粉煤灰分選設備性能及其在電廠的應用探究

國電電力大同第二發電廠(大同發電有限責任公司) 山西 大同 037043

1 引言

電廠的生產過程中，粉煤灰是工藝產生的固體顆粒混合物，其成分的類型主要包括微珠、漂珠、炭粉、石英、鐵粉、玻璃體、莫來石。這些不同類型的物質混合在一起，必須采取合理的分離技術，使粉煤灰混合物分離，發揮出資源再利用的價值。隨著電廠環保排放指標的日益嚴格，干排灰的量增加，如何對粉煤灰進行分選成為電廠提高經濟效益的有效途徑。在實際的粉煤灰的處理和利用過程中，通過分選設備將混合狀態的灰分分離成細灰和粗灰是一種應用越來越廣泛的應用技術。

2 粉煤灰分選設備的結構及原理

粉煤灰分選設備整體呈渦型，包括主導葉、次導葉、渦殼孔板、渦殼入口和出口、粗灰出口。設備的工作原理是利用渦旋產生的離心力使煤粉灰中的粗顆粒和細顆粒進行分離。其中主導葉和次導葉設備對粗顆粒具有阻尼作用，顆粒最粗的物質落入到分離器的底部，然后排出。較大型顆粒物通過粗粒子排出口排出。細顆粒物在渦旋氣流的攜帶下經過渦殼通道從分選設備兩側的出口排出，之后進入到旋風分離器中進行細顆粒物集中回收。

3 粉煤灰干灰分選系統流程

采用閉路循環的方式對干灰進行分選。系統從原灰庫中的下灰管取灰，然后通過插板門和給料裝置將其輸送到分選系統的主風管下灰口。當干灰進入到主風管中后，在系統負壓的作用下形成灰氣混合物，然后進入到分級裝置。分級裝置的灰氣混合物在離心作用下實現粗顆粒和細顆粒的分離，形成粗灰、細灰。其中粗灰通過分級裝置下的二次風幕，經過鎖氣卸料閥進入到粗灰庫。二次風吹回的細灰以及直接分離得到的細灰不能進入到渦流負壓環境中，因此被吸入到分級裝置兩側的渦殼，然后隨氣流進入到的旋風分離器中，最后細灰在旋風分離器中經過鎖氣卸料閥進入到細灰庫。還有部分少量的超細顆粒物經過旋風分離器的上部有離心風機排出。由于氣體混合物經過系統的回風管返回到主風管下灰口，因此整個系統形成一個閉路循環系統。僅僅有5%作用的含塵氣體經過調節閥進入到細灰庫，最后經過細灰庫頂部的布袋除塵器進行收集，達標后排入大氣環境。

4 粉煤灰分選系統的性能特點

首先，分選系統采用負壓設計，形成了閉路循環，避免了粉煤灰泄露對環境造成污染，而且分選系統閉路環境受到外界環境因素的干擾少；其次，分選系統中的回風管能夠提升分選效率；其三，分選系統采用布袋除塵器，空間占用率低；其四，系統分級旋風分離器卸料系統采用鎖氣裝置，有效隔離分選系統內環境中正壓負壓之間的氣流串通，保證分選系統的灰能夠順利排出；其五，采用了進口風門調節系統，能夠對分級機的二次風風量進行靈活調節；其六，分級機導流板位置能夠自動調節；其七，分級機渦流孔板能夠自動調換。因具備上述性能特點，使煤粉灰分選系統能夠滿足分離不同細度顆粒物的要求。

5 粉煤灰分選設備在電廠的應用

實際應用中，需要對煤粉灰分選設備的運行影響因素進行分析，繼而采取合理的控制措施。最主要的影響因素包括煤粉灰的粒徑大小、進入分選系統的飛灰濃度、粉煤灰的溫度、分級機風速、分選區密封情況。

煤粉灰的粒徑大小：根據分選原理，當煤粉灰的平均粒徑增加時，經過粗灰分級機分離后再進入到細灰分離器的細灰粒徑也增加。因此，通常情況下，分選系統的煤粉灰粒徑越大，分選出的細灰越粗，而分選系統的煤粉灰粒徑越小，分選出的灰越細。煤粉灰平均粒徑大小和進入鍋爐燃燒的煤粉細度關系密切，當煤粉細度增大時，鍋爐燃燒后產生的煤粉灰粒徑增大，當煤粉細度減小時，鍋爐燃燒后產生的煤粉灰粒徑減小。通常情況下，當煤粉細度在10%時，鍋爐燃燒后產生的煤粉灰細度在30%～50%范圍內，這種粒徑范圍大小的煤粉灰顆粒更容易滿足煤粉灰分選設備的分選參數要求，具有更好的分選效率。

粉煤灰溫度：粉煤灰具有較強的吸濕性，因此當粉煤灰的溫度超過80℃時處于較干燥的條件下，使粉煤灰顆粒物保持良好的分散性，不容易凝結成團，這樣的粉煤灰狀態更有利于進行分選。因此實際分選中，應控制粉煤灰的溫度，分級機入口灰的溫度不能低于55℃，以確保較好的分選效率。

進入分選系統的飛灰濃度：當風速一定時，進入分選系統的飛灰濃度升高，分選灰的粒徑越大。因此當進入到分選系統的飛灰濃度過高時，分選系統的灰量增多，不利于灰氣均勻混合，影響分選效率。實際分選中，合理控制分會濃度，確保系統內灰氣混合均勻。

分級機風速：風速越大，對渦流強度和離心力有力，分選出的會細度偏粗。實際分選中，可通過調節系統的風速，即通過一次風、二次風以及高壓風機的進風開度和進風方向實現對風速的調節。另外，由于高壓風機的給風量與風機電流關系密切，因此可以通過控制風機電流來間接判斷風機風量，從而實現對系統風量和風速的控制。

分選區密封情況：當分選區內密封性不佳，出現漏點時，會破壞系統內各個區間的壓力差，由于分選區內負壓是影響分選效率的重要因素，因此必須確保分選區內具有良好的密封性，尤其是粗灰、細灰鎖氣器位置，應做好漏點檢查。另外，在主風管部位也容易出現漏風情況，也是需要做好漏點檢查的部位。在確保分選設備、鎖氣器密封性良好的情況下，控制煤粉灰顆粒粒徑大小，然后通過調整進風系統、分級機、給料機頻率，同時采用分級機和旋風分離器相結合的方式，實現對粉煤灰分選細度的控制。

6 結語

綜上所述，在節能環保政策形勢下，電廠對粉煤灰的回收利用越來越重視。通過粉煤灰分選設備實現對粉煤灰粗灰細灰的分離，是實現粉煤灰不同組分利用的有效途徑。通過合理調整分選設備的運行參數，優化工藝條件，更好地實現分選效果，為電廠創造更多的經濟效益奠定基礎條件。