动态分离器

更新时间:2023-01-18 14:40

动态分离器主要组成部分:驱动装置、转子、静止叶片、壳体以及其他附件。驱动装置安装在顶部,由变频电机带动齿轮减速机构带动转子转动,变频电机可通过频率变化控制转子转速。市场上使用动态分离器,使电厂对煤粉的细度实现了动态调节,满足了对细度调节的要求。除了本身固有缺陷外,还存在各种问题,经常引起锅炉系统的故障。而且在煤粉分离效果、运行阻力,设备稳定性等存在缺陷,还有很大的改进空间。

简介

随着锅炉燃烧技术和环境保护的需要,对锅炉煤粉燃烧、煤粉细度提出了更高的要求。我国发电企业的磨煤机主要采用固定式离心分离器,这种分离器主要通过调节折向挡板开度,使再粉气流改变流动方向而是气粉流发生旋转运动,在离心力和重力的作用下,使粗细颗粒实现分离。这种结构的分离器分离出来的煤粉细度在磨煤机额定出力下,最多只能达到R90=18%,R200<2%,进一步提高煤粉细度的空间较小。

由于该煤粉细度既不能满足低挥发分无烟煤、贫煤点火既稳燃的要求,也对从燃烧角度降低锅炉NOx排放贡献不大。另外国内由于煤炭资源紧张,很多电厂的煤源得不到及时保证,来煤情况复杂,磨煤机的生产出力严重不足。

在以上技术及市场背景下,为了获得超细度煤粉和尽可能提高磨煤机现有出力的情况下,某电厂2号机组采用了“磨煤机动态旋转分离器装置”。2号机组的改造主要是对A、B、C三台磨对应的粗粉分离器进行了改造,将原有的双轴向粗粉分离器改成动态分离器。在一些旋转式分离器研究模型的基础上,针对2号机组中储制粉系统动态分离器改造进行了相关研究。

原理结构

传统的静态分离器,颗粒通过重力和速度以及切向挡板区域内的绕流而实现。旋转分离器中,对细度起主要影响的除了在挡板式分离器中的重力和速度外,还由于叶片的倾斜,使得气体煤粉流能产生一定的漩涡使得离心场得以加强。将传统挡板分离器的优点应用到旋转分离器的结构设计中,更加有效和充分地利用离心分离和碰撞分离原理来进行粗细分离。

动态分离器主要组成部分:驱动装置、转子、静止叶片、壳体以及其他附件。驱动装置安装在顶部,由变频电机带动齿轮减速机构带动转子转动,变频电机可通过频率变化控制转子转速。

缺点分析

市场上使用动态分离器,使电厂对煤粉的细度实现了动态调节,满足了对细度调节的要求。除了本身固有缺陷外,还存在各种问题,经常引起锅炉系统的故障。而且在煤粉分离效果、运行阻力,设备稳定性等存在缺陷,还有很大的改进空间。结合用户对设备使用情况的反馈,总结出传统动态分离器存在的主要问题如下:

(1)相对静态分离器,粗细粉分离效果差,煤粉细度并没有明显改善;

(2)出粉的均匀性指标并不理想,煤粉中仍然有较多粗颗粒的煤粉;

(3)传统动态分离器结构原理:第2级分离区域是分离器最主要的功能区域,在此区域受到转子离心力被甩出、需要下降的不合格粗粉与上升的风粉混合物处于对冲干扰状态,阻碍了合格煤粉上升,也使部分本可下落的粗粉被冲入转子内部。这样的设计结构造成分离器的循环倍率大增,同时系统阻力大,造成风量浪费;

(4)传动系统密封设计不合理,经常有煤粉溢出;

(5)采用输送带传动,输送带容易打滑,当溢出煤粉在输送带上堆积时,很容易着火;

(6)输送带损坏需要更换时困难,输送带环绕落煤管,需要拆除落煤管才能更换输送带,检修困难,对机组连续运行带来隐患;

(7)分离器煤粉分选的效果差,经常堵塞,甚至由此发生自燃爆炸;

(8)分离器检修不便,检修劳动强度大。

改造效果

制粉系统在大修中,将A、B、C三台磨对应的双轴向粗粉分离器改为动态分离器。

(1)煤粉细度测量

保证磨的出力大于80%的条件下,对制粉系统的煤粉细度以及均匀性进行测量。

通过对比改造前后的煤粉细度与均匀性,可知道动态分离器对煤粉均匀性的改善较为显著,煤粉均匀性由修前的0.8-1.0上升至1.4左右;同时煤粉细度也有一定幅度降低。

(2)动态分离器特性

保证磨煤机出力不变的前提下,以B磨为例,将动态分离器转速进行调节,得出煤粉细度以及均匀性与转速之间的关系。随着动态分离器转速的提高,煤粉细度明显减小,调节的范围较大,在95r/min时,细度可达到9.728;同时均匀性增大,可达到1.5,动态分离器分离效果明显。

(3)磨煤机最大出力试验

分析动态分离器对磨煤机出力的影响,以A磨为例,进行了最大出力试验。

给煤机的指令达到80%时,A磨的最大出力可达46.84t/h,磨煤机电流达到92.4A。而修前试验中,以C磨为例进行的最大出力试验,给煤机的指令也为80%,此时出力为58.68t/h,磨煤机电流为81.4A。动态分离器改造后,磨煤机的出力有一定下降。

为了分析动态分离对制粉系统的电耗影响,故对磨煤电耗以及制粉电耗进行了统计。动态分离器改造之后,制粉系统的电耗小幅升高。大修之前制粉系统的制粉单耗27-32kW·h/t之间,改造之后制粉单耗在30-33kW·h/t之间。相同的单位煤耗之下,制粉单耗增加了3kW·h/t左右。这主要是因为改造之后,制粉系统回粉量增加,磨煤单耗上升。

总结

磨煤机动态分离器改造后,运行人员可以根据煤质的变化实时调整煤粉系统,有利于锅炉的稳定高效燃烧。

(1)动态分离器对煤粉均匀性的改善较为显著,煤粉细度与动态分离器转速存在良好的线性变化。

(2)动态分离器改造后,磨煤机的出力有一定降低。

(3)动态分离器改造之后,制粉系统的电耗小幅增加。

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