中速磨煤機動靜態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器技術(shù)

翟飛+劉璞

1概述

煤粉細度是鍋爐經(jīng)濟運行中一個重要控制指標(biāo)，原有的磨煤機粗粉分離器對煤粉細度控制不力，不能實現(xiàn)精確控制，無法進行遠方操作。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)濟性下降。當(dāng)煤質(zhì)發(fā)生變化時，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，對粗粉分離器的改造勢在必行。

2011年我公司根據(jù)目前電力市場的迫切需要，借鑒國外最新的動態(tài)分離器技術(shù)，適時開發(fā)了新型二代動靜組合旋轉(zhuǎn)分離器，與目前市場上廣泛采用的稀油潤滑+外齒球軸承傳動的老式旋轉(zhuǎn)分離器相比，新型帶傳動式動靜組合旋轉(zhuǎn)分離器顯著提高了設(shè)備運行的可靠率，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內(nèi)MPS、ZGM、HP等所有型式中速磨煤機的改造。

2. 動靜組合旋轉(zhuǎn)分離器的適用范圍

動靜組合旋轉(zhuǎn)分離器在電站磨煤機上適用于煤粉細度要求更細（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，成品細度可達325目甚至更細。

3. 動靜組合分離器的特點

動靜組合分離器選粉效率高，與靜態(tài)分離器相比，動靜態(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度的前提下提高磨煤機出力，在同等細度條件下采用動靜組合分離器出力可提高7-10%，也就是說，在磨煤機出力相同的條件下，配置動靜態(tài)分離器可獲得更佳的煤粉細度和更高的均勻性指數(shù)，進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)情況下配置動靜旋轉(zhuǎn)分離器后降低磨機壓差（最大可降低15%）。

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

4.動靜組合分離器的結(jié)構(gòu)和工作原理

中速磨煤機動靜態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器直接裝于磨煤機上部。動靜態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器由分離器傳動部、動態(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，它由變頻電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，我們稱之為“動態(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，我們稱之為“靜態(tài)導(dǎo)向葉片”。

原煤經(jīng)磨煤機碾壓粉磨后，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)，進入該區(qū)域的不同粒徑的煤粉顆粒，同時受到由于轉(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，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動，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)輸煤管道進入鍋爐燃燒。

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

由于動靜態(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的制粉能力，同時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.采用動靜組合旋轉(zhuǎn)分離器的優(yōu)點

A 優(yōu)化了磨內(nèi)煤粉和氣流流場

B 回到磨盤的細粉循環(huán)倍率降到了最低

C 減少了飛灰中未燃燼的煤

D多個煤粉出口之間煤粉分布更均勻

E 顆粒級配分布曲線（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型動靜組合旋轉(zhuǎn)分離器介紹

早期的MPS型和ZGM型中速磨煤機SLS型動靜態(tài)分離器是按德國Babcock公司引進技術(shù)設(shè)計制造，傳動方式采用回轉(zhuǎn)支承，軸承為稀油潤滑，這種設(shè)計結(jié)構(gòu)存在密封簡單、軸承壽命低、易損壞、外形尺寸偏大等不足。

針對上述問題，借鑒國外公司目前最先進動態(tài)分離器技術(shù)，我公司開發(fā)了新型SLS-Ⅱ型動靜組合旋轉(zhuǎn)分離器。

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

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

B采用皮帶傳動，降低設(shè)備運行噪音。

C滾動軸承采用干油潤滑，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，有效防止煤粉進入軸承腔。

E采用旋轉(zhuǎn)油封密閉軸承腔，對軸承進一步保護。

F借鑒國外技術(shù)，優(yōu)化分離器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計，進一步提高分離效率。

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。