S型靜態(tài)分離器在ZGM113G型磨煤機的應(yīng)用及性能分析

孫培波

(阿米那能源環(huán)保技術(shù)中國有限公司，北京　100078)

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S型靜態(tài)分離器在ZGM113G型磨煤機的應(yīng)用及性能分析

孫培波

(阿米那能源環(huán)保技術(shù)中國有限公司，北京100078)

摘要：對S型靜態(tài)分離器的結(jié)構(gòu)原理、運行特性進了分析說明，并且通過S型靜態(tài)分離器在ZGM113G型中速磨煤機上的成功應(yīng)用，說明其在降低煤粉細度及制粉系統(tǒng)電耗、提高磨煤機出力方面能起到非常顯著的效果。

關(guān)鍵詞：S型靜態(tài)分離器；中速磨煤機；煤粉細度；電耗；磨煤機出力

制粉系統(tǒng)是火力發(fā)電廠的主要系統(tǒng)之一，其運行狀況直接影響鍋爐的燃燒穩(wěn)定性及機組帶負荷能力。制粉系統(tǒng)煤粉細度越細，爐內(nèi)燃燒過程中煤粉與火焰接觸的表面積就越大，煤粉著火及燃盡特性越好。但與此同時，煤粉細度越細，制粉系統(tǒng)出力越小，磨煤機制粉單耗就越高?？傊?，制粉系統(tǒng)是一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，全面掌握制粉系統(tǒng)的運行特性對整個鍋爐燃燒穩(wěn)定、經(jīng)濟運行至關(guān)重要[1]。

1磨煤機分離器概況及改造原因

京能寧東電廠660 MW機組鍋爐配置6臺ZGM-113G型中速輥式磨煤機，其所配的煤粉分離器為靜態(tài)擋板式分離器。磨煤機的主要性能參數(shù)見表1。在表1中，煤粉細度R90= 16%，可磨系數(shù)HGI=80。

受電煤供應(yīng)形勢緊張影響，同時為了降低燃料成本，在日常運行中，入爐煤大量摻燒洗末煤和煤泥，煤質(zhì)嚴重偏離設(shè)計煤種煤質(zhì)，導(dǎo)致磨煤機出力受限，磨煤機電耗增大，煤粉細度和均勻性無法滿足鍋爐安全經(jīng)濟燃燒及環(huán)保的要求，鍋爐飛灰可燃物長期偏高，機械不完全損失較大。為此，對磨煤機靜態(tài)分離器進行改造以降低煤粉細度并提高磨煤機出力成了迫切的需求。

表1　ZGM-113G型中速輥式磨煤機技術(shù)參數(shù)

2磨煤機靜態(tài)分離器改造方案及結(jié)構(gòu)特點

對于目前大多數(shù)中速磨靜態(tài)分離器，在實際應(yīng)用中，能夠通過設(shè)計或者調(diào)整手段降低煤粉細度，這些手段主要包含：(1)增加或者增長靜態(tài)分離器葉片；(2)增強分離器葉片的旋轉(zhuǎn)強度；(3)增長導(dǎo)流環(huán)的尺寸或者降低導(dǎo)流環(huán)的高度。

所有這些手段都能夠在一定程度上降低分離器出口煤粉細度，降低的幅度大小取決于分離器的大小和運行狀態(tài)。但是，任何一種手段都將增加制粉系統(tǒng)的壓降，進而增加制粉系統(tǒng)的電耗，這限制了制粉系統(tǒng)的出力。過去幾年，動態(tài)分離器也被應(yīng)用于制粉系統(tǒng)的改造以降低煤粉細度，但是多數(shù)情況下，動態(tài)分離器改造后的效果遠沒有期待中的那樣好，同時動態(tài)分離器的應(yīng)用也極大地增加了運行維護工作量和成本。在這樣情形下，阿米那能源環(huán)保(中國)有限公司開發(fā)設(shè)計了一種全新的“S”型靜態(tài)分離器，通過對分離器結(jié)構(gòu)進行設(shè)計優(yōu)化提高分離器分離效率，在降低煤粉細度的同時提高磨煤機出力。“S”型靜態(tài)分離器結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1　“S”型靜態(tài)分離器結(jié)構(gòu)圖

同傳統(tǒng)的靜態(tài)分離器相比，“S”型靜態(tài)分離器主要在兩方面做了比較大的改動：

(1)導(dǎo)流環(huán)(右上)設(shè)計成弧形以防止渦流的產(chǎn)生以降低分離器壓降并且并利于煤粉氣流在分離器出口合理分配。

(2)分離器葉片整體呈斜向布置(右下)。這種設(shè)計限制了分離器入口的風(fēng)速，使得大部分直徑300 μm以上的煤粉顆粒在進入分離器之前即被分離出；另外，風(fēng)粉氣流進入分離器后，沿著回粉錐作切向“S”形軌跡運行，粗細粉分離時間較長，能夠確保粗細粉的有效分離。而傳統(tǒng)分離器主要依靠分離器葉片產(chǎn)生的離心分離作用進行粗細粉分離，分離時間較短，分離效率較低；另外，傳統(tǒng)靜態(tài)分離器容易在分離器出口產(chǎn)生渦流，分離器阻力過大，限制磨煤機出力的提高。

3磨煤機“S”型靜態(tài)分離器后實驗分析

對于中速磨來說，對于制粉系統(tǒng)性能影響較大的參數(shù)主要由分離器擋板開度，磨煤機通風(fēng)量和磨輥加載力三個變量組成[1]。由于“S”型靜態(tài)分離器為葉片固定不可調(diào)式分離器，因此針對“S”型分離器的實驗分析主要由磨煤機磨輥加載力和磨煤機通風(fēng)量兩個變量組成。

3.1磨煤機磨輥加載力變化試驗

對于通用的葉片角度可調(diào)翻板式靜態(tài)分離器，磨煤機的加載力大小直接影響著磨煤機出口的煤粉細度，同時也會影響石子煤的排放量[1]。當(dāng)加載力加大時，由于碾磨力增大，原煤被碾磨的更細，同時石子煤量會減少。而“S”型靜態(tài)分離器運行特性跟通用靜態(tài)分離器特性有一定區(qū)別?！癝”型分離器改造完成后磨煤機磨輥加載力變化試驗參數(shù)如表2所示。

表2　磨煤機磨輥加載力變化試驗參數(shù)

由表2可知，“S”型靜態(tài)分離器改造后，隨著磨煤機磨輥加載力的增大，磨煤機通風(fēng)阻力降低，磨煤機電流降低，制粉系統(tǒng)出力增大，制粉單耗降低；而磨輥加載力的變化對煤粉細度及煤粉均勻性基本沒有影響。

3.2磨煤機通風(fēng)量變化試驗

磨煤機的通風(fēng)量決定了磨煤機風(fēng)環(huán)的風(fēng)速，風(fēng)環(huán)風(fēng)速越大，就可以攜帶更多、更大的煤粉顆粒，使石子煤量減少[1-3]。同時，在磨煤機出力不變時，改變通風(fēng)量相當(dāng)于改變了風(fēng)煤比，對鍋爐燃燒和制粉系統(tǒng)運行都有影響[1,4]。表3為“S”型分離器改造完成后磨煤機通風(fēng)量變化試驗參數(shù)。

由表3可知，“S”型靜態(tài)分離器改造后，隨著風(fēng)煤比的提高，磨通風(fēng)量增加，磨通風(fēng)阻力降低，磨煤機電耗降低；煤粉細度R75的值基本不隨磨通風(fēng)量的變化而變化，R150以上煤粉顆粒(尤其是R300以上煤粉顆粒)隨著磨煤機通風(fēng)量的增加而顯著增加；煤粉均勻性指數(shù)隨著磨煤機通風(fēng)量的增加而降低。

表3　磨煤機通風(fēng)量變化試驗參數(shù)

表4　“S”型靜態(tài)分離器改造前后磨煤機性能參數(shù)對比　t

4磨煤機“S”型靜態(tài)分離器改造前后效果對比

“S”型靜態(tài)分離器改造前后磨煤機性能參數(shù)對比如表4所示。由表4可以發(fā)現(xiàn)，相比較于改造前，“S”型靜態(tài)分離器應(yīng)用后，煤粉細度明顯降低，R75由改造前的30%降低為改造后的20%，R150由改造前的8%降低為改造后的2%，R300由改造前的0.3%降低為改造后的0.08%，大顆粒煤粉比率顯著降低；煤粉均勻性指數(shù)提高，均勻性指數(shù)n由改造前的1.14提高至改造后的1.35；磨通風(fēng)阻力降低，各負荷下，磨通風(fēng)阻力平均降低約0.90 kPa，這在一定程度上可增大磨煤機出力；磨煤機制粉單耗顯著降低，尤其在磨煤機低出力狀態(tài)下，“S”型靜態(tài)分離器改造后，磨煤機制粉單耗降低量可達6.00 kWh/t。

5結(jié)語

“S”型靜態(tài)分離器作為一項前沿性的技術(shù)研發(fā)產(chǎn)品，其在ZGM型磨煤機上的成功應(yīng)用，不僅提高了制粉系統(tǒng)出力，降低了煤粉細度與制粉電耗，減少了飛灰可燃物含量，提高了鍋爐運行經(jīng)濟性?！癝”型分離器的成功應(yīng)用對降低鍋爐和排放方面起到非常顯著的作用，值得在全國同類型磨煤機中大力推廣。

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(本文編輯：趙艷粉)

Application and Performance of S-Type Static Separator in ZGM113G Coal Pulverizer

SUN Pei-bo

(LP Amina Energy and Environment Technology Co., Ltd., Beijin 100078, China)

Abstract:This paper elaborates the structure principle and operation characteristics of S-type static separator. Based on its successful application in ZGM113G medium-speed coal pulverizer, its superior performance is illustrated in reducing the pulverized coal fineness and pulverizing system power consumption and improving the coal mill output.

Key words:S-type static separator; medium-speed coal pulverizer; pulverized coal fineness; power consumption; coal mill output

DOI：10.11973/dlyny201602021

作者簡介：孫培波(1984)，男，工程師，從事火電機組節(jié)能環(huán)保改造、鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整及性能測試工作。

中圖分類號：TK223.25

文獻標志碼：A

文章編號：2095-1256(2016)02-0244-03

收稿日期：2015-12-21