大唐蒲城（第二）發(fā)電有限責(zé)任公司 李 勇

1 背景

蒲電2×660MW機(jī)組鍋爐配備10臺MGS 4060B型雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，磨筒體實(shí)際內(nèi)部尺寸長度為5540mm，設(shè)計出力為48噸，主要摻配蒲白礦、澄合礦汽車煤，以上燃煤熱值較低，揮發(fā)分低，可研磨性差，發(fā)電機(jī)組為帶負(fù)荷，單臺球磨機(jī)超出力30%運(yùn)行，造成煤粉細(xì)度和煤粉均勻性指數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)。通過對有關(guān)電廠磨煤機(jī)分離器由徑向分離器改造為二次攜帶軸向型雙擋板煤粉分離器的調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)[1]，改造后在磨煤機(jī)入口風(fēng)壓相同的條件下，制粉系統(tǒng)的阻力降低，磨煤機(jī)出力增大，且煤粉細(xì)度及煤粉均勻性均較改造前有較大改善[2]。

1.1 磨煤機(jī)存在問題引發(fā)的情形

運(yùn)行中的爐渣有明顯的大碳粒；由于分離器頻繁堵塞，導(dǎo)致磨機(jī)的出力降低，出現(xiàn)負(fù)荷不能滿足的情況；因?yàn)樾枰ㄆ谌斯で謇矸蛛x器內(nèi)的雜物，增加了維護(hù)人員的工作量；限于機(jī)組運(yùn)行（負(fù)荷）方式要求和維護(hù)工作強(qiáng)度而不能按照要求對磨煤機(jī)分離器做到應(yīng)清必清，增加了原煤的消耗；鑒于磨煤機(jī)不能滿出力，必須提前啟動磨、推遲停磨，有時負(fù)荷曲線長期550MW也需保持全部磨運(yùn)行，造成廠用電和磨煤機(jī)耗能的上升；鍋爐飛灰含碳量增大，降低了機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

1.2 檢查分離器存在的問題

分離器原設(shè)計為徑向型，雜物清理中，原煤中混有的秸稈、布條、膠皮、鐵絲、編織袋等雜物在通過緊密排列的分離器折向擋板時纏夾在擋板葉片上，使分離器擋板頻繁堵塞，導(dǎo)致分離器分離效果變差甚至喪失分離能力，造成煤粉細(xì)度變粗，均勻性變差；單臺分離器設(shè)計形式為徑向型，擋板數(shù)量為30個，每個擋板為單獨(dú)調(diào)整，由于負(fù)荷要求，運(yùn)行方式和人員頻繁調(diào)整，工作強(qiáng)度大，因擋板實(shí)際開度不一致，造成煤粉細(xì)均勻性差。

為保證機(jī)組的負(fù)荷，不能做到磨煤機(jī)分離器的應(yīng)清必清，造成分離器性能下降，煤粉細(xì)度超標(biāo)，增加了原煤的消耗；分離器的鎖氣器門板（橡膠）老化脫落，沒有經(jīng)過分離器篩選的煤粉直接落入分離器出口一次風(fēng)管道中，加大了煤粉中的粗顆粒比例，使鍋爐燃燒效率降低，飛灰內(nèi)有明顯的大顆粒；鎖氣器密封性差，氣流瞬間通過門板下部進(jìn)入內(nèi)椎體內(nèi)形成紊亂氣流，造成可燃煤粉均勻性發(fā)生改變，分離效果變差；分離器原回粉管道為正四邊形管道，不利于流動性，粗粉回粉不暢。

2 解決方法及應(yīng)用效果

針對原來的徑向型粗粉分離器煤粉均勻性較差的問題，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要，重新設(shè)計軸向型雙折向擋板煤粉分離器。在沿軸向Ⅱ型粗粉分離器入口管道上新增二次攜帶導(dǎo)流器，合理疏導(dǎo)氣流的行程，延長分離距離，同時利用二次攜帶盡量減少回粉管中的合格煤粉，提高出力，強(qiáng)化了分離效果，提高了煤粉均勻性。

2.1 分離器改造前試驗(yàn)

在分離器改造前對磨煤機(jī)原有的徑向分離器進(jìn)行了性能試驗(yàn)，由于此次分離器改造僅是分離器改造的試點(diǎn)，電廠方面選取6號爐E2分離器進(jìn)行改造，因此在E2分離器進(jìn)行相關(guān)測試，試驗(yàn)期間磨煤機(jī)出力為60t/h（工況1）。

一次風(fēng)速調(diào)平試驗(yàn)。在改造前，進(jìn)行了E2分離器出口粉管的一次風(fēng)調(diào)平試驗(yàn)。在磨煤機(jī)出口的一次風(fēng)管上進(jìn)行了實(shí)際通風(fēng)量測試，E2分離器出口一次風(fēng)風(fēng)速最大偏差為6.71%，風(fēng)速偏差情況一般；煤粉細(xì)度及煤粉均勻性指數(shù)試驗(yàn)。改造前對E2分離器煤粉細(xì)度進(jìn)行了取樣、測試，試驗(yàn)采用等速取樣法，分別測量煤粉細(xì)度R90和R200，并計算煤粉均勻性指數(shù)。從試驗(yàn)結(jié)果來看，E2分離器煤粉細(xì)度R90為14.49%，細(xì)度情況較好，煤粉均勻性指數(shù)n為0.74，煤粉均勻性指數(shù)較差，試驗(yàn)工況時E2分離器檔板開度為55%。

煤粉分配特性試驗(yàn)。改造前進(jìn)行了E2分離器的煤粉分配特性試驗(yàn)，利用取樣裝置對分離器出口的三根煤粉管進(jìn)行等速取樣，記錄取樣時間并稱重等速取樣得到的煤粉重量，進(jìn)而得到分離器出口各一次風(fēng)管煤粉分配狀況，從試驗(yàn)結(jié)果來看，E2分離器煤粉分配偏差為18.8%，煤粉分配特性較差；分離器阻力試驗(yàn)。在改造前進(jìn)行了分離器阻力的測試，分別測量分離器進(jìn)口靜壓和分離器出口靜壓，計算試驗(yàn)工況下分離器阻力，從試驗(yàn)結(jié)果來看，分離器阻力位1145Pa，分離器阻力情況較為正常。

2.2 分離器改造后試驗(yàn)

在6號爐E2分離器改造后，進(jìn)行了改造后的分離器性能測試，試驗(yàn)期間磨煤機(jī)出力保持在60t/h。首先在分離器檔板為45°工況（工況2）下進(jìn)行了試驗(yàn)，由于煤粉細(xì)度太細(xì)，因此在將分離器檔板調(diào)整至75°后（工況3）又進(jìn)行了試驗(yàn)，兩次試驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1 改造前E2分離器改造前后對比數(shù)據(jù)表

一次風(fēng)速調(diào)平試驗(yàn)。在改造后的分離器試驗(yàn)中，在工況2和工況3中分別進(jìn)行了一次風(fēng)速的測量和縮孔的調(diào)整，工況2中的一次風(fēng)速偏差為-5.43%，工況3中一次風(fēng)速偏差為-4.85%，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求。

煤粉細(xì)度及煤粉均勻性指數(shù)試驗(yàn)。在改造后的分離器試驗(yàn)中，工況2中分離器上、下層檔板開度均為45°（上、下層檔板開度最好同步），試驗(yàn)中測試煤粉細(xì)度R90為3.06%，由于煤粉過細(xì)，因此對分離器檔板進(jìn)行了調(diào)整。工況3中分離器上、下層檔板開度均為75°，試驗(yàn)中測試煤粉細(xì)度R90為7.73%。由于分離器檔板已經(jīng)調(diào)整至75°，煤粉細(xì)度進(jìn)一步調(diào)整的余地不大，考慮到為較細(xì)的煤粉有利于鍋爐的燃燒和降低飛灰、爐渣的含碳量，因此未對檔板進(jìn)一步調(diào)整。從試驗(yàn)結(jié)果來看，工況2和工況3的各個一次風(fēng)管煤粉細(xì)度偏差不大，煤粉細(xì)度試驗(yàn)的重復(fù)性較好。煤粉細(xì)度的均勻性指數(shù)一般在0.6～0.75之間波動，煤粉均勻性指數(shù)較差；改造后的分離器試驗(yàn)中，分別在工況2和工況3中進(jìn)行了分離器的煤粉分配試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果來看，工況2中的煤粉分配最大偏差位于3號管，最大偏差為14.802%。工況3中煤粉分配最大偏差也位于3號管，最大偏差為13.765%。分離器煤粉分配特性試驗(yàn)的重復(fù)性較好，但分離器的煤粉分配特性較差，其最大偏差超過了設(shè)計值。

分離器阻力試驗(yàn)。分別測量分離器進(jìn)口靜壓和分離器出口靜壓，計算試驗(yàn)工況下分離器阻力，從試驗(yàn)結(jié)果來看，工況2時分離器阻力位571Pa，在工況3時由于分離器擋板開度進(jìn)一步開大，分離器阻力進(jìn)一步降低，試驗(yàn)測試分離器分離器為493Pa，分離器阻力情況較好。

3 技術(shù)創(chuàng)新特點(diǎn)

軸向調(diào)節(jié)型擋板可寬范圍進(jìn)行煤粉細(xì)度的調(diào)整，在不增加整個系統(tǒng)阻力的前提下提高了分離器的分離效果，確保了煤粉細(xì)度的均勻性。有利于煤粉在鍋爐內(nèi)的燃燒，提高煤粉的有效利用率，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。該類型煤粉分離器適用于R90為8～30%時的各類劣質(zhì)煤，煤粉細(xì)度下限可調(diào)至6～8%。其技術(shù)特點(diǎn)主要可概述如下。

在粗粉分離器進(jìn)口管處加裝二次攜帶導(dǎo)流器，改變了一次分離區(qū)處結(jié)構(gòu)和氣流分布形態(tài)，增強(qiáng)了重力分離的效果，提高了二次攜帶能力，延長了分離路徑，同時緩解了分離器的阻力；二次攜帶型軸向雙折向擋板煤粉分離器具有良好的“防堵”功能；分離器內(nèi)部360°無積粉死角，完全解決了內(nèi)錐堵粉的問題；提高了一次風(fēng)管系統(tǒng)風(fēng)粉分布均勻性。由于風(fēng)粉流場分布均勻性提高，使得分離器后一次風(fēng)煤粉管道風(fēng)粉均勻性得到改變，設(shè)備系統(tǒng)阻力減?。痪哂休^寬的煤粉細(xì)度調(diào)節(jié)特性。煤粉細(xì)度調(diào)節(jié)范圍寬，軸向型雙折向擋板調(diào)節(jié)性能較好，調(diào)節(jié)特性呈線性，開大時煤粉細(xì)度變大，關(guān)小時則變小。依據(jù)不同類型的煤種進(jìn)行煤粉細(xì)度調(diào)整，對于較差燃燒性能的煤種，煤粉細(xì)度調(diào)整有效性可以在10～25%以內(nèi)控制，制粉系統(tǒng)不降低出力；在回粉管上安裝鎖氣器（外置式），鎖氣密封嚴(yán)密、氣流不短路，不串氣，在鎖氣器上加裝快開門，可以方便、安全的進(jìn)行鎖氣器內(nèi)雜物清理；減輕維護(hù)作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，保證了機(jī)組運(yùn)行期間的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

綜上，靜態(tài)投資單臺磨煤機(jī)在70萬元，磨煤機(jī)整體改造總投資在350萬元，總投資包含設(shè)備費(fèi)及安裝施工費(fèi)。雙軸向煤粉分離器改造后，減輕分離器堵塞引起煤粉濃度偏粗及均勻性較差，降低飛灰含碳量在0.3%以上，折算降低供電煤耗0.3g/kWh；項(xiàng)目結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，對雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)分離器進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以期提高制粉系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，立項(xiàng)方向正確。項(xiàng)目提出采用增加一級軸向擋板、增加除雜物裝置、椎體增加防磨裝置等措施，技術(shù)路線可行。