201217056 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本申請案整體而言係關於用於根據大小、密度、或質量 分離物質顆粒之分類機β更具體言之，本申請案係關於靜 態軸向分類機，其係經組態以更準確地分離物質之固體顆 粒諸如燃料（例如煤炭）以使燃料之燃燒更高效並減少非所 要的排放或針對其他行業所用之其他物質，諸如用於形成 水泥之固體顆粒。 本申請案根據3S U.s.c. § 119(匀規定主張2〇1〇年7月16 曰申请之美國臨時專利中請案第61/399,73〇號之權利，該 案之全文以引用的方式併入本文中。 【先前技術】 、，悤所周知在電力行業諸如在燃煤電廠中使用顆粒分 -/m 'W* ώ 八… ^ ^ „ .........也飘丨π扣稍耻妒頰梢 获'ϋ機。通常’顆粒分類機錢位在—燃料粉崎 :門(例如粉碎機)與-燃料燃燒裝置(例如鍋爐、燃燒爐 煤= = 且轉變為較小塊離開，較小塊 導 機中。分類機基於顆粒大小、密度、 =量分離煤炭使得較大或較重㈣ 過粉碎機以進一, 文钾峪踝主卉-人通 機i’小且其中較小顆粒被導向離開分類 機並進入燃燒裝置。 艰 分類機可组態在觀4 機）系統之外小設備（例如粉碎機或研磨 統以從-違二内部。外部分類機可利用管線或輸 粒），隨後粉碎機5丨人㈣碎《⑼如煤炭顆 後將顆粒分類（例如基於—種類諸如質量或大小分 157560.doc 201217056 離），剔退粗顆粒並透過一管道將粗顆粒運回粉碎機並接 受細顆粒並透過管線或一輸送系統將細顆粒通至下游製程 (例如燃燒器、燃燒爐等）。内部分類機通常與粉碎機一起 構建為嵌入燃燒爐（例如燃燒器、鍋爐）以包括一單個系 統，該單個系統粉碎原料（例如燃料）隨後將顆粒（例如燃料 顆粒）分類，將細顆粒通至下游製程（例如燃燒器、燃燒爐 等）並剔退粗顆粒以在粉碎機内進一步研磨以減小顆粒大 小。本申凊案係關於一種更高效地將粗顆粒與細顆粒分類 之一改良分類機（針對内部或外部應用）。 此外’分類機通常被分為兩種類型，靜態及動態。靜库 分類機通常涉及使用流體（例如氣體）流動以藉由旋風㈣ 渦璇流產生離心力以將粗顆粒移至分類機之周邊壁，其中 重力與摩擦力之-組合纽$力，其料較重或較大顆粒 掉出流並被剔退粉碎機。習知動態分類機通常涉及使用旋 轉刀類葉片以產生改良顆粒分類及對顆粒的實體衝擊以將 它們剔退至粉碎機所需之離心力。本巾請㈣關於_種改 良靜Ιή貞機，其更高效地將粗顆粒與細顆粒諸如固體燃 料（例如煤炭）分類（例如分離）。靜態分類機可包含移動及/ 或可调整組件，但通常非自動致動。舉例而言，可在粉 機操作期間調整靜態分類機。 至圖聯示與__粉碎裝置9 一體形成以形成—粉碎 ;:4:8之一習知靜態軸向内部分類機10之-實例。内 H㈣可提供絲碎裝置9±方以料㈣（例如碎煤 頂部（或側面）進入粉碎系統並透過使用燃料源之重力 157560.doc 201217056 通入粉碎裝置9。内部分類機10包含一外殼U、一原料入 口管12、一出口13、—錐形構件14、一葉片（或隔板）總成 15、一流動轉向器16、且可具有一或多個偏轉構件η。外 殼11可為大致圓柱形之形狀且可向上延伸以耦合至出口13 及向下延伸至粉碎裝置9之底座，形成為針對流體流動（例 如空氣或氣體與顆粒之混合物）而組態之一密封内部腔室 1/。外殼11圍封粉碎裝置9以及分類機1〇之錐形構件14、 葉片總成15、流動轉向器16、及偏轉構件17。入口管Η通 常為圓柱形且與外殼U同心、通過分類機1〇之中心並進入 粉碎裝置9。入口管12包含一上部分12a及一下部分， 其中固體材料（例如碎煤炭）透過上部分12a進入入口管12且 透過下部分12b離開入口管12以隨後進入粉碎裝置9以減小 固體材料之顆#大小。入口管12亦可位於分類機外部(例 如饋料入口管可延伸通過—側壁諸如圖1A所示之外殼“之 壁而非延展通過裝置之中心）。 出口 13可具有提供在耦合至外殼u之大致圓柱形下部分 上方之一截頭錐形上部分。出口 13與入口管12同心且在入 口管12外部，使得流體在通至燃燒裝置時在出口 13之内表 面與入口管之外表面之間流動。出口 13可將流體與顆粒 混合物輸送至下游製程。葉片總成15係提供在外殼u内、 出口 13下方且與入口管12同心。如圖1〇所示，葉片總成15 可包含以切向角TA垂直延伸之複數個葉片15b。葉片l5b延 伸短於（或偏離）流動轉向器16使得在葉片15b之末端與流動 轉向器16之間存在一間隙G1。流動轉向器〗6為圓柱形且提 157560.doc -6 · 201217056 供在葉片總成15内部且係定位為與入口管12及葉片總成i5 兩者同心。 錐形構件14係提供在葉片總成15下方及外殼_。錐形 構件M係中空且向下漸縮，朝向入口管12變窄。錐形構件 14形成一第二内部腔室19以#流體在其内流動。偏轉構件 17係提供在錐形構件14内部靠近錐形構件14之下部較窄部 f且鄰接人口管12之外表面。偏轉構件17為-倒錐形，底 P直仫較大，向上朝向入口管12漸縮。一剔退裝置20係提 供在錐形構件14下方且與錐形構件14一體形成。剔退裝置 20可包3圍繞人口管12在—徑向方向上對準之複數個滑槽 或可為形成在錐形構件14之底座與入口管12之間之__ 間隙。剔退裝置20係經組態以將剔退的粗顆粒從第二内部 腔室19傳送至粉碎裝置9。 刀類機1〇内之所要流體流動係在圖1E中藉由箭頭(苴等 之一些標注為「A ,、rF s 」及c」）繪不。聚集的流體流 〜為A」）離開粉碎裝置9並進人分類機⑽腔室… 向上仃進通過外殼u之内表面與錐形構件"之外表面之 ::二艮據：例示性實施例，聚集的流體流可包含具有粗顆 :細顆粒兩者之流體（例如空氣）與固體顆粒（例如煤炭顆 边）之一混合物。聚集的流體流通過葉片總成15之葉片之 間並藉由流動II # g t 勒轉向益16向下迨入第二内部腔室19， 體流及細顆粒（標注兔「 " 12之間上升通^ 」）須在流動轉向器16與入口管 出口 13且粗顆粒（標注為「C」）亦須繼續 沿著錐形構件14之㈣下膝請續 内打降。㈣偏轉構件17協助流體流 157560.doc 201217056 及細顆粒F向上改變方向，同時截獲粗顆粒c並允許粗顆粒 C通過錐形構件14及偏轉構件17之間並回到粉碎裝置9。 S知静態轴向分類機諸如圖1A至圖1E所示之分類機具 有數個缺陷，本文僅描述其等之一些。習知靜態軸向分類 機之一第一缺陷在於其等相對於經過出口管之總體顆粒可 提供最粗糙顆粒（例如大於200微米）之非最佳分離，其在粉 碎燃料之貫例中可能降低燃燒器或燃燒爐之效率。細顆粒 及粗顆粒之次優分離係由通過葉片總成15之葉片之間 之腔室18並進入腔室19之顆粒之相對高速及渦漩所導致。 高速渦漩產生混合並促進一些中等大小微粒及細微粒之非 所要之剔退。高速度產生足夠的戈力及湍流以使粗顆粒重 新捲入在流體流中。 尚速度及渦漩進一步產生一第二缺陷，從腔室18至腔室 13之相對較高壓降。此壓降因需要高輸出功率裝置（例如 風扇）以產生足夠的流動以攜載顆粒至下游製程而有損粉 碎系統之效率。跨分類機之升高的壓降亦促使潛在的流體 流通過粗顆粒剔退裝置，藉此繞過分類機葉片及流動轉向 器’其導致所要粗顆粒流動方向之反向流動。 適當的顆粒大小分類影響下游製程之效率，藉此影響產 物之價值。舉例而言，使用固體燃料（例如煤炭）粉碎，粗 顆粒不大可能完全燃燒或氧化’其產生燃燒無效率、燃燒 腔室中灰沉澱之可能性增大、及在靜電除塵器中收集含= 灰的難度增大。 針對固體燃料之懸浮燃燒及燃燒分級（與主火焰整合或 157560.doc 201217056 分離）使用的增多（其等通常用於控制氮氧化物排放），注入 燃燒區之顆粒的最大大小係關注點》由於焦炭或固定碳在 暴露至氧氣之表面上氧化，故在燃燒期間顆粒之初始大小 及顆粒的表面積對重量或體積之比率影響總體反應速率。 較小或較細顆粒比較大或較粗顆粒氧化更快。相對於注入 燃燒區之總體顆粒增大細煤炭顆粒之分率大致改良燃燒側 氮氧化物排放控制技術之效率並降低未燃燒煤炭（或焦炭） 離開燃燒區的可能。 【發明内容】 本發明之一實施例係關於一種用於將粗顆粒從具有粗顆 粒及細顆粒兩者之一流體&中分離之軸向分類機。軸向分 類機包含形成一第一腔室以供流體流進入分類機之一外 殼、及提供在外殼内之一葉片總成，其中葉片總成包含圍 繞-流動轉向器對準之複數個葉片。軸向分類機亦包含形 成供流體流通過其中之一第二腔室之一錐形構件，其中錐 形構件包含供從流體流中分離之粗顆粒通過其中之一開口 及供分離粗顆粒後餘留在流體流中之顆粒離開分類機之— 出口。葉片總成之複數個葉片鄰接流動轉向器之一表面從 而以聚集粗顆粒用於分類之方式將流體流從第—腔室 至第二腔室中。 本發明之另一實施例係關於一種包含一入口管、一粉碎 總成、及一軸向分類機之粉碎分類系統。入口管包含:第 々末而及第-末端’其中第-末端接收-原料之顆粒且 第二末端輸出原料之顆粒。粉碎總成係經组態以接收 157560.doc 201217056 入口管之原料之顆粒’其中粉碎總成係經組態以減小顆粒 大小及輸出包括原料之粗顆粒及細顆粒之流體流。軸向分 類機係經組態以接收來自粉碎總成之流體流並基於粗顆粒 之大小（及/或重量）將原料之粗顆粒從流體流中分離。軸向 分類機包含形成一第一腔室之一外殼、形成一第二腔室之 一錐形構件、一葉片總成及一流動轉向器。葉片總成包含 圍繞流動轉向器對準之複數個葉片，該複數個葉片具有一 俯仰角以控制從第一腔室通至第二腔室之流體流之顆粒之 渦漩及速度《錐形構件包含供從流體流分離之粗顆粒通過 以重新進入粉碎總成之一開口。 【實施方式】 下文所述之靜態軸向分類機藉由相對於離開分類機隨後 被引至下游製程或裝置（例如燃燒爐）之總體顆粒之數量及 質量減小粗顆粒之數量及質量分率而改良習知分類機之粗 顆粒分離效率。分類機藉由相對於進入利用固體燃料之懸 浮燃燒之一燃燒區之總體顆粒增大細顆粒之分率而改良燃 燒裝置之效率，可減少非所要排放之數量；及減小可能未 燃燒而離開燃燒區之燃料之分率。下述靜態軸向分類機 藉由在分類機内更高效地將粗顆粒從流體流中分離而增大 至下游製程或裝置之細顆粒之分率。靜態軸向分類機^佳 係經組態以用於懸浮燃燒燃煤電廠及用於分離接收自一粉 碎裝置之煤炭顆粒以將細顆粒輸送至一燃燒區，且將較粗 顆粒剔退（例如返回）至粉碎裝置以經歷進一步減大小。但 是，應注意這些軸向分類機可用於分離包括用於任何行業 157560.doc •10- 201217056 之粉末或顆粒組合之任何材料。 一粉碎總成3 2及提供在粉碎總成3 2
可包含界定一粉碎腔室34之一 圖2至圖5E繪示包含一粉碎 上方之一分類機40(例如一分 丨列不性貫施例。可利用重力 粉碎總成3 2中。粉碎總成3 2 外殼3 3及用於減小進入粉碎 腔室34之顆粒（例如燃料）之大小之至少一粉碎裝置。根 據圖2所示之例示性實施例，粉碎總成32可包含三個粉碎 裝置35(但是根據其他例示性實施例可使用更多或更少數 量）。粉碎腔室34係經組態以接收固體原料（例如煤炭）以及 藉由分類機40分離及剔退之粗顆粒，藉此粉碎裝置”係經 組嘘以減小顆粒（例如燃料）之大小。粉碎分類系統31可進 一步包含一流動引發裝置（例如風扇）以產生力從而產生流 體介質（例如空氣或氣體）及經粉碎顆粒（例如燃料、煤炭） 從粉碎總成32之粉碎腔室34至分類機4〇之流動。此流動亦 可用於將經粉碎顆粒運送至一相關聯下游製程或裝置（例 如燃燒器）。在下文描述中，術語「流體」旨在包含流體 介質及顆粒（例如空氣或氣體與煤炭）兩者，除非另有規 雖然圖2及圖3繪示包含一内部分類機4〇之一粉碎分類系 統3 1 ’但疋應注意本文所揭示之分類機可經組態以用於其 他應用諸如外部應用。圖15繪示包含一對外部分類機44〇 之一粉碎分類系統431，其中各分類機440接收從一粉碎總 成432通過一入口管442之具有經粉碎材料（例如煤炭）之顆 157560.doc 201217056 粒之一流體流。粉碎總成432可透過一饋料裝置437接收原 料。分類機440可將粗顆粒從整體流體流中分離，其中粗 顆粒可透過一第一出口管436離開分類機440返回粉碎總成 432。具有細顆粒之整體流體流可透過一或多個第二出口 管443離開分類機44〇諸如以通至下游製程例如燃燒爐）。 粉碎分類系統431亦可包含一或多個風扇438，該一或多個 風扇43 8可經組態以產生一正壓或負壓真空以推動或拉動 流體流通過系統43 1(或通過系統431之一部分）。應注意具 有外部分類機之粉碎分類系統可具有一外部分類機或可具 有任何數量之外部分類機且本文所揭示之實施例並非意在 限制。 根據一例示性實施例，分類機40包含一外殼41、一出口 43、一錐形構件44、一葉片（或隔板）總成45、及一流動轉 向器46。根據其他例示性實施例，分類機4〇可進一步包含 一偏轉構件47及/或一入口管42，其可設置在中心以將固 體原料引入粉碎分類系統3 1中。外殼41可單獨形成且隨後 搞合至粉碎總成3 2之外殼3 3或與粉碎總成3 2之外殼3 3 —體 形成。根據圖4 A所示之例示性實施例，外殼41可包含耦合 至出口 43之一頂部部分41a及可向上延伸至頂部部分4U且 可向下延伸以耦合至外殼33之一圓柱形部分411?。根據一 例示性實施例，外殼41可具有提供在圓柱形部分41b下 方、耦合至外殼33之一傾斜部分41c。應注意外殼幾何形 叮改I且本文所揭示之實施例應視作闡釋且非限制。 外殼41圍封葉片總成45、流動轉向器46、及錐形構件44 157560.doc •12- 201217056 ，入口官42兩者之至少—部分。根據—例示性實施例，外 殼41界定提供在外殼41之内表面與錐形構件44之外表面之 間之密封第一腔室48,其中第一腔室48係針對流體流諸 如包括空氣與顆粒（例如煤炭）之混合物之一流體而組態。 由外殼41形成之第一腔室48可針對一負或正操作壓力而組 態。 根據一例示性實施例，入口管42具有一大致圓柱形形狀 且可從頂部同心地通過外殼。根據其他實施例，入口管可 具有任何適當形狀且可穿透外殼之側面或可具有任何其他 適當組態。入口管42包含用於接收固體原料（例如燃料、 煤炭）之一第一末端42a及經組態以容許固體原料離開入口 管42並進入粉碎腔室34之一第二末端42b(見圖3)。此組態 南效地利用重力傳遞固體原料顆粒（例如燃料、煤炭）通過 入口管42然後進入粉碎腔室34。根據一例示性實施例，第 二末端42b係提供在錐形構件44内。根據其他實施例，入 口管之第二末端42b可提供在粉碎腔室内或粉碎分類系統 内之任何地方。 根據一例示性實施例，出口43具有圓柱形形狀且可大致 與入口管42及/或外殼41同心使得離開分類機4〇之流體在 進入下游製程（例如燃燒器）前在出口 43之内表面與入口管 42之外表面之間流動。根據其他實施例，出口可具有任何 其他適當形狀或組態。出口43包含接收具有細顆粒之流體 流之一第一末端43a及一第二末端43b(其中流體流離開分 類機4〇以進入饋給下游製程（例如一燃燒器、一燃燒區）之 157560.doc 13- 201217056 一輸送構件）。根據一例示性實施例，出口 43之第一末端 43a係耦合至外殼41，諸如至外殼41之頂部部分“a。出口 43可單獨形成，隨後耦合至外殼41，或可與外殼41一起一 體形成。根據其他實施例，第一末端43&可耦合至流動轉 向器46或耦合至粉碎分類系統之其他組件。如圖3及圖*所 示，出口 43亦可包含一水平延伸通道43b，（或多個通道）， 其中通道43b，可連接至另一裝置諸如舉例而言一排氣扇。 根據一例不性實施例，流動轉向器46係提供在外殼4工 内大致與出口 43同心且形成一環形形狀，該環形形狀具 有一訂製截面（例如凹形/凸形）以引導流體從第一腔室料流 動至第一腔至49中。根據其他實施例，流動轉向器可具 有任何適g形狀及組態。如圖4E所示，流動轉向器Μ可單 獨形成並耦合至出口 43及/或外殼41或可與出口 43及/或外 殼41 一體形成。根據一例示性實施例，流動轉向器46包含 鄰接且耦合至外殼41之頂部部分4U之一頂部表面。根據 另一例示性實施例，流動轉向器46之頂部表面可與外殼41 諸如頂部部分41a—體形成。流動轉向器46可具有一自訂 凸形/凹形截面以舉例而言在錐形構件44之内表面之方向 上引導流體流’其可幫助粗顆粒從流體流分離及將粗顆粒 導向錐形構件44之壁’同時維持足夠的曳力以將細顆粒保 持在流體流線中。 根據一例示性實施例，諸如圖4E所示，葉片（或隔板）總 成45係提供在外殼41内、鄰接流動轉向器46(即與流動轉 向器46直接貫體接觸地碰觸或一體形成）且大致與流動轉 157560.doc •14· 201217056 向器46同心。根據一例示性實施例，葉片總成牦可與流動 轉向器46 —體形成。根據另一例示性實施例，葉片總成45 可與外殼41一體形成。根據其他實施例，葉片總成在分類 機内可具有任何適當組態。 葉片總成45包含可具有圍繞流動轉向器46之一徑向對準 . 或可具有相對於流動轉向器46之任何適當對準（例如傾斜 . 對準）之複數個葉片5〇。根據一例示性實施例，葉片總成 45可包含圍繞流動轉向器46之外直徑按大致類似之偏移距 離對準之20個葉片5 0。根據其他實施例，葉片總成45可包 含可按類似或唯一偏移距離對準之任何數量之葉片。如圖 5C所不，葉片總成45之葉片5〇相對於水平面及/或流動轉 向器46之底部或底座所界定之平面成角度為俯仰角pA。根 據例不性實施例，俯仰角PA可為四十度（4〇。）。根據其 他實施例，俯仰角可為大於零度（〇。）且小於九十度（9〇。)之 任何角度。根據一例示性實施例，俯仰角可介於大約三十 五⑽度與四十五（45)度之間。諸如圖5C所示，葉片總成 葉片50可向下延伸至與流動轉向器“之底部表面大致 位置，可向下延伸至超過（例如低於）流動轉向器 .46之底部表面之-位置；或可向下延伸至短於(例如高於) 流動轉向器46之底部表面之一位置。 如圖4至®5C所示’分類機4G之葉片總成45之葉片50可 Ί 為徑向對準（例如順時針對準）以圍繞流動轉向器46產 生軸向順時針流動方向之流體流。但是，如圖7所示，分 ^員機340可包含一葉片總成345，該葉片總成345包含組態 157560.doc -15· 201217056 為徑向對準(例如逆時針)以圍繞_流動轉向器346產生軸向 逆時針流動方向之流體流之複數個葉片350。 根據圖5D所示之例示性實施例，葉片5〇包含可經組態以 匹配流動轉向器46之形狀或輪廓(例如凸形/凹形曲率)一彎 曲表面5〇&。葉片之彎曲表面50a鄰接流動轉向器46之外凸 形/凹形表面使仵葉片與流動轉向器之間無間隙。豐曲表 面可例如藉由焊接輕合至流動轉向器钧或可與流動轉 向器46-體形成。各葉片5〇從流動轉向器之上（或頂部）邊 緣(或表面)(及/或外殼41之頂部部分4i a)沿著一俯仰角Μ 在長度上延伸至錐形構件44之頂部。諸如㈣所示，可相 對於流動轉向器46之下邊緣（其可能大致水平）量測各葉片 之俯仰角PA。錐形構件44之頂部可具有—邊緣或凸形部 以鄰接葉片總成45之葉片5〇之底部表面或邊緣。雜形構件 44頂部上之邊緣或凸緣可方便安裝並提供葉“成45與錐 形構件44之間之-經改良輕合。葉片從流動轉向器^大致 側向延伸至錐形構件44之外直徑。葉片5〇可側向或對角延 伸至小於或大於錐形構件44之外直徑之一外部距離。 如圖職示，葉片總成245之葉片250可經組態以包含一 彎曲安裝表面2池及一 f曲出口部分膽。葉片總成如 可提供在分類機之出口 243下方且可經組態以鄰接一流動 轉向器246。舉例而言，葉片25〇之蠻曲安裝表面2術可鄰 接流動轉向器246之一彎曲外表面。葉片25〇之彎曲出口部 分250b可從俯仰角開始彎曲以影響通過葉片之流體流之^ 向。如圖5F所示，彎曲出口部分2篇可從俯仰角脊:至一 157560.doc •16· 201217056 大致向下方向以提供通過葉片總成245之葉片250之流體流 之更垂直排放。彎曲部分可減小離開葉片總成之流體流之 渦漩，使整體流體流中之細顆粒更易於向上轉向分類機之 出口且進一步將集中的粗顆粒從流體流中分離。應注意彎 曲部分250b之形狀以及葉片25〇之形狀可改變諸如以自訂 . 流體流離開葉片總成之方向且本文所揭示之實施例並非意 在限制。 j 本文所揭示之分類機包含鄰接流動轉向器46、246 (即無間隙）以更好地維持粗顆粒之自然聚集之葉片5〇、 250、35G。藉由使葉片總成45之葉片％與流動轉向器狀 間無間隙及自5丁 一流動轉向器幾何形以將粗顆粒導向錐形 構件44 ’重力及摩擦力可克服粗顆粒上來自流體流之复 力。此引發粗顆粒在錐形構件44之第二腔室49中下降以剔 退粉碎總成32及/或研磨區（例如被粉碎總成似/或研磨區 回收）以進-步減小顆粒大小。藉由額外使葉片％與俯仰 角⑽準而非僅僅具有一切向角，可減小並控制進入第二 至且在第—腔至49内之顆粒之渦竣及速度量級。較小 之渦璇及速度亦可相對於習知分類機絮助降低從第一腔室 =二3之第一末端仏之遷降量。減小之速度量級降 之速产進粗顆粒重新捲入流體流之可能。但是，減小 :速度魏仍具有足夠，力以使細顆粒保 中及將細顆粒攜載至分類機體肌 (例如-燃燒器)。 “43以離開至下游製程 相對於具有操作具有較傾降之分類狀粉碎分類系統 357560.doc 17 201217056 之寄生功率要求，具有操作具有較大壓降之分類機之粉碎 分類系統效率較低。具有較大壓降之分類機諸如習知分類 機（其中圖9繪示大壓降且在下文更詳細討論）須要流體流在 相對較向初始壓力下進入分類機之第一腔室（例如腔室18) 以在第二腔室（例如腔室丨9)中維持足夠壓力從而支援流動 需求以將顆粒傳遞至下游製程。因此，具有較大壓降之分 類機需要流產生裝置（例如風扇）之較高壓力能力以產生克 服分類機壓降所需之更高壓力梯度及在功能上分離粗顆粒 之一部分’但是諸如有關所需之能量及顆粒分類之分類機 效率降低。 本文所揭示之分類機藉由部分因通過葉片總成之葉片之 間之流體之速度減小而在分類機中（相對於習知分類機）具 有較小壓降而提供經改良之粉碎分類系統效率。受控渦旋 及速度量級調節流體流之曳力藉此減小粗顆粒重新捲入攜 載細顆粒之流體流流線之傾向。 來自第一腔室48之流體流透過分類機4〇中之葉片總成45 及流動轉向器46改變方向或轉變部分因流體流中之顆粒之 相對動置而產生粗顆粒沿著外殼41之底側及/或分類機之 彎曲流動轉向器46之分離。此轉變時之流體流之曳力足以 將細顆粒保持在流體流之整體流線中。粗顆粒之軌跡繼續 依循沿著流動轉向器46之外形之内流動邊界，其中粗顆粒 進 ν 著葉片5〇之頂部表面與流動轉向器46之間之鄰接 形成之邊角（在圖5Ε中藉由元件符號56標注）集中。相對於 固體顆粒具有相對較低密度之流體流保持從頂部至底部之 157560.doc 201217056 更均勻分佈進入分類機40之葉片50。換言之，粗顆粒易於 聚集在至葉片總成之開口之上部分，而流體流中之細顆粒 易於沿著至葉片總成之開口更均勻地分佈。流動轉向器46 之外形與葉片總成45之組態之組合傾向於使整體流體流及 餘留在其中之細顆粒沿著分類機40之葉片50之下表面（其 在圖5E中藉由元件符號58標注）集中。將粗顆粒從整體流 體流中分離及將粗顆粒聚集在相對較慢流中減小粗顆粒重 新捲入帶細顆粒之整體流體流之可能。流動轉向器46之外 形（例如外形之下部分）將集中的粗顆粒流導向錐形構件44 之内表面並導離整體流體流，其進一步改良分類機4〇之分 類（例如將粗顆粒分離返回粉碎腔室34之研磨區）效率。 因此，本文所揭示之分類機容許粉碎分類系統經組態 (相對於習知分類機）具有一較小輸出壓力產生裝置，其藉 由減少能量消耗而改良效率。本文所揭示之分類機藉由 (相對於習知分類機）改良分類機中之粗顆粒分離（該改良相 對於離開刀類機之總體顆粒減小或消除粗顆粒之分率）而 進一步提高系統之效率。 本文所揭示之分類機藉由產生具有較細顆粒大小之產物 而增大總顆粒表面積對質量或體積之比率^對於利用懸浮 燃燒之經粉碎固體燃料（例如煤炭）之燃燒系統，具有較細 顆粒大小之產物有可能進—步減少排放諸如氮氧化物之排 放及改良燃燒效率。粗顆粒氧化(相對於細顆粒)需要較長 時間’其導致粗顆粒在距離位於至燃燒區之弓丨入點上之排 放控制系統更遠之處氧化。具有較細顆粒大小之產物亦減 157560.doc -19· 201217056 小灰沉積在燃燒區圍封件中之傾向。 應'主意較細顆粒亦對外部使用有利。例如，對於水泥生 產而S，較細顆粒大小提高水合速率並改良性質諸如更高 的早期強度。 根據一例示性實施例，錐形構件44係提供在外殼内、流 動轉向器46下方且與流動轉向器46大致同心。根據其他實 施例，錐形構件在分類機内可具有任何適當組態。如圖4B 所示，錐形構件44可為中空（其形成第二腔室49)且可包含 形成朝向底部（及粉碎總成）漸縮之錐形形狀之一斜壁44a。 錐形構件44可包含藉由壁44a之頂部邊緣與流動轉向器46 之底部表面之間之圓環而形成之一第一開口 44b。錐形構 件44亦可包含藉由壁44a之底部邊緣而形成之一第二開口 44c »第一開口 44b係經組態以允許流體流舉例而言藉由自 第一腔室48通過葉片總成45之葉片50之間而進入第二腔室 49。第二開口 44c係經組態以允許粗顆粒流動通過第二腔 至49以離開錐形構件44並進入粉碎總成3 2從而進一步減小 顆粒之大小。 根據一例示性實施例，偏轉構件47係提供在錐形構件44 内、鄰接入口管42之外表面。如圖4C所示，偏轉構件47可 具有鄰接入口管42之一内直徑47a、大於内直徑之一外直 徑47b、及從内直徑以一錐度角54延伸至外直徑之一壁。 如圖4C所示，偏轉構件47之内直徑47a可改變以適應入口 管之外直徑，而偏轉構件47之外直徑47b可改變以適應偏 轉構件之外直徑與錐形構件44之内表面之間之所要間隙 157560.doc •20- 201217056 5 3。錐度角5 4亦可改變以自訂材料流性能及自訂間隙$ 3。 亦可藉由相對於錐形構件44沿著入口管42將偏轉構件47定 位在不同高度而改變間隙53。此間隙53及/或錐度角54可 能諸如藉由影響偏轉構件47使第二腔室49中下降之流體流 及細顆粒向上朝向出σ 43改變方向之傾向而影響分類機川 之分類性能。錐度角54可形成零度（0。）與九十度（9〇。)之間 之任意角度且較佳錐度角54可4目對於水平面大於四十度 (40°) 〇 分類機亦可經組態以諸如藉由具有多層（例如層次）偏剩 構件而包含多個偏轉構件。根據圖6所示之例示性實摊 例，分類機！“可包含一外殼141、一入口管142、一出口 43錐形構件144、一第一偏轉構件147、及一第二偏 轉構件m。分類機之其他實施例可包含複數個偏轉構 件。第一偏轉構件147及第二偏轉構件157可具有大致類似 形狀或可具有唯—形狀’諸如具有不同外直徑或錐度角。 第二偏轉構件157可提供在第—偏轉構件147上方或下方使 得兩個構件分開達一偏移距離或具有一些重疊距離。根據 圖_示之㈣性實施例’可在第二偏轉構件157與入口 官142之間提供一間隙158 ’其中間隙W可幫助截留的粗 顆粒下降至粉碎腔室。舉例而言n㈣件157之内
直從與入口管142之間之間隙158可為約四英寸。根據圖6A 所不之例示性實施例’第二偏轉構件157可鄰接入口管 142。 一距離160之處 第二偏轉構件157可在與入口管142相距 I57560.doc •21· 201217056 遠離第一偏轉構件147延伸。 .y B 〒舉例而吕，距離160可為四英 寸，但是距離160可為任何 、 長又第一偏轉構件147可以漸 縮方式從入口管i 42開始延伸，拉 一 中藉此界疋一傾斜角162。舉 例而S，第一偏轉構件147 貝斜角162可介於四十度與五 十度之間’但是傾斜角162 紇為任何斜角。第二偏轉 構件1 5 7可以漸縮方式μ # ''弋從第一偏轉構件147(及/或入口管 142)開始延伸，藉此界 第—傾斜角164。第二偏轉構 件15 7之第二傾斜角164可類似於十τ η 類似於或不同於第一偏轉構件 147之傾斜角162，且可為任何斜角。 圖8繪示針對各種分類機 _ 機組態顯不分類機輸出處之量測 ㈣測顆粒大小分佈之—曲線圖。沿著χ轴綠製以微米為 早位之顆粒直徑（D)。沿著y轴繪製具有大於D(x轴上所對 應之顆粒直徑）之直徑之㈣之重量百分比（％)。因此在y 軸上針對較大或較粗顆粒大小須具有較低百分比，因燁 上广較低百分比對應於較高細度等級。針對習知分類機 (標注為基準）組態使用計算流體力學（cfd)電腦分析而得 到之預測或模擬值之曲線圖闡釋習知分類機可容許具有高 達五百（500)微米之直徑之粗顆粒離開分類機出口以通入燃 燒區且可容許多達百分之十（10%)之具有大於兩百（2華 米（粗顆粒之大致較佳臨限直徑）之直徑之顆粒離開分類機 出口以通入燃燒區。 為了比較’緣示針對本申請案之一例示性實施例使用 咖分析得到之預測值（標注為「pa職作測」）之曲線圖 繪示y軸在200微米與250微米之間達到百分之零（〇%)。這 157560.doc •22· 201217056 意味著預測本文所揭示之分類機不會通過具有大於250微 米之直徑之任何粗顆粒且僅通過介於百分之零至百分 之十（10%)之間之具有大於200微米之直徑之粗顆粒。CFD 分析因此預測本文所揭示之分類機之分離效率將提高至介 於百分之一（1%)至百分之十（10%)之間，其接著導致粉碎 分類系統之效率之總體提高。 對於熟習此項技術者而言，此效率提高十分可觀。舉例 而言，如本文所揭示之分類機效率改良可在百分三（3%)之 量級上改良飛灰排放中的未燃燒碳。若6〇〇 MW裝置通常 每小時燃燒約250噸百分之十（10%)灰分之煤炭（百分之八 十（80%)的灰以飛灰的形式離開燃燒爐並被收集在靜電除 塵器中）’且通常在〇_80之能力係數下操作，則為上述6〇〇 MW裝置供應煤炭的成本為每年$14〇，ι6〇,〇〇〇(若煤炭成本 為約每噸80美元）。因此，上述裝置預計能夠每年在從6〇〇 MW裝置中產生等量電力的過程中節約$336,384的燃料成 本（8760小時/年><0.80使能力係數χ25(^/小時χ〇 〇3碎碳/碑 飛灰Χ0.1磅灰/磅煤炭Χ0.8磅飛灰/磅灰χ$8〇/噸煤炭）。當然 根據各種例示性實施例，電廠的電力輸出量可能不同且使 用本文所述之分類機所獲取的成本節約會因此不同。 圖9至圖12繪示透過在粉碎機裝載條件（典型正常滿載操 作）下將習知軸向分類機與本文所述之分類機之一例示性 實施例對比之計算流體力學（CFD)模型化而執行之預測性 分析。這些圖式未繪示分類機之實際檢測，因CFD分析為 用於預測性分析之一電腦模型化過程。CFD分析所產生之 157560.doc -23- 201217056 典型輸出係具有不同色彩梯度之色彩等輪廓圖，其令將特 定色彩指派給使用給定量測單位（例如英寸水柱、每秒 之參數（例如壓力、速度）之特定值（或量級）。圖9至圓Μ 所使用之陰影旨在藉由用對應於使用給定之量測單位之參 數之-給定範圍之值或量級之一參考符號標注陰影之實線 區別區塊而表示CFD分析中所估計之參數之這此梯度。因 此，圖9至圖12中所使用之陰影不意在指示點刻或分類機 之結構之材料，因為所使用之陰影意在繪示其中通過流體 (例如燃料與空氣）顆粒之分類機之部分（或區段），其中各 部分代表下述值之範圍。 圖9繪示習知分類機内之CFD預測之靜態塵力梯产，其 中麼力梯度之量測單位為in H2〇(英寸水柱圖ι〇繪卜 例示性分類機内之CFD預測之靜態壓力梯度，其中壓力梯 度之量測單位為in H2〇(英寸水柱卜應注意，CFD電腦分 析所提供之靜態壓力並非絕對壓力，而是用於估計粉碎^ 區與分類機區之間之差分靜態壓力的相對壓力。 如圖9所示，標注為梯度71之量級範圍對應於約9 $英寸 水柱（in. H2〇)之預測平均靜態壓力，標注為梯度72之量級 範圍對應於約6.5英寸水柱（in. Η2”之預測平均靜態壓力， 標注為梯度73之量級範圍對應於約5 7英寸水柱（in. Η〗⑺之 預利平均靜態壓力，標注為梯度74之量級範圍對應於約 4.8央寸水柱（in·私0)之預測平均靜態壓力，標注為梯度75 之量級範圍對應於約3.8英寸水柱（in.出〇)之預測平均靜態 壓力’標注為梯度76之量級範圍對應於約2.8英寸水柱（in 157560.doc •24- 201217056 H2〇)之預測平均靜態壓力’且標注為梯度77之量級範圍對 應於約0.8英寸水柱（in.出0)之預測平均靜態壓力。CFD預 測從第一腔室通過葉片總成並進入習知分類機之第二腔室 之流體流之靜態壓力之實質下降。CFD進一步預測通過第 一腔至至分類機之出口之流體流之靜態壓力之額外下降。 為了比較，如圖10所示，標注為梯度81之量級範圍對應 於約2.8英寸水柱（in. H2〇)之預測平均靜態壓力，標注為梯 度82之量級範圍對應於約2.4英寸水柱（in· h2〇)之預測平均 靜態壓力，標注為梯度83之量級範圍對應於約19英寸水 柱（in. HzO)之預測平均靜態壓力，標注為梯度84之量級範 圍對應於約0_8英寸水柱（in· Η2”之預測平均靜態壓力，且 標注為梯度85之量級範圍對應於介於〇至〇 8英寸水柱（in H2〇)之間之預測平均靜態壓力。CFD預測從（如本文所揭 示之例示性分類機之）第一腔室通過葉片總成並進入第二 腔至之流體流之靜態壓力之輕微下降。CFD進一步預測通 過分類機之第二腔室至出口之流體流之靜態壓力之非常輕 微的下降》 分類機内的大壓力下降諸如因須增加通風及/或風扇功 率要求而增加粉碎分類系統之操作成本。本文所述之分類 機之錐形構件之底座係經組態以將截獲的顆粒剔退至粉碎 裝置或粉碎腔室以進—步減大小。通過剔退區段之流體 流’例如來自繞過分類機葉片總成之流體係非所要，因其 可此妨礙分類過程且可能使粗顆粒重新捲入離開分類機之 /瓜體流，其降低離開粉碎分類系統之產物之細度。為了使 I57560.doc •25- 201217056 通過剔退區段之流最小化，可使用不同選擇。這些包含但 不限於藉由被剔退材料之重重而啟動之鉸接門或可藉由被 剔退顆粒加上進入粉碎裝置之原料之體積密封之受控間 隙。可藉由可能開放之間隙或通道連同跨這些間隙或通道 之壓力梯度調節通過分類機之剔退區段之流體流。操作壓 力梯度之差異產生旁通流’旁通流與壓力梯度之比率之平 方根成比例。如本文所揭示之分類機係經組態以相對於習 知分類機減小跨剔退區段之壓力梯度（例如與習知分類機 S史計相比減小達大約三分之一）。亦減小對應旁通流可能 諸如達大於百分之四十（40°/〇)。 圖11繪示習知分類機内之流體流之CFD預測之速度梯 度’其中速度梯度之量測單位為每秒米（m/s)。圖i 2繪示一 例示性分類機内之流體流之CFD預測之速度梯度，其中速 度梯度之量測單位為每秒米（m/s)。磨損大致與流動速度的 二次幕或四次冪成比例（或以流動速度的三次冪或四次冪 為一函數）（例如磨損=f(速度3·5)) ^因此，通過分類機之速 度之降低大大減小分類機（例如内部零件）之損耗及磨損。 減小之損耗延長分類機的壽命且/或可容許分類機構建而 無需旨在改善分類機之損耗之昂貴内襯（例如陶瓷）或覆 層。 如圖11所示，標注為梯度88之量級範圍對應於約每秒 4.0米（m/s)之預測平均速度’標注為梯度89之量級範圍對 應於約每秒12_0米（m/s)之預測平均速度，標注為梯度9〇之 量級範圍對應於約每秒16.0米（m/s)之預測平均速度，標注 157560.doc -26· 201217056 為梯度91之量級範圍對應於約每秒2()㈣（m/s)之預測平均 速度，私注為梯度92之量級範圍對應於約每秒32.〇米（m/s) 之預測平均速度，標注為梯度93之量級範圍對應於約每秒 28.0米（m/s)之預測平均速度，且標注為梯度％之量級範圍 對應於約每秒40.0米（m/s)之預測平均速度。CFD模型化預 測習知分類機中之高速度量級、以及流體流之速度量級之 實質變化。 較高速度量級通常對應於較高渦漩量，其促進上述增大 的壓降。高渦漩及速度量級在流體流中引發更高良力，其 具有使粗顆粒與細顆粒一起重新捲入流中之傾向，降低分 離效率。較高曳力需要較高反應力（例如重力、摩擦力等） 以容許顆粒從流中分離。因此，較高曳力易於增多離開分 類機之流體流中連同細顆粒被拉動之粗顆粒之數量，導致 較低效率之分類機。因此，高速度量級及渦旋導致相對於 粉碎總成所提供之通至下游製程（例如一燃燒區）之總體顆 粒增大之粗顆粒分率》 為了比較，如圖12所示，標注為梯度97之量級範圍對應 於約每秒4.0米（m/s)之預測平均速度，標注為梯度98之量 級範圍對應於約每秒12.0米（m/s)之預測平均速度，標注為 梯度99之量級範圍對應於約每秒16.〇米（m/s)之預測平均速 度’標注為梯度100之量級範圍對應於約每秒2〇〇米（m/s) 之預測平均速度’標注為梯度1〇1之量級範圍對應於約每 秒24.0米（m/s)之預測平均速度，而標注為梯度1 〇2之量級 157560.doc -27· 201217056 範圍則對應於低於每秒28()米（_)之預測平均速度。因 此CFD模㉟化相肖於圖11之習知分類機預測例示性分類 機（或新分類機）之相對低得多之速度量級。 通過分類機之顆粒之執跡影響流體&中之顆粒之有效分 員對於^知分類機及例示性（或新）分類機，流體流（及其 中所含之顆粒）進入分類機在實質上垂直之一向上方向上 μ動，隨後流體流轉動近九十度以在一實質上水平方向上 流進葉片總成之葉片中。 _ § *丨!體印L通過葉片總成之葉片時，流體流中之顆粒之不 同大j之間的慣性差異引發粗顆粒與細顆粒之間之分離。 ’·田顆粒在進入至葉片總成之開口時大部分保持從頂部至底 部均勻分佈，而粗顆粒變為沿著至葉片總成之開口之頂部 部分集°舉例而言’大小約職米之顆粒大致沿著進入 葉片總成之流體流之上部百分之八十之高度(沿垂直截面 取得）分佈’而大小為1〇2微米之顆粒將大致沿著流體流之 上部百分六之高度分佈。大小為185微米之顆粒大致沿著 仙·體训_之上部百分之四十之高度分佈且大小大於27〇微米 之顆粒大致沿著流體流之上部百分之二十之高度分佈。 在習知分類機内，流體流透過葉片加速，在葉片排放邊 緣與流動轉向器之間之容積中產生相對較高渦漩流。高渦 璇通常引發粗顆粒在到達流動轉向器之底部表面之前進行 多個奴轉。葉片組態加強具有將粗顆粒與細顆粒重新混入 157560.doc -28 - 201217056 流體流内之傾向之高渦漩引發之湍流。流體流之相對高速 度及渦漩增大習知分類機内之良力，導致寬範圍之粗顆粒 與流體流一起離開分類機。 一顆粒之牵引係數係與流體流雷諾數（一種接著與流體 速度成比例之無因次性質）成比例。曳力係與牵引係數乘 以流體速度之平方成比例。因此，若所有其他流性質保持 相同（即保持恆定），則髮力之變化係與流體流速度的三次 冪成比例。習知分類機的相對較高速度產生相對較高曳 力，相對較高戈力使選擇性分類（即基於顆粒大小或大小 範圍之分類）變得困難。結果係粗顆粒與細顆粒兩者之絕 大部分最終留在被剔退粉碎裝置之回收固體物中.。 如本文所揭示之例示性分類機（或新分類機）利用顆粒的 慣性以將在流體流中進入分龅她# π M m ......
顆粒從整體流體流中分開。 -開葉片總成時）幫助維持將粗 流動轉向器之下部分（例如出 157560.doc -29· 201217056 口部分）之外形可將粗顆粒之集中流導離整體流體流並導 向引發粗顆粒被捕獲在偏轉構件下方之錐形構件之内表 面。當整體流體流通過流動轉向器下方隨後向上轉向分類 機之出口時，細顆粒餘留在流中。使用速度之相對較小渦 漩分量，此向上轉可藉由顆粒達成同時圍繞分類機產生少 於一個旋轉。 新分類機（與習知分類機相比）引發流體流之相對較低速 度，相對較低速度產生不足以使粗顆粒重新捲入整體流體 流之相對較低曳力，其導致被剔退以重新定大小的粗顆粒 種類之增加及離開分類機至下游製程之細顆粒之相應增 加。此外，新分類機（與習知分類機相比）具有相對減小之 渦旋’其抑制導致細顆粒被剔退回到粉碎總成之較高離心 力。新分類機導致整個分類機内之連續顆粒分類。 表1 ·基於CFD分析（基於現場量測）中所使用之顆粒大小 (或大小範圍）之進口質量流之數量 顆粒大小範圍 >300 μπι 150 μιη-300 μηι 75 μηι-150 μηι <75 μηι 合計 進口質量流 (kg/s) 2.740 3.654 3.654 8.221 18.270 表2.習知分類機之CFD電腦分析結果 習知(基準)分類機 回收質量百分比(％) 28.5% 顆粒大小範圍 >300 μηι 150 μιη-300 μηι 75 μιη-150 μιη <75 μπι 離開出口管 157560.doc -30- 201217056 質量流(kg/s) 0.22 2.62 2.65 7.57 質量百分比(％) 1.7 20.1 20.3 58 進 入回收管 ~ 回收質量流(kg/s) 2.52 1.04 1.01 0.65 回收大小範圍百分比(％) 91.9 28.3 27.6 7.9 表3.新分類機（或例示性分類機）之CFD電腦分析結果 新分類機或例示性_分類機 回收質量百分比(％) 36.6% 顆粒大小範圍 >300 μηι 150 μηι-300 μηι 75 μτη-150 μηι <75 μηι 離開出口管 質量流(kg/s) 0.009 0.252 3.349 7.968 質量百分比(％) 0.1 2.2 28.9 68.8 進入回收管 回收質量流(kg/s) 2.731 3.402 0.305 0.253 回收大小範圍百分比(％) 99.7 93.1 8.3 3.1 圖13及圖14旨在幫助繪示將新分類機（或例示性分類機） 與習知分類機作比較之CFD模型化分析之上述表2及表3中 所提供之資訊。圖13繪示（藉由CFD分析）預測通過（例如離 開）分類機諸如以用於燃燒區之顆粒大小範圍之質量百分 比。如圖13所示，藉由CFD模型化預測新分類機或例示性 分類機將約百分之零點一（0_1%)質量百分比之具有大於 3〇〇微米之大小之顆粒、約百分之二點二（22%)質量百分 比之具有介於150微米與300微米之間之大小之顆粒 '約百 分之二十八點九（28 9%)質量百分比之具有介於乃微米與 15〇微米之間之大小之顆粒、及約百分之六十八點八 157560.doc •31· 201217056 (68.8%)質量百分比之具有小於75微米之大小《顆粒通至 下游（即離開分類機以用於燃燒）。為了比較，藉由匚^^^模 型化預測習知分類機將約百分之—點七（17%)質量百分比 之具有大於300微米之大小顆粒、約百分之二十點一 (20.1%)質量百分比之具有介於15〇微米與3〇〇微米之間之 大小之顆粒、約百分之二十點三（2G 3%)質量百分比之具 有7丨於75微米與15〇微米之間之大小之顆粒、及約百分之 五十八（58%)質量百分比之具有小於75微米之大小之顆粒 通至下游（即離開分類機以用於燃燒）。因此，新分類機（相 對於S知刀類機）谷許更向質量百分比之細顆粒通過，同 時容許較低質量百分比之粗顆粒通過，其導致效率經改良 之粉碎分類系統。 如上所述，使用CFD(例如電腦模型化）分析習知分類機 及例示性分類機。但是，圖13之圖表中之第三資料系列繪 示取自安裝在位於中國安徽省的2 x 6〇〇 MWnet鳳台發電廠 中作為全尺寸貫驗示範裝置以驗證新（或例示性分類機之 性能的工作現場設備之實際資料。為了比較，量測新工作 測試樣本分類機將約百分之零（〇%)質量百分比之具有大於 300微米之大小之顆粒、約一點五（〖_5%)質量百分比之具 有介於150微米與3 00微米之間之大小之顆粒、約百分之十 點五（10.5%)質量百分比之具有介於75微米與15〇微米之間 之大小之顆粒、及約百分之八十七點九（87 9%)質量百分 比之具有小於75微米之大小之顆粒通至下游（即離開分類 機以用於燃燒）。因此，實際新分類機性能優於CFD模型化 157560.doc -32- 201217056 的預測。 圖14繪示（藉由CFD分析）預測藉由分類機從流體流中分 離（例如剔退研磨區）諸如以藉由粉碎總成重新研磨以進一 步減大小之各具體大小範圍之顆粒之百分比。如圖丨4所 不，藉由CFD模型化預測新分類機或例示性分類機剔退約 百分之九十九點七（99.7%)之具有大於300微米之大小之顆 粒、約百分之九十三點一（93 1%)之具有介於15〇微米與 300微米之間之大小之顆粒、約百分之八點三（8 3%)質量 百分比之具有介於75微米與15〇微米之間之大小之顆粒、 及約百分之二點一（3.1 %)質量百分比之具有小於75微米之 大小之顆粒。為了比較，藉由〇171)模型化預測習知分類機 剔退約百分之九十一點九（91.9¾)之具有大於300微米之大 小之顆粒、約百分之二十八點三（28 3%)之具有介於15〇微 米與300微米之間之大小之顆粒、約百分之二十七點六 (27·6%)質量百分比之具有介於75微米與150微米之間之大 小之顆粒、及約百分之七點九（7.9%)質量百分比之具有小 於75Μ米之大小之顆粒。因此，新分類機（相對於習知分 類機）剔退更低質量百分比之細顆粒以重新定大小，同時 剔退更尚質量百分比之粗顆粒以重新定大小，其導致效率 經改良之粉碎分類系、純。由於設備的限制，無法量測藉由 全尺寸實驗示範（即工作現場安裝）裝置實際剔退研磨區之 質量百分比。 雖然本文所述之粉碎分類系統已繪示並描述為結合特定 類型之研磨機使用’但是本揭示内容之閱讀者瞭解可修飾 157560.doc -33· 201217056 其他類型之可購得研磨機（例如立軸研磨機、水平球管研 磨機等）或其他研磨機/粉碎類型系統以併入本文所述之粉 碎分類系統之特徵（例如分類總成），且此等修飾例旨在包 含於本揭示内容之範圍内。此等立軸研磨機可包含舉例而 s購自康乃迪克州溫莎Alstom Power，Inc.(前身為 Combustion Engineering, Inc.)之 HP、RB、RPS、RS、及 RP粉碎機；購自俄亥俄州巴伯頓The Babc〇ck and Wile⑽ Company之E、EL、及B&W Roll Wheel粉碎機；購自新澤 西州克林頓Foster Wheeler North America Corp.之 MB、 MBF、及球管粉碎機；購自麻薩諸塞州渥斯特RUey p〇wer 之MPS及球管粉碎機；及可購得之任何其他粉碎機。 如本文所使用，術語「大約」、「約」、「大致」' 及類似 術語係旨在具有與一般技術者普遍及公認的與本揭示内容 的標的相關的使用一致的寬泛含義。閱讀本揭示内容的熟 習此項技術者應瞭解這些術語旨在容許描述所描述及主張 之特定特徵而不將這些特徵之範圍限於所提供的精確數字 範圍。因此’這些術語應解釋為表示所描述及主張之標的 之非實質或非重大修飾或變更被視為包含在如隨附申請專 利範圍所述之本發明之範圍内。 應注意如本文中用於描述各種實施例之術語「例示性」 旨在表不此等實施例為可行實施例之可行實例、展示及/ 或闡釋（且此術語不旨在暗指此等術語必定為獨特或最佳 實例）。 如本文所使用之術語「耦合」、「連接」及類似詞意指兩 157560.doc •34- 201217056 個構件直接或間接接合至彼此。此接合可為固定（例如永 久）或可移動（例如可移除或可釋放）。此接合可用彼此—體 形成為一早個整體之兩個構件或兩個構件與任何額外中間 構件或用附接至彼此之兩個構件或兩個與任何額外中間構 件達成。 本文中參考元件之位置（例如「頂部」、「底部」、「上 方」、「下方」等）僅用於描述圖式中之各種元件之定向。 應注意各種元件之定向可能根據其他例示性實施例而不同 且這些變化旨在為本揭示内容所包含。 重要的是注意如各種例示性實施例所示之分類機之構造 及配置僅闡釋而言。雖然本揭示内容中僅詳細描述—些實 施例，但是閲讀本揭示内容之熟習此項技術者應瞭解許多 修飾例係可行（例如各種元件之大小、尺寸、結構、性質 及比例、參數值、安裝配置、材料使用、色彩、定向等） 之變化而不貫質脫離本文所述之標的之新穎教示及優點。 舉例而言，繪示為一體形成之元件可由多個零件或元件構 成；元件之位置可翻轉或另外改變；且不連續元件或位置 之性質或數量可變更或改變。任何過程或方法步驟之順序 或次序可根據替代實施例而改變或重新排序。可在各種例 示性實施例之設計、操作條件及配置中進行其他替換、修 飾、變化及忽略而不脫離本發明之範圍。 / 【圖式簡單說明】 圖 圖1A係一習知粉碎分類系統之一實施例之一正視截 面 157560.doc -35- 201217056 圖1B係用於一習知粉碎分類系統諸如圖1A所示之系統 之一習知分類機之一正視圖。 圖1C係習知分類機之一透視截面圖。 圖1D係圖1B之習知分類機之葉片及流動轉向器之一俯 視截面圖。 圖1E係繪示圖18之習知分類機中之所要顆粒流之一正 視圖。 圖2係根據一例示性實施例之一粉碎分類系統之一透視 部分剖面圖。 圖3係根據一例示性實施例之一粉碎分類系統之一正視 截面圖。 圖4係用於一粉碎分類糸統諸如圖3所示之粉碎分類系統 之一分類總成之一例示性實施例之一透視部分剖面圖。 圖4A係圖4之分類總成之各種組件之一透視圖。 圖4B係圖4所示之分類總成之一透視截面圖。 圖4C係圖4所示之分類總成之一正視截面圖。 圖4D係圖4C所示之分類總成之偏轉器及葉片總成之一 細節圖。 圖4E係圖4A所示之分類總成之一透視圖，為簡潔起見 移除外殼之出口及頂部部分。 圖5係繪示圖4所示之分類總成之流動轉向器及葉片總成 之例示性實施例之一透視圖。 圖5B係圖5所示之流動轉向器及葉片總成之一仰視圖。 圖5C係圖5所示之流動轉向器及葉片總成之一正視圖。 157560.doc •36· 201217056 圖5D係用於一葉片總成諸如圖5之葉月總成之—葉片 一例示性實施例》 、 之 圖5E係沿著圖5之線5E_5E取得之_截面圖，其繪示橫跨 葉片總成之葉片之細顆粒及粗顆粒之流動。 、7 圖5F係根據另一例示性實施例之_流動轉 ^ ^ 片 總成之一正視圖。 圖6係用於一粉碎分類系統之一分類總 — ^ 例不性 貫施例之一正視截面圖。 圖6A及圖6B係圖6之分類機内之不同組態之偏轉構件 細節圖。 圖7係用於一粉碎分類系統之一分類總成之又—例示性 實施例之一透視圖。 圖8係分類機輸出處之量測及預測顆粒大小分佈之一曲 線圖。 圖9係一習知分類總成内之模擬壓力分佈之一 CFD分 析。 圖10係一分類總成之一例示性實施例内之模擬壓力分佈 之一 CFD分析。 圖11係圖9之習知分類總成内之模擬速度量級分佈之一 CFD分析。 圖12係圖1〇之分類總成内之模擬速度量級分佈之一 cFD 分析。 圖13係針對圖1B之習知分類機、圖4之例示性分類機及 一實際工作現場試樣繪示通至下游製程之顆粒大小範圍之 157560.doc •37· 201217056 百分比之一圖表。 圖14係針對圖1B之習知分類機及圖4之例示性分類機繪 示基於顆粒大小範圍被剔退粉碎腔室之研磨區之百分比之 一圖表。 圖15繪示經組態以具有一外部分類機之一粉碎分類系 統。 【主要元件符號說明】 1B 圖 1D 圖 4D 圖 5E 線 6A 圖 8 粉碎燃料系統 9 粉碎裝置 10 内部分類機 11 外殼 12 原料入σ管· 12a 上部分 12b 下部分 13 出口 14 錐形構件 15 葉片總成 15b 葉片 16 流動轉向器 157560.doc -38- 201217056 17 偏轉構件 18 腔室 19 第二内部腔室 20 剔退裝置 31 粉碎分類系統 32 粉碎總成 33 外殼 34 粉碎腔室 35 粉碎裝置 40 分類機 41 外殼 41a 頂部部分 41b 圓柱形部分 41c 傾斜部分 42 入口管 42a 第一末端 42b 第二末端 43 出口 43a 第一末端 43b 第二末端 43b' 通道 44 錐形構件 44a 斜壁 44b 第一開口 157560.doc -39- 201217056 44c 第二開口 45 葉片總成 46 流動轉向器 47 偏轉構件 47a 内直徑 47b 外直徑 48 第一腔室 49 第二腔室 50 葉片 50a 弯曲表面 53 間隙 54 錐度角 56 邊角 58 下表面 71 梯度 72 梯度 73 梯度 74 梯度 75 梯度 76 梯度 77 梯度 81 梯度 82 梯度 83 梯度 157560.doc 201217056 84 梯度 85 梯度 88 梯度 89 梯度 90 梯度 91 梯度 92 梯度 93 梯度 94 梯度 97 梯度 98 梯度 99 梯度 100 梯度 101 梯度 102 梯度 140 分類機 141 外殼 142 入口管 143 出口 144 錐形構件 147 第一偏轉構件 157 第二偏轉構件 158 間隙 160 距離 I57560.doc ·41· 201217056 162 傾斜角 164 第二傾斜角 243 出口 245 葉片總成 246 流動轉向器 250 葉片 250a 安裝表面 250b 彎曲出口部分 340 分類機 345 葉片總成 346 流動轉向器 350 葉片 431 粉碎分類系統 432 粉碎總成 436 第一出口管 437 饋料裝置 438 風扇 440 分類機 442 入口管 443 第二出口管 A 流體流 C 粗顆粒 F 細顆粒 G1 間隙 157560.doc -42- 201217056 PA ΤΑ 俯仰角 切向角 157560.doc -43