hệ thống chuẩn bị nhiên liệu

CHƯƠNG 8

HỆ THỐNG CHUẨN BỊ NHIÊN LIỆU

I.Bột than và hệ thống nghiền than
1.Ưu nhược điểm của hệ thống nghiền than
*.Ưu điểm
-Có khả năng đốt với hiệu quả kinh tế cao với bất kì loại nhiên liệu nào
-Tạo điều kiện chế tạo lò hơi công suất lớn
-Thuận lợi trong việc điều chỉnh và tự động hóa lò hơi
*.Nhược điểm
-Phải có hệ thống nghiền than và vận chuyển bột than lớn, thiết bị cồng kềnh
-Tốn nhiều điện năng cho quá trình nghiền than thành bột và vận chuyển
-Bụi tro bay ra khỏi lò nhiều nên cần phải đặt thiết bị khử bụi đắt tiền
*.Hiện nay những lò có công suất lớn và trung bình thường dùng đố bột than
2.Hệ thống nghiền than
*.Các giai đoạn của quá trình nghiền than
-Đập sơ bộ có thể bằng thủ công hoặc cơ khí
-Tách mạt sắt ra khỏi lớp nhiên liệu
-Đập nhỏ nhiên liệu
-Tách gỗ, rác ra khỏi nhiên liệu
-Sấy và nghiền than
-Chuyển bột than trực tiếp vào phễu trung gian hoặc trực tiếp vào buồng lửa
II.Đập nhiên liệu
-Quá trình đập than tiến hành đồng thời với quá trình tách mạt sắt
-Nhiên liệu được đưa tới băng chuyền. Mạt sắt chuyển đông theo băng được thải ra
ngoài bằng 2 đường: nam châm treo phía trên băng chuyền hút ra mạt sắt nằm trên lớp
nhiên liệu, mạt sắt nằm dưới lớp nhiên liệu nhờ trục nam châm điện từ hút và thải ra
ngoài

-Than sau khi tách mạt sắt đưa tới sàng để sàng.Những hạt lớn đưa vào máy đập còn
những hạt nhỏ rơi qua sàng sẽ nhập cung than đã được đập nhỏ đi vào băng tải chuyển
đến máy nghiền
-Máy đập than gồm 2 loại: máy đập trục và máy đập tay búa
+Máy đập trục gồm 2 loại:trục trơn và trục răng
III.Tính chất và đặc tính của than bột
-Bột than có khả năng hấp thụ không khí rất lớn, có đặc tính chảy gần như nước. Khi bột
than hỗn hợp với không khí thì việc vận chuyển dễ dàng như vận chuyển chất lỏng
nhưng khó khăn khi tách bột than ra khỏi không khí
-Khối lượng riêng của bột than khi để lâu ngoài trời tăng.Tại các chỗ chứa bột than có
thể tự bốc cháy, than có nhiều chất bốc càng dễ bốc cháy, đây chính là nguyên nhân gây
nổ trong hỗn hợp bột than và không khí. Bởi vậy, trong hệ thống nghiền than không
được dùng những ống dẫn nằm ngang hoặc có độ dốc nhỏ khiến bột than có thể đọng lại.
Đồng thời tốc độ chảy trong hỗn hợp không được quá nhỏ gây tụ bột than trên vách ống
lâu ngày tự bốc cháy và phát nổ
-Bột than cần phải có độ khô nhất định. Bột than quá ẩm sẽ khó dính kết và vận chuyển
nhưng bột than quá khô dễ gây nổ do tự bốc cháy
-Độ mịn là một trong những đặc tính chủ yếu của bột than. Độ mịn của than có ý nghĩa
quyết định đối với việc tiêu hao năng lượng khi nghiền than và tổn thất cháy không hoàn
toàn trong buồng lửa
IV.Máy nghiền than
1.Phân loại theo tốc độ quay
-Máy nghiền tốc độ nhanh 750-1500v/p: giếng nghiền, máy nghiền búa tốc độ cao
-Máy nghiền tốc độ trung bình 60-350v/p: máy nghiền tốc độ trung bình kiểu bi, kiểu
trục
-Máy nghiền tốc độ chậm 8-25v/p: thùng nghiền bi
2.Phân loại theo nguyên lý làm việc
-Loại làm việc bằng máy nén như máy nghiền tốc độ trung bình kiểu trục và kiểu

bi.Trong loại này nhiên liệu bị trục quay hoặc bi bằng kim loại nén tới độ mịn cần thiết
-Loại làm việc bằng va đập như thùng nghiền bi, giếng nghiền
3.Thùng nghiền bi
a.Cấu tạo
-Gồm thân hình trụ đường kính 1,5-4m dài 2-8m.Chiều dày thùng nghiền bi 1925mm.Phía trong thùng nghiền bi có những tấm lót hình gợn sóng hoặc hình bậc thang,
tấm lót này gắn với thùng bằng chêm, dùng tấm lót nâng bi đến độ cao nhất định và để
bảo vệ thành thùng.Giữa tấm lót và thành thùng có tấm amiang dày 10-20mm, lớp bọc
ngoài làm bằng tôn. Để cách nhiệt giữa thành thùng và vỏ ngoài dùng lớp lỉ cách âm dày
30-40mm.
-Trong thùng có chứa bi gang đường kính 30-60mm lúc thùng quay thì bi cũng quay
theo và nâng đến độ cao xác định rồi rơi xuống nghiền nát nhiên liệu
-Hai đầu thùng có cổ trục rỗng. Cổ trục được nối với ống dẫn bột than và ống dẫn đưa
than vào. Đề phòng không khí lạnh lọt vào dùng nệm nỉ hoặc amiang để chèn kín. Toàn
thân thùng và cổ trục tựa lên palie
b.Đặc điểm
-Nhiên liệu và môi chất sấy thường là gió nóng, nhiệt độ cao nhất cho phép là 420 độ
đi vào một đầu thùng. Nhiên liệu sau khi nghiền xong được gió mang ra đầu kia của
thùng
-Để đề phòng bột than bị kẹt lại thì ống đưa than vào va ống dẫn bột than ra phải có
miệng nằm với mặt phẳng nằm ngang góc 45
-Bột than sau khi ra khỏi có kích cỡ không đều đặn, vì vậy sau thùng nghiền cần có thêm
thiết bị phân li bột than tách các hạt thô đem trả về thùng nghiền tiếp tục nghiền lại
-Thùng nghiền quá ngắn thì nhiều bột than nghiền chưa mịn đã bị thổi ra ngoài, tạo ra số
lượng lớn hạt than trở lại thùng nghiền gây tiêu hao năng lượng vận chuyển. Thùng
nghiền quá dài thì nhiên liệu cơ bản đã nghiền thành bột ở nửa đầu thùng nghiền, ở nửa
sau của thùng nghiền các viên bi va đập vào nhau làm tăng tổn thất hao mòn kim loại
-Tốc độ quay của thùng nghiền bi thấp sẽ mang bi lên độ cao tương đối nhỏ làm bi lăn


theo mặt phẳng nghiêng mà không có tác dụng va đập than. Nếu tốc độ nhanh do lực li

tâm quá lớn bi sẽ dính vào thành thùng làm sản lượng nghiền giảm đột ngột
-Trong thùng nghiền xảy ra đồng thời hai quá trình : nghiền nhiên liệu và sấy nhiên liệu
4.Máy nghiền tốc độ trung bình
a.Máy nghiền tốc độ trung bình kiểu bi
-Việc nghiền than xảy ra giữa viên bi với 2 vành nghiền, trong đó vành trên đặt cố định
còn vành dưới chuyển động quanh trục đứng.Đường kính bi phụ thuộc vao đường kính
máy nghiền , bi nằm trong vành máng dưới nhờ lực đè do trọng lượng của vành trên và
lực nén của lò xo. Áp lực của bi lên nhiên liệu vào khoảng 2000-7000N. Để đảm bảo độ
mịn cần thiết thì áp lực này cần giữ ổn định, trong quá trình làm việc bi bị mài mòn cần
phải định kì điều chỉnh lò xo nén để đảm bảo áp lực không đổi
-Nhiên liệu được máy cấp than đưa tới vành nghiền dưới, dưới tác dụng của lực li tâm
nhiên liệu được dịch chuyển tới bi và được nghiền. Không khí nóng thổi qua mang bột
than đã nghiền tới bộ phân li thô. Nhiệt độ không khí nóng trước máy nghiền vào
khoảng 350 độ. Muốn tăng sản lượng máy nghiền cần tăng chiều dày lớp nhiên liệu
trong máng nên cũng phải tăng lượng không khí thổi vào để mang bột than đi
b.Máy nghiền tốc độ trung bình kiểu trục
-Máy nghiền loại này gồm có 2 trục lăn và một bàn nghiền. Nhờ tác dụng của lò xo, trục
lăn đè lên bàn nghiền. Khi quay bàn nghiền trục lăn sẽ quay theo bàn và việc nghiền
than chủ yếu do tác dụng mài sát. Tác dụng của lò xo trục lăn đè lên bàn nghiền vào
khoảng 0,2-0,5MN
-Không khí nóng 350 độ thổi bột than đã nghiền và sấy khô lên phân li than thô. Phân li
thô được bố trí ngược chiều quay với máy nghiền
-Độ mịn của than được điều chỉnh bằng cách thay đổi số vòng quay của phân li thô hoặc
thay đổi số lượng không khí thổi qua máy nghiền
5.Máy nghiền tốc độ nhanh
a.Giếng nghiền
-Nhiên liệu sau khi đưa vào máy nghiền do sự va đập của búa có tốc độ nhanh và bị


nghiền thành bột, mặt khác khi nhiên liệu va chạm với vỏ máy và va đập lẫn nhau cũng

có tác dụng trong quá trình nghiền
-Gió nóng được đưa vào hai đầu máy nghiền, trong máy nghiền xảy ra 2 quá trình
nghiền và sấy
-Bột than sau khi nghiền và sấy được đưa lên giếng nghiền, bột than mịn được gió nóng
mang đi đưa vào buồng lửa qua vòi phun. Bột than thô quay trở về máy nghiền và tiếp
tục nghiền. Ngay ở giếng nghiền đã có tác dụng phân li thô, tốc độ dòng khí trong giếng
càng lớn thì bột than càng thô
-Trong giếng nghiền lượng dự trữ bột than rất ít vì vậy chỉ cần ngưng cấp than mấy phút
là nhiên liệu trong giếng nghiền dung hết dẫn đến tắt lò
-Giếng nghiền có 2 loại
+Loại giếng nghiền đưa gió nóng dọc trục
+Loại giếng nghiền đưa gió nóng tiếp tuyến
6.Cách chọn máy nghiền
-Thùng nghiền bi có giá thành ban đầu cao, kích thước cồng kềnh, lượng điện năng chi
phí cho nghiền lớn. Nó được dùng để nghiền nhiên liệu cứng như than xit, than gầy.
Thùng nghiền bi dùng cho lò hơi có sản lượng 20t/h trở lên
-Giếng nghiền dùng để nghiền nhiên liệu tương đối mềm, nhiều chất bốc như than nâu,
than bùn. Dùng cho lò hơi có sản lượng 12t/h trở lên
-Máy nghiền tốc độ trung bình làm việc tốt nhất với than đá có hệ số ma sát lớn. Dùng
cho lò có sản lượng 12t/h
V.Sơ đồ hệ thống nghiền than
1.Sơ đồ hệ thống nghiền than kiểu phân tán thổi thẳng.
- Sơ đồ này bột than được đưa trực tiếp tới vòi phun. Nó có thể dùng cho máy nghiền tốc
độ nhanh hay máy nghiền tốc độ trung bình, hoặc máy nghiền tốc độ chậm.
* Khi dùng giếng nghiền.
- Nhiên liệu từ phễu than nguyên đưa tới máy cấp than nguyên sau đó than đưa tới giếng


nghiền được điều chỉnh bằng cách thay đổi bộ phận cung cấp của máy.Nhiên liệu từ máy
cấp than đi theo máng xuống máy nghiền, trên máng có khóa khí để ngăn không khí lạnh

lọt vào máng. Dòng không khí nóng để sấy và vận chuyển bột than được lấy từ bộ sấy
không khí. Bột than sau khi ra khỏi giếng nghiền được chuyển tới vòi phun, ở vòi phun
có đường không khí nóng cấp 2. Nhiệt độ môi chất sấy bằng từ 350-400độ. Sản lượng
máy nghiền xác định sản lượng của lò. Khi điều chỉnh sản lượng của lò, người ta điều
chỉnh lượng than tươi và môi chất sấy đưa vào máy nghiền.
* Khi dùng máy nghiền tốc độ trung bình.
- Phải đặt thêm quạt nghiền để khắc phục trở lực do máy nghiền và thiết bị phân li. Quạt
có thể đặt trước hoặc sau máy nghiền.
- Khi đặt trước máy nghiền thì nhiệt độ không khí nóng phải không lớn hơn 450độ để
đảm bảo quạt nghiền làm việc an toàn.
- Khi đặt quạt nghiền sau máy nghiền cho phép nhiệt độ môi chất sấy có thể lên tới 700.
Trong trường hợp này sự mài mòn quạt nghiền tương đối lớn nhưng lượng điện năng
tiêu hao nhỏ. Vẽ hình 8.16.
2.Sơ đồ hệ thống nghiền than có phễu trung gian.
- Loại sơ đồ dùng nhiều nhất cho thùng nghiền bi.
- Than nguyên từ phễu than được máy cấp than đưa tới máng nghiền xuống thùng
nghiền. Khi chuyển động trên máng ở độ dài 2-3m, gió nóng đã làm giảm độ ẩm của
nhiên liệu tới 40%.
- Việc sấy cuối cùng xảy ra trong thùng nghiền. Môi chất sấy thổi bột than thoát ra khỏi
thùng nghiền và tới phân li thô. Những hạt lớn tách ra khỏi phân ly thô lại rơi xuống
thùng nghiền, còn bột than được đưa tới xiclon, ở đây bột than được tách ra khỏi gió.
- Bột than ra khỏi xiclon được đưa theo hai đường : hoặc xuống phễu bột than cung cấp


cho lò hoặc đưa tới phễu bột than của lò khác qua máy vận chuyển than kiểu ruột gà. Ở
phía dưới phễu than bột có đặt máy cấp than bột, phân chia than bột tới các miệng phun.
Không khí tách ra khỏi xiclon, nhờ có quạt nghiền được đưa tới với phun gió cấp ba
hoặc hỗn hợp với không khí nóng để đẩy bột than vào lò.
* Ưu điểm.
- Lượng bột than dự trữ tương đối lớn, sự làm việc của lò hơi ổn định hơn có hiệu suất

kinh tế cao.
- Sự mài mòn của quạt nghiền tương đối nhỏ.
- Do có sự liên hệ giữa các lò mà sản lượng máy nghiền có thể chọn với dự trữ nhỏ nhất.
* Nhược điểm.
- Phải thêm nhiều thiết bị phụ như phễu than trung gian, máy cấp bôt than, thiết bị phân
li… làm vốn đâu tư tăng lên đồng thời kích thước gian lò tăng lên.
- Ống dẫn dài làm tăng trở lực hệ thống nghiền than cũng như tăng không khí lạnh lọt
vào hệ thống.( hình 8.17).
3.Hệ thống nghiền than kiểu hở.
- Dùng cho nhiên liệu có độ ẩm cao.
- Hệ thống than hở dùng khói thải làm môi chất sấy. Môi chất sấy sau khi làm việc xong
được thải ra ngoài trời. Khói được khử bụi trong các thiết bị phân li trước khi thải ra
ngoài trời. Nhiệt độ khói thải được làm lạnh tới 65-70độ.
* Ưu điểm.
- Tổn thất nhiệt do khói thải ra ngoài ít do đó hiệu suất lò tăng lên.
- Do độ ẩm nhiên liệu được thải ra ngoài trời chứ không đưa vào buồng lửa nên nhiệt độ
buồng lửa cao nên nhiên liệu cháy tốt.Các tổn thất do cháy không hoàn toàn về cơ khí và


hóa học giảm xuống.
* Nhược điểm.
- Để hạn chế bột than thải ra ngoài trời cần phải đặt xiclon với độ phân li cực đại do đó
hệ thống phức tạp và đắt tiền.
- Lượng bột than bay ra làm bẩn môi trường xung quanh.
- Nhiên liệu sấy khô làm việc với không khí nóng dễ gây nổ.(hinh 8.18).
VI.Các phần tử hệ thống nghiền than
I.Phân ly thô.
1.Phân ly thô có cánh quay
- Cấu tạo gồm hai vỏ hình côn bọc lấy nhau.Dòng bột than và không khí được đưa tới
thiết bị phân ly thô với tốc độ 15-20m/s.Trong thiết bị phân ly thô tốc độ giảm còn 56m/s, do đó những hạt trọng lượng lớn sẽ rơi xuống vách qua ống dẫn thoát ra ngoài, sau

đó dòng bột than theo hốc giữa hai vỏ đi lên qua các cánh cửa quay vào vỏ trong, cửa
quay này có thể thay đổi độ đóng mở. Khi đi qua cửa quay thì dòng bị uốn và đi xoáy
vào vỏ trong. Nhờ có lực ly tâm mà các bột than thô bị tách ra rơi xuống vách vỏ thông
qua ống dẫn đi trở về thùng nghiền cùng với bột than thô tách ra ở vỏ ngoài.
- Độ mịn của than được điều chỉnh bằng cách thay đổi độ mở cửa hoặc tốc độ ban đầu
của dòng. Bột than đủ mịn được đưa ra qua ống chinh giữa.Loại phân ly này đảm bảo độ
mịn lớn nên nó được dùng nhiều cho than khó cháy.
2.Phân ly mịn.
- Phân ly mịn có nhiệm vụ tách bột than ra khỏi dòng hỗn hợp.
- Trong thiết bị phân ly mịn có 85-90% bột than mịn được tách ra khỏi hỗn hợp, còn 1510% bột than quá mịn vẫn còn lại trong môi chất sấy.Dòng hạt than và không khí được


đưa tiếp tuyến với vỏ xiclon 18-22m/s và chuyển động xoắn ốc từ trên xuống dưới. Do
lực ly tâm nên các hạt bột than sẽ tách ra và rơi xuống ống dẫn ở chính giữa đáy phân ly
mịn, còn các bột than quá mịn và dòng khí thì men theo ống hút ở chính giữa chuyển
động đi lên và thải ra ngoài.
- Để tránh cho không khí không thể lọt vào bột than thì trên ống dẫn bột than từ phân ly
mịn đến phễu bột than trung gjan cần phải đặt thiết bị khóa khí.
3.Thiết bị khóa khí.
- Khóa khí là một van có thể tự động đóng mở nhờ tác dụng của đòn bẩy. Khi rơi, than
có trọng lực đủ thắng trọng lực của đòn thì cửa mở và than hoặc bột than có thể lọt
xuống. Để đảm bảo chống được lọt không khí, khóa khí được làm thành từng đôi nối
tiếp nhau và thay nhau lần lượt mở nắp.
4.Máy cấp than nguyên.
- Dùng để điều chỉnh việc đưa than tới máy nghiền.
- Đối với nhiên liệu khô không dính thì dùng máy cấp kiểu đĩa. Máy cấp than kiểu đĩa
bao gồm một đĩa quay trong một vỏ khí. Nhiên liệu đưa lên đĩa và quay cùng với đĩa,
nhờ tay gạt mà nhiên liệu rơi xuống máng. Phía trên đĩa có ống điều chỉnh, có khả năng
thay đổi nhiệt độ cao để điều chỉnh lượng than chứa trên đĩa. Việc điều chinh sản lượng
của máy được thực hiện nhờ sự đổi góc quay của tay gạt hoặc bằng tốc độ quay của đĩa.

- Đối với nhiên liệu ẩm dễ đóng dính thì dùng kiểu băng chuyền. Máy cấp than kiểu
băng chuyền bao gồm hai hay nhiều xích chuyển động vô tận. Xích vận chuyển nhiên
liệu và rơi xuống máy.
5.Máy cấp bột than.
- Để điều chỉnh lượng bột than từ phễu trung gian tới các vòi phun.
- Máy cấp than bột kiểu đĩa gồm 2 đĩa có cánh được gắn lên trục truyền động, giữa 2 đĩa


này có một tấm trung gian. Trên tấm trung gian có khoét lỗ, đặt cách 180 độ so với lỗ ở
mặt trên. Bột than rơi qua cửa của nắp trên rơi qua kẽ các cánh. Khi quay các cánh sẽ
dịch chuyển bột than tới cửa của tấm trung gian và rơi xuống đĩa thứ 2. Khi quay tiếp
đĩa thứ 2 đi góc 180 bột than sẽ rơi vào ống ra.Việc đặt hai đĩa có đĩa trung gian cho
phép tạo nên độ kín tốt, loại trừ việc chảy than một cách tùy tiện nghĩa là điều chỉnh
chính xác được bột than tới miệng phun.
- Máy cấp than kiểu ruột gà: bột than được vận chuyển nhờ chuyển động quay của trục
xoắn ruột gà. Đối với nhiên liệu khô việc vận chuyển bột than nhờ chuyển động quay
của trục xoắn ruột gà là không chính xác, do có một lượng bột than không được điều
chỉnh đi qua các kẽ hở giữa trục xoắn ruột gà và vỏ. Vi vậy loại máy này dùng cho than
có độ ẩm cao.