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摘 要：目前，國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)運(yùn)行的CFB鍋爐中，有很大一部分由于燃料顆粒特性達(dá)不到鍋爐設(shè)計(jì)要求，而影響鍋爐正常、穩(wěn)定運(yùn)行，在某種程度上制約了CFB鍋爐主體技術(shù)的推廣和發(fā)展。本文從國(guó)內(nèi)CFB燃料制備系統(tǒng)工藝方案及其主要輔機(jī)設(shè)備(篩碎機(jī)械)現(xiàn)狀的分析，提出燃料干燥分級(jí)予處理、主要功能部件的耐磨壽命及設(shè)備選用等方面的技術(shù)措施。 關(guān)鍵詞：燃料制備 干燥分級(jí)予處理
0 前言
循環(huán)流化床鍋爐(CFB)技術(shù)，在國(guó)內(nèi)已有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展，近年來(lái)陸續(xù)興建和投產(chǎn)450t/h級(jí)的大型循環(huán)流化床鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐，以其**、低污染，適應(yīng)多種燃料、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好和灰渣的可綜合利用特性等優(yōu)越性能，在國(guó)內(nèi)熱電聯(lián)產(chǎn)領(lǐng)域中占據(jù)主導(dǎo)地位。
循環(huán)流化床鍋爐的著多優(yōu)越特性，是與鼓泡流化床和煤粉鍋爐完全不同的燃燒特性所決定的。這種特殊的鍋爐燃燒特性，對(duì)入爐燃料的顆粒特性??顆粒度及顆粒級(jí)配提出了嚴(yán)格的要求。適當(dāng)?shù)娜剂狭胶图?jí)配是循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行的前提和保證條件。據(jù)我們了解和有關(guān)資料介紹，目前國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)運(yùn)行的循環(huán)流化床鍋爐中，有很大一部分由于燃料顆粒特性不符合鍋爐設(shè)計(jì)要求而鍋爐出力、燃燒效率等鍋爐運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，甚至嚴(yán)重危及鍋爐正常、穩(wěn)定運(yùn)行。燃料的顆粒特性對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行致關(guān)重要，而完成符合循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)所確定的顆粒特性的燃料制備，國(guó)內(nèi)**人員作了大量艱苦細(xì)仔且卓有成效的工作。但與飛速發(fā)展的循環(huán)流化床鍋爐主體技術(shù)的發(fā)展相比尚有較大的差距，而且在某種程度上制約了主體技術(shù)的推廣和發(fā)展。本文就國(guó)內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐燃料制備系統(tǒng)的現(xiàn)狀，從制備工藝設(shè)計(jì)和工藝設(shè)備(主要為篩碎機(jī)械)做以粗淺的分析和探討，以求燃料制備技術(shù)及其工藝與主體技術(shù)同步發(fā)展。
1 循環(huán)流化床鍋爐對(duì)燃料顆粒特性的要求
1.1 燃料顆粒特性對(duì)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的影響
進(jìn)入燃燒室的燃料顆粒在一定流速的煙氣流作用下在床內(nèi)懸浮流動(dòng)，當(dāng)流化氣體的流速增大后，高速的氣固懸浮體中的顆粒，被大于單個(gè)顆粒終端速度的流化氣體所揚(yáng)析，又以較高的比率返回到爐膛底部，形成一定程度的顆?；亓鳎瑫r(shí)由于流體動(dòng)力的相互作用，匯集在一起的細(xì)小顆粒的非均勻懸浮體，在很稀的向上流動(dòng)的氣??固連續(xù)介質(zhì)(夾帶著稀薄的分散顆粒的流化煙氣呈活塞流向上運(yùn)行)中作上下運(yùn)行。床內(nèi)顆粒的運(yùn)行和混合，形成了內(nèi)外循環(huán)和燃料在床內(nèi)上、中、下各部位按一定的燃燒份額燃燒，保證爐內(nèi)溫度的均勻性，而且成倍的增長(zhǎng)回流顆粒的燃燒時(shí)間，從而提高了固硫劑的利用率。
進(jìn)入燃燒室的煤粒要經(jīng)歷加熱和干燥、揮發(fā)分析出和燃燒、膨脹和初次破裂(對(duì)某些煤)、焦炭燃燒和第二次破裂及磨耗的連續(xù)過(guò)程而燃燒。因此循環(huán)流化床的燃燒效率與顆粒在每一個(gè)燃燒過(guò)程的燃燒速率密切相關(guān)。
總之，燃料的顆粒特性對(duì)循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)燃燒份額、循環(huán)倍率及受熱面的磨損等影響很大。因此，保證鍋爐設(shè)計(jì)所確定的床內(nèi)各部的燃燒份額和循環(huán)物料量，是鍋爐運(yùn)行時(shí)達(dá)到各部熱量平衡、保證鍋爐出力且不會(huì)發(fā)生局部過(guò)熱、物料結(jié)焦等現(xiàn)象，使鍋爐安全、穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。為了滿足上述條件，充分發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐特點(diǎn)，每一種循環(huán)流化床鍋爐對(duì)燃料的顆粒特性??顆粒粒徑及顆粒級(jí)配提出特殊的要求。
1.2 循環(huán)流化床鍋爐對(duì)燃料顆粒特性的要求
循環(huán)流化床鍋爐入爐燃料粒度分布的確定與選擇，與流化速度的選取有關(guān)。循環(huán)流化床鍋爐要求燃料中有較大比例的終端速度小于流化速度的細(xì)顆粒，以使得這些細(xì)顆粒一旦入爐便有足夠的細(xì)煤粒吹入懸浮段空間去燃燒，以保證上部的燃燒份額，同時(shí)增加循環(huán)物料量，而較粗顆粒的燃料在循環(huán)流化床的低段高溫密相區(qū)燃燒，以提高新進(jìn)燃料的加熱速率，有利于縮短燃料顆粒的燃燼時(shí)間。
(1)燃料的粒度分布，應(yīng)能保證在已確定的流化速度條件下，有足夠的細(xì)顆粒吹入懸浮段，以保證上部(稀相區(qū))的燃燒份額，以及能形成足夠的床料，保持物料平衡。即入爐燃料的粒度分布應(yīng)符合寬篩分分布要求。
(2) 爐燃料的粒度應(yīng)具有可調(diào)整性：即隨煤種、循環(huán)倍率的不同而調(diào)整。一般情況下，高倍率的循環(huán)流化床鍋爐，燃煤粒徑較細(xì)，低倍率的循環(huán)流化床鍋爐燃料粒徑較粗;揮發(fā)分低的煤種，粒徑一般應(yīng)較細(xì)，高揮發(fā)分、易燃煤種，顆?？纱中?。
(3)入爐燃料的粒度范圍及顆粒度分布：由于爐型或參數(shù)選擇上的差別，每個(gè)鍋爐公司都有自己采用的顆粒度范圍。在我國(guó)，循環(huán)流化床采用的顆粒尺寸一般為0-13mm、0-10mm或0-8mm，而且提出燃料粒度分布要求。
2 國(guó)內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐燃料制備技術(shù)現(xiàn)狀的分析
2.1 燃料制備系統(tǒng)工藝形式
目前，國(guó)內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐燃料制備系統(tǒng)的工藝形式以“粗碎+篩分+細(xì)碎”為基本形式，其他根據(jù)每個(gè)工程的具體情況和條件適當(dāng)作以變更或重新組合。常用的幾種形式為：
(1)“粗碎+篩分+細(xì)碎”：這種形式可以基本上滿足循環(huán)流化床鍋爐入爐煤的要求。其特點(diǎn)是：①系統(tǒng)總破碎比的合理分配;②減少燃煤的過(guò)渡粉碎，燃料粒徑分布基本符合寬篩分分布規(guī)律;③可選用小規(guī)格的細(xì)碎機(jī)。
這種形式可適用于原煤中超出規(guī)定粒度的顆粒較多，且50mm以上顆粒占一定比例的系統(tǒng)。
(2) “篩分+細(xì)碎”：該形式適用于原煤中絕大部分為小于50mm，其中大于50mm的大顆粒含量極少且不超過(guò)80mm系統(tǒng)。
(3)“粗碎+細(xì)碎”：這種形式較適用于原煤粒度較大，煤中雜質(zhì)較多，原煤水份相對(duì)較大，容易造成篩孔堵塞的系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是燃料過(guò)粉碎現(xiàn)象較嚴(yán)重。
據(jù)資料介紹，國(guó)外CFB鍋爐燃料制備工藝系統(tǒng)還有其他多種形式,如
(1) 磨制備系統(tǒng)：棒磨機(jī)廣泛用于建材工業(yè)和有色金屬磨礦工藝。根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐燃料制備的特點(diǎn)，采用棒磨機(jī)作為燃料的破磨設(shè)備。棒磨制備出的成品煤粒徑在0-10mm，其中d≤1.1mm占66%，d≤0.84mm占60%。
棒磨機(jī)制備系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、一般不受原煤中水份和“四塊”的影響，燃煤粒度也可在一定范圍內(nèi)調(diào)整。因此對(duì)于燃用無(wú)煙煤、石煤或?qū)θ济毫６纫筝^細(xì)的循環(huán)流化床鍋爐比較適用。其缺點(diǎn)是投資相對(duì)較大。
(2)井式錘擊磨系統(tǒng)：該系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的豎井式錘擊磨制粉系統(tǒng)基礎(chǔ)上做一改進(jìn)。即采用新型的錘擊式碎煤機(jī)，并增加了分選干燥系統(tǒng)。
該制煤系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)整分選干燥分選系統(tǒng)和錘擊磨磨腔內(nèi)的熱風(fēng)速度，可調(diào)整成品煤的粒度，且不受原煤水份的影響，可以隨煤種的變化而調(diào)整成品煤粒度。由于該系統(tǒng)是在負(fù)壓下運(yùn)行，系統(tǒng)環(huán)境較清潔，運(yùn)行可靠。其缺點(diǎn)是，錘擊磨煤機(jī)造價(jià)相對(duì)較高，因?yàn)槟デ粌?nèi)通干燥熱風(fēng)，磨機(jī)主軸及各部需特殊冷卻;投資較大，系統(tǒng)較復(fù)雜。
(3)干燥分選制煤系統(tǒng)：帶有干燥分選(煙氣干燥分選或蒸汽干燥分選)制煤系統(tǒng)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)是一個(gè)比較理想的制煤方案。由于采用干燥分選裝置，碎煤機(jī)可不受原煤水份的影響，系統(tǒng)運(yùn)行可靠。該系統(tǒng)投資比棒磨和豎井式錘磨系統(tǒng)小，比普通的篩碎系統(tǒng)略高，但總體經(jīng)濟(jì)效益較高。
除此之外，還有設(shè)計(jì)成閉路系統(tǒng)，即循環(huán)篩選和循環(huán)破碎等等各種工藝設(shè)計(jì)形式。
2 燃料制備工藝設(shè)備
3 燃料制備系統(tǒng)存在問(wèn)題的分析
目前，國(guó)內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐燃料制備系統(tǒng)存在很多問(wèn)題，直接影響鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
3.1 入爐燃料的粒度及粒度分布滿足不了鍋爐運(yùn)行要求
我國(guó)已投入運(yùn)行和正在建設(shè)中的循環(huán)流化床鍋爐，一般要求燃料粒度在0-8mm或0-10mm范圍之內(nèi)，而且其粒度分布符合寬篩分分布規(guī)律，其中有些鍋爐要求0.1-1mm的顆粒占40-60%左右。但實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)有的系統(tǒng)制備的燃料過(guò)細(xì)，有的則超出要求范圍的大顆粒較多等現(xiàn)象。其主要原因有以下幾方面：
(1) 國(guó)內(nèi)普遍采用的破碎機(jī)為環(huán)錘式碎煤機(jī)或齒板沖擊式破碎機(jī)，其破碎機(jī)理基本上以沖擊破碎為主。國(guó)內(nèi)破碎機(jī)制造廠家在設(shè)計(jì)破碎機(jī)時(shí)多考慮原煤品種復(fù)雜以及煤中含有雜質(zhì)，尤其是矸石等堅(jiān)硬雜質(zhì)不易細(xì)破的因素，通過(guò)提高轉(zhuǎn)子的線速度和加大錘頭質(zhì)量以增加破碎能力。這樣以來(lái)，對(duì)煤的破碎能量相對(duì)過(guò)剩，造成煤的過(guò)粉碎現(xiàn)象。
(2) 在系統(tǒng)改造工程中，由于資金或原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而主要是到目前為止沒(méi)有適用于國(guó)內(nèi)工況條件的難篩分煤的干法篩分設(shè)備而不得不采用無(wú)篩分分級(jí)措施的兩級(jí)全通過(guò)式破碎工藝。在原煤中已經(jīng)含有相當(dāng)數(shù)量的小顆粒煤，在未經(jīng)過(guò)中間篩分分離而全部經(jīng)過(guò)兩級(jí)破碎，結(jié)果顆粒粒度分布脫離正常寬篩分分布，出現(xiàn)過(guò)粉碎現(xiàn)象。這種不經(jīng)篩分分級(jí)措施的兩級(jí)全通過(guò)式破碎工藝，只是在原煤中100mm以上的大塊煤的含量較多小顆粒煤較少，或者原煤中矸石含量較多，或者平均粒徑在80mm以上的原煤情況下可以采用。
(3) 在破碎機(jī)??尤其是細(xì)碎機(jī)的主要工作部件，錘頭和破碎板磨損之后，一是錘頭質(zhì)量變小而破碎能力下降，二是打擊面由原來(lái)的平面變?yōu)閳@弧面而改變了沖擊角度(見(jiàn)圖1)。這在一定程度上原有的沖擊破碎變成了碾壓破碎，而且錘頭和破碎板之間的間隙??控制破碎粒度的重要因素??擴(kuò)大。其結(jié)果，一是產(chǎn)品的粒度過(guò)大，二是降低了錘頭的撥料功能而使破碎機(jī)的出力急劇下降。
圖1 錘頭磨損前后工作狀況
4)進(jìn)入破碎機(jī)的原煤粒度不能有效控制，而超出破碎機(jī)能力范圍的超大塊原煤直接進(jìn)入破碎機(jī)造成產(chǎn)品粒度超標(biāo)。一般在單級(jí)破碎系統(tǒng)容易出現(xiàn)這種情況。以沖擊破碎為主的錘擊式破碎機(jī)，其破碎比一般應(yīng)控制在10左右。超過(guò)破碎比允許范圍，將會(huì)造成產(chǎn)品粒度超標(biāo)或其出力下降。
3.2 篩分分級(jí)效率不高
破碎-粗破和細(xì)破-前物料的篩分分級(jí)，無(wú)論是對(duì)破碎機(jī)功效的充分發(fā)揮還是對(duì)保證產(chǎn)品煤達(dá)到循環(huán)流化床鍋爐所要求顆粒特性具有相當(dāng)重要的意義。但是目前國(guó)內(nèi)大部分電廠接受的煤或供給制煤系統(tǒng)的原煤中非礦物性雜質(zhì)較多，水分較高，常規(guī)的篩分設(shè)備不能發(fā)揮正常的篩分功能和效率，篩分分級(jí)效率很低。
目前，國(guó)內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐燃料制備系統(tǒng)中普遍采用振動(dòng)網(wǎng)篩、琴弦篩、機(jī)械螺旋篩和細(xì)孔滾軸篩等篩分設(shè)備。但這些篩分機(jī)械，在篩分未經(jīng)干燥和除去非礦物性雜質(zhì)等予處理的原煤時(shí)，普遍存在篩分效率不高，甚至堵塞篩孔而失去或減弱篩分功能，有時(shí)只能當(dāng)作低效率的給料機(jī)使用。
據(jù)資料介紹，英國(guó)制定了一種評(píng)定末煤干篩分難度的方法，即根據(jù)煤的可處理性指數(shù)來(lái)評(píng)定篩分困難度。煤的可處理性指數(shù)與原煤粒度組成、水分(特別是表面水分)、泥質(zhì)頁(yè)巖含量及其泥化特性有關(guān)。當(dāng)指數(shù)超過(guò)5秒時(shí)，用振動(dòng)篩分就很困難，一般認(rèn)為，當(dāng)水分為4-14%的原煤按13毫米以下進(jìn)行干篩分時(shí)，屬于難篩分物料。循環(huán)流化床鍋爐所要求的燃料正屬于難篩分物料范圍。因此，不改變?cè)籂顩r而一味追求適應(yīng)各種工況的篩碎設(shè)備，在當(dāng)前技術(shù)條件下是不可能得到理想的結(jié)果的。
(1) 破碎機(jī)械主要功能部件的耐磨壽命短，不能在一個(gè)檢修周期內(nèi)連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行，須經(jīng)常停機(jī)更換和檢修，既影響系統(tǒng)穩(wěn)定又增加檢修工作量。
(2) 在循環(huán)流化床鍋爐燃料制備系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)中，由于各種條件受限，如有些工程項(xiàng)目資金受限或原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受限，或者大部分因沒(méi)有更多的適合該工況的篩碎設(shè)備可選用，不得不采用不盡合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式或采用不盡理想的設(shè)備，使系統(tǒng)運(yùn)行滿足不了循環(huán)流化床鍋爐對(duì)燃料特性的要求。如無(wú)篩分分級(jí)措施的二級(jí)破碎系統(tǒng)和單級(jí)破碎系統(tǒng)等往往達(dá)不到予期的效果。同時(shí)，個(gè)別工程中對(duì)篩碎設(shè)備的選型不合理。
(3) 循環(huán)流化床鍋爐燃料制備設(shè)備的大型化問(wèn)題
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的燃料制備設(shè)備，目前基本上處于試驗(yàn)運(yùn)行階段而且其規(guī)格只在200t/h以下，只能滿足中小型流化床鍋爐系統(tǒng)。410t/h以上的大型循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)的篩碎設(shè)備基本上采用進(jìn)口設(shè)備。因此國(guó)內(nèi)篩碎設(shè)備的設(shè)計(jì)技術(shù)急需提高，盡快設(shè)計(jì)生產(chǎn)大型篩碎機(jī)械，以滿足大型流化床系統(tǒng)的需要。
4 提高循環(huán)流化床鍋爐燃料制備技術(shù)措施的探討
4.1 對(duì)供給燃料制備系統(tǒng)的原煤進(jìn)行干燥和除雜質(zhì)等予處理
在系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)時(shí)盡可能采取有效措施為篩碎設(shè)備創(chuàng)造有利于提高篩碎設(shè)備工作效率的工況條件，即在進(jìn)入制備系統(tǒng)之前對(duì)原煤進(jìn)行干燥和除去非礦物性雜質(zhì)的處理，如進(jìn)行干燥分選。煤的干燥分選裝置在有關(guān)資料中已有介紹，如煙氣干燥分選裝置(圖2)，蒸汽干燥分選裝置(圖3)等。國(guó)外的一些循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)中也有采用原煤干燥制煤的實(shí)例。原煤干燥以后，現(xiàn)有燃料制備系統(tǒng)常見(jiàn)的粘煤、堵塞及因此而產(chǎn)生的篩碎設(shè)備效率不高，出力下降和難以保證產(chǎn)品粒度等問(wèn)題在很大程度上得以緩解，而且目前普遍采用的篩碎設(shè)備??尤其是篩分設(shè)備均能發(fā)揮正常的設(shè)計(jì)功能和效率。
原煤干燥處理后在破碎篩分過(guò)程中出現(xiàn)的粉塵污染問(wèn)題，通過(guò)加強(qiáng)篩碎設(shè)備的密封和加設(shè)除塵器等措施來(lái)解決。
圖2 煙氣干燥分選裝置 圖3 蒸汽干燥分選裝置
4.2 耐磨材料技術(shù)是當(dāng)前篩碎技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵
耐磨材料，主要是破碎設(shè)備的主要功能部件的耐磨性能，是影響國(guó)產(chǎn)破碎設(shè)備性能的主要因素。
常規(guī)電站輸煤系統(tǒng)中碎煤機(jī)的錘頭多年來(lái)一直采用鑄鋼Mn13材料。國(guó)標(biāo)規(guī)定其耐磨壽命應(yīng)達(dá)到3000小時(shí)。這在碎前篩分分離的系統(tǒng)中基本上能夠達(dá)到，但在碎前不經(jīng)過(guò)篩分而全通過(guò)式系統(tǒng)中，如果原煤中細(xì)煤較多而大塊含量不多的系統(tǒng)中基本上達(dá)不到耐磨壽命指標(biāo)。這是由于Mn13材料的特殊性能所決定的。
循環(huán)流化床鍋爐燃料制備系統(tǒng)中，無(wú)論是單級(jí)破碎還是雙級(jí)破碎，進(jìn)入細(xì)粒破碎機(jī)的煤是中細(xì)粒煤。盡管其破碎機(jī)是沖擊破碎機(jī)理，但細(xì)顆粒煤對(duì)錘頭的沖擊起不到對(duì)錘頭材質(zhì)(Mn13)產(chǎn)生沖擊硬化作用。因此，初期開(kāi)發(fā)的細(xì)粒破碎機(jī)(普遍采用Mn13)的錘頭耐磨壽命只有幾百小時(shí)。到目前為止，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的細(xì)碎機(jī)錘頭耐磨壽命只能達(dá)到1000小時(shí)左右。這在使用的后半期只能在嚴(yán)重磨損而產(chǎn)品粒度和出力相對(duì)較低情況下維持運(yùn)行。近年來(lái)，一些廠家正在不斷研究和試驗(yàn)種種新材料，但其耐磨壽命只在1500-2000小時(shí)之內(nèi)。錘頭的嚴(yán)重磨損不僅燃料制備產(chǎn)生嚴(yán)重超標(biāo)而且破碎機(jī)的出力明顯下降。為了保證系統(tǒng)指標(biāo)，只能頻繁更換新錘頭而運(yùn)行費(fèi)用提高，運(yùn)行檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度加大。也是降低國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)信譽(yù)度，制約國(guó)內(nèi)輔機(jī)技術(shù)發(fā)展的重要因素。據(jù)稱(chēng)美國(guó)或德國(guó)產(chǎn)品的耐磨壽命可達(dá)到8000-10000小時(shí)。比國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的耐磨壽命長(zhǎng)5-10倍以上。
目前國(guó)內(nèi)各廠家都在積極與有關(guān)材料科研部門(mén)和有關(guān)耐磨材料專(zhuān)家合作研究和攻關(guān)。但我們的資金、試驗(yàn)研究手段以及工業(yè)試驗(yàn)條件極其有限，研究試驗(yàn)進(jìn)度很慢。這就需要國(guó)家或行業(yè)有關(guān)部門(mén)的政策引導(dǎo)和資金、工業(yè)試驗(yàn)方面的支持。
4.3 燃料制備工藝方案的選擇
燃料制備工藝方案的選擇，應(yīng)全面考慮工藝設(shè)備的綜合功能和經(jīng)濟(jì)性：
(1) 前述關(guān)于對(duì)原煤進(jìn)行干燥分選工藝方案，盡管增加投資和占用面積。但因此而提高整個(gè)燃料制備系統(tǒng)的功能、提高循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率和安全穩(wěn)定運(yùn)行可靠性，具有極其重要意義。
(2) 原煤在進(jìn)入粗破碎機(jī)和細(xì)破碎機(jī)之前分別經(jīng)過(guò)篩分，避免符合顆粒特性要求的成品煤重復(fù)破碎而破壞原有的顆粒特性。即系統(tǒng)采用干燥-篩分-粗破-篩分-細(xì)破的二級(jí)篩分二級(jí)破碎工藝方案。這種工藝方案的優(yōu)點(diǎn)是：
1)可根據(jù)不同鍋爐的燃料顆粒特性的要求調(diào)整篩分粒度，有效地保證產(chǎn)品的顆粒特性;
2)根據(jù)篩上物料的份額選擇小規(guī)格破碎設(shè)備;
3)減輕破碎設(shè)備主要功能部件的磨損，延長(zhǎng)其使用壽命;
4)基本上可消除篩碎設(shè)備的粘堵現(xiàn)象，保持穩(wěn)定運(yùn)行。
(3) 合理分配總破碎比：在根據(jù)原煤中顆粒粒徑和所需產(chǎn)品顆粒粒徑選擇破碎工藝時(shí)，粗破破碎比一般在10左右(錘式?jīng)_擊破碎)，細(xì)破破碎比盡量選小，一般在3-6之間為好。
(4) 細(xì)粒破碎機(jī)的破碎比盡量選小(3-6之間),而其配套的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率要選大。
粉碎物料時(shí)，粉碎機(jī)械以巨大的作用力作用于物料顆粒上，作用力超過(guò)顆粒之間的結(jié)合力而產(chǎn)生粉碎。粉碎過(guò)程中，特別是在磨碎時(shí)，產(chǎn)品的比表面積大大增加，產(chǎn)生所謂力化學(xué)效應(yīng)，增加了變形功、表面能、晶體結(jié)構(gòu)變化能等，粉碎能耗急劇增大。雷廷格(P.P.Riottinger)理論認(rèn)為：粉碎能耗與粉碎時(shí)新生表面積成正比。因此在粉碎的不同階段，盡管破碎比相同，但所用功耗卻大不相同。
現(xiàn)用適用于粗磨階段的邦德(F.C.Bond)公式，試計(jì)算不同破碎階段的破碎能耗與以比較：
A=10Wi (1/√d80 ?1/√D80)
式中：A?破碎一噸物料的能耗(千瓦小時(shí)/短噸)
Wi?比例常數(shù)，既功指數(shù)，(千瓦小時(shí)/短噸)?
煤的Wi=11.37千瓦小時(shí)/短噸=12.53千瓦小時(shí)/噸.
D80、d80、?破碎前、后物料累積含量為80?的粒度(微米)。
下面將入料粒度和出料粒度不同、粉碎比相同的不同粉碎階段，按上式計(jì)算的粉碎能耗列于表中：
從分析表中數(shù)據(jù)可知：
(1) 破碎比相同，但入料粒度和出料粒度不同，所用功耗不同，即把煤從100mm破碎到10mm和把10mm破碎到1mm，二者所用功耗差別很大，前者是后者的1/3;
(2) 對(duì)于不同級(jí)配的煤，粉碎到循環(huán)流化床鍋爐所要求的粒度組成所需的能耗相差也很大。
4.4 引進(jìn)和消化國(guó)際**技術(shù)，提高輔機(jī)技術(shù)水平
國(guó)際**國(guó)家有相當(dāng)?shù)牟罹唷?/p>
細(xì)粒破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：就目前國(guó)內(nèi)較普遍采用的錘擊式細(xì)碎機(jī)而言，以美國(guó)和德國(guó)的齒板沖擊細(xì)碎機(jī)為代表機(jī)型，我們稱(chēng)美洲型(圖5)和歐洲型(圖6)。
循環(huán)流化床鍋爐燃料制備系統(tǒng)中主要制煤設(shè)備??篩分分離機(jī)、械和破碎、主要是細(xì)粒破碎機(jī)械，國(guó)內(nèi)已形成了相當(dāng)?shù)拈_(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造規(guī)模，而且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造技術(shù)水平也已接近國(guó)際但某些技術(shù)領(lǐng)域仍比國(guó)際**國(guó)家有相當(dāng)?shù)牟罹?。同?lèi)產(chǎn)品水平。但某些技術(shù)領(lǐng)域仍比
圖5 美洲型 圖6 歐洲型
美洲型的特點(diǎn)是破碎腔的容積相對(duì)較小，錘頭為整體鑄造結(jié)構(gòu)，錘柄短錘頭大，錘頭在沿主軸軸線方向的排列較密(見(jiàn)圖7)，破碎板以頂部軸為中心變角度調(diào)整破碎間隙;歐洲型的特點(diǎn)是破碎腔的容積大，錘頭小錘柄長(zhǎng)，而且錘頭和錘柄為兩種材質(zhì)采用裝配式結(jié)構(gòu)，軸向排列間隔大(見(jiàn)圖8)，破碎間隙調(diào)整也可變角度調(diào)整也可以平移調(diào)整。
據(jù)我們分析，美洲型的優(yōu)點(diǎn)是錘頭大破碎能力大，較適合于含矸石類(lèi)較多的硬煤的破碎;但對(duì)300t/h以上大出力系統(tǒng)其軸向尺寸過(guò)大，入料口的均勻布料難度大;歐洲型破碎機(jī)容腔較大，設(shè)備出力調(diào)整范圍大，適應(yīng)各種工況條件的能力較強(qiáng)。
國(guó)內(nèi)輔機(jī)制造行業(yè)基本上以國(guó)際**設(shè)備技術(shù)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的。但是到目前為止，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的細(xì)粒破碎機(jī)只有200t/h左右，沈陽(yáng)電力機(jī)械總廠正在設(shè)計(jì)、制造300t/h、400t/h級(jí)的齒板沖擊細(xì)碎機(jī)，但還沒(méi)有試驗(yàn)運(yùn)行實(shí)例。
因此，我們必須通過(guò)引進(jìn)和消化國(guó)際**技術(shù)，研究設(shè)計(jì)和生產(chǎn)適合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和工況條件的輔機(jī)設(shè)備，同時(shí)適應(yīng)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展和建設(shè)規(guī)模速度，發(fā)展大型篩碎設(shè)備。
