旋转式分离器改造及应用

摘要：因煤炭市场变化影响，为节约发电成本，需要燃用偏离设计煤值较远的劣质无烟煤，原轴向式分离器已不能满足煤粉细度要求，为此进行旋转动态分离器的技术改造。试验及运行结果表明，改造效果良好，达到了预期目的。

关键词：劣质无烟煤；旋转式分离器；动态分离；电机转速；煤粉细度；磨煤机 文献标识码：A

中图分类号：TK223 文章编号：1009-2374（2015）30-0032-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.30.016

某电厂2×310MW机组配置W火焰锅炉，设计煤种为贫瘦煤，采用正压直吹式制粉系统，配备4台BBD3854双进双出钢球磨煤机。受电力改革及煤炭市场化影响，投产至今入炉煤种均偏离设计值，煤种复杂，煤质较差且变化幅度大，造成超负荷运行时制粉系统经常满出力运行，煤粉细度偏粗R90=15%～20%甚至更高，燃烬困难，导致飞灰可燃物偏高、影响机组的经济、稳定运行。

在供煤紧张的形势，锅炉需要部分燃用当地煤矿的无烟煤。该矿区无烟煤Vdaf=4.0%～5.11%，Aar=26.51%～33.5%，Qnet，ar=19040kJ/kg，哈氏可磨度68，着火、燃烬性能大大低于设计煤质，为极难着火和燃烬的无烟煤。全部或掺烧该煤种，锅炉的经济性和运行稳定性必将受到严重的威胁。进行制粉系统改造，提高煤粉细度可以提高锅炉燃烧稳定性和经济性。

1 运行现状及改造思路

无烟煤的经济煤粉细度的推荐公式为R90=0.5nVdaf，若锅炉在掺烧50%该矿无烟煤（Vdaf=4.0%～5.11%），入炉混煤的平均干燥无灰基挥发份为Vdaf=10%，在此情况下，要实现稳定、经济燃烧，煤粉细度必须控制在5.5%～6%以内（按《大型煤粉燃烧锅炉炉膛选型导则》规定，旋转分离器n=1.2，离心式分离器n=1.1），而要达到该煤粉细度需要对磨煤机分离器进行大的改造。

每炉配4台BBD3854型双进双出钢球磨煤机，根据近几年的运行情况和试验结果，在燃用目前的煤质下，磨煤机容量偏小，出力不能满足要求。为此进行了该切向挡板为轴向挡板，增加分离器容积和改回粉管的技术改造，并进行了相关的制粉系统优化运行调整，试验表明：改后煤粉细度只能达到R90=10%水平。如果煤粉细度要进一步提高，达到R90=5%，必须采取进一步的改造措施。旋转分离器是通过转子带动气流旋转利用离心分离作用和撞击分离作用的煤粉分离设备。从磨煤机出来的风粉混合物经过转子，在转子的带动下做旋转运动，较粗的煤粉在离心力和叶片撞击作用下被分离出来，其余合格的煤粉随气流带出。静态挡板式分离器风粉速度较低，产生的离心加速度小，而旋转式分离器依靠转子转动，带动风粉混合物气流旋转，产生的离心加速度较大，具有较强的离心分离能力，所以相同尺寸的旋转分离器效率较轴向式粗粉分离器效率高。

采用轴向式分离器，如要满足R90=5%，需要的分离器尺寸较旋转分离器大很多，显然现场条件受到限制，且旋转式分离器可以控制转速，具有大范围调节煤粉细度功能，煤粉细度可以根据煤质的变化而进行调整，分离效率高、煤粉均匀性好。因此，采用动态分离技术对原轴向式粗粉分离器进行了改造具有明显的优势。利用机组大修，对锅炉分离器实施了改造。分离器改造投运后至今，分离器运转平稳，控制调整可靠，改造达到了预期效果，也为旋转分离器在该公司的推广应用积累了宝贵的经验。

2 旋转式分离器技术特点及参数

旋转分离器由分离器筒体、叶轮转子、转子轴承座、回粉管、进出口管、传动电机及其控制设备组合而成。具体结构如图1：

旋转式分离器的主要部件为带多个叶片的转子，电机通过一个减速器带动转子转动，采用变频电机，可以长期在低频下工作。转速采用变频器调节，可以在0～50Hz范围内无级调节，转子转速可在0～147rpm无级调节，分离器口煤粉细度可以在3%～15%范围内调节。分离器转子转速控制可以采用DCS或操作盘操作。除变频器具有过压过流欠压等多项保护功能外，在电气回路中还对轴承温度进行监测、报警和保护。旋转分离器相关参数如下：

3 分离器调试试验结果

试验是在磨入口容量风压为8.0kPa，6只燃烧器全部投入时进行，进行了三个工况测试，结果如表2所示，分离器电机转速与煤粉细度R90、磨煤机最大出力的关系如图2和图3所示。

4 结语

（1）分离器电机转速在400～800r/min时，煤粉细度R90调节范围为1.88%～13.96%。在磨煤机正常运行方式下，分离器电机转速为550r/min左右时，煤粉细度R90即可达到10%的要求；分离器电机转速为700r/min左右时，煤粉细度R90即可达到5%的要求。煤粉细度调整特性好，并达到了设计要求；（2）煤粉均匀性指数在1.25～1.32，比轴向式粗粉分离器煤粉均匀性指数0.9～1.1有很大提高；（3）分离器转子最高转速仅147r/min，正常运行时更低（小于100r/min），有利于分离器叶片磨损的减缓；（4）旋转分离器设备通过长时间运行，转动部分运转平稳，无漏粉、漏油等缺陷，设备日常维护、检修工作量小。

作者简介：刘勇军（1974-），男，大唐华银株洲发电有限公司锅炉专工，高级技师，研究方向：电站锅炉技术管理及检修。

（责任编辑：周 琼）