中間儲倉式細粉分離器效率計算與分析

李 崇,尹 萍,郝青哲,史 洋

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

介紹細粉分離器結構,根據細粉分離器效率計算的相關規定,采用煤粉等速取樣裝置、渦街風速儀、電子微壓計、FLUKE等試驗儀器進行試驗,獲得計算細粉分離器所需參數,帶入計算模型中求得分離效率;試驗結果驗證了此方法的正確性,符合驗收或改造的要求。

細粉分離器;效率計算;制粉系統

對于中間儲倉式制粉系統的電廠來說,存在一個重要的煤粉分離設備--細粉分離器。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,細粉分離器的效率可達90%～95%[1]。如果效率過低,不僅影響機組安全經濟運行,還會造成電耗過高,成本增加。因此,需要利用一些試驗儀器測量相關參數,并通過計算得到細粉分離器的分離效率,從而為細粉分離器改造提供必要的試驗數據和理論依據。

1 細粉分離器結構介紹

細粉分離器分離效果的好壞,效率的高低直接影響電廠的經濟性,甚至關系到電廠的安全運行。因此,需要相應的計算方法和模型對其分離效率進行計算,以了解細粉分離器的安全和經濟性。細粉分離器的結構示意如圖1所示。

圖1 細粉分離器結構示意

細粉分離器由內外管組成,首先,氣粉混合物從入口管進入,通過螺旋板以16～22 m/s的速度旋轉運動向下,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,當氣流轉彎向上進入

內管,即中心管,煤粉進行二次分離,被分離出來的煤粉經過鎖氣器進入煤粉倉或螺旋輸粉機,而氣流則流經內管至出口管,進入排粉機[2]。

2 細粉分離器效率計算模型

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

式中:ηcyc為細粉分離器效率;Bcyc,1為細粉分離器入口煤粉量,t/h;Bcyc,2為細粉分離器出口煤粉量,t/h;k為考慮再循環的粉量使進入細粉分離器的粉量增加倍數;BM為磨煤機出力,t/h;ΔM為水分蒸發量, 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為煤粉管內徑,m;d為取樣管取樣口直徑,mm。

除了利用細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度計算。取粗粉分離器出口、細粉分離器下的煤粉,并進行篩分,按照下式計算:

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

3 案例試驗分析

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

3.1 試驗準備

首先進行試驗前的準備工作,保證工況、條件滿足試驗要求。

辦難辦之事，成難成之功。催生深層次、根本性變革，取得全方位、開創性成就，中國特色社會主義進入新時代，中華民族之復興氣象蔚為大觀。

a.煤種符合設計或試驗要求,煤源穩定。

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過校驗和標定,使測量數據測量無誤。

c.檢查各測點的安裝位置是否正確,同時不得有堵塞和泄漏現象。

d.鋼球磨煤機的鋼球轉載量合理,滿足現有煤種制粉要求。

e.磨煤機本體、排粉風機、一次風機、給煤機、鎖氣器、風門擋板等缺陷已消除,多能正常運行。

f.制粉系統的漏氣、漏粉現象已消除。

g.粗粉分離器的兩級擋板已調整到合理位置。

i.鍋爐負荷穩定,制粉系統經過調整,已進入穩定狀態。

3.2 試驗儀器

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

3.3 試驗過程

a.保持給煤機給煤量、系統通風量、磨煤機進出口差壓、磨煤機出口溫度等參數穩定,確認制粉系統可以長期穩定運行,即確定BM。此外,為了排除再循環對測量的影響,改造前試驗再循環門關閉,即k=0。

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

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

d.細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,煤樣混合均勻后進行篩分;

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

3.4 試驗結果及分析

改造前試驗工況控制在48t/h給煤機出力,系統通風量為119976m3/h,磨煤機進出口差壓保持在2.17kPa左右,磨煤機出口溫度為113.8℃左右;改造后試驗工況控制在48 t/h給煤機出力,系統通風量為115141m3/h,與改造前通風量十分接近,磨煤機進出口差壓保持在1.79kPa左右,磨煤機出口溫度為77.5℃左右。改造前后試驗參數和效率計算結果如表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、汽機試驗研究與技術服務。