粗粉分离器的作用是将磨煤机磨制的煤粉按粒度进行分选,把粗颗粒分离出来返回磨煤机,而把符合细度要求的煤粉送出,它的另外一个作用是可以调节煤粉细度供锅炉燃用。各种分离器结构、性能及配制
(1)离心式分离器,利用离心分离的原理,使粗细粉得到分离。挡板开度的改变,使离心力改变,从而达到调节煤粉细度的目的。特点:细度调节范围大,阻力比较大,可配制于各种磨煤机的系统中。
配钢球磨煤机的粗粉分离器,有两种型式,即回粉双回路型和带撞击锥的改进型。 (2)惯性式分离器特点:结构简单,阻力小,但调节幅度较窄,且煤粉细度受风量变化影响大。主要用于挥发分高的褐煤和页岩,也用于烟煤。撞击式(双流向)惯性分离器。由于有撞击板而得其名,主要由撞击板和调节挡板组成。从磨煤机出来的煤粉经撞击分离后流向两侧,经挡板再次分离,合格的煤粉跟随气流带出分离器,故又有双流向惯性分离器之称。
(3)轴向式分离器特点:该种分离器是在离心式分离器的基础上发展起来的,故其外壳内外锥体及回粉管与离心式相似,但外壳直圆柱部分较高,调节挡板为轴向式。 (4)重力式分离器特点:结构简单,只有外壳,内部无调节挡板,阻力小(50~100 Pa),但煤粉较粗,且煤粉细度与一次风量有严格的关系。
(5)回转式分离器,它主要是利用气流离心分离效应,因此也属于离心式分离器范畴。该型分离器结构复杂,主要由外壳、转子和无级变速驱动电机组成,转子由角钢或扁钢制成。叶片磨损快,维护工作量较大,采用不多。
老式仿苏粗粉分离器,属最原始的离心式分离器。若按挡板类型分类,属切向式粗粉分离器。一般情况下,分离效率很难达到60%。目前看来,无论从性能还是从结构方面比较都较落后。另外比较重要的原因是:机组实际运行当中,由于煤种、煤粉细度、通风量偏离设计值,直接影响粗、细粉分离器效率。因此,对原配置的粗粉分离器进行改造时,必须依据实际运行参数核算,从而确定粗粉分离器结构数据。
粗粉分离器的选型可分为类型的选择和参数的选择两部分。类型的选择是根据要求的煤粉细度及两种基本类型粗粉分离器的运行特性、金属消耗量和布置的紧凑性等选取合理的粗粉分离器类型。而参数的选择则是在选定具体的分离器类型后,根据以下所推荐的容积强度值,选定分离器的规格。
磨煤机出来的气粉混合物经过粗粉分离器时,不合格的煤粉通过回粉管道返回到磨煤机重磨,合格的煤粉和空气进入细粉分离器。粗粉分离器的工作性能直接关系到
17
煤粉的细度、制粉系统的效率、电耗,从而严重影响着整个锅炉机组的安全、经济运行。因径向离心式粗粉分离器由于设计上存在着:
①进口煤粉气流速度偏高,分离器的磨损严重。细度不均匀;
②整个粗粉分离器外壳周围只依靠重力分离,煤粉气流本身不旋转,缺少离心分离效应,分离效率低;
③煤粉气流进入径向叶片后,由于煤粉气流90度转弯,阻力很大,导致气流切向速度大幅度下降,其后煤粉的离心分离作用大大降低;
④内锥体内部锥形帽四周设有二次回粉开口,但二次回粉又迅速被冲上气流携带,并不能起到分离作用。
由此造成传统径向分离器分离效率低、循环倍率高、设备阻力大、粉仓煤粉过粗和制粉系统出力不足等问题[16]。综合权衡选取轴向离心式粗粉分离器。
在选择粗粉分离器参数时,先根据煤种所要求的煤粉细度和选定的分离器类型,从表4-31~表4-33中选取相应的容积强度,在根据系统通风量和式4-76计算出所需的分离器容积,用式4-77计算出分离器直径,在根据各种类型粗粉分离器的技术规格选定分离器的规格。最后,还应核算分离器阻力,
若阻力过高(△p>1000~1200Pa时),则应重新选取其他类型及规格。 容积强度q =
qvV m/( m·h)
33
容积V = kD3 m3
分离器的结构系数,与分离器结构形式有关。对轴向型HW系列k=0.79 依据煤粉细度R90=26.176%,查表4-33,选q=1600 m3/( m3·h) 可得D=3qvkq=386238.51500.79?1600=4.0862m
依据文献[10]表H.20,选取技术规格:φ4000,其中,规格尺寸为:单位(mm),
cDa,4000;D1b,2600;D2,2338;dw,1320;a,322;b,687;H,9100;H1,784;
H2,2000;H3,3167;h1,690;h2,310;h3,1000;e,309;f,1368。折向门数量,30;防爆门数量,6;防爆门直径,650mm;分离器容积,50.6m3;分离器净重,10721kg。 粗粉分离器的工作温度tg=t2=70℃,取ρg=1.029kg/m,流速查表4-48取w=17m/s, ξ0查表4-55取ξ0=3.2,K=0. 粗粉分离器的阻力:
3
18
△pξ=ξ0(1+Kμ)
ρgw22=3.2×(1+0)
1.029?1722=475.8 Pa<△p,型号合适。
目前,多通道轴向型粗粉分离器是国内电产品,实际运行效果非常好。多通道轴向型粗粉分离器结构简图见图目前被广泛采用的轴向型粗粉分离器的升级优良,煤种适应性广[17]。
图为多通道轴向型粗粉分离器结构简图
1 适用条件
(1)钢球磨煤机配置。
(2)烟煤、贫煤、无烟煤、褐煤。 (3)煤粉细度R90=3%~40%。 (4)按标准设计进出口管径。 2 结构特点
(1)3级分离:撞击分离、重力分离和
(2)分级分层的双级离心分离,有效保证煤粉细度并提高制粉系统的出力。 (3)多通道、增加了分离器有效工作容积。
(4)内部无积粉死角,防止内锥积粉,能适应高挥发份煤种又能适用无烟煤。 (5)阶锥式撞击帽,有效降低分离器外锥体中部的磨损。 (6)轴向布置可调分离叶片,保证煤粉细度。
19
(7)提高煤粉均匀性系数。
(8)裙式内锥体中,含粉气流具有“自我清理再分离效应,降低循环倍率,提高出力,降低阻力和制粉单耗。
(9)8°仰角布置顶盖,改善分离器出口的余旋,防止出口管段磨损。 (10)出口管内置阻旋栅,消除分离器止出口管段磨损。 (11)容积强度960~4 060 m3/m3·h,保证有效分离空间。 3 性能指标 (1)效率≥70%。 (2)阻力系数:3~4。
(3)进出口分管流速:16~18 m/s。 (4)循环倍率:1.3~1.8。 (5)煤粉细度调节系数:>5。 (6)煤粉均匀性改善系数:1.17。
在满足相关参数的情况下,可以考虑采用多通道轴向型粗粉分离器。
4 燃烧系统
4.1 炉膛的相关参数
选取哈尔滨锅炉厂的200MW发电机组锅炉。炉膛选取固态除渣煤粉炉,倒U型,有前屏。为了保证燃料完全燃烧,燃料在炉内的停留时间必须大于其完全燃尽所需的时间,因此要对火焰长度Lf1和火焰高度hf1的最小值有所限制。选取的锅炉炉膛内火焰高度hf1=15.875m略低于表5-12中火焰高度的最小值。火焰长度Lf1=33.775m高于表5-13中火焰长度的最小值。下排燃烧器至炉底的距离,htu=4.5m符合图5-5和表5-14的技术要求。
4.2 燃烧系统设备的选型
4.2.1 空气预热器的选型
20