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动态分离器在大型火电厂制粉系统中的应用及效

动态分离器在大型火电厂制粉系统中的应用及效

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  动态分离器在大型 火电厂制粉系统中 的应用及效能分析 中电国际安徽淮南平圩发电有限 责任公司 安徽 淮南 摘要和关键词 摘要: 摘要:本文较为详细的介绍了当前 先进动态分离器在大型火电厂制 粉系统中的应用, 粉系统中的应用,通过性能试验 确定了该类型设备在大型火电厂 中极具有推广价值。 中极具有推广价值。 关键词: 关键词:动态分离器 火电厂 制粉系统 性能 推广 前言 因煤炭市场变化, 因煤炭市场变化,现行煤种热值大幅低于设计 煤种,燃煤量大幅上升, 煤种,燃煤量大幅上升,磨煤机出力成为影响 机组出力的瓶颈。另外,由于煤种多样化, 机组出力的瓶颈。另外,由于煤种多样化,煤 粉细度难以实时控制与调整,飞灰可燃物偏高。 粉细度难以实时控制与调整,飞灰可燃物偏高。 以往我国大部分电厂锅炉制粉系统中, 以往我国大部分电厂锅炉制粉系统中,磨煤机 采用的是挡板式粗粉分离器,属于静态分离器, 采用的是挡板式粗粉分离器,属于静态分离器, 依靠调节挡板角度来调节煤粉细度。 依靠调节挡板角度来调节煤粉细度。但调静态 分离器煤粉细度节范围较小, 分离器煤粉细度节范围较小,煤粉细度均匀性 较差。 较差。 另外,挡板调节式分离器在调节方面比较困难, 另外,挡板调节式分离器在调节方面比较困难, 除非煤质发生大的变化,一般不调整挡板开度; 除非煤质发生大的变化,一般不调整挡板开度; 因此很难适应我国目前煤质频繁变化来满足锅 炉运行过程中 稳定性及经济性要求。基于上述原因, 稳定性及经济性要求。基于上述原因,安徽淮 南平圩发电有限责任公司委托北京新源宝通电 力设备有限公司对2号机组F磨煤机进行了改造, 力设备有限公司对2号机组F磨煤机进行了改造, 将F磨煤机原有静态分离器改成了动态旋转分离 现场设备改造工作在2011年10月至 月至2011年 器。现场设备改造工作在2011年10月至2011年 11月期间完成。 11月期间完成 月期间完成。 概述 安徽淮南平圩发电有限责任公司一期两台 600MW锅炉为哈尔滨锅炉厂 -2008/186600MW锅炉为哈尔滨锅炉厂HG-2008/186-M型 锅炉为哈尔滨锅炉厂HG 亚临界压力、一次中间再热、单炉膛、单汽鼓、 亚临界压力、一次中间再热、单炉膛、单汽鼓、 强制循环悬吊式汽包炉。设计煤是潘集煤, 强制循环悬吊式汽包炉。设计煤是潘集煤,制 粉系统采用6 RP1003中速碗式磨正压直吹系 粉系统采用6台RP1003中速碗式磨正压直吹系 24只浓淡型直流摆角式燃烧器 只浓淡型直流摆角式燃烧器, 统,24只浓淡型直流摆角式燃烧器,采用四角 六层布置,每层布置4 切圆燃烧。#1、2#锅炉 六层布置,每层布置4只,切圆燃烧。#1、2#锅炉 所使用的RP1003磨煤机是上海重型机器厂八十 所使用的RP1003磨煤机是上海重型机器厂八十 年代的产品。 年代的产品。 该型号的磨煤机采用的是静态煤粉分离器,且 该型号的磨煤机采用的是静态煤粉分离器, 风环也是固定的, 风环也是固定的,因此造成磨煤机煤粉细度调 节范分离器出口处煤粉浓度、 节范分离器出口处煤粉浓度、风速偏差较大 偏差约在20%~30%围较窄),不利于锅炉 围较窄), (偏差约在20%~30%围较窄),不利于锅炉 的燃烧,对机组的节能减排造成不利影响。 的燃烧,对机组的节能减排造成不利影响。通 过将平圩电厂磨煤机的静止风环改造成旋转喷 嘴环、将静态分离器改造为动态分离器, 嘴环、将静态分离器改造为动态分离器,可以 有效提高煤粉的细度及均匀性, 有效提高煤粉的细度及均匀性,使得机组达到 最佳的使用要求, 最佳的使用要求,从而满足目前国家对于火力 发电机组节能减排的使用要求。 发电机组节能减排的使用要求。 动态分离器工作原理 动态分离器装置主要包括以下几 个部分:轴承座、变频电机、 个部分:轴承座、变频电机、分 离器顶盖、传送带、煤粉排出体、 离器顶盖、传送带、煤粉排出体、 变频器、转子装置、 变频器、转子装置、落煤管 动态分离器结构图 轴承座、 轴承座、变频电 分离器顶盖、 机、分离器顶盖、 传送带、 传送带、煤粉排 出体、转子装置、 出体、转子装置、 落煤管 动态分离器使用一对脂润滑角接触球 轴承, 轴承,轴承放置在结构件制成的轴承 座中, 座中,上、下轴承各有一个热电阻用 于监测轴承温度。为了保护轴承, 于监测轴承温度。为了保护轴承,上、 下各有一个油封。 下各有一个油封。迷宫气封的设计也 是为了防止粉尘进入驱动装置。 是为了防止粉尘进入驱动装置。上、 下轴承各有一个热电阻用于监测轴承 温度。 温度。, 变频电机和减速器通过法兰连在一起, 变频电机和减速器通过法兰连在一起, 变频电机通过变频器改变频率从而改 变转速。减速机输出轴上安装主动轮, 变转速。减速机输出轴上安装主动轮, 通过皮带带动与转子装置连接在一起 的从动轮,从而使转子转动。 的从动轮,从而使转子转动。转子的 旋转方向为从磨煤机上方往下看为顺 时针方向。 时针方向。 带动态分离器RP磨煤机的工作原理: 带动态分离器RP磨煤机的工作原理: RP磨煤机的工作原理 磨煤机的主要功能是将 直径小于等于38mm的 直径小于等于38mm的 原煤研磨成0.075mm 原煤研磨成0.075mm 左右的煤粉, 左右的煤粉,供锅炉燃 热一次风( 烧。热一次风(用来干 燥和输送磨煤机内的煤 粉)从磨碗下部的侧机 体进风口进入, 体进风口进入,并围绕 磨碗毂向上穿过磨碗边 缘的叶轮装置, 缘的叶轮装置, 旋转的叶轮装置使气流均匀分布在磨碗边 缘并提高了气流的速度,与此同时, 缘并提高了气流的速度,与此同时,煤粉 和气流就混合在一起了, 和气流就混合在一起了,气流携带着煤粉 冲击固定在分离器体上的固定折向板。 冲击固定在分离器体上的固定折向板。颗 粒小且干燥的煤粉仍逗留在气流中并被携 带沿着折向板上升至分离器, 带沿着折向板上升至分离器,大颗粒煤粉 则回落至磨碗被进一步碾磨, 则回落至磨碗被进一步碾磨,分离器体下 部的固定折向板使煤粉在碾磨区域进行了 初级分离。 初级分离。 煤粉和气流上升, 煤粉和气流上升,通过分离器体进入旋转的叶 片式转子,在转子外沿处,受转子转动的影响, 片式转子,在转子外沿处,受转子转动的影响, 气流和煤粉流一起旋转, 气流和煤粉流一起旋转,旋转产生的离心力会 使较大颗粒返回磨碗进一步碾磨, 使较大颗粒返回磨碗进一步碾磨,而细度合格 的煤粉则可以很顺利地通过转子排出磨煤机。 的煤粉则可以很顺利地通过转子排出磨煤机。 通过变频器和变频电机可以改变转子的转速, 通过变频器和变频电机可以改变转子的转速, 不同的转速可以对煤粉颗粒产生不同的离心力, 不同的转速可以对煤粉颗粒产生不同的离心力, 可以对返回碾磨的煤粉颗粒的大小进行选择; 可以对返回碾磨的煤粉颗粒的大小进行选择; 从而可以通过改变转子的转速来调整煤粉的细 度。 带动态分离器的磨煤机由于内循环负荷比 静态分离器小,所以能够提高磨煤机出力, 静态分离器小,所以能够提高磨煤机出力, 避免了细小颗粒(粒度小于200目的 目的) 避免了细小颗粒(粒度小于200目的)不 必要的重新碾磨次数, 必要的重新碾磨次数,这样合格的煤粉就 可以较快的排出磨煤机。 可以较快的排出磨煤机。在相同的煤质和 细度要求下可以提高磨煤机出力; 细度要求下可以提高磨煤机出力;或者相 同的煤质和出力要求下可以提高煤粉细度。 同的煤质和出力要求下可以提高煤粉细度。 应用效果 2011年去 月#2机组顺利并网发 2011年去12月#2机组顺利并网发 年去12 电,为确定动态分离器实际运行 情况和改造效果, 情况和改造效果,安徽平圩发电 厂委托西安热工研究院于2012年 厂委托西安热工研究院于2012年 3月进行了改造后的性能试验。通 月进行了改造后的性能试验。 过试验得出: 过试验得出: 图1、旋转分离器转速与频率对 应关系 变化规律如图2~ 变化规律如图2~图4所示 2~图 磨煤机额定出力50t/h, 磨煤机额定出力50t/h,随着动态分离器转 速的提高,煤粉变细,单耗增加, 速的提高,煤粉变细,单耗增加,煤粉均 匀性略微增加。 匀性略微增加。 图2 额定出力下分 离器转速与煤粉细度对应关系。 离器转速与煤粉细度对应关系。 图3 额定出力下分离器转速与磨煤 单耗对应关系 图4 额定出力下分离器转速与煤 粉均匀性对应关系 图5 额定出力下分离器转速与磨 碗差压对应关系 另外,随着旋转分离器转速的增加,磨煤 另外,随着旋转分离器转速的增加, 机差压也迅速增加,变化趋势如图5所示。 机差压也迅速增加,变化趋势如图5所示。 结论: 结论: 通过对不同煤量、 通过对不同煤量、不同分离器转速下磨煤机性能 进行测试,得出如下结论: 进行测试,得出如下结论: 1、改造后的磨煤机旋转分离器对煤粉细度、磨煤 改造后的磨煤机旋转分离器对煤粉细度、 单耗有明显的调节效果; 单耗有明显的调节效果; 2、磨煤机额定出力50t/h,旋转分离器转动频率在 磨煤机额定出力50t/h 50t/h, 10Hz、20Hz、30Hz和40Hz工况下对应的煤粉 10Hz、20Hz、30Hz和40Hz工况下对应的煤粉 细度R90分别为 49.3%、27.1%、17.4%和 分别为: 细度R90分别为:49.3%、27.1%、17.4%和 9.0%,磨煤单耗分别为5.39kWh/t.煤 9.0%,磨煤单耗分别为5.39kWh/t.煤、 6.33kWh/t.煤 7.07kWh/t.煤和 6.33kWh/t.煤、7.07kWh/t.煤和8.55kWh/t.煤粉 煤和8.55kWh/t.煤粉 均匀性指数分别为1.08、1.10、1.13和1.15。 均匀性指数分别为1.08、1.10、1.13和1.15。随 着分离器转速加大,煤粉明显变细、单耗上升, 着分离器转速加大,煤粉明显变细、单耗上升, 均匀性指数略微增加。 均匀性指数略微增加。 3、煤质对煤粉细度和磨煤单耗有较大影响。 煤质对煤粉细度和磨煤单耗有较大影响。 额定出力50t/h, 额定出力50t/h,旋转分离器转动频率 25Hz工况下 实测煤粉细度R90为21.0%, 25Hz工况下,实测煤粉细度R90为21.0%, 工况下, 磨煤单耗为7.20kWh/t.煤 比同出力30Hz 磨煤单耗为7.20kWh/t.煤,比同出力30Hz 频率下的单耗还高一些。 频率下的单耗还高一些。 4、分离器转动频率25Hz,磨煤机出力 分离器转动频率25Hz, 57.3t/h,电流在112.0A左右波动 57.3t/h,电流在112.0A左右波动,磨煤 左右波动, 机电流接近额定电流116A。煤粉细度R90 机电流接近额定电流116A。煤粉细度R90 22.4%,磨煤单耗为7.43kWh/t.煤 为22.4%,磨煤单耗为7.43kWh/t.煤,煤 粉均匀性指数1.20。 粉均匀性指数1.20。 5、分离器转动频率20Hz,磨煤机出力40.3t/h, 分离器转动频率20Hz,磨煤机出力40.3t/h, 煤粉细度R90为28.4%,磨煤单耗6.64kWh/t.煤 煤粉细度R90为28.4%,磨煤单耗6.64kWh/t.煤, 煤粉均匀性指数1.18。 煤粉均匀性指数1.18。 6、根据电厂燃煤情况,煤质挥发分Vad约30%, 根据电厂燃煤情况,煤质挥发分Vad约30%, 煤粉细度宜控制在22%~25%,据此推荐50t/h煤 煤粉细度宜控制在22%~25%,据此推荐50t/h煤 量下分离器转动频率为23Hz~25Hz,40t/h煤量 量下分离器转动频率为23Hz~25Hz,40t/h煤量 下分离器转动频率为21Hz~23Hz。 下分离器转动频率为21Hz~23Hz。因分离器转 动频率对磨碗差压、 动频率对磨碗差压、磨煤机电流和煤粉细度等 参数有很大影响,其调节幅度不宜过大。 参数有很大影响,其调节幅度不宜过大。 结束语: 结束语: 中电国际安徽平圩发电有限责任 公司长期以来始终坚持“ 公司长期以来始终坚持“节能降 增收节支”工作, 耗、增收节支”工作,下大力气 对运行设备进行改造升级, 对运行设备进行改造升级,企业 经济效益凸显, 经济效益凸显,增强了企业市场 竞争力,树立了企业良好形象。 竞争力,树立了企业良好形象。 谢谢各位专家、领导! 谢谢各位专家、领导! 2012---5--13 2012---5--13

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