中速磨動態旋轉分離器節能應用研究

王艷偉

（神華國華孟津發電有限責任公司，河南 洛陽 471112）

1 概述

孟津電1、2號鍋爐由東方鍋爐（集團）股份有限公司獨立設計，鍋爐為超臨界參數變壓直流爐，單爐膛、一次中間再熱、平衡通風、露天布置、固態排渣、全懸吊結構Π型鍋爐。鍋爐風、煙系統配備兩臺50%容量的動葉可調式軸流送風機，兩臺50%容量的單速雙吸離心式引風機，兩臺三分倉回轉式空氣預熱器。鍋爐主要設計參數如表1所示，設計燃煤如表2所示。

磨煤機的旋轉分離器采用的是動態旋轉分離器，旋轉分離器既可以提高煤粉細度和均勻度，降低飛灰含碳量，提高燃燒效率，又可以在線調整煤粉細度增加對煤種的適應性，提高分離效率，從而降低機組煤耗。旋轉分離器利用離心力將細煤粉從粗煤粒中分離出來，從受力情況分析，粒子直徑越大，則所受的離心力相對于引力來說越大，粒子越易分離出來；分離器轉速越高，粒子受到的離心力越大，直徑較小的粒子也能分離出來。它可以有效地減少細煤粉在磨煤機內部的循環次數，大大提高了研磨效率和磨煤機能力。旋轉分離器確保了煤粉細度可以根據煤質和負荷變化情況進行調節，增加了機組的經濟性。

表1 鍋爐的主要設計參數

2 分離器特性試驗

（1）為了掌握制粉系統動態分離器特性，獲得分離器轉速對煤粉細度、磨煤電耗等參數的影響，求得其對應關系，并為后續燃燒調整試驗相關部分提供依據，選取E磨煤機進行了分離器特性試驗。試驗時將磨煤機出力分別調整至50t/h、40t/h、30t/h左右，制粉系統通風量依照現有風煤比曲線控制。分離器轉速從300r/min逐步變化至800r/min測量煤粉細度的變化，試驗結果見表3～5。

（2）結果表明：1E磨煤機50t/h出力下，分離器轉速分別為700r/min、600r/min、500r/min時，煤 粉 細 度 R90分 別 為 14．0%、16．5%、20．9%， 煤粉均勻性指數分別為 1．1、0．9、0．9，磨煤單耗分別為 8．3kWh/t、8．0kWh/t與 7．6kWh/t， 制 粉 單 耗 分別 為 23．6kWh/t、23．1kWh/t 與 22．8kWh/t；2E 磨煤機40t/h出力下，分離器轉速分別為800r/min、700r/min、650r/min、500r/min、400r/min時， 煤粉細度 R90 分 別 為 11．3%、13．2%、14．1%、18．2%、24．4%，煤粉均勻性指數分別為 1．2、1．1、1．2、0．9、0．8，磨煤單耗分別為 9．7kWh/t、9．6kWh/t、9．5kWh/t、8．7kWh/t與 8．1kWh/t，制粉單耗分別為 25．7kWh/t、25．6kWh/t、25．4kWh/t、24．0kWh/t與 23．7kWh/t；3E磨煤機30t/h出力下，分離器轉速分別為700r/min、650r/min、600r/min、400r/min、300r/min時， 煤 粉細 度 R90 分 別 為 13．2%、14．4%、15．0%、18．1%、20．3%， 煤 粉 均 勻 性 指 數 分 別 為 1．3、1．3、1．4、0．9、0．8，磨煤單耗分別為 10．9kWh/t、11．0kWh/t、11．0kWh/t、9．7kWh/t與 9．3kWh/t，制粉單耗分別為 26．6kWh/t、27．0kWh/t、26．8kWh/t、24．0kWh/t與23．2kWh/t。分離器轉速與煤粉細度R90、磨煤單耗的關系如圖1、圖2所示。

表2 煤質資料

表3 孟津電廠2號鍋爐E磨出力50t/h分離器特性試驗

表4 孟津電廠2號鍋爐E磨出力40t/h分離器特性試驗

圖1 煤粉細度R90隨分離器轉速的變化

在相同磨煤機出力下，隨分離器轉速的提高，煤粉細度逐漸變細。在相同分離器轉速下，隨磨煤機出力的提高煤粉細度變粗，磨煤單耗下降。

圖2 磨煤單耗隨分離器轉速的變化

（3）當前孟津電廠2號鍋爐燃煤揮發分Vdaf在40%左右，根據電力行業標準《大容量煤粉鍋爐爐膛選型導則》（DL/T 831-2002），計算得到經濟煤粉細度R90約為24%。目前各臺磨煤機分離器轉速均控制在800r/min左右，且不隨磨煤機出力進行調整。本次優化調整將綜合煤粉細度對灰渣可燃物和制粉單耗的影響，給出不同磨煤機出力下的分離器轉速控制曲線。分離器轉速隨煤量的關系如圖3所示。

表5 孟津電廠2號鍋爐E磨出力30t/h分離器特性試驗

圖3 分離器轉速隨煤量的變化曲線

3 結語

通過以上幾點可以看出，磨煤機旋轉分離器在轉速改變的情況下，對廠用電、爐渣含碳量、磨煤機震動的改善等等都有較大的影響。鍋爐燃燒是一個動態燃燒的過程，磨煤機分離器轉速的調整要受鍋爐煤質的改變，負荷、風量等變化而做出不同的改變，在保證鍋爐安全穩定經濟燃燒的前提下相應調整到一個最佳合理的轉速。