CN111610043A - 一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果的方法，根据进入下一流程前粗粉分离器出口细煤粉中的粗煤粉量，或返回磨煤机的粗煤粉中的细煤粉量评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果；当进入下一流程前粗粉分离器出口细煤粉中的粗煤粉量越少说明粗粉分离器分离效果越好；当返回磨煤机的粗煤粉中的细煤粉量越少说明粗粉分离器分离效果越好。本发明缩短了试验时间，减少粗粉分离器出口煤粉细度测试的现场协调工作量，简化了试验边界条件，减少试验成本，有助于了解在改造或检修期间粗粉分离器性能的变化规律，有助于电站锅炉制粉系统的设计、运维、改造工作，有利于提高电站锅炉制粉系统的节能水平。
Description
技术领域
本发明属于发电技术领域，具体涉及一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效 果的方法。
背景技术
在燃烧劣质煤种的燃煤电站锅炉中，中储式制粉系统是锅炉岛重要的设备之 一。提高制粉系统的性能是改善锅炉燃烧、降低锅炉机组煤耗、提高锅炉机组安 全性的重要方向。
中储式制粉系统中的重大设备包含磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器、排粉 机等。提高以上设备的性能可显著提高制粉系统的性能。关于改进磨煤机本体和 排粉机性能的研究很多，研究粗粉分离器的文献较少。在粗分离器的研究中，大 部分研究集中于粗粉分离器由静态改为动态、由单级叶片改为两级叶片、更换为 旋转分离器等的设备改造上，但对其改造前后的性能评价指标的研究很少。
常用的评价粗粉分离器性能试验的指标分别有粗粉分离器循环倍率k、煤粉 均匀性改善系数z、煤粉细度调节系数、粗粉分离器效率。大部分粗粉分离器改 造试验选用粗粉分离器效率作为性能评价指标。
粗粉分离器效率不仅与入口煤粉细度R90,1有关，还与出口煤粉细度R90,2和 循环倍率k有关。当粗粉分离器入口煤粉细度R90，1不变的情况下，降低出口 煤粉细度R90，2或提高循环倍率k都可以提高粗粉分离器效率。
在实际中，当进行粗粉分离器改造后试验时，必须控制粗粉分离器出口的煤 粉细度与改造前保持一致。在改造前后煤粉细度不一致时，将粗粉分离器效率、 煤粉细度调节系数作为粗粉分离器的评价指标时存在一定误差。并不能反映粗粉 分离器改造效果。
循环倍率是否满足最佳循环倍率的要求也是评价粗粉分离器效果的方法。最 佳循环倍率推荐值只与煤种和磨煤机形式有关。在现阶段电厂磨煤机进口煤种可 能由两种以上的煤种(如无烟煤和贫煤)混合磨制进行，最佳循环倍率的推荐值 无法确定。也无法反应粗粉分离器的改造效果。
本发明提出一种在两种以上煤种混合磨制时评价粗粉分离器分离效果的方 法。
发明内容
本发明适用于燃煤电站锅炉中粗粉分离器分离效果性能评价，进行粗粉分离 器改造前后对比、粗粉分离器分离效果评价、制粉系统单耗试验、两种以上煤种 混合磨制等试验时，根据本方法提出的指标进行粗粉分离器分离效果性能评价。
本发明的技术方案：
一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果的方法，根据进入下一流程前粗粉 分离器出口细煤粉中的粗煤粉量，或返回磨煤机的粗煤粉中的细煤粉量评价混煤 磨制时粗粉分离器分离效果；
当进入下一流程前粗粉分离器出口细煤粉中的粗煤粉量越少说明粗粉分离器分离效果越好；
当返回磨煤机的粗煤粉中的细煤粉量越少说明粗粉分离器分离效果越好。
进一步的，当改造前后粗粉分离器出口煤粉细度不一致时，煤粉均匀性改善 系数z作为粗粉分离器指标能很好反应粗粉分离器性能，煤粉均匀性改善系数z 分别有粗粉分离器出口煤粉均匀性改善系数zout和回粉均匀性改善系数zre。
进一步的，粗粉分离器出口煤粉均匀性改善系数煤zout为粗粉分离器出口的 煤粉均匀性指数与进口的煤粉均匀性指数之比，即：
式中：nout——粗粉分离器出口的煤粉均匀性指数；
nin——粗粉分离器进口煤粉的均匀性指数；
粗粉分离器出口煤粉的均匀性指数nout,按下式计算：
式中，x1、x2——煤粉筛子上的筛孔尺寸也表示煤粉粒度，μm；
粗粉分离器进口的煤粉均匀性指数nin,按下式计算：
式中，
——对粗粉分离器进口的煤粉进行筛分试验所测出的粒径为x1的煤粉细度，煤粉分别在筛孔尺寸为x1的筛子上进行筛分后剩余煤粉量的百分 比，％；
进一步的，粗粉分离器出口煤粉均匀性改善系数煤zre为粗粉分离器回粉的 煤粉均匀性指数与进口的煤粉均匀性指数之比，即：
式中：nre——粗粉分离器回粉的煤粉均匀性指数。
nin——粗粉分离器进口煤粉的均匀性指数。
进一步的，回粉均匀性指数nre,按下式计算：
式中
——对粗粉分离器回粉管道上的煤粉进行筛分试验所测出的粒径 为x1的煤粉细度，煤粉分别在筛孔尺寸为x1的筛子上进行筛分后剩余煤粉量的 百分比，％；
式中
——对粗粉分离器回粉管道上的煤粉进行筛分试验所测出的粒径 为x1的煤粉细度，煤粉分别在筛孔尺寸为x1的筛子上进行筛分后剩余煤粉量的 百分比，％。
进一步的，煤粉筛子上的筛孔尺寸也表示煤粉粒度，粒度为90和200，单 位μm。
进一步的，所述煤粉细度Rx1.re和Rx2.re测量方法：粗粉分离器回粉取样孔设 在粗粉分离器返回磨煤机的锁气器上方与锁气器的距离一般大于其管道直径处， 试验前检查锁气器能正常使用；在粗粉分离器回粉管上取样时，人力压死锁气器， 插入取样器进行煤粉取样，回粉管取出样品经混合均匀后进行筛分，测量该处煤 粉细度Rx1.re和Rx2.re的值。
进一步的，煤粉细度Rx1.in和Rx2.in的测量方法如下：在粗粉分离器入口进行 煤粉取样时，采用粉尘等速取样仪器，按网格法匀速插拔进行等速取样，抽取6 次，煤样混合均匀后进行筛分，测量该处煤粉细度Rx1.in和Rx2.in的值。
进一步的，提出另一种测试粗粉分离器出口煤粉的煤粉细度Rx1,out和Rx2,out的 方法，即根据已测得的细粉分离器出口的煤粉细度Rx1和Rx2、细粉分离器效率η cyc三个参数计算粗粉分离器出口煤粉的煤粉细度Rx1,out和Rx2,out；
公式如下：
式中，
——细粉分离器出口的粉样中粒径为x1的煤粉细度，％；
ηcyc——细粉分离器效率，由细粉分离器效率计算得出，％。
进一步的，粗粉分离器试验步骤包括：(1)粗粉分离器回粉管煤粉取样，(2) 粗粉分离器入口煤粉取样，(3)粗粉分离器出口煤粉计算，(4)各部分煤粉筛分 试验，(5)性能指标计算；
粗粉分离器改造前后性能评价步骤包括：(1)改造前粗粉分离器试验，(2)粗粉 分离器改造，(3)改造后粗粉分离器试验，(5)性能指标计算、分析。
本发明的优点：
本发明根据电站锅炉粗粉分离器的主要目的和分离原理，创造性提出了一种 评价粗粉分离器评价指标的方法，并提出计算计算粗粉分离器出口煤粉均匀性改 善系数和回粉均匀性改善系数的方法，提出了进行粗粉分离器试验的相关步骤。 可适用于粗粉分离器性能评价，粗粉分离器改造前后分离性能对比分析，特别适 用于两种煤混合磨制时粗粉分离器性能试验对比。与现有技术相比，缩短了试验 时间，减少粗粉分离器出口煤粉细度测试的现场协调工作量，简化了试验边界条 件，减少试验成本，有助于了解在改造或检修期间粗粉分离器性能的变化规律， 有助于电站锅炉制粉系统的设计、运维、改造工作，有利于提高电站锅炉制粉系 统的节能水平。
附图说明
图1粗粉分离改造性能评价步骤图；
图2粗粉分离器性能试验步骤图。
具体实施方式
按照发明内容部分的技术方案结合某粗粉分离器改造进行举例说明。
某电厂拟对某锅炉中储式制粉系统的粗粉分离器进行改造，将粗粉分离器整 体更换为旋惯耦合粗粉分离器。粗粉分离器改造工作的性能评价工作步骤如附图 1。
步骤1进行粗粉分离器改造前性能试验。同时记录磨煤机进口煤质、制粉系 统通风量、制粉系统煤粉细度、磨煤机电流、排粉风机电流、制粉系统各设备进 出口压力锅等表盘参数。
步骤2按计划进行粗粉分离器改造。收集改造设计文件、施工技术文件、改 造技术协议，明确改造效果评价指标。
步骤3进行粗粉分离器改造性能试验；根据技术协议约定和改造前的工况参 数，将粗粉分离器所在的制粉系统状态调整至与改前相近的试验工况，开展粗粉 分离器性能试验。试验期间磨煤机进口煤质、制粉系统通风量、制粉系统煤粉细 度、磨煤机电流、排粉风机电流、制粉系统各设备进出口压力尽量与改造前保持 一致并进行记录。
步骤4进行粗粉分离器技改性能评价指标分析。对比改造前后粗粉分离器 相关的风、粉、煤、功率、电压、电流压力等相关参数，计算粗粉分离器出口煤 粉均匀性改善系数和回粉均匀性改善系数，评价粗粉分离器改造效果。
其中在粗粉分离器性能试验中的试验步骤如附图2。
步骤①粗粉分离器回粉管煤粉取样。粗粉分离器回粉取样孔设在粗粉分离器 返回磨煤机的锁气器上方50cm处，试验前检查锁气器能正常使用。在粗粉分离 器回粉管上取样时，人力压死锁气器，插入取样器进行煤粉取样。回粉管取出样 品经混合均匀后装入自封袋保存，随后送化验室筛分或现场筛分。
步骤②粗粉分离器入口煤粉取样。采用粉尘等速取样仪器，按网格法匀速插 拔进行等速取样，为了降低采用误差，抽取6次，煤样混合均匀后装入自封袋保 存，随后送化验室筛分或现场筛分。
步骤③粗粉分离器出口煤粉计算。根据公式(5)～公式(6)由细粉分离器 性能试验结果计算粗粉分离器出口煤粉细度R90.out和R200.out。细粉分离器试验过程 如下：1在试验开始前15min在给煤机入口处采集原煤样，并密封，送化验室分 析水分(Mar)；2试验期间，采集细粉分离器下粉仓的煤粉样，一部分煤样密封， 送化验室分析水分(Mpc)；一部分现场进行筛分；3细粉分离器效率采用估算值。
步骤④各部分煤粉筛分试验。选用筛孔直径为90μm和200μm的煤粉筛进 行筛分，每次取样称重25g，筛分15min后，确认煤粉筛下不再漏出煤粉，测量 留在煤粉筛上的煤粉质量，然后计算相应煤粉细度R90.x和R200.x。各部分需进行的 煤粉筛分试验分别由：由步骤①取得的粗粉分离器回粉测量煤粉细度R90.re和R200.re； 由步骤②取得的粗粉分离器进口处煤粉测量细度R90.in和R200.in；由步骤③细粉分 离器出口煤粉细度R90.s和R200.s。
步骤⑤性能指标计算。根据试验期间的表盘参数和步骤④中测出的粗粉分离 器各处的煤粉细度，计算各处的煤粉均匀性指数nx、粗粉分离器煤粉改善系数 zout、粗粉分离器回粉改善系数zre、循环倍率k、粗粉分离器效率ηCla、煤粉细度 调节系数ε等。
某电厂2A粗粉分离器改造前后的试验期间的表盘参数见表1。试验期间测 量的数据和计算的性能指标见表2。
表1 2A粗粉分离器改造前后试验期间表盘参数
表2粗粉分离器改造前后数据
在本次试验结果中，由表2可见，因为改造后变为两种煤进入磨煤机掺混， 混煤后热值降低、磨煤机出力增大、磨制出的煤粉水分增大，使得粗粉分离器改 造前后煤粉细度难以保持一致。粗粉分离器出口煤粉细度R90，out由3.88％变化至 9.34％,使得循环倍率k、煤粉细度改善性系数ε、粗粉分离器效率η等均不适合 作为评价粗粉分离器性能优劣的指标，但粗粉分离器煤粉改善系数zout和粗粉分 离器回粉改善系数zre均提高。表明粗粉分离器出口煤粉中的粗颗粒质量份额下 降，粗粉分离器回粉中细颗粒质量份额下降。在粗粉分离器压降略有降低的情况 下，粗粉分离器性能明显提升。表明本次粗粉分离器改造效果比较成功。
Claims (10)
1.一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果的方法，其特征在于，根据进入下一流程前粗粉分离器出口细煤粉中的粗煤粉量，或返回磨煤机的粗煤粉中的细煤粉量评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果；
当进入下一流程前粗粉分离器出口细煤粉中的粗煤粉量越少说明粗粉分离器分离效果越好；
当返回磨煤机的粗煤粉中的细煤粉量越少说明粗粉分离器分离效果越好。
2.根据权利要求1所述的一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果的方法，其特征在于，当改造前后粗粉分离器出口煤粉细度不一致时，煤粉均匀性改善系数z作为粗粉分离器指标能反应粗粉分离器性能，煤粉均匀性改善系数z分别有粗粉分离器出口煤粉均匀性改善系数zout和回粉均匀性改善系数zre。
3.根据权利要求2所述的一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果的方法，其特征在于，粗粉分离器出口煤粉均匀性改善系数煤zout为粗粉分离器出口的煤粉均匀性指数与进口的煤粉均匀性指数之比，即：
式中：nout——粗粉分离器出口的煤粉均匀性指数；
nin——粗粉分离器进口煤粉的均匀性指数；
粗粉分离器出口煤粉的均匀性指数nout,按下式计算：
式中，x1、x2——煤粉筛子上的筛孔尺寸也表示煤粉粒度，μm；
粗粉分离器进口的煤粉均匀性指数nin,按下式计算：
式中，
——对粗粉分离器进口的煤粉进行筛分试验所测出的粒径为x1的煤粉细度，煤粉分别在筛孔尺寸为x1的筛子上进行筛分后剩余煤粉量的百分比，％；
4.根据权利要求2所述的一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果的方法，其特征在于，粗粉分离器出口煤粉均匀性改善系数煤zre为粗粉分离器回粉的煤粉均匀性指数与进口的煤粉均匀性指数之比，即：
式中：nre——粗粉分离器回粉的煤粉均匀性指数；
nin——粗粉分离器进口煤粉的均匀性指数。
5.根据权利要求4所述的一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果的方法，其特征在于，回粉均匀性指数nre,按下式计算：
式中
——对粗粉分离器回粉管道上的煤粉进行筛分试验所测出的粒径为x1的煤粉细度，煤粉分别在筛孔尺寸为x1的筛子上进行筛分后剩余煤粉量的百分比，％；
式中
——对粗粉分离器回粉管道上的煤粉进行筛分试验所测出的粒径为x1的煤粉细度，煤粉分别在筛孔尺寸为x1的筛子上进行筛分后剩余煤粉量的百分比，％。
6.根据权利要求3所述的一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果的方法，其特征在于，煤粉筛子上的筛孔尺寸也表示煤粉粒度，粒度为90和200，单位μm。
7.根据权利要求5所述的一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果的方法，其特征在于，所述煤粉细度Rx1.re和Rx2.re测量方法：粗粉分离器回粉取样孔设在粗粉分离器返回磨煤机的锁气器上方与锁气器的距离大于其管道直径处，试验前检查锁气器能正常使用；在粗粉分离器回粉管上取样时，人力压死锁气器，插入取样器进行煤粉取样，回粉管取出样品经混合均匀后进行筛分，测量该处煤粉细度Rx1.re和Rx2.re的值。
8.根据权利要求3所述的一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果的方法，其特征在于，煤粉细度Rx1.in和Rx2.in的测量方法如下：在粗粉分离器入口进行煤粉取样时，采用粉尘等速取样仪器，按网格法匀速插拔进行等速取样，抽取6次，煤样混合均匀后进行筛分，测量该处煤粉细度Rx1.in和Rx2.in的值。
9.根据权利要求3所述的一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果的方法，其特征在于，提出另一种测试粗粉分离器出口煤粉的煤粉细度Rx1,out和Rx2,out的方法，即根据已测得的细粉分离器出口的煤粉细度Rx1和Rx2、细粉分离器效率ηcyc三个参数计算粗粉分离器出口煤粉的煤粉细度Rx1,out和Rx2,out；
公式如下：
式中，
——细粉分离器出口的粉样中粒径为x1的煤粉细度，％；
ηcyc——细粉分离器效率，由细粉分离器效率计算得出，％。
10.根据权利要求5所述的一种评价混煤磨制时粗粉分离器分离效果的方法，其特征在于，粗粉分离器试验步骤包括：(1)粗粉分离器回粉管煤粉取样，(2)粗粉分离器入口煤粉取样，(3)粗粉分离器出口煤粉计算，(4)各部分煤粉筛分试验，(5)性能指标计算；
粗粉分离器改造前后性能评价步骤包括：(1)改造前粗粉分离器试验，(2)粗粉分离器改造，(3)改造后粗粉分离器试验，(5)性能指标计算、分析。
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