燃煤电厂中速磨煤机旋转分离器改造技术研究

燃煤电厂中速磨煤机旋转分离器改造技术研究

赵,帅

大唐巩义发电有限责任公司，河南，郑州451200

摘要：磨煤机是燃煤电厂的重要设备之一，尤其是对直吹式制粉系统而言更为重要，磨煤机运行的可靠性直接影响到机组的安全经济稳定运行。而分离器是磨煤机的关键部件，其质量的优劣，特别是耐磨性能直接影响到磨煤机的出力、煤粉质量、运行寿命和大修成本。

关键字：磨煤机、旋转分离器、煤粉细度、改造

1.前言

某电厂300MW机组MPS-200磨煤机为中速辊式磨煤机，每台机组配备5台，全厂现共有10台，08年之前磨辊衬瓦运行小时数在8000小时左右，由于近年来由于煤炭市场发生变化，磨煤机使用的煤质急剧下降，煤种变化频繁，静态分离器磨损严重，煤粉细度严重超标，使得炉膛燃烧受到影响，机组飞灰可燃物超标。所以对磨煤机旋转分离器改造技术研究迫在眉睫。

2.磨煤机系统概况

2.1磨煤机设备概况

某燃煤电厂每台300MW机组配备5台MPS-200型磨煤机，全厂共计10台，其为带正压运行的中速磨，它主要由磨盘、磨盘衬瓦、三个磨辊、上、下压架、二十一只加载弹簧及其分选器、机壳等部件组成。其中：磨盘衬瓦和三个在磨盘的圆周方向上等距分布的磨辊构成研磨件；加载力除磨辊、上、下压架本身的重量外主要是加载弹簧的弹力。加载弹簧产生的碾磨力通过下压架均匀地传递到三个磨辊上。磨盘经传动轴由减速箱带着旋转，磨辊在相对固定的位置上因与磨盘之间的摩擦而自转，同时磨辊及其下压架在磨壁推力板限位作用下随磨内煤层厚度的变化有垂直方向的上下运动。随着磨辊胎和磨盘衬瓦的磨损，加载弹簧的压力随之减弱，此时应该定期检查弹簧的压缩量，对弹簧加载力进行调整。

2.2磨煤机主要性能和技术参数

表1：MPS-200磨主要性能参数表

3.磨煤机系统存在的问题分析及影响

3.1磨煤机系统存在的问题及分析

3.1.1磨煤机系统主要历史状况：煤粉细度超标情况多，煤粉均匀性差，不能随时进行调节。

3.1.2磨煤机系统缺陷情况：煤粉细度超标情况多，煤粉均匀性差，不能随时进行调节。

3.1.3磨煤机系统安全生产情况：炉膛燃烧不稳定，飞灰可燃物高，对安全生产不利。

3.1.4磨煤机系统节能与环保状况：锅炉效率低，热损失大；飞灰可燃物高，不符合节能减排要求，

3.1.5需要通过技术改造和研究解决的问题：煤粉细度均匀性、可调性差；煤粉细度大，燃烧不充分。

3.2技术改造的必要性

磨煤机现采用的静态分离器，设计不均匀度最高达30 %，煤粉细度R90=25%，随着煤质急剧下降，煤种变化频繁，煤粉细度均匀性、可调性差，对锅炉燃烧造成严重影响，同时导致飞灰可燃物升高，锅炉热效率降低，已经不能满足现阶段国家节能减排的要求。

新标准 GB13323-2003《火电厂大气污染物排放标准》从2004年开始实行，对火力发电锅炉的 NOx 的排放浓度进行了限制。若锅炉采 用低 NOx 燃烧器，动态分离器可以满足低 NOx 燃烧所需要的煤粉细度。 从而达到环境保护的要求。

4.磨煤机技术改造研究

4.1磨煤机改造技术调查研究结论

动静组合式分离器是近年国际上新出现的一种配中速磨的粗粉分离器，煤粉细度范围R90=5%~15%。通过对磨煤机旋转式煤粉分离器的改造，将煤粉细度由改造前的R90＝25％降低至R90＝5-15％，煤粉均匀性指数n≥1.3，制粉系统出力比改造前提高0--5%以上，其分配精度提高4倍，其压力损失小于196Pa。它具有煤粉调节范围广、调节灵活等优点。

动静组合式旋转分离器（既动态分离器）是由垂直动叶片组成的旋转转子及与其同轴的带回粉锥的静叶片（导向百叶窗）组成。磨煤机入口一次风通过旋转喷嘴环吹起磨煤机磨盘上的煤粉，在机壳内螺 旋上升，形成环形旋转气粉流，垂直流过重力分选区后，径向流入垂 直布置导向的静叶片（导向百叶窗），粗颗粒沿转动的动叶片的切向， 在动叶轮离心力作用下分离逸出。分离出的比较粗的煤粉粒子，重回 磨煤机内重磨，细颗粒进入转动的动叶轮再经扩容式分配箱进入出粉 口。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，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。

动态分离器的磨煤机能够有效地降低循环倍率，所以能够提高磨煤机出力，由于动态分离器选粉效率高，避免了细小颗粒（粒度小于75μm）不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。也就是说：相同的煤质和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。这种分离器主要是为中速磨磨制无烟煤及低挥发分烟煤而设计的。国内从技术上完全掌握旋转分离器的性能，作为磨煤机煤粉分离器改造的一个首推项目。并且近几年来众多发电企业都已进行了改造，效果都比较好。

4.2磨煤机改造技术方案

在原有设备拆除前，磨煤机必须完全隔离；关闭落煤管闸门和 冷、热风入口挡板门；切断磨煤机的主电动机电源；隔离、锁闭熄火 系统；打开检修门并挂出检修的标牌，按照电厂的安全规程办理相关 手续，在执行本项工作过程中工作人员必须采取必要的防护措施。依次将原设备的送粉管道、排出阀装置、落煤管、分离器顶盖、 内锥体装置、检修维护上平台等部件拆除，拆除的零部件必须及时的 运到合适的位置，切勿占用检修通道。在拆除工程中工作人员必须小 心谨慎，既要保护人身安全，也要保护磨煤机设备，避免造成不必要的损失。

拆除现有的静态分离器，安装动态分离器，磨煤机旋转式煤粉分离器改造设备安装要满足现场生产条件，对现有设备的移位能少，不破坏系统主梁，不移动主要钢结构。产品整体使用寿命不得低于25年；旋转叶片、叶轮采用耐磨材质，硬度：HRC=50～60；冲击韧性：20～30J/cm2；抗拉强度：1500～1800MPa。使用寿命不得少于一个大修周期（5年）；轴承采用上下两道轴承，使用寿命不得少于一个大修周期（5年）。旋转分离器流动介质：煤粉、空气两相流，气固两相流最大流速：28.3m/s，设计承受温度400℃以上，正常运行温度120℃。

4.3磨煤机改造达到效果

改造后达到的效果：煤粉细度由改造前的R90＝25％降低至R90＝5-15％，煤粉粒度均匀性指数达n≥1.3，比静态分离器高。在煤粉细度 R90 不变的情况下，煤粉细度 R200 下降，可以降低飞灰含碳量，进而降低煤耗。同时多管道去锅炉的煤粉分配均匀性提高，从而提高锅炉的 效率。它还可以减少小于 75μm 的过碾磨颗粒，从而提高制粉系统的 出力和降低运行电耗。制粉系统出力比改造前提高0--5%以上。飞灰可燃物降低可直接发电煤耗降低。煤粉细度、均匀性可以根据需要调节，炉膛燃烧稳定，提高设备安全可靠性。

5.经济效益和社会效益

中速磨煤机旋转分离器改造后，提高锅炉效率，节约了燃煤。通过该项目的实施，可实现以下经济效益：

（1）节省燃煤费用：300MW机组每年的发电量约20亿千万时。每吨燃煤耗量按1300元计算，本项目实施后，煤耗可降低1克/千瓦时，，按20亿千万时发电量计算，即每年可节省的燃煤为2000吨，节省的燃煤费用约为260万元。 

经济效益每年约为：260 万元。

6.结语

通过对磨煤机旋转式煤粉分离器的改造，具有煤粉调节范围广、调节灵活等优点，同时具有投资成本低、改造工期短等技术优势。实施后煤粉细度、均匀性可以根据需要进行调节，炉膛燃烧稳定，提高设备安全可靠性。