中速磨动态旋转分离器节能应用研究

1 概述

孟津电1、2号锅炉由东方锅炉（集团）股份有限公司独立设计，锅炉为超临界参数变压直流炉，单炉膛、一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全悬吊结构Π型锅炉。锅炉风、烟系统配备两台50%容量的动叶可调式轴流送风机，两台50%容量的单速双吸离心式引风机，两台三分仓回转式空气预热器。锅炉主要设计参数如表1所示，设计燃煤如表2所示。

磨煤机的旋转分离器采用的是动态旋转分离器，旋转分离器既可以提高煤粉细度和均匀度，降低飞灰含碳量，提高燃烧效率，又可以在线调整煤粉细度增加对煤种的适应性，提高分离效率，从而降低机组煤耗。旋转分离器利用离心力将细煤粉从粗煤粒中分离出来，从受力情况分析，粒子直径越大，则所受的离心力相对于引力来说越大，粒子越易分离出来；分离器转速越高，粒子受到的离心力越大，直径较小的粒子也能分离出来。它可以有效地减少细煤粉在磨煤机内部的循环次数，大大提高了研磨效率和磨煤机能力。旋转分离器确保了煤粉细度可以根据煤质和负荷变化情况进行调节，增加了机组的经济性。

表1 锅炉的主要设计参数

2 分离器特性试验

（1）为了掌握制粉系统动态分离器特性，获得分离器转速对煤粉细度、磨煤电耗等参数的影响，求得其对应关系，并为后续燃烧调整试验相关部分提供依据，选取E磨煤机进行了分离器特性试验。试验时将磨煤机出力分别调整至50t/h、40t/h、30t/h左右，制粉系统通风量依照现有风煤比曲线控制。分离器转速从300r/min逐步变化至800r/min测量煤粉细度的变化，试验结果见表3～5。

（2）结果表明：1E磨煤机50t/h出力下，分离器转速分别为700r/min、600r/min、500r/min时，煤 粉 细 度 R90分 别 为 14．0%、16．5%、20．9%， 煤粉均匀性指数分别为 1．1、0．9、0．9，磨煤单耗分别为 8．3kWh/t、8．0kWh/t与 7．6kWh/t， 制 粉 单 耗 分别 为 23．6kWh/t、23．1kWh/t 与 22．8kWh/t；2E 磨煤机40t/h出力下，分离器转速分别为800r/min、700r/min、650r/min、500r/min、400r/min时， 煤粉细度 R90 分 别 为 11．3%、13．2%、14．1%、18．2%、24．4%，煤粉均匀性指数分别为 1．2、1．1、1．2、0．9、0．8，磨煤单耗分别为 9．7kWh/t、9．6kWh/t、9．5kWh/t、8．7kWh/t与 8．1kWh/t，制粉单耗分别为 25．7kWh/t、25．6kWh/t、25．4kWh/t、24．0kWh/t与 23．7kWh/t；3E磨煤机30t/h出力下，分离器转速分别为700r/min、650r/min、600r/min、400r/min、300r/min时， 煤 粉细 度 R90 分 别 为 13．2%、14．4%、15．0%、18．1%、20．3%， 煤 粉 均 匀 性 指 数 分 别 为 1．3、1．3、1．4、0．9、0．8，磨煤单耗分别为 10．9kWh/t、11．0kWh/t、11．0kWh/t、9．7kWh/t与 9．3kWh/t，制粉单耗分别为 26．6kWh/t、27．0kWh/t、26．8kWh/t、24．0kWh/t与23．2kWh/t。分离器转速与煤粉细度R90、磨煤单耗的关系如图1、图2所示。

表2 煤质资料

表3 孟津电厂2号锅炉E磨出力50t/h分离器特性试验

表4 孟津电厂2号锅炉E磨出力40t/h分离器特性试验

图1 煤粉细度R90随分离器转速的变化

在相同磨煤机出力下，随分离器转速的提高，煤粉细度逐渐变细。在相同分离器转速下，随磨煤机出力的提高煤粉细度变粗，磨煤单耗下降。

图2 磨煤单耗随分离器转速的变化

（3）当前孟津电厂2号锅炉燃煤挥发分Vdaf在40%左右，根据电力行业标准《大容量煤粉锅炉炉膛选型导则》（DL/T 831-2002），计算得到经济煤粉细度R90约为24%。目前各台磨煤机分离器转速均控制在800r/min左右，且不随磨煤机出力进行调整。本次优化调整将综合煤粉细度对灰渣可燃物和制粉单耗的影响，给出不同磨煤机出力下的分离器转速控制曲线。分离器转速随煤量的关系如图3所示。

表5 孟津电厂2号锅炉E磨出力30t/h分离器特性试验

图3 分离器转速随煤量的变化曲线

3 结语

通过以上几点可以看出，磨煤机旋转分离器在转速改变的情况下，对厂用电、炉渣含碳量、磨煤机震动的改善等等都有较大的影响。锅炉燃烧是一个动态燃烧的过程，磨煤机分离器转速的调整要受锅炉煤质的改变，负荷、风量等变化而做出不同的改变，在保证锅炉安全稳定经济燃烧的前提下相应调整到一个最佳合理的转速。