制粉系統動態分離器改造及分析

唐　偉(中國石化儀征化纖責任有限公司，江蘇儀征211900)

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制粉系統動態分離器改造及分析

唐偉
(中國石化儀征化纖責任有限公司，江蘇儀征211900)

摘要：針對儀征化纖熱電生產中心動態旋轉式粗粉分離器存在的缺點，對原粗粉分離器結構和參數進行了優化改造。對改造前、后的粗粉分離器性能進行了現場試驗和分析。結果表明，與改造前相比，改造后動態分離器的分離效率和煤粉均勻性都有所提高，制粉系統的出力顯著提高。

關鍵詞：中儲式制粉系統；動態分離器；結構優化

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，每套制粉系統設計出力為24.1 t/h。其中制粉系統的重要設備粗粉分離器均系上海電站輔機廠80年代的產品，型號為KF2350Y。分離方式主要采用軸向離心分離，煤粉進入粉倉待用，乏氣中一部分進入排粉機，另一部分作為三次風引入爐膛。儀征化纖熱電生產中心1號爐甲乙側2臺動態分離器于2012年安裝完成，投運后未能達到預期效果，其主要表現為制粉系統出力低以及出粉細度調節性較差等情況。2013年期間，對這2臺分離器進行了一系列實驗，并在實驗結果的基礎上進行了分析論證。根據長期試驗、調整及數據分析，找到了造成動態分離器回粉率高、出力不理想的根本原因。即靜葉片分離作用過強，而動葉輪分離器作用相對較弱；原動態分離器存在固有缺陷，風粉在徑向葉片處，存在較大的軸向速度偏差，造成回粉準確性的降低[1-3]。在此基礎上提出了改造方案，并于2014年1號爐停爐檢修期間實施。

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。目的是增強動葉輪的分離作用，同時可使動葉輪轉速與出粉細度有明顯的線性關系。

（2）安裝導流板。對煤粉起到均流作用。可減少小顆粒回粉率，同時提高大顆粒回粉率，從而提高回粉的準確性，提高制粉系統出力。

（3）去除徑向葉片。削弱靜葉片的分離作用，相對進一步加強動葉的分離器作用。

1.2改造中要注意的問題

（1）導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，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械擦碰，引發安全事故；但如果間隙過大，則大量的風粉不經過分離器，而直接從該處間隙通過，相當于風粉被短路，進而降低分離效率。

（3）去除徑向葉片后，需要將內筒高度適當降低，以適應動葉輪的需要。

2　調試數據分析

2014年9月10日至9月15日，對1號爐甲側制粉系統進行了調試。從出粉細度及可調性、出粉均勻性指數、制粉出力等多方面的數據進行了試驗，并得到了全面的定性和定量的數據結果。由此可對甲側動態粗粉分離器改造的具體效果進行判定。

2.1細度調節性的改善

出粉細度R90與分離器轉速關系如圖2所示。改造前，當分離器轉速從65 r/min提高到95 r/min，出粉細度R90幾乎無變化；改造后，分離器轉速從20 r/min提高到60 r/min，出粉細度R90從25.2%降低到7.2%，出粉細度R90與分離器轉速呈現良好的負線性關系。

可見本次改造后，主要由于動葉輪尺寸增加，導致顆粒受到的離心力增加。出粉細度的調節性能明顯增強且線性關系明顯。這樣的好處包括：（1）對于不同煤種，能夠方便地通過細度調節，使出粉細度始終在經濟情況下運行；（2）由于出粉細度調節范圍更廣，尤其是可以調到很細的這種特點，可完全適應低氮燃燒器改造后的需求。當然更低的細度R90是以損失部分出力為代價的。鑒于目前1號爐的運行情況，建議排粉機電流保持在16.5～17 A，分離器轉速維持20～30 r/min的運行方式，此時對應的出粉細度R90在25.2%～23.2%，均勻性指數n≥1.2。

2.2出力的提高

2.2.1出力試驗

為了實際驗證分離器改造后，制粉系統的出力狀況于2014年9月15日進行了如下試驗，將1號爐負荷穩定在220 t/h（以下粉位為甲乙兩側平均值）。

（1）從09：55到13：15這段時間（200 min），甲側乙側同時運行，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這段時間（115 min），只運行甲側，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這段時間（120 min），只運行乙側，觀察1號爐粉倉粉位變化，從4 m降到2.9 m；

從上述的數量關系可列出含有3個未知數方程組：

式（1）中：x為單位時間內甲側磨煤機的出力換算成粉位的變化，m/min；y為單位時間內乙側磨煤機的出力換算成粉位的變化，m/min；z為單位時間內220 t/h負荷下對于煤粉消耗量換算成粉位的變化，m/min。

最后計算得到（x + y）/z=1.123，也就是說甲乙兩側同時運行后，能夠供應的鍋爐負荷為215×1.123 = 241 t/h。相比改造之前甲乙兩側同時運行可維持的最大負荷210 t/h，制粉系統的出力提高了（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號爐甲側的進粉、出粉和回粉進行取樣并化驗細度，再和改造前數據進行對比，詳細數據如表1所示。

表1　動態分離器改造前后參數表

從表1可見，改造后循環倍率從3.06降低到1.79；回粉比例從67.3%降低到44.1%。回粉比例即回粉占進粉的質量比。回粉比例減少23.2%，意味著有23.2%的煤粉不需要回到磨煤機重復研磨，做無用功。出力也就相應地提高23.2%。考慮到改造后的出粉細度R90比改造前的出粉細度R90還要小，所以在相同出粉細度情況下，甲側磨煤機提高的制粉出力是大于23.2%的。

3　結束語

本次改造實現了預期的效果，達到了改造的目的。一方面，制粉系統出力有了顯著提高，單是甲側的改造，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，出粉細度的調節性能顯著增強，且線性關系明顯。

鑒于試驗的結果和1號爐的運行情況，建議1號爐甲側制粉系統按照如下方式運行：排粉機電流16～17 A，分離器轉速20～30 r/min。此時對應的出粉細度R90在25.2%～23.2%、均勻性指數達到n≥1.2、制粉出力高（甲乙兩側同時運行，能滿足241 t/h負荷對于的煤粉消耗）、制粉單耗低。

參考文獻：

[1]康達，武勇，李永星，等.粗粉分離器在電廠制粉系統中的選配和改進[J].電站系統工程，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].電站系統工程，1994，10(6)：24-30.

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

唐偉（1982），男，江蘇泰州人，工程師，從事鍋爐運行技術管理工作。

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

文獻標志碼：B

文章編號：1009-0665（2016）02-0096-02