一种中速磨煤机动静叶结合型分离器的制作方法

本实用新型属于火力电站技术领域，具体涉及一种中速磨煤机动静叶结合型分离器。

背景技术：

目前，粗粉分离器是火力电站燃煤锅炉制粉系统中的关键设备，是影响煤粉细度和煤粉均匀性最主要的设备，其运行性能对锅炉的运行及燃烧效率有很大的影响，较小的煤粉细度和较大的煤粉均匀性指数不仅有利于锅炉燃烧效率的提高，而且有利于降低NOX(一氧化二氮)的排放，有助于系统长期稳定地运行。所以，制粉系统作为火力发电厂重要的辅助系统，其运行状况直接影响着锅炉的安全经济运行。粗粉分离器作为制粉系统中的关键设备，其长期以来一直存在着综合分离效率低、出粉细度达不到要求、出粉细度均匀性差、回粉细度小，均匀性差、回粉量偏大(许多合格煤粉因分离效率差无法分离出来)、煤粉细度不能随着煤种变化进行调节等问题。近年来，一些制造厂和科研部门研制开发了一些新型粗粉分离器，其性能有所改善，但这些分离器仍采用传统的静态分离技术，煤粉细度的调节仍主要依靠手动调整挡板角度来实现，因此很多问题没有从根本上得到解决。例如：前几年，国内一些研究所在径向挡板粗粉分离器的基础上，将径向挡板单纯地改为轴向挡板并加高顶部高度，其它部位基本没有变化，虽然，这种粗粉分离器经实际运行观察其运行性能较径向型优越，但也暴露出它自身固有的缺陷，尤其内锥体仍然采用原径向型粗粉分离器的内锥体，造成内部分离效率低，并且经常出现气粉短路现象，粗粉细度及均匀性仍然不够理想，并且了限制了制粉能力。目前，燃煤发电机组入炉煤质变化频繁，同时，机组调峰要求高，机组负荷变化率较大，由此对应的制粉系统出力变化也较大，传统的静态分离器已不能满足要求，磨煤机出力不足与飞灰可燃物偏高的问题日显突出。为此，需要一种中速磨煤机动静叶结合型分离器，解决现有技术中所存在的上述问题，使其具有优良的分离性能，满足煤质多变及机组调峰需要。

技术实现要素：

本实用新型提供一种中速磨煤机动静叶结合型分离器，解决现有技术中所存在的综合分离效率低、出粉细度达不到要求、出粉细度均匀性差、回粉细度小，均匀性差、回粉量偏大，许多合格煤粉因分离效率差无法分离出来，煤粉细度不能随着煤种变化进行调节，自动化程度低，内部分离效率低，并且经常出现气粉短路现象，粗粉细度及均匀性较差，制粉能力受限制等问题，使其具有优良的分离性能，满足煤质多变及机组调峰需要。

为实现上述目的，本实用新型提供一种中速磨煤机动静叶结合型分离器，包括变频电机，变频电机与涡轮蜗杆减速器相连接，涡轮蜗杆减速器与气密封装置相连接，气密封装置通过V型带与转子装置相连接，气密封装置套设在中心落煤管上，中心落煤管与多出口装置相连接，转子装置与轴承相连接，轴承上设有测温装置，气密封装置上连接设有排出阀，气密封装置上设有润滑装置，气密封装置的下面、中心落煤管的下部的外侧设有叶笼，叶笼的外侧设有静叶片，中心落煤管的下方设有第一风筒，第一风筒处的上方设有第一级分离斗，叶笼的位置处设有第二级分离斗，中心落煤管的位置处设有原煤位置。

在以上方案中优选的是，中速磨煤机动静叶结合型分离器还包括动态分离器、分离器顶盖装置、内锥体装置、弹簧加载装置、磨辊装置、磨碗和叶轮装置、侧机体装置、刮板装置、行星齿轮减速箱、联轴器和压差装置。

还可以优选的是，刮板装置包括第一刮板和第二刮板。

还可以优选的是，第一刮板的长度小于第二刮板的长度。

还可以优选的是，润滑装置设为润滑油站。

还可以优选的是，磨辊装置和磨碗设置在磨盘上。

还可以优选的是，变频电机通过减速器与磨盘相连接。

还可以优选的是，中心落煤管设置在磨盘中心位置处的上方。

还可以优选的是，动态分离器的上方设有出口。

还可以优选的是，刮板装置设置在磨盘的底部。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供了一种中速磨煤机动静叶结合型分离器，解决现有技术中所存在的综合分离效率低、出粉细度达不到要求、出粉细度均匀性差、回粉细度小，均匀性差、回粉量偏大，许多合格煤粉因分离效率差无法分离出来，煤粉细度不能随着煤种变化进行调节，自动化程度低，内部分离效率低，并且经常出现气粉短路现象，粗粉细度及均匀性较差，制粉能力受限制等问题，使其具有优良的分离性能，满足煤质多变及机组调峰需要。其能够针对当前电厂燃煤来源比较多，锅炉燃煤变化幅度大且频繁的问题，使其能根据煤质的变化不断地调整煤粉细度，使锅炉燃烧更完全、更经济，使锅炉运行更安全，克服煤质变化引起的飞灰含碳量飞升、排烟温度上升、减温水增加的问题，也能避免烧坏燃烧器喷嘴和炉膛水冷壁结焦的现象，增加了锅炉的适应能力；其能够针对目前火电机组调峰任务重，负荷变化大，锅炉燃烧最佳煤粉细度随负荷变化大的问题，使其能够维持低负荷时锅炉燃烧最佳煤粉细度，提高燃烧经济性，其煤粉细度可调，煤粉均匀性好，能够更好地满足锅炉低负荷稳燃的要求，增加锅炉的调峰能力，煤粉细度要求越高，采用动态分离器效果越明显；其分离均匀，出口煤粉均匀性指数高，即R90相同时，R200比较低，煤粉越均匀则粗粒子含量少，其均匀性大大提高，灰渣含碳量能明显下降。如果要使煤粉在燃烧室内得到充分燃烧，应使煤粉细度越细越好。一般煤粉细度R90控制在多少范围内是根据煤种，锅炉型号，燃烧器型号来确定的。

煤粉细度R90是指用一个筛孔宽度为90微米的筛子来筛选煤粉，留在筛子上方的粗煤粉所占总煤粉的百分率。百分数越低，说明煤粉越细。一般无烟煤的话煤粉细度R90控制在6％左右，烟煤的话在15％～20％左右。本实用新型其分离效率高，能够提高制粉系统最大出力5％以上，降低制粉系统耗电率，也能够增加制粉系统的出力储备。其煤粉均匀性好、细度可以调整至很低水平，有利于低NOx燃烧器灰渣含碳量的明显较低，和燃料型NOx的还原，能够有力地推动电厂加装低NOx燃烧系统，有利于锅炉降低NOx的排放水平，减少环境污染。其应用在直吹式制粉系统中，能够有利于磨煤机出口煤粉管中煤粉浓度的均匀分配，降低锅炉飞灰含碳量和减少NOx的生成。其控制要根据给煤量和现场调试时绘制出的校准曲线来确定转子转速，变频器改变变频电机转速，从而改变动态分离器转速，调节方式简单灵活，能够就地变频器调节或者接入DCS系统在集控室调节。当通风量发生变化时，能够控制煤粉细度不发生变化，由于减少了合格煤粉的重磨率，可降低制粉电耗10％以上，降低锅炉机械不完全燃烧损失及排烟热损失，提高锅炉热效率，降低飞灰含碳量约0.8％，其经济效益显著。其由于内循环负荷比静态分离器小，所以能够提高磨煤机出力，这是由于分离效率提高实现的，避免了细小颗粒(粒度小于200目)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，即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。其结构紧凑、运行稳定、维护方便。电机轴承、动态分离器轴承、蜗轮蜗杆减速器轴承的润滑、减速器润滑油更换和皮带的涨紧等一般一年进行一次。皮带、油封和转子的更换一般三到五年进行一次。

附图说明

图1为本实用新型的中速磨煤机动静叶结合型分离器的结构示意图；

图2为本实用新型的中速磨煤机动静叶结合型分离器的分离结构原理示意图。

图中，1为叶笼，2为变频电机，3为涡轮蜗杆减速器，4为气密封装置，5为V型带，6为转子装置，7为轴承，8为测量装置，9为润滑装置，10为静叶片，11为中心落煤管，12为多出口装置，13为排出阀，14为第一风筒，15为第一级分离斗，16为第二级分离斗，17为原煤位置。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合具体实施例对本实用新型作了详细说明。但是，显然可对本实用新型进行不同的变型和改型而不超出后附权利要求限定的本实用新型更宽的精神和范围。因此，以下实施例具有例示性的而没有限制的含义。

实施例:

一种中速磨煤机动静叶结合型分离器，如图1和图2所示，包括变频电机2，变频电机2与涡轮蜗杆减速器3相连接，涡轮蜗杆减速器3与气密封装置4相连接，气密封装置4通过V型带5与转子装置6相连接，气密封装置4套设在中心落煤管11上，中心落煤管11与多出口装置12相连接，转子装置6与轴承7相连接，轴承7上设有测温装置8，气密封装置4上连接设有排出阀13，气密封装置4上设有润滑装置9，气密封装置4的下面、中心落煤管11的下部的外侧设有叶笼1，叶笼1的外侧设有静叶片10，中心落煤管11的下方设有第一风筒14，第一风筒14处的上方设有第一级分离斗15，叶笼1的位置处设有第二级分离斗16，中心落煤管11的位置处设有原煤位置17。

在上述实施例中，中速磨煤机动静叶结合型分离器还包括动态分离器、分离器顶盖装置、内锥体装置、弹簧加载装置、磨辊装置、磨碗和叶轮装置、侧机体装置、刮板装置、行星齿轮减速箱、联轴器和压差装置等。

在上述实施例中，刮板装置包括第一刮板和第二刮板。

在上述实施例中，第一刮板的长度小于第二刮板的长度。

在上述实施例中，润滑装置9设为润滑油站。

在上述实施例中，磨辊装置和磨碗设置在磨盘上。

在上述实施例中，变频电机2通过减速器与磨盘相连接。

在上述实施例中，中心落煤管11设置在磨盘中心位置处的上方。

在上述实施例中，动态分离器的上方设有出口。

在上述实施例中，刮板装置设置在磨盘的底部。

本实用新型的中速磨煤机动静叶结合型分离器，其作为一种可控离心式选粉机设备，耐压为0.35Mpa，主要功能是将直径小于等于38mm的原煤研磨成0.075mm左右的煤粉供锅炉燃烧。热一次风从磨碗下部的侧机体进风口进入，用来干燥和输送磨煤机内的煤粉,通过转子装置6带动气流旋转，利用离心分离作用和撞击分离作用的煤粉分离设备。从磨煤机出来的风粉混合物经过转子装置6，在转子装置6的带动下作旋转运动，较粗的煤粉在离心力和叶片撞击作用下被分离出来，其余合格的煤粉随气流带出，通过调整转子装置6转速就可以改变分离器出口煤粉细度。

本实用新型的中速磨煤机动静叶结合型分离器，其变频电机2通过减速器带动磨盘转动，同时热风从进风口进入立磨机体内，物料通过进料口落在磨盘中央，在离心力的作用下，物料从磨盘中央向边缘均匀移动，经过磨盘上的粉磨辊道区域时，受到磨辊的碾压，大块物料被直接压碎，细粒物料则受挤压后形成料床进行粒间粉碎。粉碎后的物料继续向磨盘边缘移动，直到被风环处的强气流带走，被气流带起的物料中，较大颗粒物料在自身重力作用下又重新掉落到磨盘上继续粉碎，其余物料则随气流进入动静叶结合型分离器进行粉体分级，在动静叶结合型分离器动、静叶片10的作用下(分离器转子置于选粉区的内侧，旋转方向与切向气流的方向一致，为分离器实现选粉功能提供关键的离心力，在转子装置6和导向叶片之间存在着一个受转子装置6旋转所产生的离心力控制地环状区，称为选粉区，在这个区间内不同粒径的煤粉颗粒，因其自身质量不同，受到大小不同的离心力，离心力驱使着煤粉离开该区域，向外运动；同时这些煤粉亦受到一次风气流的向心力使之向中心运动。当分离器转子装置6的转速和一次风气流均一定时，处于选粉区内某一特定粒径下的煤粉，因所受离心力与向心力相等而处于静止状态，该粒径为此条件下的分离器选粉分级粒径，超过分级粒径的粗颗粒在离心力的作用下向外运动，撞击在静叶片上并且在重力的作用下沉降)，不符合细度要求的物料重新回到磨盘上进行粉磨，而符合细度要求的物料随气流经管道进入并通过分离器上方的出口装置离开分离器，经输粉管道进入锅炉燃烧。主机内混入物料的铁块、煤矸石等难磨杂物随物料移动至磨盘边缘时，由于自身重量大而不能被风吹起，落到磨机下腔被安装在磨盘底部的刮料板刮入排渣口后，排出主机外部。

表一、煤粉颗粒分布关系

本实用新型的中速磨煤机动静叶结合型分离器，由于动、静态分离器可以实现叶轮转速调节和静态折向挡板角度调节的双向调节功能，能够使煤粉在重力分离、撞击分离、折向惯性分离和离心力强制分离等作用下，在磨内循环倍率下降，提高了煤粉细度和均匀性指标，最终达到提高锅炉燃烧效率，降低飞灰含碳量的目的。

本实用新型的中速磨煤机动静叶结合型分离器，其分离器动态叶片由变频电机驱动，这就使得叶片转速能够在要求的范围内进行调节，变频电机2的转速通过DCS设定4～20mA信号来控制。动态分离器可以通过调节分离器的转速来满足不同煤种的要求，当磨机的差压降低的时候，可以通过提高分离器的转速来获得更细的产品，相反当降低分离器的转速时会得到较粗的产品。

本实用新型的中速磨煤机动静叶结合型分离器，其驱动的变频电机2的参数：功率为30kW，电压为380V，频率为50Hz，额定转速为1470r/min。

表二、电机转速与分离器叶片转速关系：

本实用新型的中速磨煤机动静叶结合型分离器，其结构合理，其具有可靠性高的传动系统作为整个分离器关键部件，其采用一对双列球面滚子轴承7和单个轴向推力轴承作传动轴支撑，很好解决了径向和轴向载荷受力分布，轴承7的设计计算寿命大于100000小时，为确保轴承7长期运行安全，采用油封+迷宫密封的结构，磨煤机处于正压运行，在上部和下部油封处通入密封风，以免受到分离器内煤粉入侵，同时，轴承7采用油脂润滑，外部设置注油管路，便于定期加油，上、下轴承7处各用一个热电阻用于监测轴承温度。

本实用新型的中速磨煤机动静叶结合型分离器，变频电机2和蜗轮蜗杆减速器3通过联轴器连在一起，变频电机2通过变频器改变频率从而改变转速，涡轮蜗杆减速器3输出轴上安装主动轮，通过皮带带动与转子装置6连接在一起的从动轮，从而使转子装置6的转子转动，转子的旋转方向为从磨煤机上方往下看为顺时针方向。变频器与机械变速相比，变频器几乎不用维护，可靠性很高。转子采用耐磨合金钢制成，整体锥形结构，设计寿命超过35000小时。

尽管以上已经对本实用新型的各种优选实施方式和特征进行了描述，但在不脱离本实用新型的目的和宗旨的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型做出许多变化、补充、改变和删减。以上结合本实用新型的具体实施例做的详细描述，并非是对本实用新型的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本实用新型技术方案的范围。