旋轉式分離器改造及應用

摘要：因煤炭市場變化影響，為節約發電成本，需要燃用偏離設計煤值較遠的劣質無煙煤，原軸向式分離器已不能滿足煤粉細度要求，為此進行旋轉動態分離器的技術改造。試驗及運行結果表明，改造效果良好，達到了預期目的。

關鍵詞：劣質無煙煤；旋轉式分離器；動態分離；電機轉速；煤粉細度；磨煤機 文獻標識碼：A

中圖分類號：TK223 文章編號：1009-2374（2015）30-0032-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.30.016

某電廠2×310MW機組配置W火焰鍋爐，設計煤種為貧瘦煤，采用正壓直吹式制粉系統，配備4臺BBD3854雙進雙出鋼球磨煤機。受電力改革及煤炭市場化影響，投產至今入爐煤種均偏離設計值，煤種復雜，煤質較差且變化幅度大，造成超負荷運行時制粉系統經常滿出力運行，煤粉細度偏粗R90=15%～20%甚至更高，燃燼困難，導致飛灰可燃物偏高、影響機組的經濟、穩定運行。

在供煤緊張的形勢，鍋爐需要部分燃用當地煤礦的無煙煤。該礦區無煙煤Vdaf=4.0%～5.11%，Aar=26.51%～33.5%，Qnet，ar=19040kJ/kg，哈氏可磨度68，著火、燃燼性能大大低于設計煤質，為極難著火和燃燼的無煙煤。全部或摻燒該煤種，鍋爐的經濟性和運行穩定性必將受到嚴重的威脅。進行制粉系統改造，提高煤粉細度可以提高鍋爐燃燒穩定性和經濟性。

1 運行現狀及改造思路

無煙煤的經濟煤粉細度的推薦公式為R90=0.5nVdaf，若鍋爐在摻燒50%該礦無煙煤（Vdaf=4.0%～5.11%），入爐混煤的平均干燥無灰基揮發份為Vdaf=10%，在此情況下，要實現穩定、經濟燃燒，煤粉細度必須控制在5.5%～6%以內（按《大型煤粉燃燒鍋爐爐膛選型導則》規定，旋轉分離器n=1.2，離心式分離器n=1.1），而要達到該煤粉細度需要對磨煤機分離器進行大的改造。

每爐配4臺BBD3854型雙進雙出鋼球磨煤機，根據近幾年的運行情況和試驗結果，在燃用目前的煤質下，磨煤機容量偏小，出力不能滿足要求。為此進行了該切向擋板為軸向擋板，增加分離器容積和改回粉管的技術改造，并進行了相關的制粉系統優化運行調整，試驗表明：改后煤粉細度只能達到R90=10%水平。如果煤粉細度要進一步提高，達到R90=5%，必須采取進一步的改造措施。旋轉分離器是通過轉子帶動氣流旋轉利用離心分離作用和撞擊分離作用的煤粉分離設備。從磨煤機出來的風粉混合物經過轉子，在轉子的帶動下做旋轉運動，較粗的煤粉在離心力和葉片撞擊作用下被分離出來，其余合格的煤粉隨氣流帶出。靜態擋板式分離器風粉速度較低，產生的離心加速度小，而旋轉式分離器依靠轉子轉動，帶動風粉混合物氣流旋轉，產生的離心加速度較大，具有較強的離心分離能力，所以相同尺寸的旋轉分離器效率較軸向式粗粉分離器效率高。

采用軸向式分離器，如要滿足R90=5%，需要的分離器尺寸較旋轉分離器大很多，顯然現場條件受到限制，且旋轉式分離器可以控制轉速，具有大范圍調節煤粉細度功能，煤粉細度可以根據煤質的變化而進行調整，分離效率高、煤粉均勻性好。因此，采用動態分離技術對原軸向式粗粉分離器進行了改造具有明顯的優勢。利用機組大修，對鍋爐分離器實施了改造。分離器改造投運后至今，分離器運轉平穩，控制調整可靠，改造達到了預期效果，也為旋轉分離器在該公司的推廣應用積累了寶貴的經驗。

2 旋轉式分離器技術特點及參數

旋轉分離器由分離器筒體、葉輪轉子、轉子軸承座、回粉管、進出口管、傳動電機及其控制設備組合而成。具體結構如圖1：

旋轉式分離器的主要部件為帶多個葉片的轉子，電機通過一個減速器帶動轉子轉動，采用變頻電機，可以長期在低頻下工作。轉速采用變頻器調節，可以在0～50Hz范圍內無級調節，轉子轉速可在0～147rpm無級調節，分離器口煤粉細度可以在3%～15%范圍內調節。分離器轉子轉速控制可以采用DCS或操作盤操作。除變頻器具有過壓過流欠壓等多項保護功能外，在電氣回路中還對軸承溫度進行監測、報警和保護。旋轉分離器相關參數如下：

3 分離器調試試驗結果

試驗是在磨入口容量風壓為8.0kPa，6只燃燒器全部投入時進行，進行了三個工況測試，結果如表2所示，分離器電機轉速與煤粉細度R90、磨煤機最大出力的關系如圖2和圖3所示。

4 結語

（1）分離器電機轉速在400～800r/min時，煤粉細度R90調節范圍為1.88%～13.96%。在磨煤機正常運行方式下，分離器電機轉速為550r/min左右時，煤粉細度R90即可達到10%的要求；分離器電機轉速為700r/min左右時，煤粉細度R90即可達到5%的要求。煤粉細度調整特性好，并達到了設計要求；（2）煤粉均勻性指數在1.25～1.32，比軸向式粗粉分離器煤粉均勻性指數0.9～1.1有很大提高；（3）分離器轉子最高轉速僅147r/min，正常運行時更低（小于100r/min），有利于分離器葉片磨損的減緩；（4）旋轉分離器設備通過長時間運行，轉動部分運轉平穩，無漏粉、漏油等缺陷，設備日常維護、檢修工作量小。

作者簡介：劉勇軍（1974-），男，大唐華銀株洲發電有限公司鍋爐專工，高級技師，研究方向：電站鍋爐技術管理及檢修。

（責任編輯：周 瓊）