張玉軍+李健民

摘 要：針對(duì)某電廠#1機(jī)組制粉系統(tǒng)乏氣含粉量大的問(wèn)題，本文在對(duì)排粉風(fēng)機(jī)及細(xì)粉分離器進(jìn)行內(nèi)部檢查基礎(chǔ)上，分析了不同部位磨損對(duì)分離效果的影響程度。同時(shí)，利用風(fēng)粉氣流數(shù)學(xué)模型，分析了排粉風(fēng)機(jī)變頻改造對(duì)離心力影響。最終，提出對(duì)應(yīng)解決方案，有效降低了乏氣含粉量，減少了排粉風(fēng)機(jī)葉輪磨損、軸承箱振動(dòng)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：細(xì)粉分離器；分離；磨損；風(fēng)速

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.180

1 概述

某電廠#1機(jī)組為中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)，裝有4臺(tái)M5-36型懸臂式排粉風(fēng)機(jī)、4臺(tái)DF3500型細(xì)粉分離器，粗、細(xì)粉分離器配套使用。細(xì)粉分離器為旋風(fēng)分離器，風(fēng)粉氣流沿切向高速旋轉(zhuǎn)，依靠離心力實(shí)現(xiàn)高濃度煤粉在外筒壁集中，在重力作用下下滑至鎖氣器；而乏氣集中在分離器中間部位，通過(guò)中心筒進(jìn)入排粉風(fēng)機(jī)。排粉風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速1450r/min，風(fēng)量36.6m?/s；風(fēng)機(jī)入口回風(fēng)門φ1600mm，容量風(fēng)門φ1000mm；風(fēng)機(jī)出口布置6只φ480mm輸粉管道（對(duì)應(yīng)6只一次風(fēng)門）。

該機(jī)組于1985年投產(chǎn)，細(xì)粉分離器每年進(jìn)行常規(guī)內(nèi)部檢查、漏點(diǎn)焊補(bǔ)。為了降低廠用電率，排粉風(fēng)機(jī)電機(jī)于2010年進(jìn)行變頻改造，低負(fù)荷時(shí)段，運(yùn)行轉(zhuǎn)速約800—1200r/min。近年來(lái)，制粉系統(tǒng)乏氣含粉量增大、煤粉細(xì)度升高，排粉風(fēng)機(jī)葉輪使用壽命由6年縮短為3年左右，而且經(jīng)常發(fā)生排粉風(fēng)機(jī)振動(dòng)大、回風(fēng)管漏風(fēng)、細(xì)粉分離器漏風(fēng)故障，嚴(yán)重影響了設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 問(wèn)題描述

（1）細(xì)粉分離器內(nèi)部檢查，發(fā)現(xiàn)入口均流格柵磨損殆盡（圖1）、外筒多處磨穿漏風(fēng)、內(nèi)筒磨穿（圖2）。而最普遍的磨損型式為：約2/3內(nèi)壁面有沖刷溝痕，深度約4—8mm。煤粉氣流旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，阻力增加，擾動(dòng)增加。

（2）#1機(jī)組排粉風(fēng)機(jī)原額定轉(zhuǎn)速1450r/min下，細(xì)粉分離器入口風(fēng)速約為16m/s。變頻改造后，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速每天約8h保持800—1200r/min左右，操作人員僅僅通過(guò)關(guān)閉1只—3只粉管一次風(fēng)門來(lái)保證風(fēng)壓，分離器入口風(fēng)速約為13.5m/s。

3 原因分析及處理措施

（1）分離器入口均流格柵的作用是，保證風(fēng)粉氣流進(jìn)入分離器前，煤粉濃度沿縱向均勻分布。由于均流格柵長(zhǎng)時(shí)間受氣流正面沖刷，逐漸磨損失效。入口風(fēng)道為上彎型，造成分離器入口垂直風(fēng)向截面內(nèi)，煤粉不均等分布（圖3），高濃度煤粉集中沖刷分離器頂面[1]。

分離器外筒磨損漏風(fēng)或沖刷溝痕，造成風(fēng)粉氣流環(huán)向分離過(guò)程中，煤粉二次卷?yè)P(yáng)[2]。內(nèi)筒的磨損孔洞，將直接導(dǎo)致氣流短路，未經(jīng)分離直接由回風(fēng)管進(jìn)入排粉風(fēng)機(jī)（圖4）。

處理措施：利用檢修機(jī)會(huì)，割除磨損格柵，使用16Mn鋼板（10mm厚）重新焊接制作。沿氣流方向均流格柵長(zhǎng)度為400mm，柵格尺寸300*300mm為宜。

針對(duì)煤質(zhì)變差、設(shè)備磨損老化等問(wèn)題，需對(duì)分離器內(nèi)壁采取內(nèi)襯陶瓷方式防磨處理。首先卷制φ3500圓筒對(duì)內(nèi)壁進(jìn)行挖補(bǔ)，然后黏貼剛玉陶瓷片，陶瓷片黏貼需沿周向整圈布置，保證氣流環(huán)向流動(dòng)無(wú)凸臺(tái)（切不可垂直方向局部黏貼，避免造成氣流擾動(dòng)）。同時(shí)，使用10*10mm*5mm小型陶瓷片，可最大限度保證內(nèi)壁圓弧度、平整度[3]。耐磨剛玉陶瓷主要技術(shù)指標(biāo)：

洛氏硬度（HRA）≥ 85

抗壓強(qiáng)度（MPa）﹥750

體積密度（g/cm3）≥3.5

耐磨度（g）0.0002（P=76N，N=106rpm，轉(zhuǎn)數(shù)900轉(zhuǎn)）

（2）在管路特性曲線一定、風(fēng)機(jī)葉輪尺寸一定條件下，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與流量成正比：。所以風(fēng)機(jī)變頻改造后，細(xì)粉分離器入口風(fēng)速大幅度降低，造成離心力減小、旋風(fēng)行程縮短[4]。詳細(xì)數(shù)據(jù)如下：

1） ，m：煤粉顆粒質(zhì)量，V：風(fēng)速， R：旋轉(zhuǎn)半徑。

離心力與風(fēng)速為二次函數(shù)，風(fēng)速由16m/s降為13.5m/s時(shí)，離心力降低28.9%。

2）通過(guò)分離器內(nèi)壁痕跡明顯看出，伴隨著入口風(fēng)速降低，風(fēng)速俯沖角由32°（圖5）變?yōu)?0°（圖6）[5]。查閱圖紙，中心筒高度H2=9.3/2=4.7m，分離器入口A*B=1.82*0.9m，風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速1450r/min，風(fēng)機(jī)額定流量36.6m?/s?？捎?jì)算得出，旋風(fēng)行程由9.3m變?yōu)?.6m。

處理方案：在分離器入口安裝雙開(kāi)門式調(diào)節(jié)擋板，迎風(fēng)面增加鑲嵌陶瓷防磨，風(fēng)道增加風(fēng)速測(cè)量裝置。該風(fēng)門仿照房間門樣式，轉(zhuǎn)軸安裝在風(fēng)道兩側(cè)壁，風(fēng)門全開(kāi)后緊貼壁面。通過(guò)調(diào)節(jié)擋板門開(kāi)度（即減小噴口A*B截面積），達(dá)到調(diào)節(jié)分離器入口風(fēng)速目的。

運(yùn)行方式調(diào)整：（1）機(jī)組高負(fù)荷式，應(yīng)保證磨煤機(jī)、排粉風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行，保持粉倉(cāng)粉位較高水平（4m左右）；（2）機(jī)組負(fù)荷較低時(shí)，保持排粉風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速1200r/min，關(guān)閉排粉機(jī)入口容量風(fēng)門，保持回風(fēng)門、再循環(huán)風(fēng)門全開(kāi)狀態(tài)，系統(tǒng)循環(huán)倍率<1，從而細(xì)粉分離器入口風(fēng)速不降低。粉倉(cāng)粉位2m—4m為宜；（3）當(dāng)粉倉(cāng)粉位較高（負(fù)荷較低時(shí)），應(yīng)停運(yùn)磨煤機(jī)、關(guān)閉排粉風(fēng)機(jī)入口回風(fēng)門、再循環(huán)風(fēng)門，保持入口容量風(fēng)門全開(kāi)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速800—1200r/min，關(guān)閉1—3只出口一次風(fēng)門，從而達(dá)到風(fēng)機(jī)變頻、節(jié)約電能作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于制粉系統(tǒng)含粉量過(guò)大，造成了排粉風(fēng)機(jī)磨損及振動(dòng)問(wèn)題，需加大防磨治理以及運(yùn)行參數(shù)調(diào)整。同時(shí)，排粉風(fēng)機(jī)變頻改造后，系統(tǒng)風(fēng)速降低，還會(huì)造成煤粉細(xì)度升高（粗粉分離器離心力降低）、鍋爐燃燒不穩(wěn)定、燃燒不充分等問(wèn)題，還需對(duì)粗粉分離器擋板、燃燒器擺角及送風(fēng)量進(jìn)行必要調(diào)整。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：張玉軍（1988-），男，本科，助理工程師，主要從事：火力發(fā)電廠鍋爐檢修、技術(shù)工作。endprint