Análise da eficiência dos moinhos de carvão da UNIB-RS

Abstract

Em plantas termoelétricas que queimam carvão, o moinho é o componente principal, cujo desempenho dita toda a eficiência da planta. O moinho é utilizado para pulverizar o aglomerado de carvão e transportar o carvão fino para a câmara de combustão. Este trabalho busca analisar a influência dos principais parâmetros operacionais controláveis no desempenho dos moinhos de carvão da UNIB-RS, planta industrial da Braskem. Assim, foram retiradas amostras de carvão pulverizado na descarga do moinho para diferentes condições de operação. Esses valores foram, através de curvas dadas pelo fabricante dos moinhos, relacionados com a eficiência nominal. A máxima eficiência de um moinho ocorre em uma determinada faixa de tamanho das partículas, pois patículas grande causam combustão incompleta e partículas pequenas exigem um esforço desnecessário em sua moagem, aumentando o desgaste dos rolos do moinho. Os parâmetros analisados foram a posição do classificador (aletas que causam perda de carga na saída do moinho), a pressão na descarga do moinho, a tempertatura na descarga do moinho e a vazão de carvão. Observou-se que o efeito do classificador não segue uma lógica como o esperado e é altamente influenciado pelos demais fatores citados. Uma análise e posterior validação da curva de vazão de ar em função da vazão de carvão dada pelo fabricante foi realizada. Uma equação relacionando as variáveis operacionais do moinho foi criada, o que permite uma predição da quantidade mássica de carvão passante em uma peneira de mesh 200 e, através de curvas do fabricante, uma predição da eficiência dos moinhos. Dessa maneira, pode-se escolher os parâmetros de maneira que o moinho se mantenha em uma faixa de eficiência próxima da máxima.

In coal fired power plants the mill is the main component, which performance dictates the overall plant efficiency. The mill is used to grind the coal and transport the pulverized coal to the combustion chamber. This report analyzes the influence of the main controllable operating parameters of UNIB-RS’s coal mills. Thus, samples of pulverized coal were taken at the discharge of the mill to different operating conditions and, with the data provided by the manufacturers, these results were related with their efficiency. The highest efficiency of a mill occurs in a certain size range of the particle, not so big that will cause incomplete combustion and not so small that will require so much effort, increasing the wear aspect of the mills’ rolls. The parameters studied were: the position of the classifier, which reduces the pressure in the flow at the mill discharge, the mill discharge pressure, the mill discharge temperature and the coal flow. For some positions, it was observed that the effect of the classifier does not follow the logic process as expected and is highly influenced by other parameters. Analysis and validation of the air flow curve given by the manufacturer were achieved. An equation relating the operational variables of the mill was created, which allows a prediction of the amount of coal passing through a 200 mesh sieve. From the mill’s manufacturer curve, these results can predict the efficiency of the mills considering the parameters to keep the mill in a range of efficiency near 100%.