PCD-da型雙可調煤粉分配器

概述

 現在大量容量燃煤鍋爐普遍應用直吹式制粉系統，吹式制粉系統各燃燒器一次風粉分配均勻與否是決定鍋爐燃燒工況的重要因素之一。合理配置各燃燒器的一次風速和煤粉濃度是保證鍋爐機組安全、經濟運行的重要條件，也是低Nox燃燒技術順利實施的前提條件。

  各燃燒器間的風粉分配不均，將直接影響燃燒器出口煤粉氣流的著火及穩燃，造成火焰偏斜、沖刷爐墻、爐膛熱負荷和氣溫偏差，Nox排放量增加，還可能引起一次風水平管道內煤粉沉淀，導致堵管，引起相應的燃燒器燒壞，甚至引起局部還原氣氛強而產生受熱面局部高溫腐蝕或結焦、爆管等問題，嚴重影響機組運行的安全性和經濟性。因一次風粉分配不均而造成鍋爐不能正常運行的事例不勝枚舉。在機組承擔調峰任務且環保要求越來越嚴格的情況下，風粉分配均勻性問題尤顯重要。電力行業標準《火力發電廠煤粉制備系統設計標準和計算方法》（DL/T5154-2002）第8.1條中明文規定，對中速磨直吹式制粉系統，同層燃燒器各一次風管之間的煤粉和空氣應均勻分配，其風量偏差不大于±8%，煤粉分配偏差不大于±10%。

   煤粉分配器是將煤粉氣流均勻地分配至若干支管的裝置，在國外早在五十年代就有應用，國內最早應用的是淮南電廠七十年代引進的120MW機組E70磨煤機采用的擴散型煤粉分配器；八十年代，陡河電廠、姚孟電廠和朝陽電廠引進機組或改造過程中采用了擴散型、格柵型和德國BABCOCK的煤粉分配器。九十年代，由國內有關科研單位研制開發的格柵型煤粉分配器陸續在首陽山、山東龍口、江西豐城等電廠的200-300MW機組上成功應用。  

目前國內、外常見的煤粉分配器主要類型的技術性能指標如下：

1. 擴散型煤粉分配器：直接安裝于磨煤機出口，利用煤粉氣流在收縮與擴散過程中的加速、減速及殘余旋轉，加強擾動、混合，使煤粉沿周分布均勻化。其固有分配偏差一般為±15%-20%，加上管道阻力特性不同引起了附加偏差，總的分配偏差達±30-40±%。

2. 徑向型煤粉分配器：主要應用在前蘇聯，是一種斷面為圓形的格柵分配器，格柵徑向布置，分配偏差±10%-15%（36個格柵時），只應用于一分為二的場合，同樣存在由煤粉管道阻力特性而引起的附加偏差問題。

3. 格柵煤粉分配器：主要應用在德國和前蘇聯。通過格柵將煤粉氣流分割為若干狹縫流，再兩兩交*引入兩個支管。其固有分配偏差為±10%-±15%，加上阻力特性引起的附加偏差，總的分配偏差會更大。

      格柵煤粉分配器是原有分配器中性能最好的，但仍不能滿足大容量機組安全經濟運行的需要。為了解決由于管道阻力不均衡而引起的附加分配偏差問題，國內、外都試圖采用阻力元件如截留孔板來均衡管道之間的阻力偏差。事實上其調整效果甚微，還經常會引發不良后果。比如煤粉偏多的輸粉管道中的風量總是偏小，如果為控制煤粉流量就要進一步增加管道阻力，這必將使風量更小，造成該管道煤粉輸送困難，引起煤粉沉淀、堵管事故。在煤粉管道上作任何阻力調整，都將同時影響煤粉流量和空氣流量，而在實踐中不太可能發生同時需將煤粉和空氣流量調大或調小的要求。因此可以認為，裝置現有各種類型煤粉分配器的場合，風粉分配不均的問題是無法通過設置節流元件達到有效調整的。解決風粉分配偏差問題的關鍵是在分配器內使得進入各支管的風量和粉量得到均勻。

     針對上述問題，西安熱工研究院有限公司集幾十年的理論、實驗室研究和工程實踐經驗，創造性的將煤粉濃縮和分配結合起來，承擔了國家電力公司的重大科技改關項目：“直吹式系統一次風優化分配及在線監測技術研究”，研究開發出含三項專利技術的雙可調煤粉分配器（專利號為：ZL200320103036.X;  ZL200320103037.4;  ZL97218197.07）。該技術可方便的將直吹式制粉系統磨煤機出口各一次風管的風量和煤粉分配偏差控制在±（5-10）%以內，阻力小于0.5kpa，且可放棄原制粉系統用于均衡各阻力管道特性的縮孔，大大改善了直吹式制粉系統一次風粉分配特性，基本消除大容量燃煤鍋爐與一次風粉分配特性有關的各種問題。對提高機組運行的安全性、經濟性以及環境保護，具有重要的技術經濟效益和社會效益。

     該項目作為國家電力公司的重大攻關項目（SPKJ002-13）于2002年5月通過國家電力公司組織驗收及鑒定。鑒定及驗收意見認為：本項目全面完成了合同規定的研究任務，其技術指標優于合同原定的指標。其研究成果具有完全自主的知識產權，其總體技術性能達到國際領先水平。并于2003年獲得國家電力科學技術進步二等獎。

西安熱工研究院（電站清潔燃燒國家工程研究中心）擁有強大的科研、創新能力。長期以來，為我國鍋爐制粉及燃燒系統技術的發展和機組運行水平的提高作出了杰出的貢獻，在電力系統享有盛譽。

    為了促進科技成果的產業化，更快更好地將科技成果轉化為生產力，江蘇中能電力設備有限公司與西安熱工研究院強強聯合，正式簽訂了技術轉讓及專利許可合同，著力推廣應用其專利技術“雙可調煤粉分配器”，使其更好地服務和應用于電力生產。

工作原理

   雙可調煤粉分配器工作原理是：首先通過煤粉濃縮裝置將煤粉氣流分裂為兩股氣流，一股為高濃度小流量的氣流，另一股為大流量低濃度的氣流，再分別對這兩股氣流進行分配，濃相空間和稀相空間分別布置有不同的調節機構，使得分配過程可調，分配后的濃、淡兩股氣流在分配器出口即相匯合，由相應的煤粉管道送往爐內。這樣就可實現對每根通往燃燒器的輸粉管道的煤粉及空氣流量分別進行調整和控制。不管出口管的阻力是否在設計過程中已得到均衡，通過對該煤粉分配器的調節，可實現煤粉和空氣的均勻分配，各支管的煤粉流量和空氣流量可以分別調節，基本互不干擾。也就是說，對某一管道的煤粉流量調大（調�。┑耐瑫r，對該管道的空氣流量可調�。ㄕ{大）（兩者反向調節）。該技術已成功應用于多臺300MW、600MW機組鍋爐直吹式制粉系統，均取得良好的技術改造效果。

性能特點

1.構思新穎，完全摒棄了傳統的將煤粉氣流直接分割分配的原理；

2.在運行中可調，只要將分配器上的濃相和稀相調節機構調整到恰當位置就能達到均勻分配的效果；

3.可容易地將煤粉和空氣的反配偏差控制在±10%以下，最佳工況下煤粉和空氣的分配偏差可控制在±5%以下；

4.阻力小，一般在0.5kpa以下;

5.結構緊湊，易于設計布置；

6.氣流分支數不受限制，可以根據需要進行設計；

7.易損件少，且容易采取防磨措施，在易磨損的部位敷設有耐磨陶瓷，壽命長，維護工作量��；

8.可以取消原有的節流孔板，以減少系統上不必要的阻力部件。

調試

  第一步：根據雙可調煤粉分配器的工作原理，調試時首先分別對該分配器相連的各支管的煤粉流量和通風量進行測量，測得該制粉系統總的煤粉流量（相當于磨煤機的出力）和通風量，按支管數求得平均煤粉流量和通風量。

  第二步：將第一步驟測得的各支管的煤粉流量和通風量與平均值相比較。若某支管的煤粉流量低于平均值，則通過與該支管相對應的濃相擋板的調整使煤粉流量增加；若是通風量存在偏差，則通過相應的稀相擋板來增、減該支管的通風量。由于雙可調煤粉分配器具有獨特的工作原理，采用濃相擋板調整煤粉流量時不影響通風量，而采用稀相擋板調整通風量時不影響煤粉流量。

  第三步：完成第二步驟后重復進行第一步驟。通常經過二至三次（取決于調試人員的經驗）循環調整和測試后即可將各支管的煤粉流量和通風量調整均勻。

  第四步：調試取得滿意結果后，用螺栓螺母將濃相和稀相擋板調節手柄固定在固定環上，確保在下一次調試(如經歷大修)前手柄位置不被移動。