Мельницы-вентиляторы нашли широкое применение за рубежом для размола высоко-влажных бурых углей, лигнитов и малозольных каменных углей. Расширение использования бурых углей в отечественной энергетике поставило перед энерго-машиностроителями задачу создания угле-размольных устройств типа мельниц-вентиляторов больших типоразмеров.
Мельницы-вентиляторы устанавливаются на головных энергоблоках мощностью 800 МВт (на углях Канско-Ачинского бассейна), а также на котлах производительностью 400, 500 т/ч серийных унифицированных ТЭЦ. Поэтому наиболее актуальными являются вопросы выбора их типоразмера, а также определения максимальной размольной производительности. В нормативных материалах дается разделение производительности мельницы-вентилятора на сушильную и размольную, Данные испытаний мельниц-вентиляторов на высоко-влажных бурых углях, фрез-торфе н лигнитах показали, что максимальная производительность их ограничивалась условиями сушки топлива, а на бурых углях средней влажности, сланцах н каменных углях — условиями размола.
Формулы для определения максимальной размольной производительности мельницы-вентилятора, приведенные в литературе, учитывали данные испытаний мельниц-вентиляторов с диаметрами роторов 1050, 1100, 1600 мм. Проведенные в последние годы испытания мельниц-вентиляторов с диаметрами роторов 1600, 2100, 2700, 3300 мм показали несоответствие между экспериментальными и расчетными данными. Этот момент также отмечался в работах [7—9].
В таблице приведено сравнение фактической (5тах) и расчетной (Вр) максимальной размольной производительности мельниц-вентиляторов. При расчете максимальной производительности коэффициент, учитывающий условия эксплуатации, принят равным единице, так как большинство испытаний проводилось на новых неизношенных роторах.
Необходимо отметить, что специальные испытания на достижение предельной загрузки мельниц-вентиляторов в большинстве случаев не проводились. Величина фактической максимальной производительности получена отбором наибольших значений из серий однотипных опытов, следовательно, действительная максимальная производительность может быть несколько больше значений, приведенных в таблице. Из сведенных в таблицу данных следует, что фактически достигнутая производительность мельниц-вентиляторов превышает расчетную в большинстве случаев в 1,1 — 1,8 раза. Наибольшее превышение наблюдается с увеличением типоразмера мельницы. Следовательно, расчетные зависимости, приведенные в нормативных материалах и полученные на основании опыта эксплуатации малых мельниц-вентиляторов, не экстраполируются при переходе на большие типоразмеры машин.
Для того чтобы получить достаточное количество опытных точек, характеризующих максимальную достигнутую производительность определенного типа мельницы, данные испытаний целесообразно привести к некоторому условному топливу. Такой пересчет может быть выполнен, если формулу для расчета максимальной производительности мельницы-вентилятора представить в следующем виде (обычно используемом в нормативном методе): где а — постоянный коэффициент; функции, зависящие соответственно от режимных параметров мельниц (вентиляции, температуры и т. д.); конструктивных параметров мельниц (диаметра ротора, ширины лопатки, числа оборотов и т. д.); физических свойств угля и свойств готовой пыли.
Из формулы следует, что для конкретного типоразмера мельницы и конкретных режимных условий пересчет может быть произведен по формуле, где В — фактическая производительность, достигнутая на натуральном топливе; 5 — производительность в пересчете на условное топливо; и — значения функций соответственно на действительном н условном топливе.
Анализ результатов испытаний показывает, что функция для всех типоразмеров мельниц-вентиляторов с достаточной точностью соответствует соотношению, приведенному в работе.
Зависимость максимальной производительности мельниц-вентиляторов (по условному топливу) от активного сечения ротора:
1 — рассчитанная по нормали; 2 — по данным испытаний.
Рисунок наглядно показывает» что в области больших размеров зависимость от Р носит нелинейный характер и значительно превышает расчетные значения.
Разброс точек объясняется влиянием функции /х, учитывающей различие режимных параметров в опытах, а также тем, что при испытаниях не во всех опытах достигнута максимальная производительность.
Судя по разбросу точек, режимные условия, главным образом вентиляция, оказывают влияние на эффективность размола, что не учитывается нормативными материалами. Зарубежные данные подтверждают это положение.
Так, в опытах показано, что с увеличением удельной вентиляции доля крупных фракций готовой пыли почти линейно снижается.
График рисунка может быть аппроксимирован с точностью 5 % в виде полинома третьей степени:
В1 == 22,16 Р + 1,5 Р2 + 0,333 Р9.
Следовательно, для оценки производительности мельницы-вентилятора в зависимости от ее геометрических параметров в первом приближении можно пользоваться соотношением
(22,16Р + 1,5Я + 0,ЗЗЗЯ), где а9 — коэффициент, зависящий от вида топлива и режимных параметров.
Пользуясь формулой, при известной производительности мельницы-вентилятора с известным Р на определенном топливе можно определить, какую производительность будет иметь мельница-вентилятор с другим значением г на том же топливе.