磨煤机是燃煤电力企业重要的辅机之一,同时它也是电力企业耗电大的辅机之一。磨煤机出口煤粉细度和均匀度直接关系到锅炉的安全经济运行,而煤粉细度的大小和煤粉分离器的特性有关。早期磨煤机一般配有挡板式离心分离器,这种分离器调整煤粉细度效果较差而且一般不能在运行中调整,因此不能很好地适应煤种的变化和负荷的变化。现代社会对环保的要求越来越高,对经济性的追求越来越强烈。中速磨煤机采用旋转分离器,可以提高煤粉细度和均匀度,降低飞灰含碳量,提高燃烧效率,改善输粉管的煤粉分配,降低NOx的排放,有利于环保;还可以在线调整煤粉细度,增强对煤种的适应性,提高分离效率,减小循环倍率,增加10%基本出力,降低机组标准煤耗,节省制粉电耗,节约生产成本。
 
 
1旋转分离器工作原理
传统单独使用静态分离器的方式不能有效地将细的煤粉从粗煤粉中分离出来,会导致细煤粉在磨煤机里再次循环,增加细煤粉的循环次数,含有大量细煤粉的研磨区域会降低研磨效率和磨机研磨能力(磨煤机出力)。旋转分离器利用空气动力学和离心力将细煤粉从粗煤粒中分离出来,分离器依靠转子转动,使带粉气流旋转,正常运行时产生的离心加速度约8—10g,大转速时产生的离心加速度约209,因此分离的主要作用是粒子的离心力分离,而叶片的撞击作用相对小得多。煤粉粒子在旋转分离区内水平方向主要受携带气流的曳引力和离心力作用,当粒子受到的离心力大于气流的曳引力时,粒子会分离出来。从受力情况分析,粒子直径越大,则所受的离心力相对于曳引力越大,粒子越易分离出来;分离器转速越高,粒子受到的离心力越大,直径较小的粒子也能分离出来。这可以有效减少细煤粉在磨煤机内部的循环次数,大大提高研磨效率和磨煤机能力。制粉系统出力与通风量须经常跟随负荷变化而调整,而传统的挡板式煤粉分离器系统由于运行中无法在线调整,所以磨煤机输出的煤粉细度变化较大。
 
旋转分离器通过可调整变频器和PLC,由一个交流变频电动机来驱动,分离器转速一般是通过变频器调节。
 
2分离器转速调整
 
中速磨煤机满煤或堵煤的一个明显征兆是磨煤机进出口差压逐渐增加,进入磨煤机的煤量大于磨煤机输出的煤量,煤层变厚。调整转速,可以在保障制粉系统安全运行的基础上增加磨煤机出力。如果磨煤机的差压增大有堵煤的迹象,可以短时间内适当降低旋转分离器转速来使进入磨煤机的煤量小于磨煤机输出的煤量,减少磨煤机内部积煤,降低磨煤机进出El差压,使之恢复到正常水平,然后重新调整到一个稳定的工况。反之,磨煤机启动时内部没有存煤,并且风量相对于磨煤机启动煤量来说是偏大的,当磨煤机内煤层厚度太薄时磨煤机容易发生震动,这时要使进人磨煤机的煤量大于磨煤机输出的煤量,使磨煤机内部尽快储存一定的煤量然后达到一个平衡。增加分离器转速很容易达到这个目的。磨碗上下压差、磨煤机主电动机功耗和磨煤机出口温度均稳定的状态称为磨煤机稳定状态。
 
从分离器的工作原理可以看出,分离器的转速选择对磨煤机的运行情况以及煤粉细度影响较大,正常运行时一般不推荐通过调节分离器转速来增大磨煤
机出力,也不推荐对其频繁调节。但是在机组投运前,应通过实验来确定分离器转速和对应的煤粉细度,以及不同负荷的佳煤粉细度以便给运行人员提供调整依据,指明调整方向。有了这些科学数据,运行人员可以在运行中根据不同的负荷、燃烧情况调整旋转分离器转速,使锅炉燃烧煤粉细度一直处于佳值。这不但可以提高煤粉的燃烧效率,减少飞灰和炉渣含碳量,还可以降低厂用电率。
 
在有些情况下,有必要牺牲一定的经济性来保障机组的稳定和设备的安全。煤粉气流的着火温度会随着煤粉变细而降低,煤粉越细着火越容易,这是因为在同样煤粉质量情况下,煤粉越细,进行燃烧反应的表面积越大,而煤粉本身的热阻却减小,因此在加热时细煤粉比粗煤粉温升速度要快,这样加快了化学反应速度和着火燃烧。因此可以利用旋转分离器在线可调的优点在一些特定的情况下来把煤粉磨的更细,来达到加快着火的目的。如机组启动或低负荷运行期间,可以适当调整分离器转速来使磨煤机的出口煤粉更细,更有利于煤粉着火和稳定燃烧。在启动过程中,当只投入一套制粉系统时,在一次风粉温度不变的情况下,增加7%-10%左右的分离器转速偏置后,在地观火孔可以观察到煤粉着火情况有明显好转。
 
锅炉燃用煤种经常会偏离设计煤种,大多入炉煤的煤质比设计煤质差很多,特别是挥发份。煤粉气流的着火温度与煤的挥发份、煤粉细度和煤粉气流的流动结构有关。挥发份越低,着火温度越高;反之,挥发份高,着火温度低。煤粉越粗,着火温度愈高;反之煤粉越细着火温度越低。在挥发份明显降低、煤粉气流的流动结构不变的情况下,要想加强煤粉的燃烧只能通过提高煤粉细度这条途径。而旋转分离器给运行人员提供了这个调节手段。当运行人员接到人炉煤化验数据后可以根据煤质细调煤粉细度,特别是在低负荷运行时,这无疑会增加机组运行的安全性。 
 
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