中速磨煤機(jī)動(dòng)靜態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器技術(shù)

翟飛+劉璞

1概述

煤粉細(xì)度是鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中一個(gè)重要控制指標(biāo)，原有的磨煤機(jī)粗粉分離器對(duì)煤粉細(xì)度控制不力，不能實(shí)現(xiàn)精確控制，無法進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。粗粉分離器分離效率低，回粉量大，循環(huán)倍率高、單位磨煤電耗高，磨煤經(jīng)濟(jì)性下降。當(dāng)煤質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，煤粉顆粒均勻性差，引起燃燒不穩(wěn)定，燃燒NOx生成物加大。因此，對(duì)粗粉分離器的改造勢(shì)在必行。

2011年我公司根據(jù)目前電力市場(chǎng)的迫切需要，借鑒國(guó)外最新的動(dòng)態(tài)分離器技術(shù)，適時(shí)開發(fā)了新型二代動(dòng)靜組合旋轉(zhuǎn)分離器，與目前市場(chǎng)上廣泛采用的稀油潤(rùn)滑+外齒球軸承傳動(dòng)的老式旋轉(zhuǎn)分離器相比，新型帶傳動(dòng)式動(dòng)靜組合旋轉(zhuǎn)分離器顯著提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠率，提升了旋轉(zhuǎn)分離器的技術(shù)水平。

該型式分離器適用于目前國(guó)內(nèi)MPS、ZGM、HP等所有型式中速磨煤機(jī)的改造。

2. 動(dòng)靜組合旋轉(zhuǎn)分離器的適用范圍

動(dòng)靜組合旋轉(zhuǎn)分離器在電站磨煤機(jī)上適用于煤粉細(xì)度要求更細(xì)（R90可低至3%）和煤粉均勻性指數(shù)要求較高的工況。

在磨制其它原料立磨上，通過與碾磨壓力的調(diào)整配合，成品細(xì)度可達(dá)325目甚至更細(xì)。

3. 動(dòng)靜組合分離器的特點(diǎn)

動(dòng)靜組合分離器選粉效率高，與靜態(tài)分離器相比，動(dòng)靜態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器能夠提高分離效率，從而在保證相同煤粉細(xì)度的前提下提高磨煤機(jī)出力，在同等細(xì)度條件下采用動(dòng)靜組合分離器出力可提高7-10%，也就是說，在磨煤機(jī)出力相同的條件下，配置動(dòng)靜態(tài)分離器可獲得更佳的煤粉細(xì)度和更高的均勻性指數(shù)，進(jìn)入燃燒器的粗顆粒大大減少，可潛在降低NOx的排放量。

多數(shù)情況下配置動(dòng)靜旋轉(zhuǎn)分離器后降低磨機(jī)壓差（最大可降低15%）。

與靜態(tài)分離器相比，動(dòng)態(tài)分離器旋轉(zhuǎn)葉片采用變頻調(diào)速裝置，煤粉細(xì)度可在中控自動(dòng)調(diào)整；旋轉(zhuǎn)葉片磨損均勻，細(xì)度調(diào)節(jié)范圍寬。均勻性指數(shù)可達(dá)1.2-1.4。

4.動(dòng)靜組合分離器的結(jié)構(gòu)和工作原理

中速磨煤機(jī)動(dòng)靜態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器直接裝于磨煤機(jī)上部。動(dòng)靜態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器由分離器傳動(dòng)部、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)子葉片、靜態(tài)導(dǎo)向葉片、回粉擋料斗、分離器殼體、落煤管、出粉管、密封風(fēng)管等部分組成

它是一種可控離心式分離器，其核心部件主要由動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)子葉片和靜態(tài)導(dǎo)向葉片組成。位于分離器內(nèi)部中心的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)子呈圓柱狀，轉(zhuǎn)子葉輪上均勻分布著一定數(shù)量的葉片，它由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，我們稱之為“動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)子葉片”。靜態(tài)導(dǎo)向葉片垂直布置并環(huán)繞于動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)子葉片外側(cè)，它由若干均布的導(dǎo)向葉片組成，頂部固定于分離器殼體上靜止不動(dòng)，我們稱之為“靜態(tài)導(dǎo)向葉片”。

原煤經(jīng)磨煤機(jī)碾壓粉磨后，煤粉被螺旋上升的一次風(fēng)充分混合干燥后輸送到動(dòng)靜態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器中。不同粒徑的風(fēng)粉混合物在通過均布的導(dǎo)向葉片后獲得均勻的切向流，在導(dǎo)向葉片和轉(zhuǎn)子之間的環(huán)狀區(qū)域可稱之為選粉區(qū)，進(jìn)入該區(qū)域的不同粒徑的煤粉顆粒，同時(shí)受到由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生大小不同的離心力和一次風(fēng)氣流曳引而施之的向心力。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和一次風(fēng)氣流均一定時(shí)，處于選粉區(qū)內(nèi)某一特定粒徑下的煤粉因所受離心力和向心力相等而處于靜止?fàn)顟B(tài)，我們稱該粒徑為此條件下的分離器切割粒徑。超過切割粒徑的粗顆粒在離心力作用下飛逸出來并向外運(yùn)動(dòng)，撞擊在靜態(tài)葉片上并在重力作用下沉降，通過回粉擋料斗返回到磨盤上重磨。小于切割粒徑的合格細(xì)粉無法克服氣流曳引，穿過轉(zhuǎn)子葉片離開分離器，經(jīng)輸煤管道進(jìn)入鍋爐燃燒。

煤粉細(xì)度可以通過改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整。加快轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速可以獲得更細(xì)的煤粉，反之降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速使得產(chǎn)品的細(xì)度變粗。

由于動(dòng)靜態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器中的煤粉顆粒在選粉區(qū)所受的離心力是均勻的，避免了靜態(tài)分離器撞擊分離帶來的不均勻性，因此粗的煤粉顆粒能被更完全地分離出來，而細(xì)的粒子被分離出來的幾率降低，合格的煤粉中含粗煤粉粒子少，由此有效減少細(xì)的煤粉顆粒在磨內(nèi)的循環(huán)次數(shù)，大大提高分離器的分離效率和磨煤機(jī)的制粉能力，同時(shí)合格的煤粉中含粗煤粉粒子減少，煤粉的均勻性獲得較大改善。

5.采用動(dòng)靜組合旋轉(zhuǎn)分離器的優(yōu)點(diǎn)

A 優(yōu)化了磨內(nèi)煤粉和氣流流場(chǎng)

B 回到磨盤的細(xì)粉循環(huán)倍率降到了最低

C 減少了飛灰中未燃燼的煤

D多個(gè)煤粉出口之間煤粉分布更均勻

E 顆粒級(jí)配分布曲線（RRSB）更陡峭，大顆粒煤粉特別是200至300μm之間的顆粒減少

F 煤粉細(xì)度通過變頻器控制在中控可調(diào)，提高了設(shè)備的控制水平。

G 動(dòng)態(tài)分離器的應(yīng)用使得電廠使用的煤種更廣泛

6.新型SLS-Ⅱ型動(dòng)靜組合旋轉(zhuǎn)分離器介紹

早期的MPS型和ZGM型中速磨煤機(jī)SLS型動(dòng)靜態(tài)分離器是按德國(guó)Babcock公司引進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)制造，傳動(dòng)方式采用回轉(zhuǎn)支承，軸承為稀油潤(rùn)滑，這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)存在密封簡(jiǎn)單、軸承壽命低、易損壞、外形尺寸偏大等不足。

針對(duì)上述問題，借鑒國(guó)外公司目前最先進(jìn)動(dòng)態(tài)分離器技術(shù)，我公司開發(fā)了新型SLS-Ⅱ型動(dòng)靜組合旋轉(zhuǎn)分離器。

與早期動(dòng)靜態(tài)分離器相比，新型SLS-Ⅱ型動(dòng)靜態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器主要有如下優(yōu)點(diǎn)：

A采用皮帶+滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)方式替代齒輪+回轉(zhuǎn)支承的傳動(dòng)方式，顯著提高傳動(dòng)部件使用壽命，減少故障，提高運(yùn)轉(zhuǎn)率。

B采用皮帶傳動(dòng)，降低設(shè)備運(yùn)行噪音。

C滾動(dòng)軸承采用干油潤(rùn)滑，避免漏油情況的發(fā)生。

D采用空氣室+迷宮式密封與分離器隔離，有效防止煤粉進(jìn)入軸承腔。

E采用旋轉(zhuǎn)油封密閉軸承腔，對(duì)軸承進(jìn)一步保護(hù)。

F借鑒國(guó)外技術(shù)，優(yōu)化分離器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高分離效率。

G采用新結(jié)構(gòu)后，分離器外形尺寸減小，重量降低，滿足布置要求。