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        雙進(jìn)雙出鋼球磨分離器性能提升技術(shù)研究及應(yīng)用

        2021-07-07 07:35:06大唐蒲城第二發(fā)電有限責(zé)任公司
        電力設(shè)備管理 2021年6期

        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(tái)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(zhǎng)度為5540mm,設(shè)計(jì)出力為48噸,主要摻配蒲白礦、澄合礦汽車(chē)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(tái)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(guò)對(duì)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(wèn)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(duì)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(dòng)磨、推遲停磨,有時(shí)負(fù)荷曲線長(zhǎng)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(wèn)題

        分離器原設(shè)計(jì)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(guò)緊密排列的分離器折向擋板時(shí)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(tái)分離器設(shè)計(jì)形式為徑向型,擋板數(shù)量為30個(gè),每個(gè)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(kāi)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(mén)板(橡膠)老化脫落,沒(méi)有經(jīng)過(guò)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(guò)門(mén)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(dòng)性,粗粉回粉不暢。

        2 解決方法及應(yīng)用效果

        針對(duì)原來(lái)的徑向型粗粉分離器煤粉均勻性較差的問(wèn)題,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要,重新設(shè)計(jì)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(zhǎng)分離距離,同時(shí)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(duì)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(hào)爐E2分離器進(jìn)行改造,因此在E2分離器進(jìn)行相關(guān)測(cè)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(cè)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(duì)E2分離器煤粉細(xì)度進(jìn)行了取樣、測(cè)試,試驗(yàn)采用等速取樣法,分別測(cè)量煤粉細(xì)度R90和R200,并計(jì)算煤粉均勻性指數(shù)。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)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(shí)E2分離器檔板開(kāi)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(duì)分離器出口的三根煤粉管進(jìn)行等速取樣,記錄取樣時(shí)間并稱(chēng)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(lái)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(cè)試,分別測(cè)量分離器進(jìn)口靜壓和分離器出口靜壓,計(jì)算試驗(yàn)工況下分離器阻力,從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)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(hào)爐E2分離器改造后,進(jìn)行了改造后的分離器性能測(cè)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(duì)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(cè)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(jì)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(kāi)度均為45°(上、下層檔板開(kāi)度最好同步),試驗(yàn)中測(cè)試煤粉細(xì)度R90為3.06%,由于煤粉過(guò)細(xì),因此對(duì)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(kāi)度均為75°,試驗(yàn)中測(cè)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(duì)檔板進(jìn)一步調(diào)整。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,工況2和工況3的各個(gè)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(dòng),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(lái)看,工況2中的煤粉分配最大偏差位于3號(hào)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(hào)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(guò)了設(shè)計(jì)值。

        分離器阻力試驗(yàn)。分別測(cè)量分離器進(jìn)口靜壓和分離器出口靜壓,計(jì)算試驗(yàn)工況下分離器阻力,從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,工況2時(shí)分離器阻力位571Pa,在工況3時(shí)由于分離器擋板開(kāi)度進(jìn)一步開(kāi)大,分離器阻力進(jìn)一步降低,試驗(yàn)測(cè)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(gè)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(lèi)型煤粉分離器適用于R90為8~30%時(shí)的各類(lèi)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(zhǎng)了分離路徑,同時(shí)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(wú)積粉死角,完全解決了內(nèi)錐堵粉的問(wèn)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(chǎng)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??;具有較寬的煤粉細(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(kāi)大時(shí)煤粉細(xì)度變大,關(guān)小時(shí)則變小。依據(jù)不同類(lèi)型的煤種進(jìn)行煤粉細(xì)度調(diào)整,對(duì)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?xún)?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(kāi)門(mén),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(dòng)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(tái)磨煤機(jī)在70萬(wàn)元,磨煤機(jī)整體改造總投資在350萬(wàn)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(chǎng)實(shí)際,對(duì)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(jí)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。

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