雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)動(dòng)態(tài)分離器改造整體優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)研究

，

(1.國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司電力科學(xué)研究院，哈爾濱 150030；2.哈爾濱博深科技發(fā)展有限公司，哈爾濱 150000)

雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)動(dòng)態(tài)分離器改造整體優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)研究

杜利梅1，郝曉鵬2

(1.國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司電力科學(xué)研究院，哈爾濱 150030；2.哈爾濱博深科技發(fā)展有限公司，哈爾濱 150000)

為研究雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)動(dòng)態(tài)分離器改造后磨煤機(jī)的性能，對(duì)某電廠的磨煤機(jī)出力分別在45、47、50、60、65 t/h時(shí)進(jìn)行了分離器特性試驗(yàn)及料位調(diào)整和出口一次風(fēng)管煤粉分配均勻性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：分離器特性均較好，隨著分離器轉(zhuǎn)速逐漸升高，煤粉細(xì)度逐漸變細(xì)，隨著分離器轉(zhuǎn)速逐漸降低，磨煤機(jī)電流基本保持不變，磨煤電耗相對(duì)穩(wěn)定；磨煤機(jī)出力在50～35t/h內(nèi)調(diào)整時(shí)，對(duì)煤粉細(xì)度、磨煤?jiǎn)魏呐c制粉電耗影響均較大；隨著磨煤機(jī)料位的升高，磨煤機(jī)煤粉均變細(xì)，磨煤?jiǎn)魏呐c制粉單耗均明顯增大；一次風(fēng)管風(fēng)量明顯偏大。

磨煤機(jī)；分離器； 煤粉細(xì)度； 磨煤機(jī)出力； 試驗(yàn)研究

磨煤機(jī)是火力發(fā)電燃煤機(jī)組重要的輔機(jī)，其運(yùn)行狀況直接關(guān)系到鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。文獻(xiàn)[1-6]研究了動(dòng)靜組合式分離器性能的試驗(yàn)裝置，使用煤粉為物料，對(duì)分離器在不同風(fēng)量和不同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的條件下進(jìn)行了試驗(yàn)研究。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加和風(fēng)量降低均使分離器出口煤粉變細(xì)，綜合分離效率隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加有極大值，隨風(fēng)量增加而下降。與靜態(tài)分離器相比，旋轉(zhuǎn)分離器的分離效率有了顯著的提高，從而可以提高磨煤機(jī)的最大出力。

本文針對(duì)動(dòng)態(tài)分離器的改造，系統(tǒng)對(duì)不同磨煤機(jī)出力下分離器的特性、料位調(diào)整及出口一次風(fēng)管煤粉分配均勻性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并對(duì)改造后的分離器推薦優(yōu)化運(yùn)行方式，提高了鍋爐整體燃燒經(jīng)濟(jì)性，為保證機(jī)組長(zhǎng)期處于更為安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)提供了指導(dǎo)依據(jù)，可為雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)改造及運(yùn)行提供指導(dǎo)。

1 研究對(duì)象及其原理

本文配用于雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)的動(dòng)態(tài)分離器是在離心式分離器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，如圖1所示。該分離器有一個(gè)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由多個(gè)葉片組成。從磨煤機(jī)碾磨區(qū)上升的氣粉混合物氣流進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子區(qū)，在轉(zhuǎn)子帶動(dòng)下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中的粗煤粉顆粒在離心力和葉片的撞擊下被分離出來(lái)，落入碾磨區(qū)重新碾磨，其余的細(xì)粉隨氣流穿過(guò)葉片進(jìn)入煤粉引出管。在同樣的磨煤機(jī)通風(fēng)量下，采用動(dòng)態(tài)分離器可得到更細(xì)的煤粉，輸出的煤粉中，大顆粒的含量顯著降低。同時(shí)動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器相比靜態(tài)分離器輸出的煤粉中，大顆粒的含量顯著降低，而且磨煤機(jī)的通風(fēng)量變化對(duì)煤粉的細(xì)度影響很小。

圖1 磨煤機(jī)動(dòng)態(tài)分離器及出粉管路示意圖Fig.1 Schematic diagram of pulverizer dynamicseparator and powder outlet pipe

2 試驗(yàn)方法及結(jié)果

2.1 分離器特性試驗(yàn)

2.1.1 試驗(yàn)方法

調(diào)整磨煤機(jī)出力到最大出力(改造后磨煤機(jī)出力達(dá)到60 t/h)的80%左右，磨煤機(jī)風(fēng)量按照風(fēng)煤比曲線設(shè)置，擬定在3種不同的分離器轉(zhuǎn)速下測(cè)量煤粉細(xì)度、磨煤電耗等制粉系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)。通過(guò)該項(xiàng)試驗(yàn)掌握現(xiàn)有煤種下分離器轉(zhuǎn)速和煤粉細(xì)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并確定最佳細(xì)度下的分離器轉(zhuǎn)速，為燃燒調(diào)整及運(yùn)行提供依據(jù)。該項(xiàng)試驗(yàn)在同一臺(tái)磨煤機(jī)同樣工況上進(jìn)行。

煤粉取樣采用MFQ-I型等速取樣器，通過(guò)磨煤機(jī)出口每根煤粉管道上安裝的取樣點(diǎn)，按等截面法在每點(diǎn)抽取相同的時(shí)間，并調(diào)節(jié)抽氣器負(fù)壓，使得每一取樣點(diǎn)取樣器的內(nèi)外靜壓平衡，從而保證所取的煤粉樣具有較好的代表性。

每根管道所取煤粉均用天平稱量，混合后用孔徑分別為200、90 μm的經(jīng)過(guò)標(biāo)定的分析篩進(jìn)行篩分，得到各粉樣的細(xì)度指標(biāo)R200、R90。

煤粉細(xì)度Rx和煤粉粒徑之間的關(guān)系可用Rosin-Rammler方程[7]來(lái)表示：

Rx=100e-bxn

式中：Rx為顆粒尺寸≥xμm的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(即煤粉細(xì)度)，%；B為煤粉細(xì)度的系數(shù)；N為煤粉均勻性系數(shù)，與煤的種類和磨煤方式有關(guān)，一般n=0.8～1.3，取決于磨煤機(jī)和分離器的結(jié)構(gòu)[7]。

2.1.2 試驗(yàn)結(jié)果

為了掌握制粉系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分離器特性，獲得分離器轉(zhuǎn)速對(duì)煤粉細(xì)度、制粉電耗等參數(shù)的影響，求得其對(duì)應(yīng)關(guān)系，并為燃燒調(diào)整試驗(yàn)相關(guān)部分提供依據(jù)，對(duì)3臺(tái)磨煤機(jī)進(jìn)行了分離器特性試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)將3臺(tái)磨煤機(jī)出力調(diào)整至45～50 t /h左右，制粉系統(tǒng)通風(fēng)量依照現(xiàn)有風(fēng)煤比曲線控制。分離器變頻器開(kāi)度分別控制在70%、80%與95%進(jìn)行測(cè)量。

通過(guò)對(duì)A、B、C磨煤機(jī)的測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

1)分離器特性均較好，隨著分離器轉(zhuǎn)速逐漸升高，煤粉細(xì)度逐漸變細(xì)；在相同轉(zhuǎn)速下，A、B、C磨煤機(jī)煤粉比較接近。

2)同一臺(tái)磨煤機(jī)兩側(cè)分離器在相同的轉(zhuǎn)速下，煤粉細(xì)度偏差都不大。

3)隨著分離器轉(zhuǎn)速逐漸降低，磨煤機(jī)電流基本保持不變，磨煤電耗相對(duì)穩(wěn)定，可見(jiàn)分離器轉(zhuǎn)速的改變不會(huì)對(duì)制粉電耗造成較大影響。

4)由于目前入爐煤種較多，結(jié)合電廠入爐煤分析結(jié)果，目前干燥無(wú)灰基揮發(fā)份在26%～35%范圍內(nèi)，并根據(jù)以往的調(diào)整經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，煤粉細(xì)度應(yīng)控制在8%～20%，但考慮到燃燒器低氮改造后主燃燒區(qū)域運(yùn)行氧量偏低，為提高煤粉燃盡率，建議在保證制粉系統(tǒng)出力的條件下，分離器變頻器控制在80%以上為宜。

表1 A、B、C磨煤機(jī)R90及制粉單耗Table.1 A, B and C pulverizer R90 and unit consumption in milling

2.2 磨煤機(jī)出力特性試驗(yàn)

2.2.1 試驗(yàn)方法

保持磨煤機(jī)料位不變，改變磨煤機(jī)出力，測(cè)量不同出力工況下磨煤機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，以便掌握磨煤機(jī)不同出力下的運(yùn)行特性，并測(cè)定磨煤機(jī)所能達(dá)到的最大出力。該項(xiàng)試驗(yàn)選定在同一臺(tái)磨煤機(jī)上進(jìn)行。

2.2.2 試驗(yàn)結(jié)果

為了掌握磨煤機(jī)在不同出力下的運(yùn)行特性，在A磨煤機(jī)進(jìn)行了49.4、41.8與37.5 t/h出力下的出力特性試驗(yàn)，在B磨煤機(jī)進(jìn)行了47.4、39.4與32.4 t/h出力下的出力特性試驗(yàn)，試驗(yàn)期間分離器變頻器開(kāi)度均為80%。A磨煤機(jī)試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 A磨煤機(jī)試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Test results on pulverizer A

從表2可以看出，隨著A磨煤機(jī)出力逐漸降低，煤粉細(xì)度明顯小幅降低，磨煤?jiǎn)魏呐c制粉單耗不斷增大，因此可見(jiàn)磨煤機(jī)出力的變化對(duì)煤粉細(xì)度與制粉單耗影響均較大。

B磨煤機(jī)試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。從表3可以看出，隨著B(niǎo)磨煤機(jī)出力逐漸降低，煤粉細(xì)度明顯小幅降低，磨煤?jiǎn)魏呐c制粉單耗不斷增大，因此可見(jiàn)磨煤機(jī)出力的變化對(duì)煤粉細(xì)度與制粉單耗影響均較大。

表3 B磨煤機(jī)試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Test results on pulverizer B

綜上可見(jiàn)，磨煤機(jī)出力在50～35 t/h范圍內(nèi)調(diào)整時(shí)，對(duì)煤粉細(xì)度、磨煤?jiǎn)魏呐c制粉電耗影響均較大。為提高制粉系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，建議盡量增加單臺(tái)磨煤機(jī)出力，或減小磨煤機(jī)投運(yùn)數(shù)量。

2.3 磨煤機(jī)料位調(diào)整試驗(yàn)

2.3.1 試驗(yàn)方法

保持磨煤機(jī)出力不變，通過(guò)通風(fēng)量的調(diào)整改變磨煤機(jī)料位，擬定在3個(gè)不同料位下測(cè)量各磨煤機(jī)的主要運(yùn)行參數(shù)，以便掌握磨煤機(jī)料位變化對(duì)煤粉細(xì)度及制粉系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的影響。該項(xiàng)試驗(yàn)選定在同一臺(tái)磨煤機(jī)上進(jìn)行。

2.3.2 試驗(yàn)結(jié)果

為了掌握磨煤機(jī)在相同出力時(shí)不同風(fēng)量條件下的運(yùn)行特性，特進(jìn)行磨煤機(jī)料位調(diào)整試驗(yàn)，B磨煤機(jī)料位調(diào)整試驗(yàn)在50 t/h出力下進(jìn)行，B1/B2側(cè)料位分別分別為424/384 Pa、583/556 Pa。

磨煤機(jī)料位調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果：

1)B磨煤機(jī)出力在50 t/h，B1/B2側(cè)料位分別為561/684 Pa、408/604 Pa，B1/B2側(cè)煤粉細(xì)度R90分別為8.83%/11.95%、9.59%/12.60%，磨煤?jiǎn)魏姆謩e為22.52 kW· h/t與21.39 kW· h/t，制粉電耗分別為30.94 kW· h/t與29.12 kW· h/t；

2)隨著磨煤機(jī)料位的升高，B磨煤機(jī)煤粉均變細(xì)；

3)隨著磨煤機(jī)料位的升高，B磨煤機(jī)電流基本不變。

從提高制粉系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性角度考慮，建議磨煤機(jī)料位控制在500～600 mm。

2.4 磨煤機(jī)出口一次風(fēng)管煤粉分配均勻性試驗(yàn)

2.4.1 試驗(yàn)方法

磨煤機(jī)每臺(tái)分離器出口4根煤粉管道之間的風(fēng)粉分配特性影響爐內(nèi)的熱負(fù)荷分布。利用煤粉等速取樣方法抽取同臺(tái)分離器出口各一次風(fēng)管的煤粉，并進(jìn)行稱重，計(jì)算出熱態(tài)運(yùn)行時(shí)磨煤機(jī)分離器出口各一次風(fēng)管風(fēng)粉分配情況，以掌握每臺(tái)磨煤機(jī)的煤粉管道粉量分配特性。該項(xiàng)試驗(yàn)在同一臺(tái)磨煤機(jī)同樣工況上進(jìn)行取樣。

2.4.2 試驗(yàn)結(jié)果

為掌握同一臺(tái)磨煤機(jī)出口一次風(fēng)管之間的煤粉量偏差，分別在B磨煤機(jī)一次風(fēng)管取樣孔處，在相同時(shí)間內(nèi)逐個(gè)進(jìn)行煤粉等速取樣，將各試驗(yàn)工況所取的煤粉樣稱重后，獲得一次風(fēng)管的粉量分配情況。

煤粉均勻性指數(shù)n是反應(yīng)煤粉粒度分布的重要指標(biāo)，按下式[8]計(jì)算：

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4所示。

表4 一次風(fēng)管粉量分配均勻性試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Distribution uniformity test resultsof primary air pipe powder volume

從試驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)，B磨煤機(jī)兩側(cè)B1動(dòng)態(tài)分離器4個(gè)粉管出口粉量偏差能控制在10%以內(nèi)，同時(shí)B2動(dòng)態(tài)分離器4個(gè)粉管出口粉量偏差能控制在10%以內(nèi)。

為減小各磨煤機(jī)粉量偏差，建議定期對(duì)分離器進(jìn)行檢查，以防止分離器葉片磨損、雜物堵塞、導(dǎo)葉角度開(kāi)度不一致等導(dǎo)致的粉量偏差過(guò)大。

3 結(jié) 論

1)磨煤機(jī)動(dòng)態(tài)分離器改造后，煤粉細(xì)度和均勻性較改造前都有比較明顯的改善，基本達(dá)到了預(yù)期的改造目標(biāo)，對(duì)于降低飛灰含碳量起到了重要的作用。

2)經(jīng)過(guò)制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)，掌握了各主要運(yùn)行參數(shù)調(diào)整對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)與環(huán)保指標(biāo)的影響程度及關(guān)系，獲得了機(jī)組在不同負(fù)荷下鍋爐推薦優(yōu)化運(yùn)行方式，為保證機(jī)組長(zhǎng)期處于更為安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的狀態(tài)提供了指導(dǎo)依據(jù)。

3)制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整結(jié)果：

(1)分離器特性試驗(yàn)后，掌握了分離器轉(zhuǎn)速在100、115與130 r/m條件下的煤粉細(xì)度、制粉電耗等參數(shù)，為合理控制分離器轉(zhuǎn)速、控制合適的煤粉細(xì)度提供指導(dǎo)依據(jù)；

(2)磨煤機(jī)出力特性與料位調(diào)整試驗(yàn)后，掌握了出力變化與料位調(diào)整后對(duì)制粉系統(tǒng)運(yùn)行特性及經(jīng)濟(jì)性的影響關(guān)系，為合理控制制粉系統(tǒng)出力與料位提供指導(dǎo)依據(jù)；

(3)測(cè)量了B磨煤機(jī)出口一次風(fēng)管的粉量分配狀況，為分析爐內(nèi)燃燒狀況與兩側(cè)煙溫偏差等問(wèn)題提供參考依據(jù)。

[1] 蔡潔聰，潘國(guó)清．MBF-23型磨煤機(jī)動(dòng)態(tài)分離器的改造[J]．浙江電力，2012(11)：27-30．

CAI Jiecong, PAN Guoqing. Retrofit for dynamic separator of MBF-23 coal pulverizer[J]. Zhejiang Electric Power, 2012(11): 27-30.

[2] 孫培征，張珍玉．MPS212型中速磨煤機(jī)動(dòng)態(tài)分離器改造分析[J]．發(fā)電與空調(diào)，2012，32(3)：33-35．

SUN Peizheng, ZHANG Zhenyu. Transformation analysis MPS212-type medium-speed coal mill dynamic separator[J]. Power Generation & Air Condition, 2012, 32(3): 33-35.

[3] 齊建華，高振森，呂玉亭．動(dòng)靜態(tài)轉(zhuǎn)子煤粉分離器的試驗(yàn)研究[J]．節(jié)能技術(shù)， 2007，25(4)：330-333．

QI Jianhua, GAO Zhenhua, Lü Yuting. Experimental study on dynamic-stationary vane combined rotor classifier[J]. Energy Conservation Technology, 2007, 25(4): 330-333.

[4] 張志亮．E型磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)調(diào)整試驗(yàn)與分析[J]．江蘇電機(jī)工程，2011，30(5)：79-81．

ZHANG Zhiliang. Adjustment test and analysis of E type coal mill system[J]. Jiangsu Electrical Engineering, 2011, 30(5): 79-81.

[5] 張志俊，肖彬．雙進(jìn)雙出正壓直吹式制粉系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)分離器的選型分析[J]．電力建設(shè)，2009，30(1)：72-75．

ZHANG Zhijun, XIAO Bin. Selection of dynamic and static separator for double-inlet/outlet positive pressure direct blow pulverizing system[J]. Electric Power Construction, 2009, 30(1): 72-75.

[6] 朱光明，楊劍峰，段學(xué)龍．軸向型雙擋板煤粉分離器的應(yīng)用及效益分析[J]．電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2009，21(3)：48-52．

ZHU Guangming, YANG Jianfeng, DUAN Xuelong. Application and benefit analysis of axial double-baffle classifier installed in supercritical generating unit[J]. Electric Power Technologic Economics, 2009, 21(3): 46-52.

[7] 王全鋼，閻維平，陳吟穎．基于單一煤粉細(xì)度篩分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算煤粉平均直徑的方法[J]．鍋爐技術(shù)，2007，38(3):43-45．

WANG Quangang, YAN Weiping, CHEN Yinying. The method of calculating the diameter of coal dust based on the sole coal fineness’s sizing data[J]. Boiler Technology, 2007, 38(3): 43-45.

[8] 范從振．鍋爐原理[M]．北京：水利電力出版社，1995．

FAN Congzhen. Boiler principle[M]. Beijing: Water Resources and Electric Power Press, 1995.

On integral optimized adjustment experiment of double inlet and outlet ball pulverizer dynamic separator modification

DU Limei1, HAO Xiaopeng2

(1. Electric Power Research Institute of State Grid Heilongjiang Electric Power Co. Ltd., Harbin 150030, China;2. Harbin Boshen Technology Development Co. Ltd., Harbin 150000, China)

In order to study the performance of the pulverizer after modifying dynamic separator of double inlet and outlet ball pulverizer, the separator characteristics test, material level adjustment and distribution uniformity test of outlet primary air pipe coal powder are conducted on the pulverizer output in a power plant at the speed of 45, 47, 50, 60 and 65 t/h respectively. The test results show as follows: the separators all have fairly better characteristics; with the separator speed gradually increased, the gradual fineness of coal powder is declining; with the separator speed gradually reduced, at the same time that the pulverizer current remains basically unchanged, electricity consumption of coal pulverizing is relatively stable; when pulverizer output is adjusted within the speed of 50-35t/h, the impact on the coal fineness, unit consumption of coal pulverizing and electricity consumption in milling are rather larger; with material level of pulverizer increased, the coal powder is becoming finer as well as unit consumption of coal pulverizing and unit consumption of milling are obviously increased; and primary air pipe volume is obviously pumped.

pulverizer; separator; coal fineness; pulverizer output; experimental study

2017-08-24。

杜利梅(1985—)，女，碩士，工程師，現(xiàn)從事鍋爐及輔機(jī)性能試驗(yàn)等工作。

TM223.25

A

2095-6843(2017)06-0557-04

(編輯陳銀娥)