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循環(huán)流化床(CFB)鍋爐制煤用細(xì)篩論文
0 概 論
一個(gè)投資數(shù)億乃至幾十億的CFB鍋爐電廠，裝備細(xì)篩的性能優(yōu)劣與電廠的經(jīng)濟(jì)效益具有很大關(guān)系。
隨著大容量循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組的投用，我國(guó)自主研發(fā)600MW容量超臨界循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組的推進(jìn)，CFB鍋爐制煤用細(xì)篩凸顯重要，成為關(guān)系到制煤設(shè)備運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)之一。CFB鍋爐的安全運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)效益將受直接影響。
1 細(xì)篩性能優(yōu)劣，直接關(guān)系到以下幾個(gè)方面
①鍋爐運(yùn)行安全、平穩(wěn)及磨損，以及鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。
②細(xì)碎機(jī)碎煤質(zhì)量、防堵及錘頭磨損壽命。
�、壑泼喝到y(tǒng)運(yùn)行優(yōu)劣。
�、苠仩t排碴系統(tǒng)運(yùn)行安全性。
2 細(xì)篩的下述功能，決定其對(duì)CFB鍋爐機(jī)組重要性
�。�1）降低可用細(xì)度細(xì)煤過(guò)破碎損失
細(xì)篩性能不良，則大量細(xì)煤入細(xì)碎機(jī)，可用細(xì)度細(xì)煤遭受到破碎變細(xì)，促使鍋爐結(jié)焦、結(jié)碴加重，飛灰含碳量大增，最多達(dá)20%以上�。ǹ刂浦祽�(yīng)低于4%）嚴(yán)重降低鍋爐燃燒效率。
（2）有利細(xì)碎機(jī)安全運(yùn)行
�、傺娱L(zhǎng)細(xì)碎機(jī)錘頭磨損壽命
細(xì)煤少入細(xì)碎機(jī)，錘頭磨損壽命最大可延長(zhǎng)一倍左右。
�、诜乐辜�(xì)煤堵塞細(xì)碎機(jī)
細(xì)煤易堵細(xì)碎機(jī)，特別煤粘時(shí)，必堵塞細(xì)碎機(jī)，降低出力。細(xì)煤少量入細(xì)碎機(jī)，細(xì)碎機(jī)定免遭堵塞。
③提高細(xì)碎機(jī)碎煤質(zhì)量
細(xì)煤少入細(xì)碎機(jī)，細(xì)碎機(jī)可控制入爐煤超徑煤粒超限，既有利鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定又能降低鍋爐磨損。
�。�3）細(xì)篩促進(jìn)CFB鍋爐制煤系統(tǒng)可靠、安全運(yùn)行
當(dāng)細(xì)篩出力不足，乃至嚴(yán)重不足，必使整個(gè)制煤系統(tǒng)延長(zhǎng)工作時(shí)間，加速設(shè)備損壞，增加運(yùn)行，維護(hù)及檢修費(fèi)用。
�。�4）細(xì)篩可以保護(hù)排碴設(shè)備
篩煤機(jī)性能優(yōu)良，控制入爐煤超徑粒煤數(shù)量，對(duì)排碴系統(tǒng)設(shè)備安全運(yùn)行極為有利。
3 細(xì)篩選型的幾個(gè)問(wèn)題
細(xì)篩選型現(xiàn)狀極待改進(jìn)：
�。�1）嚴(yán)防劣質(zhì)煤篩混入CFB鍋爐制煤設(shè)備系統(tǒng)
凡出力，篩分效率不能滿足設(shè)計(jì)要求的篩煤機(jī)，即為劣質(zhì)細(xì)篩，絕對(duì)不能用�？v觀我們CFB鍋爐制煤已經(jīng)用過(guò)“細(xì)篩”，效率低是最大問(wèn)題。裝設(shè)低效細(xì)篩這是與設(shè)置細(xì)篩目的相悖的。對(duì)鍋爐，細(xì)碎機(jī)乃至全輸煤系統(tǒng)十分不利，應(yīng)杜絕選用劣質(zhì)細(xì)篩。
�。�2）選擇細(xì)篩應(yīng)重視鍋爐、細(xì)碎機(jī)及全系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性
細(xì)篩在制煤設(shè)備中居一優(yōu)創(chuàng)全優(yōu)地位，優(yōu)質(zhì)細(xì)篩不但促進(jìn)鍋爐運(yùn)行可靠、安全、高效，尚可促進(jìn)細(xì)碎機(jī)防堵、抗磨、高質(zhì)量碎煤、運(yùn)行安全可靠。優(yōu)質(zhì)細(xì)篩對(duì)輸煤系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益比其自身價(jià)格具有較高性價(jià)比。必須糾正選擇細(xì)篩中只比價(jià)格不比性能的以投運(yùn)后經(jīng)濟(jì)巨大損失為代價(jià)的不良作法。
�。�3）以人為本，以節(jié)約資源和能源為重選擇細(xì)篩優(yōu)質(zhì)細(xì)篩，促進(jìn)制煤系統(tǒng)可靠、安全運(yùn)行、設(shè)備運(yùn)行良態(tài)、管理、維護(hù)、檢修全在良態(tài)中進(jìn)行，必給輸煤部門一個(gè)安全、寬松工作態(tài)勢(shì)，是以人為本的體現(xiàn)。否則，為了一時(shí)不該追求的利益，損害了輸煤作業(yè)的方方面面，危害以人為本，以節(jié)約資源為本的國(guó)策。
4 細(xì)篩選擇的幾個(gè)重要條件
�。�1）必須絕對(duì)達(dá)到的條件
粒度和篩分效率，選擇細(xì)篩必須絕對(duì)達(dá)到的條件。制煤用細(xì)篩最基本的目的，就是要把可用細(xì)度細(xì)煤分離出系統(tǒng)，避免細(xì)煤進(jìn)入細(xì)碎機(jī)。所以，細(xì)篩必須滿足篩分效率和粒度要求。影響篩分效率，主要是粘煤和篩面寬度過(guò)小致細(xì)煤透篩量小。細(xì)篩透篩是篩透孔面積與細(xì)煤透孔速度決定的，只有具有一定篩面寬度，才可以具有足夠透孔面積，這個(gè)條件不是無(wú)現(xiàn)實(shí)根據(jù)的數(shù)據(jù)。
�、偌�(xì)篩效率真實(shí)性必依據(jù)實(shí)例為鑒
細(xì)篩效率性能，必以兩個(gè)以上細(xì)篩實(shí)際應(yīng)用例子為證，不可用無(wú)根據(jù)乃至脫離實(shí)際推斷值。
�、趯�(duì)于實(shí)踐已經(jīng)證明效率劣性者，絕對(duì)不能再用。
③如欲選用一種未經(jīng)實(shí)用驗(yàn)證細(xì)篩，必有效率可行的論證、科學(xué)的計(jì)算方法并經(jīng)樣機(jī)工作實(shí)測(cè)證明效率計(jì)算可靠者，方可慎用！
④細(xì)篩篩分效率的判斷與計(jì)算
1）振動(dòng)篩篩分效率直觀判斷的假象
振動(dòng)篩把入篩粗、細(xì)粒度混流狀的煤流，變成粒度上大下小分層狀煤流，看似高效，收在眼中的全是粗料，別誤判！細(xì)煤都隱形到底層了！
2）細(xì)篩效率計(jì)算方法
細(xì)篩效率指篩下物與篩上物中可篩量總和之比的百分?jǐn)?shù)。
比如一個(gè)出力100 t/h細(xì)篩，以篩上物可篩量占出力的70%，即70 t/h計(jì)，篩下細(xì)料達(dá)56 t/h時(shí)，效率為56÷70＝80%。粗料出口中粗料為30 t/h，細(xì)料為14 t/h，這44 t/h料中，雖近50%為細(xì)料，看似很難看，但該篩效率己達(dá)80%。而振動(dòng)篩，從表面看可能誤認(rèn)為效率達(dá)100%，其實(shí)最低效率可能只有10%。為此，判定一種細(xì)篩是否效率高，一定不要看表面現(xiàn)象！要研判真實(shí)值。
�、莺Y面太寬無(wú)法做到布料均勻，篩分效率亦必然不高
沒(méi)有布料措施的細(xì)篩絕對(duì)無(wú)法促使入篩煤在篩面上均勻分布。而布料裝置能力，當(dāng)篩面很寬情況下，又很難保證做到布料均勻。為此，篩面太寬就無(wú)法做到布料均勻、效率也難以提高到使用要求。
�。�2）必保證的條件
出力是選擇細(xì)篩的必保證條件。
細(xì)篩出力達(dá)不到要求，必使整個(gè)制煤系統(tǒng)乃至整體輸煤系統(tǒng)延時(shí)運(yùn)行，設(shè)備加速損壞，增加運(yùn)行難度。這種狀況，現(xiàn)在比較嚴(yán)重，直接威脅電廠運(yùn)行安全。
�。�3）布置上必滿足的條件
細(xì)篩總寬度必受工藝布置限制。
細(xì)篩寬度太大，肯定無(wú)法布置，而且煤在篩面上分布極不均勻，篩分效率肯定不高。
任何一種篩煤機(jī)，為達(dá)設(shè)計(jì)效率，必限制篩上物料厚度（篩上物料厚度越厚篩分效率越低）篩面寬度必不少于一個(gè)最小值�，F(xiàn)用在CFB鍋爐的某“振桿篩”，實(shí)際篩面寬1.8m，現(xiàn)工作出力200t/h的態(tài)勢(shì)，就決定了該“振桿篩”篩上物料厚度。簡(jiǎn)單講：這種振動(dòng)篩，篩面寬度1.0m，最大出力僅為110t/h。出力600t/h，篩面寬必不少于5.45m。樣本給定篩面寬僅2m，肯定是沒(méi)有實(shí)用機(jī)型業(yè)績(jī)支持的實(shí)用數(shù)據(jù)。是個(gè)必須推敲的嚴(yán)重?cái)?shù)值。
�。�4）細(xì)篩必須具備壓料透篩條件
CFB鍋爐用煤，多數(shù)時(shí)間具有粘性，凡不能給細(xì)煤一個(gè)透篩壓力的細(xì)篩，必使粘煤克服粘性阻力透篩能力較差，必難達(dá)最低篩分效率50%的要求，所以，無(wú)壓力功能的細(xì)篩必慎用。
5 ZZS型雙轉(zhuǎn)式篩煤機(jī)
ZZS型雙轉(zhuǎn)式篩煤機(jī)，CFB鍋爐制煤專用細(xì)篩，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)投用十二種機(jī)型，從ZZS.100型至ZZS.800型，該型篩經(jīng)過(guò)投產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐考核，證明是國(guó)、內(nèi)外篩煤機(jī)中的優(yōu)質(zhì)細(xì)篩。完全具備選擇細(xì)篩的幾個(gè)重要條件。
（1）雙轉(zhuǎn)篩的創(chuàng)立過(guò)程
縱觀篩煤機(jī)幾十年使用情況，由于受我國(guó)電廠入場(chǎng)煤煤質(zhì)灰分大、水份失控，常呈粘煤狀態(tài)困擾，篩分能力很差！
早在上個(gè)世紀(jì)70年代，篩煤機(jī)便困惑電力輸煤同業(yè)人員，雖要求其篩分粒度多為30mm，也難選到可實(shí)用篩。最不能用的是共振篩和振動(dòng)篩，在八十年代初前者即絕跡，后者遭到淘汰。80年代初，本人曾設(shè)計(jì)一種概率式振動(dòng)篩。當(dāng)獲悉首臺(tái)出力、效率不能滿足使用要求時(shí)，本人立即放棄這一機(jī)型�？墒�，很快便有數(shù)臺(tái)跟進(jìn)投入使用，一直到這個(gè)世紀(jì)初，兩臺(tái)出力1500t/h大型概率篩拆除，換裝SBS·1500t/h梳式篩才結(jié)束了概率篩在電力輸煤使用的歷史。這是一個(gè)慘痛教訓(xùn)。
近悉南方某CFB鍋爐電廠，制煤用“振桿篩”（粒度變細(xì)的雙層概率篩，篩條改成振桿，問(wèn)題依舊）。振桿篩投運(yùn)后，又看到一種多段“振桿篩”（把兩層振桿篩，改成單層前后三段式）投運(yùn)在西南某CFB鍋爐電廠，同業(yè)人員可以去現(xiàn)場(chǎng)考察，大家共同研究探討。
概率篩研制失敗后，在“篩煤機(jī)無(wú)法在電力輸煤使用，不是篩煤機(jī)自身問(wèn)題，而是煤質(zhì)的問(wèn)題”結(jié)論警示下，本人著手研發(fā)針對(duì)粘煤的篩煤機(jī)——梳式篩和雙轉(zhuǎn)篩。
本人認(rèn)為：“細(xì)篩必給予細(xì)煤一個(gè)足夠充分的篩分時(shí)間，而篩分粘煤用的細(xì)篩，還必能給粘煤一個(gè)助力，幫助其克服自身粘滯阻力，方可以使煤在任何工況下順利透篩”。據(jù)此，最終創(chuàng)立了雙轉(zhuǎn)式篩煤機(jī)。
（2）雙轉(zhuǎn)篩結(jié)構(gòu)組成及功能
該型篩由透料篩筒和壓料及推料沿篩筒向出口運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子兩大部件組成。煤入篩后，受旋轉(zhuǎn)篩筒帶動(dòng)沿篩筒布料，受反向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子上的錘（耙）作用，使篩筒帶上煤受到反耙再布料作用，邊受壓透料，邊向出口運(yùn)動(dòng)，逐次循環(huán)直至物料到篩筒工作末端，粗料從出料口下落。
�。�3）篩分粒度和效率
篩筒控制透料粒度無(wú)超徑之虞
篩筒透孔率高，轉(zhuǎn)子錘（耙）壓迫細(xì)煤，當(dāng)煤質(zhì)好時(shí)，大透孔率，促進(jìn)高效篩分。當(dāng)煤質(zhì)差時(shí)，使煤能克服自身粘滯阻力，順暢透孔，所以篩分效率高。
安裝該型篩鍋爐，飛灰含炭量均控制在4%以下，有的甚至降到2%，這一結(jié)果不但顯示其經(jīng)濟(jì)能力，也證明其篩分效率足以滿足使用要求。
�。�4）篩煤機(jī)出力
本型篩煤機(jī)出力是由高效支持的又都經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確計(jì)算值，計(jì)算理論又經(jīng)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行考核認(rèn)證無(wú)誤。
（5）篩煤機(jī)寬度滿足工藝布置條件
�、僖猿隽�800 t/h機(jī)為例，總寬才3m，這與匹配的細(xì)碎機(jī)相比，是很協(xié)調(diào)的。工藝設(shè)計(jì)布置上是沒(méi)有問(wèn)題的。
�、诤Y面上物料厚度容易控制
該型篩篩面為圓筒狀，折合寬度大，以出力400 t/h篩為例，篩面折合寬度達(dá)5米多，每米寬出力僅80 t/h，遠(yuǎn)比前述振動(dòng)篩每米寬限制出力110 t/h小，所以篩面物料厚度最小，篩分效率必最高。
該型篩壓料透篩，“當(dāng)量”篩面寬與篩面物料厚度比更大，即“當(dāng)量”厚度更小。所以，篩面上物料厚度更容易滿足透料要求。
③具有布料功能
該型篩兩大部件互相協(xié)調(diào)工作，本身就是布料過(guò)程。
�、芪锪鲜軌毫ν负Y
該型篩兩大部件互相協(xié)調(diào)工作，使細(xì)煤受到壓力透孔，任何粘性細(xì)煤，其粘煤阻力都無(wú)法抵擋錘（耙）壓迫透篩。
本型篩具有不堵、不卡出力滿足，高效篩分功能。為此，其性能是截至目前止，無(wú)任何篩煤機(jī)可比的!
�。�6）ZZS型雙轉(zhuǎn)篩型譜
本型篩自2004年ZZS·600型雙轉(zhuǎn)篩投運(yùn)后，現(xiàn)己在制和投運(yùn)近50臺(tái)（套），己投運(yùn)最大出力篩為ZZS·800型。
ZZS型雙轉(zhuǎn)篩系列型譜資料
6 結(jié) 論
�。�1）細(xì)篩必給予細(xì)煤一個(gè)足夠充分的篩分時(shí)間，而篩分粘煤，還必具有壓料透篩功能。否則，在出力、效率上很難滿足使用要求。
�。�2）任何細(xì)篩，無(wú)兩個(gè)使用成功的業(yè)績(jī)支持，便不具備選用條件，至少應(yīng)該慎用。
（3）歡迎同行共同探討目前CFB鍋爐制煤中投入的細(xì)篩技術(shù)性能，對(duì)各種細(xì)篩感興趣者，本人誠(chéng)愿提供自己多年掌握的這些篩的實(shí)際情況。比如振動(dòng)篩、概率篩、滾筒篩、振桿篩、弛張篩等，以共同策動(dòng)創(chuàng)立最佳CFB制煤系統(tǒng)。
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