютного коэффициента абразивности данного то­плива к соответствующему значению для взятого за эталон условного 238

Топлива, имеющего ^Ээт = ^ гСтЗ/(кВт-ч), ^называется относитель­ным коэффициентом абразивности:

Кабр = тг—- (12-37)

АЭэт

Таким образом,

К»бр = ^. (12-37а)

Числовые значения абсолютного иэ и относительного /сабр коэффи­циента абразивности ряда энергетических топлив по данным ЦКТИ приведены в табл. 12-2 [Л. 40].

По величине коэффициента абразивности энергетические угли мо­гут быть разделены на следующие три группы:

1-

Я группа — угли, обладающие высоким коэффициентом абра­зивности Кабр>2,3 и иэ>0,7 гСтЗ/(кВт-ч), сюда относится такое твер­дое топливо, как АШ, донецкий Г И др.;

2- я группа — угли средней абра­зивности, /сабр—2,3-М и £/э = 0,7-ч-0,3 гСтЗ/(кВт-ч), сюда относятся, напри­мер, воркутинский ПЖ, челябинский Б и др.;

3- я группа — угли, обладающие, малой абразивностью, /сабР<1 и иэ<

<0,3 гСтЗ/(кВт-ч), сюда относятся подмосковный Б, сланец эстонский, ка­рагандинский ПЖ, кемеровский ПЖ.

Рассмотренные выше характери­стики топлива /Сло И /Сабр между собой связаны. Более твердые топ­лива, потребляющие больше энергии на размол, вызывают и более силь­ный износ мелющих органов. Поэто­
му между Кдо и АСабр наблюдается определенная связь, представленная на рис. 12-11, однако строгой количественной зависимости между ними нет. .

С рассмотренной характеристикой топлива — коэффициентом абра­зивности Кабр прямо связана другая характеристика процесса размола, определяющая степень износа мелющих органов, — коэффициент изно­состойкости.

Коэффициент относительной износостойкости £ данного металла представляет собой отношение коэффициента абразивности топлива ^э(СтЗ) ПРИ мелющих органах, выполненных из СтЗ к коэффициенту абразивности IIэ (Стх> для того же топлива при мелющих органах, вы­полненных из рассматриваемого металла X повышенной твердости:

• __ (СтЗ)

(СтХ)]

Подставляя в это выражение значения для £/э<стз)и£/э (СтХ) по фор­муле (12-36), получаем: ,

^ (СтЗ) Г СтЗ /10

-55^7' "гСтХ <12-38>

Т. е. коэффициент относительной износостойкости показывает, во сколь­ко раз больше изнашивается металла в мелющих органах из эталонной СтЗ по сравнению с более твердой сталью X при подводе к мельнице одинакового количества электроэнергии.

Числовые значения коэффициента относительной износостойкости для нескольких распространенных металлов, применяемых в мельницах, даны в табл. 12-3. В промышленных мельницах имеет место не чисто­

Та б л и ц а 12-3

Ударный, а смешанный износ — трением и ударом. Поэтому целесооб­разно применение твердых сплавов для производства наплавок на била.

Характеристики основных энергетических топлив в процессе раз­мола ^пл, Кло, Кабр, #90 ДЛЯ разных типов мельниц приведены в табл. 12-4.

Характеристики основных энергетических топлив