5-1煤粉的性质和煤的可磨性和磨损性
电站锅炉原理复习题
1.根据蒸发受热面内工质的流动方式的不同，锅炉分为哪几种？（1）自然循环锅炉蒸发受热面内的工质，依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。
（2）强制循环锅炉蒸发受热面内的工质除了依靠水与汽水混合物的密度差以外，主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。
（3）直流锅炉给水靠给水泵的压头，一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉，成直流锅炉。
无汽包（4）复合循环锅炉复合循环锅炉是由直流锅炉和强制循环锅炉综合发展起来的，它是依靠锅水循环泵的压头将蒸发受热面出口的部分或全部工质进行再循环的锅炉。
2.按燃烧方式的不同，锅炉分为哪几种？根据炉内燃烧过程的气体动力学原理，锅炉有四种不同的燃烧方式，对应于四种不同的锅炉（1）火床燃烧方式和火床炉固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式称为火床燃烧方式，用火床燃烧方式组织燃烧的锅炉称为火床炉。
（2）火室燃烧方式和室燃炉燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入炉膛中进行燃烧的方式称为火势燃烧。
（3）旋风燃烧方式和旋风炉燃料和空气在高温的旋风筒内高速旋转，细小的燃料颗粒在旋风筒内悬浮燃烧，而较大的燃料颗粒被甩向筒壁液态渣膜上进行燃烧的方式称为旋风燃烧。
（4）流化床燃烧方式和流化床锅炉流化床燃烧方式就是燃料颗粒在大于临界风速的空气流速作用下，在流化床上呈流化状态的燃烧方式。
3.简述DG-2030/26.15/605/603-YM型锅炉的含义。
DG-东方锅炉厂2030 最大连续蒸发量26.15过热蒸汽压力605过热蒸汽温度603再热蒸汽温度YM使用燃料为烟煤4.锅炉效率、锅炉可用率、锅炉连续运行小时数、锅炉事故率的定义。
（1）锅炉效率：是指锅炉有效利用热Q1与单位时间内所消耗燃料的输入热量Qr的百分比。
（2）锅炉的可用率：是指在统计期间内，锅炉总运行小时数及总备用小时数之和，与该统计期间总小时数的百分比。
（3）锅炉连续运行小时数：是指锅炉两次被迫停炉进行检修之间的运行小时数。
煤的性质分成哪几类,煤的各类性质包括哪些内容？
煤的性质分成哪几类，煤的各类性质包括哪
些内容？
答：煤的性质通常指煤的物理性质、化学性质和工艺性质。
煤的性质与成煤植物、聚积环境和煤化程度等有关。
煤的性质直接影响煤的储存、运输和加工利用。
因此，研究煤的性质具有重要意义。
（1）煤的物理性质。
包括煤的光泽、颜色、煤的密度、煤的表面性质（润湿性、比表面积和孔隙度等）、煤的光学性质（折射率、反射率）以及煤的电学和磁学性质。
煤的热性质包括煤的比热容、煤的热导率和煤的热稳定性。
煤的机械性质包括硬度、脆度和煤的可磨性。
（2）煤的化学性质。
是指煤与各种化学试剂在一定条件下产生不同化学反应的性质，包括氧化、加氢、卤化、水解和烷基化以及煤与CO2的反应性等。
（3）煤的工艺性质。
指煤在一定加工条件下或转化过程中所呈现的特性，如煤的塑性、煤的可选性、煤的黏结性、煤的结焦性、煤的发热量、煤灰熔融性和煤的结渣性等。
煤的物理化学特性及测定
第四章煤的物理化学特性及其测定对于火电厂的动力煤，除需要了解其化学组成外，还必须了解与其使用有关的物理化学特性，以便在选用燃烧设备、设计燃烧系统、改善或提高燃烧经济性和确保锅炉安全运行等方面提供重要依据。
动力煤的主要物理化学特性有：密度、着火性、可磨性、煤粉细度和煤灰的熔融性等。
第一节煤的密度一、密度的定义及其表示方法前面已经介绍过，这里不再赘述。
二、密度的测定方法根据定义，煤的真（相对）密度TRD定义为在20℃时煤（不包括煤的孔隙）的质量与同温度、同体积水的质量之比。
因此，测定煤的真（相对）密度时，应使水完全浸入煤的毛细孔内，通常使用浸润剂如十二烷基硫酸钠溶液；视（相对）密度ARD定义为在20℃时煤（包括煤的孔隙）的质量与同温度、同体积水的质量之比。
因此，测定煤的视（相对）密度时，应设法封闭煤的毛细孔防止水浸入，通常使用涂蜡的方法，在煤块的表面上涂一层石蜡。
堆积密度是在规定条件下测出的，所以只要严格规定装煤容器的体积和装煤方式，准确称出所装煤的重量，就可换算成定义的堆积密度。
1．真（相对）密度的测定按照国际标准GD/T217－1996《煤的真相对密度测定方法》：1）测定步骤○1准确称取粒度小于0.2mm空气干燥煤样2g(称准到0.0002g)，通过无颈小漏斗全部移入密度瓶中。
○2用移液管向密度瓶中注入浸润剂（十二烷基硫酸钠(化学纯)溶液：20 g／L）3mL，并将瓶颈上附着的煤粒冲入瓶中，轻轻转动密度瓶，放置15min使煤样浸透，然后沿瓶壁加入约25mL蒸馏水。
○3将密度瓶移到沸水浴中加热20min，以排除吸附的气体。
○4取出密度瓶，加入新煮沸过的蒸馏水至水面低于瓶口约lcm处并冷至室温。
然后于20±0.5℃的恒温器中(根据室温情况可适当调整恒温器温度)保持1h(也可在室温下放置3h以上，最好过夜)，记下室温温度。
○5用吸管沿瓶颈滴加新煮沸过的并冷却到20℃(或室温)的蒸馏水至瓶口，盖上瓶塞，使过剩的水从瓶塞上的毛细管溢出(这时瓶口和毛细管内不得有气泡存在，否则应重新加水、盖塞)。
喷煤工专业题库
喷煤工专业题库一、填空题。
1.高炉冶炼的副产品主要有炉渣、炉尘和高炉煤气。
2.焦炭在高炉中起三方面作用：发热剂、还原剂和料柱骨架。
3.高炉煤气三大事故是指中毒、着火和爆炸。
4.高炉设备除高炉本体外，还有以下几个系统：上料系统、送风系统、除尘系统、喷吹系统及渣铁系统。
5.高炉炉前用炮泥分为有水炮泥和无水炮泥两种。
6.大型高炉的渣口装置一般由大套、二套、三套和四套组成。
7.高炉可以喷吹的的燃料分为三大类：液体燃料、固体燃料和气体燃料。
8.高炉喷煤是指从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的煤粉，以代替焦炭向高炉提供热量和还原剂。
9.煤粉中的碳氢化合物分解需要吸热。
10.国外大部分高炉喷吹的是中等挥发分和高挥发分的烟煤。
11. 精料是实现大喷吹的主要条件。
12. 富氧喷煤是高炉炼铁技术进步的重要标志。
13. 从煤粉制备和喷吹设施的配置上来分，高炉喷煤工艺有两种模式，即间接喷吹模式和直接喷吹模式。
14.高炉喷煤的多少应根据高炉的原燃料条件、质量、各项技术经济指标以及所喷煤的煤质、煤种和供煤量进行考虑和计算。
15.高炉喷煤采用气力输送，按单位气体载运煤粉量的多少，可以分为稀相输送和浓相输送。
16.根据成煤物质和成煤条件不同，人们把煤分成三大类：腐植煤、残质煤和腐泥煤。
17.煤是由有机物和无机物两部分组成的。
18.氮是煤中不可燃元素，是燃煤中的惰性元素。
19.在煤中硫以三种形态存在，即有机硫黄铁矿硫和硫酸盐。
20.喷入高炉的煤粉中的灰分进入炉渣，既增加了石灰石的消耗，又增加了吨铁渣量，使焦比大幅度升高。
21.存在于煤外表面的水称为煤的外在水，它随外界环境变化而发生变化。
22.煤中的水分按其结合状态可分为游离水和化合水两大类。
23.在煤质分析中常用“基”来表示化验结果是以什么状态下的煤样喂基础而得出的。
24.干燥无矿物质基是以假想无水、无矿物状态的煤为基准。
表示符号为dmmf 。
25.煤的物理性质有孔隙率、可磨性、比表面积、黏结性、结焦性等。
第四章_锅炉制粉系统
（１）磨煤机消耗的电功率
Pdw
1 (0.122D3 Ln gp 0.9 K hj K r 1.86DLnS) Pfj cddj
电动机到磨煤机的传动效率,约0.85 电动机效率,0.92~0.94 钢球堆积密度一般取4.9t/m3 燃料性质修整系数无烟煤0.95,其他1.05 茼体及护甲总厚度一般为0.07~0.1
细粉出口 活动环 煤粉在折向板处急转弯 环形区内煤粉做旋转运动 锁气器
锥体下部速度４~６m/s 粗粉回粉管 进口速度18~25m/s
2)工作过程: 调节折向板与圆周切线夹角，改变活动环位置，改变通风量均可 调整煤粉细度 3)特点 适用于低速球蘑机
２.回转式粗粉分离器图4-2６
细粉风混合物出口
锁气器
4.4制粉系统
２.国产300MW机组中速磨正压直吹式制粉系统
见图4-16
优点:1)冷一次风是干净得空气,工作条件好风机结构简单.
2)风机压头高,可兼做密封风机. 3)干燥剂热风温度不受一次风影响.
4)一次风是独立系统,锅炉负荷变化对其影响很 小. 缺点:1)磨煤机故障或不稳定时,对锅炉运行影响很大. 2)一次风管的煤粉均匀性较差. 3)从给煤量的变化 到煤粉量的变化有较大的滞后,对锅炉负荷变化的响应慢. 4)对煤种的适应性较差. 5)低负荷时运行风煤比增加,单位制粉电耗增大. 3.国外引进双进双钢球磨煤机正压直吹式制粉系统 见图4--19 工作原理:煤和干燥剂热风由两端的中空轴进入,煤粉在对流风的作用下,由中 空轴的环形出口吹出,进入分离器进行分离
一次风
螺旋送煤器 环形通道
螺旋送煤器 环形通道
2. 风扇式磨煤机 400~1500rpm，风扇式磨煤机本身就是排粉机，其叶轮很厚，叶轮和外 壳护板都用锰钢制成；能产生1500~3500Pa的压头，因此它既能磨煤粉又 能克服煤粉系统的阻力，完成输送煤粉及一次风的任务,适合磨制高水份 、高挥发份的褐煤和高可磨度(Kkm)的烟煤。叶轮叶片磨损快,维修量大.
煤及煤粉性质
煤及煤粉性质1. 高位发热量1Kg煤完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气中水蒸汽凝结时放出的热量。
2.低位发热量1Kg煤完全燃烧时放出的全部热量，扣除水蒸汽汽化潜热后所得到的热量。
3.试述氧和氮在煤中的含量和危害氧在煤中的含量最高可达40%，随着煤化程度的提高，煤中氧的含量逐渐减少。
氮在煤中的含量只有％-%两者都是煤中的杂质。
氮在燃烧时会转化成氧化氮，造成大气污染，是有害物质。
4.试述硫在煤中的存在形式和危害硫以有机硫、黄铁矿硫、硫酸盐硫三种形式存在于煤中。
前两种硫是可燃物质，每千克硫完全燃烧时可释放出9040K J的热量。
硫在燃烧时生成二氧化硫，对受热面产生腐蚀并对大气造成污染，是煤中的有害物质。
5.试述水分在煤中的含量及对燃烧的影响煤样在102〜105C条件下干燥到恒重，失去的重量就是全水分。
水分含量从2%- 60%不等，随着煤化年代的增加，煤中水分逐渐减少；煤中的水分不利于燃烧，它会降低燃烧温度。
燃料燃烧后，水分吸收热量转变为水蒸汽随烟气排入大气，降低锅炉效率，增大烟气量，同时给低温腐蚀创造了条件。
6.煤粉水分过高、过低有何不良影响煤粉水分过高时，使煤粉在炉内的点火困难；同时由于煤粉水分过高影响煤粉的流动性，会使供粉量的均匀性变差，在煤粉仓中还会出现结块、“搭桥”现象，影响正常供粉。
煤粉水分过高，不仅会降低煤粉燃烧温度，产生的水蒸汽将会造成引风机电耗和排烟热损失的增加及预热器的低温腐蚀。
煤粉水分过低时，产生煤粉自流的可能性增大；对于挥发分高的煤，引起自燃爆炸的可能性也增大。
7.什么叫灰分灰分对锅炉燃烧的影响有哪些将煤样在空气中加热到800土25C,灼烧2h，余下的重量就是灰分；灰分非但不可以燃烧，而且还阻碍氧与可燃物质的结合，造成着火和燃尽困难。
另外，灰分是造成结焦和积灰、磨损的直接原因，同时灰分还会造成大气污染。
8.燃煤挥发分对煤粉气流着火有何影响煤粉燃烧首先是挥发分着火燃烧，放出热量，并加热焦炭，使焦炭温度迅速升高，并燃烧起来。
煤粉制备
5、钢球磨煤机缺点： 钢球磨煤机缺点：
设备庞大，投资高，占地大，电耗高，金属磨损 量大，噪音大。
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二、双进双出钢球磨煤机（自学） 双进双出钢球磨煤机（自学）
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三 、 钢球磨煤机的制 粉系统： 粉系统：
1 双 进 双出 钢 球磨 煤 机直吹式系统： 机直吹式系统：
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双进双出钢球磨煤机半直吹式系统（ 2、 双进双出钢球磨煤机半直吹式系统（分级燃 烧或热风送粉） 烧或热风送粉）
n>0,R90一定时，n↑,则 R200↓，即大于200μｍ的颗粒少。 R200一定时，n↑,则R90↑，即小于90μｍ的颗粒少。 R90↑,则b↓，煤粉粗；R90↓,则b↑，煤粉细；
5
煤粉经济细度： 四、 煤粉经济细度：
概念： 1 、 概念 ： 使锅炉不完全燃烧损失、磨煤电耗及 金属磨损的总和最小的煤粉细度，称为经济细 经济细 度。 经济细度由锅炉燃烧试验 锅炉燃烧试验确定； 锅炉燃烧试验 影响煤粉经济细度的因素： 2、影响煤粉经济细度的因素： 挥发分高，煤粉可以粗些； 均匀性指数大，煤粉可以粗些； 炉膛燃烧强度大，煤粉可以粗些；
2
二、煤粉的细度： 煤粉的细度：
煤粉颗粒直径：指在一定的振动强度和筛分 时间下，煤粉能通过的最小筛孔的直径。 煤粉的细度Rx：在直径为x的筛子上的筛后 剩余量占筛后煤粉试样总量的百分数
100a Rx = % ( a + b)
a:筛后剩余量； a+b：样品总量； b:通过筛孔后的煤粉量；
电厂常用R90和R200表示煤粉细度和均匀度。
19
20
3、球磨机中储式制粉系统： 球磨机中储式制粉系统：
21
22
中储式制粉系统特点
优点： 优点 ： （1）输粉均匀，响应快；（2）存粉 量大，出力不受锅炉限制，经济运行；（3） 煤粉可调配，提高了可靠性。 缺点： 缺点：（1）系统复杂庞大，初投资大；（2） 易产生煤粉沉积，增加爆炸危险性；（3）漏 风大，输粉电耗大，锅炉效率式制粉系统存在的问题： 问题
煤粉的性质
K km
Eb Es
式中 Eb－磨制标准煤所消耗的能量，kWh； Es－磨制试验煤所消耗的能量，kWh。
哈氏可磨指数HGI的测量方法为：将经过 空气干燥、粒度为0.63~1.25mm的煤样 50g，放入哈氏可磨性试验仪（见图4-3）。 施加在钢球上的总作用力为284N，驱动电 动机进行研磨，旋转60转。将磨制好的煤 粉用孔径为0.71mm的筛子在震筛机上筛 分，并称量筛上与筛下的煤粉量。用下式 计算哈氏可磨指数：
Rx
a 100% ab
三、煤粉的均匀性
煤粉均匀性是指煤粉颗粒大小的均匀程 度。 用全筛分得到的曲线Rx=f（x）称为煤粉 颗粒R组x 成曲10线0，e也xp称( 粒b度x分n )布特（性4-。2）
式中 Rx—孔径为x的筛子上的全筛余量百分数， %； b—细度系数； n—均匀性指数。
若已知R90和R200，导出n, b的计算式：
分析：煤粉细度对锅炉效率 和制粉系统耗能的影响
五、煤的磨损指数
按煤的冲刷磨损指数大小划分为：
Ke<1.0轻微磨损
K e=1～1.9不强磨损
Ke＝2～3.5较强磨损
Ke＝3.5～5很强磨损
Ke> 5五级，极强磨损五级。
第三章第二节 煤粉的性质小于 500m的微小颗粒组成。其中以20 ~60m的颗粒占大多数。
煤粉具有较好的流动性。 煤粉的自燃和爆炸。
二、煤粉细度
煤粉细度用 Rx表示。将一定数量的 煤粉试样放在筛子上筛分，若标准筛孔
边长为 x (m)，试验煤粉经筛分后，通 过筛子的煤粉质量为b，留在筛子上的煤 粉质量（称为筛余量）为a，则该煤粉的 细度Rx定义为：
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防自燃和防爆的措施： ⑴防自燃的措施
煤粉细度 Rx
煤粉的细度Rx（Dx） 用具有标准筛孔尺寸的筛子进行筛分测定。如筛
孔边长为
x
μ m，煤粉过筛后，漏下去的煤粉质量为b，留在筛子上的煤
粉质量为a，则煤粉细度可用筛子上的剩余率或通过率表示。即：
a Rx 100% ab
Rx 越小，则煤粉越细。
x ——标准筛筛孔直径， m ；
Eb K km = Es
E b ——破碎标准煤所消耗的能量
Kkm＜1.2 为难磨煤
Es ——破碎实验煤所消耗的能量
Kkm ＞1.5
为易磨煤
哈氏可磨性指数 HGI（欧美国家常用）
HGI< 62 为难磨煤； HGI>86 为易磨煤
Kkm 与 HGI之间关系
Kkm 0筛孔直径
R200< R90， n为正值；
n
b
——煤粉均匀性指数 ——反映煤粉细度的系数；
当R90一定时，n值越大，则R200越小，说明煤粉中过粗的煤粉较少； 当R200一定时，n值越大，则R90越大，说明煤粉中过细的煤粉较少。 n值越大，煤粉中过粗和过细的煤粉均较少，即煤粉粒度分布较均匀。 n取决于磨煤机和粗粉分离器的型式，一般取n = 0.8～1.2。
全苏热工研究所（BTH）
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一、煤的可磨性—煤的可磨性系数
哈氏可磨性系数 HGI的测定：
• 哈氏可磨性系数 HGI是这样测定的： • 取50g一定粒度的煤样，在一小型中速球磨机中磨制，
待球磨机主轴运转60r后，测定煤样中通过孔径为74 m 筛子的煤粉量，然后按下式进行计算，便可得到煤的哈 氏可磨性系数：
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煤粉的一般性质
自燃性和爆炸性：
煤 粉 的 一 般 性 质
※自燃：是指长期积存的煤粉受空气的氧化作
用，缓慢地释放出热量，若散热不良，煤粉温 度将逐渐上升至其燃点而自行燃烧的现象。 ※爆炸：是指煤粉与空气的混合物在一定条件 下，遇明火将发生爆燃，使系统压力急剧升高 并发出巨大的响声的现象。
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§2 煤的可磨性和磨损性
一、煤的可磨性 二、煤的磨损性
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一、煤的可磨性—煤的可磨性系数
煤的可磨性用可磨性系数
Kkm
来表示
煤的可磨性系数是指将相同质量的标准煤与实验煤，从相同的初始粒 度破碎到相同的细度，所消耗的能量之比。即：
•
HGI=6.93G+13
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（5——7）
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二、煤的磨损性—煤的磨损性指数
煤的磨损性用磨损性指数
Ke
来表示
煤的磨损性指数是指在一定条件下，实验煤每分钟对纯铁的磨损量 与相同条件下标准煤每分钟对纯铁的磨损量的比值。即：
x
x m Ke = 10 10t
第五章 制粉系统
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
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煤粉的性质和品质 煤的可磨性和磨损性 磨煤机 制粉系统 制粉系统其他设备
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§1 煤粉的性质和品质
一、煤粉的一般特性：流动性和堆积密度小 二、煤粉的自燃性和爆炸性
三、煤粉细度 和均匀性 四、煤粉的水分
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煤粉的一般性质
影响自燃和爆炸的因素：
煤 粉 的 一 般 性 质 ⑴煤的种类及煤粉的特性。
挥发分高，堆积温度高，水分太小，细度小就越易自燃和爆炸。
⑵气粉混合物的浓度。
浓度为1.2～2.0kg/m3时，火焰传播速度最快，易自燃和爆炸。
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煤粉的一般性质
煤 粉 的 一 般 性 质
•煤粉水分影响
①磨煤机出力
②煤粉的流动性、自燃性、爆炸性
③燃烧的经济性 水分高：流动性差，易堵，粉仓搭桥；影响着火和燃烧。 水分低：易自燃与爆炸。干燥耗能增加。
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煤粉经济细度：在锅炉系统中，使机械未完全燃烧热损失q4、排烟热损失q2、 制粉电耗qn和制粉磨耗 qm之和为最小的煤粉细度称为经济细度。
zj R90 4 0.8nVdaf
式中
n ——煤粉颗粒分布的均匀性指数；
Vdaf
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——煤的干燥无灰基挥发分。
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经济细度？影响煤粉经济细度的因素有 哪些？
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②对易爆炸的煤粉，可在输送介质中掺入惰性气体来降低氧浓度； ③制粉系统内应避免存在死角 ，避免水平管道； ④气粉混合物流速不应太低或太高； ⑤运行中严格控制磨煤机出口气粉混合物的温度（详见表5-1），以合 理控制煤粉干燥程度。 Page 6 Principles of Boiler 2015-7-16
煤粉均匀性指数n
煤粉均匀性：是指该组煤粉中，最粗和最细的煤粉所占的比例都最小， 多数煤粉颗粒的尺寸居中，这样不但可降低因粗粉过多而产生的不完全燃 烧热损失，还可避免因细粉过多而导致的制粉电耗和制粉磨耗增加。
Rx 100e
-bx n
2 lg R200 n 2.88lg 2- lg R90
＜2
m——在 t
分钟内，实验煤对纯铁的磨损量(mg)
磨损性不强的煤； 磨损性较强的煤； 磨损性强的煤； 磨损性极强的煤。
Ke
＝2～3.5 ＝3.5～5 ＞5
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作业与思考题
• 1.煤粉的防自燃和防爆的措施有哪些？ • 2.什么是煤粉经济细度？如何确定煤粉
※※
自燃性和爆炸性的危害※ ※
煤粉的自燃和爆炸常导致设备损坏，甚至 人员伤亡。故制粉系统需防爆。
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煤粉的一般性质
自燃和爆炸的原因：
自燃是煤粉堆积造成的。故应及时清空煤粉 仓和制粉设备的泄漏。
爆炸必须同时具备三个条件： ①可燃物浓度（积存的煤粉） ②足够的氧浓度， ③点火能量。
⑶气粉混合物的温度。
越高温度，就越易自燃和爆炸。
⑷气粉混合物中氧的浓度
氧浓度越高，就越易自燃和爆炸。
⑸气粉混合物的输送速度
输送速度宜维持在17～35m/s范围内，不易自燃和爆炸。
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煤粉的一般性质
煤 粉 ①原煤仓、煤粉仓应布置疏通装置（如空气炮）； 的 ②停炉时应将原煤仓、煤粉仓清空； 一 ③按照合理顺序停用制粉设备； 般 ④加强监督巡视，发现自燃及时处理。 性 ⑵防爆的措施： 质 ①首先是防自燃；