순환유동층 보일러의 석회석 시스템

저탄소 경제 발전은 전 세계적 합의가 되었습니다. 우리나라는 저탄소 경제 발전과 기후변화 대응을 국가 경제 및 사회 발전을 위한 주요 전략으로 삼고 있습니다. 목표는 CO2 배출 강도를 2005년에 비해 40~50% 줄이는 것입니다. 이러한 목표를 달성하는 과정에서 전력산업, 특히 화력발전 분야는 매우 중요한 책임을 지고 있습니다.

현재 우리나라의 청정석탄 발전기술과 설비는 큰 발전을 이루었고, 대용량 CFB 보일러 기술은 이미 성숙 단계에 이르렀으며, 600MW 규모의 CFB 보일러도 연구에 착수했습니다. 및 구현. 탈황 및 환경 보호 요구 사항을 충족하려면 CFB 장치의 런닝 스톤을 석회석 분말과 혼합해야 하며 챔버에 들어가는 석회석 분말의 품질, 입자 크기 및 그라데이션 및 석회석 분말의 양이 엄격해야 합니다. 석회석 분말이 요구 사항을 충족하지 못하면 용광로의 탈황 효과에 영향을 미치고 다른 시스템에도 영향을 미칩니다.

현재 국내 많은 CFB 발전소의 석회석 분말 파쇄 시스템의 운영은 이상적이지 않습니다. 가장 중요한 이유 중 하나는 파쇄 장비의 부적절한 설계 및 선택, 특히 미세 파쇄 장비의 설계입니다. 장비 시스템 구축은 매우 시급하고 중요한 과제입니다.

1. 파쇄의 기본 개념, 방법 및 원리

1.1 파쇄의 기본 개념

파쇄의 작용으로 고체 물질의 응집력을 극복하여 파쇄하는 과정 외부의 힘을 분쇄라고 합니다. 가공되는 재료의 크기가 다르기 때문에 크게 파쇄와 분쇄의 두 가지 공정으로 나눌 수 있습니다. 큰 재료를 작은 조각으로 나누는 공정을 파쇄라고 합니다. 작은 재료를 미세한 분말 재료로 나누는 공정을 가공 공정이라고 합니다. 연마.

1.2 파쇄 방법

기본 파쇄 방법에는 아래와 같이 압출 파쇄, 충격 파쇄, 마찰 전단 파쇄, 분할 파쇄 등이 포함됩니다.

분쇄 모드 메커니즘 일반적인 장비 압출 분쇄 작업 부품은 재료에 압착 효과를 발휘하며 재료는 압력 작용으로 분쇄됩니다. 조 크러셔 압출-전단 분쇄 재료는 압출과 전단이라는 두 가지 힘에 의해 분쇄됩니다. 컬럼 밀, 레이몬드 밀, 스틸 볼 밀, 수직 밀, 로드 밀, 분할 및 분쇄는 작업 부품의 분할 동작에 따라 재료를 분쇄합니다. 충격 분쇄기, 충격 분쇄, 작업 부분이 고속으로 이동하여 재료에 충격을 가합니다. 재료가 고속으로 고정된 위치로 이동합니다. 벽의 충격으로 인해 찌그러짐이 발생합니다. 해머 크러셔 1.3 파쇄의 기본 원리

재료의 파쇄에 대해서는 많은 양의 이론적 연구와 운영실습을 통해 파쇄 및 연삭에 최적의 경제적 지점이 있다는 것이 입증되었습니다. 즉 파쇄를 사용해야 합니다. 입자 크기가 특정 입자 크기보다 크면 분쇄를 사용해야 하며 이는 종종 분할 분쇄 원리라고 합니다. 분쇄기가 작동 중일 때 분쇄에 사용되는 해머 또는 커터는 고속으로 움직입니다. 밀이 작동 중일 때 속도는 상대적으로 더 적합합니다. 무거운 롤러와 같은 중금속 부품을 통해 재료를 더 느리게 분쇄하고 압출합니다. 이는 작은 재료 조각을 추가로 분쇄하는 데 더 적합하며 이는 준비 시스템의 에너지 절약과 경제성 향상에 도움이 됩니다. 일부 학자들은 연구를 통해 자체 연구 결과를 얻었습니다. ① 분쇄 및 분쇄의 에너지 소비를 줄이는 관점에서 Knowles와 Farant는 Bond 공식을 사용하여 결과를 계산하고 광석을 12.7mm로 분쇄하여 넘겨야한다고 결론지었습니다. 가장 낮은 에너지 소비. ② 최저 분쇄 비용의 관점에서 구소련 연구자들은 대규모 농축기에서 분쇄된 광석의 최종 입자 크기가 4-8mm이고, 소규모 농축기에서 최종 입자 크기가 10-15mm라고 계산했습니다.

요약하자면 현재 국내 재료 분쇄는 기본적으로 다음 입자 크기에 따라 분쇄 장비 유형을 선택할 수 있습니다.

2. 석회석 분말 생산량 및 입자 크기 등급에 대한 수요. CFB 장치 수

2.1 석회석 분말 소비 요구 사항

CFB 장치의 석회석 소비량은 주로 다음 세 가지 요소와 관련됩니다: ① 석탄 품질의 황 함량, ② 석탄 용량 단위, 그리고 ③ 배가스 배출 기준. 우리나라의 석탄 품질은 황 함량이 높고 단위 발열량이 낮습니다. 배가스 배출 기준이 점점 높아짐에 따라 필요한 석회석 소비도 증가하고 있습니다.

2.2 입자 크기 및 그라데이션 요구 사항

CFB 장치에는 석회석 입자 크기 및 그라데이션에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. 혼합된 석회석 분말이 너무 거칠면 로에서 반응하는 석회석 분말의 표면적이 불충분하여 혼합된 석회석 분말이 너무 미세하면 석회석 분말이 로에 머물게 됩니다. 너무 짧은 시간 동안 가열하면 탈황 효율이 낮아집니다.

현대 단계의 CFB 장치에서는 완성된 석회석 분말의 입자 크기가 1mm 이하이어야 합니다. 다음 그림은 특정 엔지니어링 용광로에 필요한 석회석 분말 입자 크기 그라데이션 곡선입니다.:

3 .석회석 파쇄 장비 선택

발전소에서 구매하는 석회석 원료는 발전소의 석회석 준비 시스템을 설계할 때 입자 크기에 따라 광산에서 예비 파쇄된 석회석 원료인 경우가 많습니다. 공장에 들어가는 원료와 분할 분쇄, 분쇄 + 분쇄 또는 분쇄 원리를 직접 선택할 수 있습니다.

3.1 석회석의 거친 파쇄

공장에 들어오는 석회석 원료의 입자 크기는 일반적으로 거친 파쇄기로 파쇄된 후 입자 크기가 이하여야 합니다. 30mm로 비교적 달성하기 쉽습니다. 일반적으로 가정용 분쇄기가 사용됩니다.

3.2 석회석의 미세분쇄

CFB Boiler Plant의 요구사항에 따르면 완성된 석회석 분말의 입자크기는 1mm이하이므로 분쇄하여 준비하여야 한다. 일부 제조사에서는 수입 분쇄기를 사용하기도 합니다.

국내 발전소에서 흔히 사용하는 분쇄장비는 다음과 같다. mm, 너무 작음 4 Shenxiang 컬럼 밀 0~2mm5 임팩트 로터리 크러셔 0~2mm6 투스 롤러 크러셔 0~5mm American Steel Lake 7 해머 크러셔 0~5mm German Oberma CFB 장치에서는 석회석 입자 크기가 0~1mm가 되어야 합니다. 이 범위, ​​입자 이 범위의 크기 및 입자 크기 분포 요건은 실제로 달성하기 어렵습니다.

해외 크러셔 회사로는 American Steel Lake Machinery Manufacturing Co., Ltd., 독일의 FAM, American Pennsylvania Crusher Company, American Crusher Company, German Oberma Crushing Technology Co., Ltd. 등이 대다수입니다. , 현재 일반적으로 이러한 종류의 입자 크기 분쇄는 수행되지 않습니다. 중국에서 분쇄기를 사용한 경험에 따르면 실제로 작동 효과는 완성된 분말의 입자 크기 요구 사항을 보장하기 어렵습니다. 플랜트 등에서는 설계 요구사항이 1mm이지만, 실제 가동 시 평균 입자 크기는 3mm, 최대 입자 크기는 5mm인 파쇄기와 기계식 스크리닝 시스템을 사용하고 있다. 나중에 소개하겠습니다.

스틸 볼밀은 분쇄 시스템에서 일반적으로 사용되는 장비 중 하나로 높은 신뢰성과 높은 출력을 제공합니다. 그러나 방전 입자 크기가 너무 미세하고 제어 방법이 적어 설계 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 또한 전력 소모가 많고 소음이 많이 발생하며 먼지 오염이 발생하고 장비 가격도 높습니다. .

레이몬드 밀은 이러한 그라데이션 요구 사항을 충족할 수 없으며 생산량도 적기 때문에 대형 CFB 장치에서 석회석 분말을 제조하는 데 적합하지 않습니다.

로드 밀 분쇄 석회석 분말은 일반적으로 전통적인 로드 밀을 기반으로 분말 선택 시스템을 추가합니다. 제조 및 기타 이유로 인해 스크린 플레이트의 제조가 원래 설계 요구 사항을 충족할 수 없어 출력이 감소하고 신뢰성이 저하됩니다. 동시에 출력도 작고(20t/h) 전력 소비가 크고 소음이 높으며 먼지 오염이 상대적으로 크고 장비 가격이 높습니다.

임팩트 회전식 파쇄기는 최근 중국에서 개발된 신형 파쇄기이지만 파쇄 성능이 좋고, 크기가 작고, 전력 소모가 적은 등의 특징을 갖고 있음에도 불구하고 충격파의 칼날이 약하다. -회전식 분쇄기는 마모가 매우 빠르고 수명은 약 500시간이며 교체 빈도가 높고 유지 관리량이 많으며 출력도 작아서(20t/h) 설계 요구 사항을 충족할 수 없습니다.

칼럼 밀은 석회석 분말을 분쇄하는 데 일반적으로 사용되는 밀로, 반복 압연 원리를 이용하여 석회석 분말을 생산하며, 고출력, 저소음, 저전력 소모, 특히 내마모성 합금 주철로 제작된 마모 부품 롤러는 라이닝 2년, 롤러 3년의 긴 수명을 가지고 있습니다. 또한 속도, 롤러와 라이너 사이의 간격, 하부 배럴의 높이 등을 조정하여 배출되는 물질의 입자 크기를 제어할 수 있습니다. 기술 성능 지표(및 후속 폐쇄 시스템)는 현재입니다. 각종 미세분쇄장비 중 설계요건에 가장 근접한 장비입니다. (테스트 데이터는 추후 소개하겠습니다.)

종합적으로 비교해 보면 컬럼 밀의 장점이 뚜렷하므로 컬럼 밀을 사용하는 것이 좋습니다.

3.3 해머 크러셔 및 컬럼밀 시스템 실험

석회석 파쇄 장비를 효과적으로 선정하기 위해 석회석 분말을 준비하는 발전소를 대상으로 전국 조사를 실시했으며, 광범위한 연구를 바탕으로 , 우리는 Sichuan Baima 300CFBMW 발전소와 Yunnan Inspection Division 발전소의 석회석 분말 준비 시스템에 대한 주요 연구, 테스트 및 분석을 수행했습니다.

Baima 발전소의 300MW CFB 장치의 석회석 준비는 2단계 분쇄기 + 기계적 스크리닝 시스템의 폐쇄 시스템을 사용합니다. 2차 분쇄기는 독일 Oberma 해머 분쇄기이며 Yunnan Inspection Division 발전소의 2*300MW CFB 장치는 석회석을 사용합니다. 분말 준비는 1차 분쇄기 + 컬럼 밀 + 공압 공기 분리 시스템의 폐쇄 시스템을 채택합니다. 테스트 후, State Grid Baima 발전소의 석회석 준비는 설계 출력이 65t/h이고 실제 생산량은 30t/h입니다. Huadian Yunnan Inspection Division 발전소의 석회석 준비는 설계 출력이 50t/h이고 실제 생산량은 30t/h입니다. 출력은 50t/h입니다.

테스트 결과에 따르면 컬럼 밀 시스템은 출력 및 그라데이션 측면에서 해머 크러셔 시스템보다 훨씬 우수하며 대형 CFB 장치의 요구 사항을 더 잘 충족할 수 있습니다. .

3.4 바이마 발전소 석회석 분말 준비 시스템 적용

바이마 600MW CFB 프로젝트는 1*600 단위이며 석회석 분말 소비량은 85.94t/h이며 입자 공장에 들어가는 석회석의 크기는 <= 30mm이고, 필요한 최종 분말 입자 크기는 <=1mm입니다. 프로젝트 요구에 따라 50t/h 준비 시스템 3세트를 설치합니다. 설계 과정에서 두 가지 계획, 즉 2단 분쇄기와 컬럼 밀이 작성되었습니다. 두 계획의 경제적 비교는 다음과 같습니다. 프로젝트의 2단계 분쇄(두 번째 단계에서는 수입 장비가 사용됨) 컬럼 밀 비고 초기 투자금 3*4백만 3*218 운영 비용 3*91.7 3*69.5 유지 관리 비용 3*135 3*40 경제적 관점에서 볼 때 컬럼 밀은 분명한 이점을 가지고 있습니다.

바이마발전소는 마침내 컬럼밀 솔루션을 채택했다.

결론

요약하면 CFB 단위 석회석 파쇄 시스템의 설계 및 장비 선정에 권장되는 원칙은 다음과 같다.

1. 분쇄는 분쇄기를 사용하고, 미세분쇄는 컬럼밀을 사용합니다.

2. 석회석의 입자 크기가 <=30mm인 경우 분쇄기를 직접 사용할 수 있습니다.

3. 석회석 분말의 미세 분쇄 장비에는 컬럼 밀을 권장합니다.

참고자료

[1] Xie Hongyong, Liu Zhijun. 분말 역학 및 공학, 2007, 7.

[2] Tao Zhendong, Zheng Shaohua. 분말 공학 및 장비, 2010, 2.

[3] Chen Jianbin, Luo Mingxin. 석회석 준비 시스템 자금 영수증 보고서, 2006, 11.

[4] Yang Aili, Hu Xuewu. 순환유동층 보일러 섬 석회석 분쇄 시스템의 장비 구성 및 설계 최적화, 2003, 10.

참고 장비

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

저자 소개:

Yi Lirong(1968.3-), 남성, 최고 학사 학위를 보유하고 있으며 수석 엔지니어입니다. 그는 재 및 슬래그 제거에 대한 기술 연구 및 설계에 종사하고 있습니다. 전력 산업의 시스템.

왕신능(1979.1~) 남, 최고학력 학사 학위를 보유한 엔지니어로 전력산업의 회재 및 슬래그 제거 시스템에 대한 기술 연구 및 설계에 종사하고 있다.

Xu Hua(1962.12-), 남성, 최고 학사 학위를 갖고 있으며, 교수급 수석 엔지니어로서 전력 산업의 회분 및 슬래그 제거 시스템에 대한 기술 연구 및 설계에 종사했습니다.