中間儲倉式細(xì)粉分離器效率計算與分析

李 崇,尹 萍,郝青哲,史 洋

(1.國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院,石家莊 050021;2.河北華電石家莊鹿華熱電有限公司,石家莊 050200)

中間儲倉式細(xì)粉分離器效率計算與分析

李 崇1,尹 萍2,郝青哲1,史 洋1

(1.國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院,石家莊 050021;2.河北華電石家莊鹿華熱電有限公司,石家莊 050200)

介紹細(xì)粉分離器結(jié)構(gòu),根據(jù)細(xì)粉分離器效率計算的相關(guān)規(guī)定,采用煤粉等速取樣裝置、渦街風(fēng)速儀、電子微壓計、FLUKE等試驗(yàn)儀器進(jìn)行試驗(yàn),獲得計算細(xì)粉分離器所需參數(shù),帶入計算模型中求得分離效率;試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了此方法的正確性,符合驗(yàn)收或改造的要求。

細(xì)粉分離器;效率計算;制粉系統(tǒng)

對于中間儲倉式制粉系統(tǒng)的電廠來說,存在一個重要的煤粉分離設(shè)備--細(xì)粉分離器。其作用是將煤粉從粗粉分離器送出的氣粉混合物中分離出來,并儲存在煤粉倉中,一般來說,細(xì)粉分離器的效率可達(dá)90%～95%[1]。如果效率過低,不僅影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,還會造成電耗過高,成本增加。因此,需要利用一些試驗(yàn)儀器測量相關(guān)參數(shù),并通過計算得到細(xì)粉分離器的分離效率,從而為細(xì)粉分離器改造提供必要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

1 細(xì)粉分離器結(jié)構(gòu)介紹

細(xì)粉分離器分離效果的好壞,效率的高低直接影響電廠的經(jīng)濟(jì)性,甚至關(guān)系到電廠的安全運(yùn)行。因此,需要相應(yīng)的計算方法和模型對其分離效率進(jìn)行計算,以了解細(xì)粉分離器的安全和經(jīng)濟(jì)性。細(xì)粉分離器的結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

圖1 細(xì)粉分離器結(jié)構(gòu)示意

細(xì)粉分離器由內(nèi)外管組成,首先,氣粉混合物從入口管進(jìn)入,通過螺旋板以16～22 m/s的速度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動向下,由于慣性力的作用,煤粉被拋向外筒壁,沿外筒壁下落至筒底的出粉漏斗,當(dāng)氣流轉(zhuǎn)彎向上進(jìn)入

內(nèi)管,即中心管,煤粉進(jìn)行二次分離,被分離出來的煤粉經(jīng)過鎖氣器進(jìn)入煤粉倉或螺旋輸粉機(jī),而氣流則流經(jīng)內(nèi)管至出口管,進(jìn)入排粉機(jī)[2]。

2 細(xì)粉分離器效率計算模型

按照DL/T467-2004《電站磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)性能試驗(yàn)》,首先測試制粉系統(tǒng)的通風(fēng)量,在此風(fēng)量下維持磨煤機(jī)進(jìn)出口差壓不變,控制制粉系統(tǒng)出力不變,計算細(xì)粉分離器入口粉量,同時在細(xì)粉分離器出口管道上利用等速取樣裝置計算細(xì)粉分離器出口粉量,然后算出細(xì)粉分離器效率。其計算式為[3]:

式中:ηcyc為細(xì)粉分離器效率;Bcyc,1為細(xì)粉分離器入口煤粉量,t/h;Bcyc,2為細(xì)粉分離器出口煤粉量,t/h;k為考慮再循環(huán)的粉量使進(jìn)入細(xì)粉分離器的粉量增加倍數(shù);BM為磨煤機(jī)出力,t/h;ΔM為水分蒸發(fā)量, kg/kg;Mar為收到基水分,kg/kg;Mpc為煤粉水分, kg/kg;b為煤粉槍取樣量,t;s為煤粉取樣時間,s;D為煤粉管內(nèi)徑,m;d為取樣管取樣口直徑,mm。

除了利用細(xì)粉分離器出入口煤粉量計算效率外,還可以粗略的通過煤粉細(xì)度計算。取粗粉分離器出口、細(xì)粉分離器下的煤粉,并進(jìn)行篩分,按照下式計算:

式中:R90,1為粗粉分離器出口煤粉細(xì)度;R90,2為細(xì)粉分離器下的煤粉細(xì)度;ηcyc為細(xì)粉分離器效率。

3 案例試驗(yàn)分析

某熱電廠1臺300MW機(jī)組引進(jìn)國外技術(shù),對細(xì)粉分離器進(jìn)行改造,首先通過細(xì)粉分離器試驗(yàn)來獲得相應(yīng)的參數(shù),然后利用(1)-(4)式進(jìn)行計算,求得其分離效率;最后篩分取得細(xì)粉分離器下、粗粉分離器出口煤粉細(xì)度,利用(5)式對該效率計算方法進(jìn)行驗(yàn)證。

3.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

首先進(jìn)行試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作,保證工況、條件滿足試驗(yàn)要求。

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a.煤種符合設(shè)計或試驗(yàn)要求,煤源穩(wěn)定。

b.微壓計、溫度計、電子天平、流量測量裝置和煤粉取樣裝置等測試儀器、都要按照要求事先經(jīng)過校驗(yàn)和標(biāo)定,使測量數(shù)據(jù)測量無誤。

c.檢查各測點(diǎn)的安裝位置是否正確,同時不得有堵塞和泄漏現(xiàn)象。

d.鋼球磨煤機(jī)的鋼球轉(zhuǎn)載量合理,滿足現(xiàn)有煤種制粉要求。

e.磨煤機(jī)本體、排粉風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)、鎖氣器、風(fēng)門擋板等缺陷已消除,多能正常運(yùn)行。

f.制粉系統(tǒng)的漏氣、漏粉現(xiàn)象已消除。

g.粗粉分離器的兩級擋板已調(diào)整到合理位置。

i.鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定,制粉系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)整,已進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。

3.2 試驗(yàn)儀器

試驗(yàn)儀器為:煤粉等速取樣裝置、氣動煤粉篩、渦街風(fēng)速儀、電子天平、電子微壓計、溫度計、大氣壓力表、盒尺等。

3.3 試驗(yàn)過程

a.保持給煤機(jī)給煤量、系統(tǒng)通風(fēng)量、磨煤機(jī)進(jìn)出口差壓、磨煤機(jī)出口溫度等參數(shù)穩(wěn)定,確認(rèn)制粉系統(tǒng)可以長期穩(wěn)定運(yùn)行,即確定BM。此外,為了排除再循環(huán)對測量的影響,改造前試驗(yàn)再循環(huán)門關(guān)閉,即k=0。

b.采用德國粉塵等速取樣裝置按等截面劃分網(wǎng)格法的原則對三次風(fēng)含粉進(jìn)行測量,即Bcyc,2。

c.將取樣盤放入木屑分離器內(nèi),旋轉(zhuǎn)至落粉管處進(jìn)行取樣,密封后送至煤檢中心進(jìn)行全水分分析,即Mpc;原煤取樣并進(jìn)行原煤全水分析,即Mar;

d.細(xì)粉分離器入口煤粉樣等速取樣及篩分,由于此處粉量較大,故采用粉塵等速取樣裝置勻速插拔進(jìn)行等速取樣,為了降低采用誤差,抽取6次,煤樣混合均勻后進(jìn)行篩分;

e.將取樣盤放入木屑分離器內(nèi),旋轉(zhuǎn)至落粉管處進(jìn)行取樣,一部分粉樣密封后送至煤檢中心進(jìn)行全水分分析,一部分用氣力煤粉篩進(jìn)行篩分。

3.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

改造前試驗(yàn)工況控制在48t/h給煤機(jī)出力,系統(tǒng)通風(fēng)量為119976m3/h,磨煤機(jī)進(jìn)出口差壓保持在2.17kPa左右,磨煤機(jī)出口溫度為113.8℃左右;改造后試驗(yàn)工況控制在48 t/h給煤機(jī)出力,系統(tǒng)通風(fēng)量為115141m3/h,與改造前通風(fēng)量十分接近,磨煤機(jī)進(jìn)出口差壓保持在1.79kPa左右,磨煤機(jī)出口溫度為77.5℃左右。改造前后試驗(yàn)參數(shù)和效率計算結(jié)果如表1所示。

Calculation and Analysis of Fine Powder Separator Efficiency for Intermediate Storage Pulverizing System

Li Chong1,Yin Ping2,Hao Qingzhe1,Shi Yang1
(1.State Grid Hebei Electric Power Research Institute,Shijiiazhuang 050021,China; 2.Hebei Hudian Shijiazhuang Luhua Power Generation Company,Shijiazhuang 050200,China)

The construction of fine powder separator is introduced in this paper,the parameters are obtained by the experiment through the instruments of coal isokinetic sampling device,vortex anemometer,electronic pressure gauge,FLUKE,then we obtain its efficiency by taking the parameters into model by which we can verify the correctness of this method,which meets the requirement of the acceptance or reform.

fine powder separator;the caculation of efficiency;the system of milling

TM621.2

B

1001-9898(2016)04-0028-02

2016-04-01

李 崇(1990-),男,助理工程師,從事電站鍋爐、汽機(jī)試驗(yàn)研究與技術(shù)服務(wù)。