Istraživanje i komparacija uticaja karakteristika ugljeva niske toplotne vrednosti na njihovu meljivost i parametre procesa mlevenja
Research and comparison of the influence of low rank coals characteristics on their grindability and milling process parameters
Докторанд
Obradović, Marko O.Ментор
Radić, DejanЧланови комисије
Stanojević, MiroslavŽivanović, Titoslav
Jovović, Aleksandar M.
Životić, Dragana
Метаподаци
Приказ свих података о дисертацијиСажетак
Predmet disertacije predstavljaju domaći niskovredni ugljevi (ligniti), tačnije
određivanje indeksa meljivosti po metodi Hardgrove-a i utvrđivanje uticaja
karakteristika ovih ugljeva na njihovu meljivost i parametre procesa mlevenja u
mlinskim postrojenjima za proizvodnju ugljenog praha.
Cilj disertacije je bio istraživanje svojstva meljivosti ugljeva niskog ranga (lignita) koji
se koriste u najvećim domaćim termoenergetskim postrojenjima i postavljanje
korelacionih zavisnosti uticaja pojedinih karakteristika uglja na Hardgrove-ov indeks
meljivosti. Za ostvarivanje cilja doktorske disertacije realizovana su istraživanja na
uzorcima ugljeva iz dva najveća domaća basena (kolubarskog i kostolačkog), koja su
obuhvatila kako eksperimentalna istraživanja tako i analitičke metode koje su imale za
cilj da definišu izraze kojima se mogu predvideti vrednosti Hardgrove-ovog indeksa
meljivosti (HGI) domaćih ugljeva, kapacitet mlevenja i potrošnja energije za mlevenje.
U eksperimentalnom delu diser...tacije izvršena je laboratorijska analiza uzoraka ugljeva
dva najvažnija domaća basena: kolubarskog i kostolačkog. Iz kolubarskog basena
analizirano je 65 uzoraka a iz kostolačkog 24. Za sve uzroke izvršena je tehnička
analiza i određene vrednosti HGI. Za izabrane uzorke (11 uzoraka iz kolubarskog i 13
uzoraka iz kostolačkog basena) izvršeno je određivanje masenog sadržaja i tipova
ksilita, kao i petrografska i organo-geohemijska analiza. Takođe, izvršeno je kompletno
ispitivanje geohemijskih karakteristika zbirnog uzorka lignita za oba basena čime je
izvršena potpuna identifikacija porekla i sastava uglja. Izvršena je analiza uticaja
meljivosti uzoraka uglja na rad ventilatorskog mlina termoenergetskog postrojenja. U tu
svrhu izvršena su ispitivanja ventilatorskog mlina u termoelektrani TENT B u
Obrenovcu.
Na osnovu rezultata određivanja vrednosti indeksa meljivosti primenom postupka
Hardgrove-a, utvrđeno je da se standardna Hardgrove-ova metoda za određivanje
indeksa meljivosti može primeniti za domaće lignite, a ovaj parametar se može koristiti
za upoređivanje meljivosti domaćih lignita sa sličnim ugljevima niskog ranga. Analizom dobijenih rezultata i vrednosti uticajnih koeficijenata, određeni su parametri i
karakteristike ispitivanih ugljeva koji dominantno utiču na njihovu meljivost i koji se
moraju uzeti u obzir za predviđanje ponašanja ugljeva u procesu mlevenja. Na osnovu
toga izvedeni su korelacioni izrazi između vrednosti HGI i uticajnih karakteristika
ugljeva, koji se mogu iskoristiti za predviđanje ponašanja domaćih ugljeva pri mlevenju
u industrijskim mlinovima. Na ovaj način se vrednosti HGI mogu dobiti bez
eksperimentalnog određivanja.
Najniže vrednosti koeficijenta determinacije ( R2 ) imaju izrazi u koje je uključena
samo tehnička analiza uzoraka, dok se znatno bolji koeficijenti determinacije ( R2 )
dobijaju kada se izrazi formiraju sa sadržajem pojedinih litotipova, odnosno
petrografskim sastavom uglja. Pokazalo se da je moguće na osnovu elemenata tehničke
analize predvideti vrednosti HGI, ali ukoliko je za uzorke ugljeva poznat litotipni sastav
ili petrografske analize, korišćenjem izraza koji su dati u disertaciji, dobijaju se
vrednosti HGI sa visokim koeficijentom determinacije ( R2 ).
Izvršena je analiza uticaja meljivosti uglja i njegovih karakteristika na kapacitet
mlevenja i potrošnju energije za mlevenje u ventilatorskom mlinu i izvedeni su izrazi za
izračunavanje kapaciteta mlevenja i potrošnju električne energije u funkciji uticajnih
karakteristika uglja uključujući i HGI. Pored toga, analizirana je mogućnost predviđanja
specifične potrošnje energije za mlevenje na osnovu vrednosti HGI. Specifična
potrošnja energije dobijena na osnovu vrednosti HGI dobijenog laboratorijskom
analizom je pokazala dobro slaganje sa eksperimentalno utvrđenom specifičnom
potrošnjom energije u realnom mlinskom postrojenju. Rezultati mogu biti korisni
stručnjacima u cilju optimizacije rada ne samo postrojenja za pripremu ugljenog praha
nego i optimizacije rada celog termoenergetskog postrojenja.
The subject of the doctoral dissertation is Serbian low rank coal (lignite), specific the
determination of coal grindability index using Hardgrove method and influence of
characteristics of these coals on grinding behavior and grinding process parameters in
coal pulverizers.
The aim of the dissertation was to investigate the properties of the grindability of low
rank coals (lignite) used in the largest domestic thermal power plants and setting the
correlations depending on the impact of individual characteristics of coal on coal
grindability index. For achieving the goal of doctoral dissertation research carried out
on samples of coal from the two largest domestic coal basin (Kolubara and Kostolac),
which included both experimental studies and analytical methods that are aimed to
define the mathematical expressions that can predict the Hardgrove grindability index
(HGI) of domestic coal, mill capacity and energy consumption.
The experimental part of the dissertation included laboratory... analysis of coal samples
from the two most important domestic basins: the Kolubara and Kostolac. 65 samples of
coal from the Kolubara basin and 24 samples from Kostolac were analyzed. For all
samples proximate analysis was performed and HGI values determined. For selected
number of samples (11 samples from Kolubara basin and 13 samples from Kostolac
basin) analysis was performed to determine the lithotype composition, as well as
petrographic and organic geochemical analysis. In order to identify origin and
composition of coal, organic geochemical analysis was carried out on group sample.
Also, analysis of the influence of grindability of coal samples on milling process in
beater wheel mill were carried out. For this purpose, tests were made on beater wheel
mill in thermal power plant TENT B in Obrenovac.
Based on the results of determining the grindability index using the Hardgrove method,
it was found that the standard method for determining Hardgrove grindability index can
be applied to domestic lignite, and this parameter can be used to compare the
grindability of domestic lignite coals with similar low rank coals. Based on the results of experimental research and influential coefficients, parameters
and characteristics of coal samples which predominantly affect on milling process,
which must be taken into account to predict the behavior of coal in the milling process
were determined. Based on coal characteristics and influential coefficients,
mathematical expressions between values of HGI and coal characteristics, which can be
used to predict the behavior of domestic coal in comminution process, were derived. In
this way, the values of HGI can be obtained without its experimental determination.
The lowest values of the coefficient of determination (R squared) have the expressions
which involve only proximate analysis of coal, while a significantly higher coefficient
of determination (R squared) are obtained when the expressions are formed with the
lithotype or petrographic composition of coal. It has been shown that it is possible to
predict the value of HGI on the basis of proximate analysis. But if the lithotype or
petrographic composition of coal is known, using expressions given in the dissertation,
obtained values of HGI give high coefficient of determination (R squared).
Analysis of the influence of grindability of coal and coal characteristics on mill capacity
and energy consumption in power plants was carried out. Based on coal characteristics
and values of HGI, mathematical expressions were derived for the calculation of mill
capacity and electric energy consumption. In addition, ability to predict specific energy
consumption of the mill on the basis of HGI values, were carried out. Specific energy
consumption obtained from HGI values showed good agreement with the
experimentally determined specific energy consumption in thermal power plant mill.
These results may be useful for engineers in order to optimize not only the pulverizers
but also the operation of whole power plant.
Факултет:
Универзитет у Београду, Машински факултетДатум одбране:
20-03-2015Пројекти:
- Развој и изградња демонстрационог постројења за комбиновану производњу топлотне и електричне енергије са гасификацијом биомасе (RS-MESTD-Technological Development (TD or TR)-33049)