制粉系統動態分離器改造及分析

唐偉

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：改造后的動態分離器提高了分離效率和煤粉均勻性，改善了鍋爐燃燒狀況。

關鍵詞：中儲式制粉系統；動態分離器；結構優化

1 概述

儀征化纖熱電生產中心#1爐甲乙側兩臺動態分離器于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，對這兩臺分離器進行了一系列實驗、論證，并進行了初步優化，但結果并不理想。2013年7月下旬，對甲側動態粗粉分離器進行了部分改動，在動靜葉之間增加一擋板。并在8月中旬又將回粉錐的間隙調小，但回粉量大的情況還是沒有得到根本改善。之后，根據長期的試驗、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。最后，根據試驗和三維模擬的結果及分析，提出以下的改造方案并實施。

2 具體整改措施

（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。（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。

3 調試數據分析

2014年9月10日～2014年9月15日，對#1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以下判定。

3.1 細度調節性的改善（圖2）

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，能夠方便的通過細度調節，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，可以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爐的運行情況，建議排粉機電流保持在16.5～17A，分離器轉速維持在20-30rpm的運行方式，此時對應的出粉細度R90=25.2-23.2%，均勻性指數n≥1.2。下述的出力試驗也是在該工況下進行的。

3.2 出力的提高

3.2.1 出力試驗

2014年9月15日進行了如下試驗：將#1爐負荷穩定在220t/h（以下粉位為甲乙兩側平均值）

（1）從上午9：55到下午13：15這段時間（200分鐘），甲側乙側同時運行，觀察#1爐粉倉的粉位變化，從3.8m漲到4.3m；（2）從下午13：15到下午15：10這段時間（115分鐘），只運行甲側，觀察#1爐粉倉的粉位變化，從4.3m降到3.3m；（3）從下午17：30到下午19：30這段時間（120分鐘），只運行乙側，觀察#1爐粉倉的粉位變化，從4m降到2.9m；從上述的數量關系可以列出含三個未知數的方程組：

式中：x-單位時間內甲側磨煤機的出力換算成粉位的變化，單位m/min；y-單位時間內乙側磨煤機的出力換算成粉位的變化，單位m/min；z-單位時間內220t/h負荷下，對于的煤粉消耗量換算成粉位的變化，單位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210t/h，制粉系統的出力提高了：（241-210）/210×100%=13.8%

3.2.2 回粉比例減少。同樣在上述工況下，對#1爐甲側的進粉、出粉和回粉進行取樣并化驗細度，并和改造前（2013年8月）數據進行對比（表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。出力也就相應的提高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。

4 結束語

（1）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。（2）鑒于試驗的結果和#1爐的運行情況，建議#1爐甲側制粉系統按照如下方式運行：排粉機電流16～17A，分離器轉速20～30rpm。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241t/h負荷對于的煤粉消耗）、制粉單耗低。

參考文獻

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