制粉系統(tǒng)動態(tài)分離器改造及分析

唐　偉(中國石化儀征化纖責(zé)任有限公司，江蘇儀征211900)

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制粉系統(tǒng)動態(tài)分離器改造及分析

唐偉
(中國石化儀征化纖責(zé)任有限公司，江蘇儀征211900)

摘要：針對儀征化纖熱電生產(chǎn)中心動態(tài)旋轉(zhuǎn)式粗粉分離器存在的缺點(diǎn)，對原粗粉分離器結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化改造。對改造前、后的粗粉分離器性能進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)和分析。結(jié)果表明，與改造前相比，改造后動態(tài)分離器的分離效率和煤粉均勻性都有所提高，制粉系統(tǒng)的出力顯著提高。

關(guān)鍵詞：中儲式制粉系統(tǒng)；動態(tài)分離器；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

儀化熱電廠有6臺HG220/100-10型高溫高壓煤粉爐，單爐燃煤耗量約為30 t/h。每爐配備有2套制粉系統(tǒng)，每套制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力為24.1 t/h。其中制粉系統(tǒng)的重要設(shè)備粗粉分離器均系上海電站輔機(jī)廠80年代的產(chǎn)品，型號為KF2350Y。分離方式主要采用軸向離心分離，煤粉進(jìn)入粉倉待用，乏氣中一部分進(jìn)入排粉機(jī)，另一部分作為三次風(fēng)引入爐膛。儀征化纖熱電生產(chǎn)中心1號爐甲乙側(cè)2臺動態(tài)分離器于2012年安裝完成，投運(yùn)后未能達(dá)到預(yù)期效果，其主要表現(xiàn)為制粉系統(tǒng)出力低以及出粉細(xì)度調(diào)節(jié)性較差等情況。2013年期間，對這2臺分離器進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行了分析論證。根據(jù)長期試驗(yàn)、調(diào)整及數(shù)據(jù)分析，找到了造成動態(tài)分離器回粉率高、出力不理想的根本原因。即靜葉片分離作用過強(qiáng)，而動葉輪分離器作用相對較弱；原動態(tài)分離器存在固有缺陷，風(fēng)粉在徑向葉片處，存在較大的軸向速度偏差，造成回粉準(zhǔn)確性的降低[1-3]。在此基礎(chǔ)上提出了改造方案，并于2014年1號爐停爐檢修期間實(shí)施。

1　整改措施

1.1具體改造措施

更換原動葉輪、拆除徑向葉片、并在原徑向葉片的位置安裝導(dǎo)流板，如圖1所示。

（1）增大動葉輪的尺寸。包括直徑和高度。目的是增強(qiáng)動葉輪的分離作用，同時(shí)可使動葉輪轉(zhuǎn)速與出粉細(xì)度有明顯的線性關(guān)系。

（2）安裝導(dǎo)流板。對煤粉起到均流作用?？蓽p少小顆粒回粉率，同時(shí)提高大顆?；胤勐?，從而提高回粉的準(zhǔn)確性，提高制粉系統(tǒng)出力。

（3）去除徑向葉片。削弱靜葉片的分離作用，相對進(jìn)一步加強(qiáng)動葉的分離器作用。

1.2改造中要注意的問題

（1）導(dǎo)流板的截面形狀為流線形。這樣的形狀能最大限度地減少流動阻力。

（2）動葉輪安裝時(shí)，其上表面與分離器筒體要有10～20 mm的間隙。如果間隙太小，很可能引起動葉輪與分離器筒體之間的機(jī)械擦碰，引發(fā)安全事故；但如果間隙過大，則大量的風(fēng)粉不經(jīng)過分離器，而直接從該處間隙通過，相當(dāng)于風(fēng)粉被短路，進(jìn)而降低分離效率。

（3）去除徑向葉片后，需要將內(nèi)筒高度適當(dāng)降低，以適應(yīng)動葉輪的需要。

2　調(diào)試數(shù)據(jù)分析

2014年9月10日至9月15日，對1號爐甲側(cè)制粉系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。從出粉細(xì)度及可調(diào)性、出粉均勻性指數(shù)、制粉出力等多方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行了試驗(yàn)，并得到了全面的定性和定量的數(shù)據(jù)結(jié)果。由此可對甲側(cè)動態(tài)粗粉分離器改造的具體效果進(jìn)行判定。

2.1細(xì)度調(diào)節(jié)性的改善

出粉細(xì)度R90與分離器轉(zhuǎn)速關(guān)系如圖2所示。改造前，當(dāng)分離器轉(zhuǎn)速從65 r/min提高到95 r/min，出粉細(xì)度R90幾乎無變化；改造后，分離器轉(zhuǎn)速從20 r/min提高到60 r/min，出粉細(xì)度R90從25.2%降低到7.2%，出粉細(xì)度R90與分離器轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)良好的負(fù)線性關(guān)系。

可見本次改造后，主要由于動葉輪尺寸增加，導(dǎo)致顆粒受到的離心力增加。出粉細(xì)度的調(diào)節(jié)性能明顯增強(qiáng)且線性關(guān)系明顯。這樣的好處包括：（1）對于不同煤種，能夠方便地通過細(xì)度調(diào)節(jié)，使出粉細(xì)度始終在經(jīng)濟(jì)情況下運(yùn)行；（2）由于出粉細(xì)度調(diào)節(jié)范圍更廣，尤其是可以調(diào)到很細(xì)的這種特點(diǎn)，可完全適應(yīng)低氮燃燒器改造后的需求。當(dāng)然更低的細(xì)度R90是以損失部分出力為代價(jià)的。鑒于目前1號爐的運(yùn)行情況，建議排粉機(jī)電流保持在16.5～17 A，分離器轉(zhuǎn)速維持20～30 r/min的運(yùn)行方式，此時(shí)對應(yīng)的出粉細(xì)度R90在25.2%～23.2%，均勻性指數(shù)n≥1.2。

2.2出力的提高

2.2.1出力試驗(yàn)

為了實(shí)際驗(yàn)證分離器改造后，制粉系統(tǒng)的出力狀況于2014年9月15日進(jìn)行了如下試驗(yàn)，將1號爐負(fù)荷穩(wěn)定在220 t/h（以下粉位為甲乙兩側(cè)平均值）。

（1）從09：55到13：15這段時(shí)間（200 min），甲側(cè)乙側(cè)同時(shí)運(yùn)行，觀察1號爐粉倉的粉位變化，從3.8 m漲到4.3 m；

（2）從13：15到15：10這段時(shí)間（115 min），只運(yùn)行甲側(cè)，觀察1號爐粉倉的粉位變化，從4.3 m降到了3.3 m；

（3）從17：30到19：30這段時(shí)間（120 min），只運(yùn)行乙側(cè)，觀察1號爐粉倉粉位變化，從4 m降到2.9 m；

從上述的數(shù)量關(guān)系可列出含有3個(gè)未知數(shù)方程組：

式（1）中：x為單位時(shí)間內(nèi)甲側(cè)磨煤機(jī)的出力換算成粉位的變化，m/min；y為單位時(shí)間內(nèi)乙側(cè)磨煤機(jī)的出力換算成粉位的變化，m/min；z為單位時(shí)間內(nèi)220 t/h負(fù)荷下對于煤粉消耗量換算成粉位的變化，m/min。

最后計(jì)算得到（x + y）/z=1.123，也就是說甲乙兩側(cè)同時(shí)運(yùn)行后，能夠供應(yīng)的鍋爐負(fù)荷為215×1.123 = 241 t/h。相比改造之前甲乙兩側(cè)同時(shí)運(yùn)行可維持的最大負(fù)荷210 t/h，制粉系統(tǒng)的出力提高了（241-210）/210× 100%=13.8%。

2.2.2回粉比例減少

同樣在上述工況下，對1號爐甲側(cè)的進(jìn)粉、出粉和回粉進(jìn)行取樣并化驗(yàn)細(xì)度，再和改造前數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，詳細(xì)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1　動態(tài)分離器改造前后參數(shù)表

從表1可見，改造后循環(huán)倍率從3.06降低到1.79；回粉比例從67.3%降低到44.1%?；胤郾壤椿胤壅歼M(jìn)粉的質(zhì)量比?；胤郾壤郎p少23.2%，意味著有23.2%的煤粉不需要回到磨煤機(jī)重復(fù)研磨，做無用功。出力也就相應(yīng)地提高23.2%?？紤]到改造后的出粉細(xì)度R90比改造前的出粉細(xì)度R90還要小，所以在相同出粉細(xì)度情況下，甲側(cè)磨煤機(jī)提高的制粉出力是大于23.2%的。

3　結(jié)束語

本次改造實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的效果，達(dá)到了改造的目的。一方面，制粉系統(tǒng)出力有了顯著提高，單是甲側(cè)的改造，就使得1號爐總的制粉出力相比改造前提高了13.8%。另一方面，出粉細(xì)度的調(diào)節(jié)性能顯著增強(qiáng)，且線性關(guān)系明顯。

鑒于試驗(yàn)的結(jié)果和1號爐的運(yùn)行情況，建議1號爐甲側(cè)制粉系統(tǒng)按照如下方式運(yùn)行：排粉機(jī)電流16～17 A，分離器轉(zhuǎn)速20～30 r/min。此時(shí)對應(yīng)的出粉細(xì)度R90在25.2%～23.2%、均勻性指數(shù)達(dá)到n≥1.2、制粉出力高（甲乙兩側(cè)同時(shí)運(yùn)行，能滿足241 t/h負(fù)荷對于的煤粉消耗）、制粉單耗低。

參考文獻(xiàn)：

[1]康達(dá)，武勇，李永星，等.粗粉分離器在電廠制粉系統(tǒng)中的選配和改進(jìn)[J].電站系統(tǒng)工程，2006，22(5)：45-47.

[2]孔文俊，欒慶富，程尚模，等.新型粗粉分離器研究[J].電站系統(tǒng)工程，1994，10(6)：24-30.

[3]尹元明.新型靜動葉結(jié)合型旋轉(zhuǎn)型粗粉分離器的研究[J].江蘇電機(jī)工程，2005，24(1)：63-65.

唐偉（1982），男，江蘇泰州人，工程師，從事鍋爐運(yùn)行技術(shù)管理工作。

Analysis and Retrofit of Dynamic Separators in Coal Pulverizing Systems

TANG Wei
(Sinopec Yizheng Chemical Fibre Co. Ltd., Yizheng 211900, China)

Abstract：Focusing on the issues encountered by the dynamic separators in Yizheng Chemical Fibre Production Centre, we proposed several measures to optimize the structure and parameters of the original separators. After performing these measures, the separators' performance was analyzed by using field testing data. The results indicated that both the separation efficiency and the uniformity of the pulverized coal had been significantly improved; also, the output capacity of the separators had been increased.

Key words：storage coal pulverizing system; dynamic separator; structural optimization

作者簡介：

收稿日期：2015-11-10；修回日期：2015-12-21

中圖分類號：TK223.25

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1009-0665（2016）02-0096-02