Penggiling tipe mangkuk HP

Penggiling mangkuk HP

1. Pendahuluan

1.1. Tujuan

Alat ini terutama digunakan untuk menggiling, mengeringkan, dan memisahkan batu bara mentah menjadi ukuran kehalusan yang memenuhi syarat untuk pembakaran pada ketel uap di pembangkit listrik tenaga panas.

1.2. Makna model

HP ** × 3-Dyn

HP -- penggiling mangkuk

**----Kode diameter nominal mangkuk penggiling

3 -- jumlah rol penggiling

Dyn --- dengan pemisah dinamis (tanpa label dengan pemisah statis)

1.3. Fitur struktural

Struktur penggiling batu bara tipe mangkuk HP terdiri atas pelat penggiling berbentuk mangkuk, tiga rol penggiling, dan sistem pemuatan variabel berbasis pegas. Penggiling ini dibagi menjadi penggiling mangkuk HP dengan pemisah statis (lihat Gambar 22-1) dan penggiling mangkuk HP dengan pemisah dinamis (lihat Gambar 22-2). Komponen utamanya meliputi pipa jatuh batu bara, penutup atas pemisah, kerucut bagian dalam, badan pemisah (baik yang dinamis maupun yang statis), perangkat impeler, reduktor roda gigi planet, katup pembuangan, perangkat sambungan pintu lipat, tabung venturi, perangkat pemuatan variabel berbasis pegas, perangkat badan samping, perangkat mangkuk penggiling, header udara penyegel, saluran keluar batu bara berkerikil, serta komponen-komponen lainnya.

Fitur struktural utama dari mill mangkuk HP adalah sebagai berikut:

1.3.1. Penggiling batu bara HP menggunakan transmisi vertikal reduksi dua tahap berupa roda gigi bevel spiral tipe baru dan roda gigi planet, baik di dalam maupun di luar negeri; pada bagian atas perangkat transmisi tersebut dipasang bantalan dorong geser hidrolik untuk menahan gaya penggilingan yang dihasilkan oleh batang penggiling. Bentuk ini membentuk sebuah reduktor mandiri yang dapat ditarik keluar dari bagian bawah penggiling, sehingga memudahkan pemeliharaan, isolasi panas, dan penyegelan.

1.3.2. Penggiling batu bara HP menerapkan teknologi pelapisan rol yang matang dan rol tirus berdiameter besar. Untuk penggilingan batu bara pada umumnya, masa pakai desain rol penggiling lebih dari 12.000 jam, dan rol tersebut dapat digunakan berulang kali setelah aus, sehingga biaya dapat dikurangi.

1.3.3.3 Penggiling batu bara HP pertama-tama menggunakan perangkat impeler yang berputar bersama mangkuk penggiling untuk mengubah arah dan kecepatan aliran udara primer, sehingga distribusi udara melalui penggiling menjadi lebih seragam, efek pemisahan bubuk batu bara ditingkatkan, keausan internal serta hambatan aliran udara primer dalam pulverizer berkurang, dan kemampuan pengendalian perpindahan batu bara dapat ditingkatkan.

1.3.4. Penggiling batu bara tipe HP menerapkan teknologi berpaten untuk pelepasan rol. Rol dapat dilepas melalui lubang pintu pada mesin itu sendiri, sehingga sangat memudahkan kegiatan pemeliharaan. Berkat perbaikan pada struktur rol penggiling batu bara tipe HP, penggantian rol dapat dilakukan langsung di atas mesin, sehingga waktu henti operasi dapat dikurangi lebih lanjut.

1.3.5. Tidak terdapat kontak logam langsung antara rol penggiling pada mill batu bara HP dan pelat pelapis mangkuk penggiling, sehingga mesin dapat dihidupkan baik dalam keadaan tanpa beban maupun dengan beban. Torsi start yang kecil, operasi yang aman dan stabil, serta tidak terdapat penumpukan batu bara di dalam mangkuk penggiling saat mesin dimatikan.

1.3.6. Mode pemuatan roda gerinda pada mill mangkuk HP menggunakan pemuatan variabel berbasis pegas, yang memiliki karakteristik berupa struktur yang sederhana, kebutuhan perawatan yang lebih sedikit, serta operasi yang aman dan andal.

1.3.7. Selain meningkatkan kehalusan dan keseragaman batu bara yang telah digiling menjadi bubuk, pemisah dinamis pada penggiling batu bara bertekanan tinggi memiliki karakteristik berupa keandalan struktural yang tinggi, perawatan yang sederhana, dan penyetelan yang praktis.

1.3.8. Kapasitas keluaran pulverizer batu bara HP dikendalikan oleh laju pemberian bahan bakar batu bara dan volume udara primer. Rentang pengaturan kapasitas keluarannya luas, dengan kapasitas minimum sebesar 25% dari kapasitas maksimum, sehingga sangat cocok untuk pengaturan beban puncak pada pembangkit listrik.

1.3.9. Kinerja kesesuaian antara penggiling batu bara bertekanan tinggi dan boiler adalah baik. Tiga perusahaan grup listrik dalam negeri—Shanghai Electric, Harbin Electric, dan Dongfang Electric—semuanya telah mengadopsi teknologi desain boiler dari perusahaan Alstom asal Amerika Serikat, dan penggiling batu bara bertekanan tinggi juga diimpor dari Alstom Amerika Serikat, dengan ciri khas berupa banyak spesifikasi dan standardisasi seri; oleh karena itu, kinerja kesesuaian antara penggiling batu bara bertekanan tinggi dan boiler tergolong baik.

1.3.10. Daya motor untuk penggiling mangkuk HP lebih kecil daripada daya motor pada pulverizer berkecepatan sedang lainnya.

1.3.11. Tahanan ventilasi pada penggiling batu bara bertekanan tinggi lebih kecil dibandingkan dengan pulverizer kecepatan menengah lainnya, dan tekanan udara pada kipas udara primer juga lebih rendah, sehingga dapat mengurangi biaya investasi untuk kipas tersebut.

1.4. Prinsip kerja

Fungsi penggiling batu bara seri HP adalah menggiling batu bara mentah hingga mencapai tingkat kehalusan yang dapat terbakar secara efektif di dalam tungku. Kapasitas penggilingan maksimum dari penggiling batu bara tergantung pada tiga faktor berikut:

A. Spesifikasi pabrik.

B. Karakteristik batu bara mentah, yaitu indeks kehancuran Hardgrove dan kadar air.

C. Kehalusan batu bara yang telah digiling adalah persentase yang lolos melalui saringan 200 mesh.

Setelah batu bara mentah jatuh ke dalam mangkuk penggiling melalui pengumpan batu bara, batu bara tersebut bergerak ke arah luar sepanjang arah radial akibat gaya sentrifugal, sehingga terbentuk lapisan bed batu bara di permukaan mangkuk penggiling; lapisan ini kemudian melewati perangkat roda penggiling yang dapat berputar mengelilingi poros. Pada saat itu, gaya penggilingan yang dihasilkan oleh perangkat pemuatan variabel berbasis pegas diterapkan pada batu bara melalui penggiling berputar, dan batu bara digiling menjadi bubuk di antara pelapis mangkuk penggiling dan rol penggiling. Batu bara yang bergerak secara radial dan sirkumferensial membawa bubuk batu bara yang telah hancur melintasi tepi mangkuk penggiling menuju saluran media pengangkut. Media pengangkut yang umum digunakan adalah udara panas, yang memiliki tiga fungsi utama.

A. Alat ini menyediakan daya yang diperlukan bagi pulverizer untuk memisahkan batu bara yang telah digiling menjadi bubuk (mengontrol kehalusan bubuk batu bara).

B. Udara panas mengeringkan batu bara secara terus-menerus selama proses penggilingan, sehingga batu bara menjadi mudah digiling.

C. Alat ini bertanggung jawab untuk mengalirkan batu bara yang telah dihancurkan ke tungku.

Dalam proses penggilingan batu bara, partikel-partikel batu bara yang lebih kecil dan lebih ringan terus-menerus ditiup keluar dari mangkuk penggiling oleh media pengangkut berupa gas (udara panas). Udara pengangkut ini dapat disuplai oleh kipas udara primer yang terletak di hulu pulverizer atau oleh exhauster bubuk mandiri yang berada di hilir pulverizer. Kipas udara primer menghasilkan tekanan positif, sedangkan exhauster bubuk menghasilkan tekanan negatif. Udara panas masuk melalui dinding samping dan naik sepanjang diameter luar mangkuk yang berputar. Bilah-bilah (disebut impeler) pada mangkuk penggiling menyebabkan aliran udara bergerak secara vertikal. Di tepi luar mangkuk penggiling, partikel-partikel batu bara yang lebih kecil dan lebih ringan terbawa ke atas oleh aliran udara, sementara kotoran asing yang berat dan tidak dapat digiling akan melewati aliran udara dan jatuh ke area dinding samping. Di atas mangkuk, partikel-partikel batu bara yang lebih ringan yang terbawa oleh udara menjalani proses pemisahan sekunder. Pemisahan tahap pertama terjadi tepat di atas permukaan mangkuk. Deflektor gas tetap yang dipasang pada badan separator menyebabkan partikel-partikel batu bara yang paling berat berubah arah secara tiba-tiba, kehilangan momentum, dan kembali langsung ke mangkuk penggiling untuk digiling ulang; sedangkan partikel-partikel yang lebih ringan dibawa oleh aliran udara menuju penutup atas separator untuk pemisahan tahap kedua, di mana bilah-bilah melengkung yang dapat disesuaikan membuat campuran udara dan bubuk mengalami gerakan pusaran, sehingga partikel-partikel yang berat kehilangan momentum dan jatuh dari aliran udara. Partikel-partikel batu bara yang lebih berat yang terpisah dari bilah deflektor dan casing Venturi kembali ke area penggilingan mangkuk melalui dinding bagian dalam kerucut dalam. Kerucut tersebut memisahkan partikel-partikel batu bara yang berat dari daerah aliran turbulen pada mill batu bara, dan partikel-partikel batu bara yang berat di luar daerah turbulen kembali ke mangkuk penggilingan akibat gaya gravitasi serta digiling kembali. Untuk menurunkan kecepatan aliran udara yang memasuki kerucut dalam melalui mulut kerucut dalam, dipasang sebuah kerucut terbalik di dalam kerucut dalam; namun harus dipastikan bahwa kerucut terbalik tersebut tidak menghalangi partikel-partikel batu bara yang lebih berat untuk kembali ke mangkuk penggilingan. Ketika campuran udara dan bubuk melewati pipa venturi, bubuk dalam setiap pipa terdistribusi secara merata, dan campuran tersebut kemudian dimasukkan ke dalam tungku untuk pembakaran.

Jika separator tersebut bersifat dinamis, setelah terjadi pemisahan primer oleh deflektor di bagian bawah badan separator, aliran batu bara bubuk dan udara akan terus naik dan masuk ke dalam rotor bilah berputar melalui badan separator. Ketika aliran udara mendekati rotor, partikel-partikel batu bara dalam aliran udara akan mengalami benturan dengan bilah-bilah rotor; partikel batu bara yang lebih besar akan terlempar keluar oleh rotor, sedangkan partikel batu bara yang lebih kecil akan dibiarkan melewati rotor dan masuk ke dalam rotor. Setelah memasuki pipa batu bara bubuk, partikel-partikel batu bara yang terlempar tersebut akan dikembalikan ke mangkuk penggiling untuk digiling kembali.

Dibandingkan dengan pemisah statis, efisiensi pemisahan pada pemisah dinamis telah meningkat secara signifikan. Akibatnya, beban sirkulasi internal pada pemisah dinamis menjadi lebih kecil pada kondisi output yang sama. Beban sirkulasi internal maksimum pada penggiling batu bara dapat dicapai dengan meningkatkan beban, yang berarti kapasitas maksimum penggiling batu bara meningkat, atau hasil penggilingan menjadi lebih tinggi; semakin rendah nilai kekerasan Hardgrove dan semakin halus butiran bubuk batu bara yang dihasilkan, sekaligus meningkatkan keseragaman penggilingan (koefisien keseragaman bubuk batu bara n ≥ 1,2).

Debris asing yang tidak dapat digiling dan mengalir bersama aliran udara di area badan samping mesin akan tergores ke dalam lubang pada pelat bawah penutup rok hub mangkuk penggiling oleh perangkat pengikis, lalu masuk ke sistem pengumpulan batu bara. Debris asing biasanya terdiri atas batuan dalam lapisan batu bara serta bagian-bagian dari peralatan pertambangan. Oleh karena itu, sangat bermanfaat bagi pengguna untuk meminimalkan jumlah material asing yang masuk ke dalam pulverizer.

1.5. Seri produk

Pulverizer mangkuk tipe HP memiliki 9 seri dan 30 spesifikasi, dengan model HP583–HP1303, yang dapat dipasangkan dengan unit pembangkit listrik termal berkapasitas 50 hingga 1000 MW dan lebih besar.

2. Parameter teknis utama

Parameter dasar dari mill mangkuk HP dengan pemisah statis dan mill mangkuk HP dengan pemisah dinamis masing-masing ditampilkan dalam Tabel 22-1 dan Tabel 22-2.

Tabel 22-1 parameter dasar dari mill mangkuk HP dengan pemisah statis

Catatan:

1. Output dasar dalam tabel merujuk pada kapasitas penggilingan dari mill batu bara dalam kondisi operasi dengan batu bara bituminus bervolatilitas tinggi sebesar 8% dan batu bara bituminus bervolatilitas rendah sebesar 12%, dengan GHI sebesar 55 dan kehalusan bubuk batu bara sebesar 70% yang lolos saringan 0,075 mm.

2. Tahanan maksimum penggiling batu bara adalah 4,5 kPa (daerah datar)

3. Faktor layanan (S.F) motor pada tabel adalah 1,15

Tabel 22-2 parameter dasar dari mill mangkuk HP dengan pemisah dinamis

Catatan:

1. Output dasar dalam tabel merujuk pada kapasitas penggilingan dari mill batu bara dalam kondisi operasi dengan batu bara bituminus bervolatilitas tinggi sebesar 8% dan batu bara bituminus bervolatilitas rendah sebesar 12%, dengan nilai GHI pada pembangkit listrik berbahan bakar batu bara sebesar 55 dan kehalusan batu bara sebesar 78,5% yang lolos saringan 0,075 mm.

2. Tahanan maksimum penggiling batu bara adalah 5,0 kPa (daerah datar)

3. Faktor layanan (S.F) motor pada tabel adalah 1,15

3. Penampilan peralatan dan dimensi struktural

3.1. Bentuk dan dimensi struktural dari mill mangkuk HP dengan pemisah statis ditunjukkan pada Gambar 22-3 dan Tabel 22-3.

Tabel 22-3 dimensi struktural dari mill mangkuk HP dengan pemisah statis

3.2. Bentuk dan dimensi struktural dari mill mangkuk HP dengan pemisah dinamis ditunjukkan pada Gambar 22-4 dan Tabel 22-4.

Tabel 22-4 dimensi struktural dari mill mangkuk HP dengan pemisah dinamis

4. Metode seleksi

Metode pemilihan pulverizer batu bara bertekanan tinggi standar dapat menggunakan perangkat lunak komputer untuk melakukan pemilihan yang akurat dan rinci. Pengguna hanya perlu menyediakan data batu bara mentah, konsumsi batu bara boiler, kehalusan bubuk batu bara, serta jumlah pulverizer batu bara kepada pabrikan, dan tenaga teknis profesional dari pabrikan akan mengembalikan hasil pemilihan tersebut kepada pengguna; Sejumlah pembangkit listrik berbahan bakar batu bara menerapkan teknologi desain boiler dari perusahaan Alstom di Amerika Serikat, dan perangkat lunak pemilihan pulverizer batu bara bertekanan tinggi tersebut terintegrasi dalam program perhitungan kinerja boiler untuk menentukan tipe yang tepat; selain itu, pengguna juga dapat menghitung kapasitas penggilingan pulverizer batu bara bertekanan tinggi berdasarkan rumus dan grafik berikut, sehingga dapat melakukan pemilihan awal terhadap model pulverizer batu bara bertekanan tinggi.

Rumus perhitungan output dari penggiling batu bara HP adalah

B _M = B _M0 ƒ _H ƒ _R ƒ _M

Di mana B _M0 ------ output dasar dari penggiling batu bara, t/jam, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 22-5;

ƒ _H, ƒ _R, ƒ _M ------- koefisien koreksi untuk kehancuran Hardgrove, kehalusan batu bara, dan kadar air batu bara mentah, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 22-6.

4.1. Mill mangkuk HP dengan pemisah statis dan mill mangkuk HP dengan pemisah dinamis masing-masing memiliki faktor koreksi kehalusan batu bara bubuk yang berbeda. Secara umum, ketika kehalusan batu bara bubuk yang dibutuhkan R ₉₀ ≤ 16%, disarankan menggunakan mill batu bara HP dengan pemisah dinamis.

4.2. Sebelum dilakukan koreksi kadar air pada batu bara mentah, jenis-jenis batu bara harus diklasifikasikan. Klasifikasi batu bara ditunjukkan pada Tabel 22-5.

Tabel 22-5 klasifikasi batu bara

Nilai kalor dari bahan berbasis non-mineral yang mengandung air dihitung berdasarkan rumus berikut, yaitu:

Karbon tetap bebas mineral kering dihitung menurut rumus berikut, yaitu:

Dimana Q ------------------------------Bahan pembawa air, tanpa panas dasar mineral, MJ / kg;

FCdmmf --------------------Karbon tetap bebas mineral kering,%;

Qgr,ar -----------------------Sebagai nilai kalorifikasi tinggi yang diterima, MJ / kg;

Sar, Mar, Aar, FCar ------ Berdasarkan kondisi saat diterima: belerang, kelembapan, abu, dan karbon terikat, dalam persen;

Var --------------------------Berdasarkan kondisi diterima, kadar zat mudah menguap, %

4.3. Jika batu bara tersebut termasuk dalam kategori batu bara berkalori tinggi, ketika M _ar ≤ 48%, output penggilingan batu bara tidak perlu disesuaikan; sebaliknya, output tersebut perlu disesuaikan. Jika batu bara tersebut termasuk dalam kategori batu bara berkalori rendah, output penggilingan batu bara tidak perlu disesuaikan ketika M _ar ≤ 12%; jika tidak, output perlu dikoreksi.

4.4. Untuk batubara sub-bituminus dan lignit dengan kadar air total lebih dari 20%, selain mempertimbangkan faktor-faktor seperti indeks kehancuran Hardgrove dan kehalusan yang diperlukan dari bubuk batubara, laju ventilasi dan kapasitas pengeringan dari mill batubara juga harus diperiksa dan dihitung. Ketika menggiling batubara bituminus dan lignit dengan kadar air yang tinggi, terdapat dua hal yang perlu mendapat perhatian khusus.

4.4.1. Terlepas dari tingkat kehalusan batu bara yang telah digiling (R ₉₀ > 23%) dan indeks kegilingan Hardgrove (HGI > 55), kapasitas output maksimum pulverizer umumnya tidak melebihi kapasitas output dasar dari mill, yaitu, ƒ _H,   dan ƒ _R dalam rumus di atas diambil sebagai 1,0

4.4.2. Penentuan akhir jenis dan kapasitas produksi penggiling batu bara bergantung pada parameter-parameter berikut: ① dosis pengeringan pada populasi pulverizer; ② suhu zat pengering pada saluran masuk pulverizer (umumnya hingga 400 ℃); ③ kadar air batu bara yang telah digiling pada saluran keluar pulverizer; ④ suhu keluaran pulverizer (setidaknya 5,5 ℃ lebih tinggi daripada suhu titik embun batu bara yang telah digiling); ⑤ kapasitas ventilasi maksimum pulverizer; dan; ⑥ kadar air kering maksimum batu bara yang telah digiling pada saluran keluar penggiling batu bara adalah 70% dari total kadar air batu bara mentah.

5. Lingkup pasokan dan instruksi pemesanan

Ruang lingkup penyediaan mill mangkuk HP standar meliputi dari flensa keluaran pemisah hingga saluran pembuangan hopper batu bara kerikil, flensa masuk udara primer, dan flensa masuk umpan batu bara. Ruang lingkup tersebut mencakup badan mill batu bara, reduktor, motor, kopling, baut jangkar, pelat dasar pemasangan, sistem pelumasan, kipas penyegel, serta peralatan khusus. Apabila pengguna memiliki persyaratan lain, hal tersebut juga dapat dinegosiasikan dalam kontrak.