1炉A磨煤机动态分离器改造可研报告

1、WSS13-GL-15乌沙山发电厂技术改造项目可行性研究报告项目名称：#1炉A磨煤机动态分离器改造项目性质：一般技改编 制： 刘 武专业审核： 陈文刚部门审核： 赵学峰公司批准： 王东禹2012年8月20日技术改造可行性研究报告内容一、前言浙江大唐乌沙山发电厂一期工程为4600MW燃煤发电机组，三大主机采用哈电集团的设备。主要系统设计由浙江省电力设计院承揽。锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的超临界参数变压直流炉，型式为单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣煤粉炉，燃烧方式为前后墙对冲燃烧，装有30只低氮LNASB型旋流燃烧器。一次风机、送风机为上海鼓风机厂生产的动叶可调轴流风机，#1、#4炉引风

2、机为成都电力机械厂生产的静叶可调轴流风机，#2、#3炉引风机为成都电力机械厂生产的动叶可调轴流风机。1机组于2006年4月，2机组于2006年7月，3机组于2006年9月，4机组于2006年11月分别通过168小时试运正式投入运行。锅炉燃烧器采用30 只低NOX 轴向旋流燃烧器（LNASB）前后墙布置、对冲燃烧，配有6台HP1003中速磨直吹式制粉系统，B-MCR 工况下5台运行，一台备用，每台磨煤机供一层主燃烧器所需煤粉，煤粉细度为：R90=18.38%。（一）项目名称：磨煤机动态分离器改造（二）项目性质：技术改造（三）可研编制人：刘武 （四）项目负责部门：大唐国际乌沙山发电厂设备工程部（五

3、）项目负责人：赵学峰二、项目提出的背景及改造的必要性（一）承担可行性研究的单位大唐国际乌沙山发电厂设备工程部承担可行性研究。（二）项目提出的背景锅炉制粉系统是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，而粗粉分离器的性能直接影响着制粉系统的运行。我厂磨煤机为上海重型机械厂生产的型号为HP1003型磨煤机，此型号磨煤机采用挡板式粗粉分离器，属于静态分离器，长期以来，粗粉分离器存在着分离效率低、回粉量大、输粉管粉量分配不均匀以及煤粉细度不均匀且不易调节等问题。而我国发电厂的煤质多变，不同煤质的经济细度也不相同，迫切需要一种高性能的煤粉细度容易调节的粗粉分离器来满足生产的需要。

4、（三）进行的必要性通过技术改造，将磨煤机静态分离器改成了动态分离器改造后,大大提高了粗粉分离器效率并且可远程或就地控制调节煤粉细度。旋转粗粉分离器分离出来的煤粉均匀性指数较高，且均匀性好，进入炉膛的煤粉均能保证充分燃烧，从而降低灰渣的含碳量以及飞灰含碳量，减少了煤粉物理不完全燃烧热损失，有利于低NOx燃烧器的运行，进而提高锅炉经济性。改造后的动态分离器提高了输粉管粉量分配均匀性从而降低炉膛内部温度分布不均，减少炉内受热面部分超温，有利于避免了因承压部件泄漏而造成的机组停运，从而保证了机组的安全运行进而提高锅炉安全性。通过提高粗粉分离器效率减少磨煤机制粉单耗降低厂用点率，进一部提高锅炉经济性。因

5、此进行锅炉磨煤机动态分离器改造是十分必要的。（四）调查研究的主要依据、过程及结论旋转式粗粉分离器工作时结合了挡板式分离器和旋转式分离器的优点，带粉气流在挡板分离区首先进行预分离，分离出来的煤粉粒子比较粗，风粉混合物在分离器转子区再次进行分离，分离出的合格煤粉进入煤粉管道，不合格煤粉经回粉锥体落回磨煤机继续碾磨。旋转式粗粉分离器的分离机理主要是依靠转子旋转产生的离心力将粗粒子分离，而挡板式分离器主要依靠挡板的撞击作用分离，虽然因挡板角度的影响也存在离心分离，但因其切向速度较低，产生的离心力不足以将合格煤粉分离出来。当煤粉粒子受到的离心力大于气流的曳引力时，较大粒子就会分离出来。转子转速越高，粒子

6、受到的离心力越大，即转子转速越快，所分离出来的煤粉细度也越细。一台磨煤机大修时间为10天，安装加装动态分离器只需7天即可完成。因此，对锅炉磨煤机动态分离器改造是可行的。（五）原系统或设备的基本情况1拟进行改造的系统或设备的基本情况说明：我厂锅炉磨煤机为上海重型机械厂生产的HP1003型中速碗式磨煤机，此型号磨煤机采用挡板式粗粉分离器，属于静态分离器。锅炉燃烧器采用30 只低NOX 轴向旋流燃烧器（LNASB）前后墙布置、对冲燃烧，配有6台HP1003中速磨直吹式制粉系统，B-MCR 工况下5台运行，一台备用，每台磨煤机供一层主燃烧器所需煤粉，煤粉细度为：R90=18.38%。2系统或设备简述：

7、同上3铭牌：HP1003型中速碗式磨煤机4制造商：上海重型机械厂5投产日期： 2006年6技术状况及其他有关技术参数：略7运行简历：略8主要历史状况等：略（六）存在的主要问题1.缺陷情况的记录和叙述：长期以来，磨煤机粗粉分离器存在着分离效率低、回粉量大、煤粉管道粉量分配不均匀以及煤粉细度不均匀且不易调节等问题。2.安全生产：细度不合格的煤粉会加大对受热面的磨损，煤粉管道粉量分配不均匀会造成左右两侧受热面受热不均等，危及到机组安全运行。3.系统匹配4.环境保护：制粉系统出力不够会直接影响文明生产。5.节能降耗、提高经济性：可降低灰渣的含碳量以及飞灰含碳量，减少了煤粉物理不完全燃烧热损失，有利于低

8、NOx燃烧器的运行，降低磨煤机制粉单耗，提高机组可靠性。6.改善劳动环境和条件等：由于提高了磨煤机制粉效率增加了磨煤机出力，可减少检修作业，从而减少了人工现场作业的危险性、维护的工作量，减轻了检修人员的劳动强度。（七）需要解决哪些问题1）动态分离器漏风问题，改换成迷宫密封和气密封相结合。2）电机变频器过热问题，更换规格型号和磨煤机出力相符合的变频器。三、方案论证（一）改造方案描述旋转式粗粉分离器是在挡板式分离器后加旋转式分离器组合而成，包括外壳、进粉管、回粉管、静叶、动叶轮转子、传动机构及控制监测等。动态分离器的主要部件为带多个叶片的转子，电机通过传动机构带动转子转动。分离器转子采用变频器调节

9、转速，变频器频率可以在0-50Hz范围内调节，保证转子转速在0-120rpm无级调节；转子驱动采用专用变频电机，可长期在低频下工作；分离器转子采用垂直布置，双轴承支承。分离器转子转速的控制方式有两种：就地控制和远程DCS控制。远程可监测到转子转速、电机电流、变频器频率等，并设有轴温报警、过载报警等保护动作。（二）改造后预期达到的效果1）操作简单，调节方便当电厂燃煤煤种或负荷或通风量发生变化时，操作人员可以就地或远程DCS来调节分离器转子的转速来实现随时对煤粉细度进行调整。2）分离均匀，煤粉均匀性指数高当煤粉通过挡板进行一次分离后进入离心分离区域，带粉气流在转子的带动下旋转，粒子受到的离心力较均

10、匀，因此该项分离器具有均匀性指数高的特点，煤粉均匀性指数可达到1.4，叶片在使用两个大修期基本无磨损。3）分离效率高，循环倍率低，降低制粉电耗旋转式粗粉分离器在分离过程中可将磨煤机磨出来的合格的煤粉基本送入出粉管内，分离效率可达85%以上，可大大减少合格煤粉的回粉量，减少煤粉的循环倍率，从而降低制粉电耗，约降低制粉电耗10%左右。4）满足锅炉低负荷稳燃的要求，增加锅炉的调峰能力，有利于锅炉运行的稳定性锅炉经常会被要求在低负荷工况下运行，而旋转式分离器能确保煤粉细度始终满足锅炉燃烧的要求，更好地满足锅炉低负荷稳燃的要求，可增加锅炉的调峰能力，使锅炉始终保持燃烧的稳定。5）降低灰渣含碳量，有利于低

11、NOx燃烧器的运行 旋转粗粉分离器分离出来的煤粉均匀性指数较高，且均匀性好，进入炉膛的煤粉均能保证充分燃烧，从而降低灰渣的含碳量，有利于低NOx燃烧器的运行。6）保证制粉系统的安全运行旋转式粗粉分离器在设计过程中从结构上、密封上及控制上充分考虑到了设备运行的安全性，能保证设备在故障情况下煤粉细度也不低于改造前的效果。（三）施工方案、过渡方案新旋转式动态分离器到货验收后，利用磨煤机大修，进行更换。（四）是否需要停机停炉或结合机组大、小修等需要结合磨煤机大修进行四、项目规模和主要内容（一）项目方案及内容综述属一般技改项目，将原#1炉A磨煤机静态分离器及磨煤机上端机体拆除在安装新的静态分离器和动态分

12、离器，将煤粉管道焊接好后,待磨煤机启动后进行热态调整。（二）工程计划开竣工时间2013年04月开工，2013年06月竣工（三）项目范围#1炉A磨煤机1套旋转式动态分离器。（四）项目的主要设备材料构成略（五）改造后系统布置的变化系统布置无变化。（六）主要设备制造（订货）周期旋转式动态分离器及其配件采购需3个月。（七）调研、可研、初设、设计、招标、订货、开工、工程各施工步骤(包括拆除、土建、安装等)、试验、调试、试运行、竣工验收等整个项目的时间进程计划安排可研编写上报：202年9月；设备招标：202年10月；设备订货：202年11月；工程施工：203年4月203年6月；设备调试、验收：2012年6

13、月；五、工程实施条件（一）设计、施工单位的选择锅炉磨煤机旋转式动态分离器改造设计可由乌沙山发电厂设备工程部完成，改造施工由检修单位完成。设计、施工单位均通过招标确定。（三）工程施工周期锅炉磨煤机旋转式动态分离器改造工作需每台磨7天时间，可在磨煤机大修中进行。（四）设备制造周期旋转式动态分离器厂家制造需要3个月。（五）主要设备及材料的采购是否采用招议标方式进行主要材料的采购通过招议标方式进行。（六）主要设备及材料采购的被招标对象（制造商）的选择六、投资估算表及设备、材料明细表（一） 投资估算表序号名 称规格数量单价(万元)总价(万元)备注1旋转式动态分离器11151152旋转式粗粉分离器安装费用

14、1553总计120每台锅炉（二）设计费：0万元（三）调试费：0万元（四）设备费：115万元（五）施工费（其中人工费）：5万元（六）材料费：万元（七）工程总投资：120万元七、经济效益分析注：以下分析均已1台锅炉6台磨煤机全部改造后计算，本次暂改造1台磨煤机。（一）对于提高系统和本单位综合生产能力与经济效益的计算分析，包括节能降损、提高效益、降低成本、增加利润等旋转粗粉分离器分离改造后可降低灰渣的含碳量以及飞灰含碳量，减少了煤粉物理不完全燃烧热损失，进而提高锅炉经济性。通过提高粗粉分离器效率减少磨煤机制粉单耗降低厂用点率，进一部提高锅炉经济性。（二）对投资回报等指标的分析计算1）煤粉均匀性指数提

15、高，通过改造后，在煤粉细度R90不变的情况下可以降低飞灰含量约0.8%，进而降低煤耗。 通过降低含碳量每年给发电厂带来的经济效益计算公式如下： HCAGQcB/Qb其中： H 锅炉年运行小时数 C 降低的碳含量% A 煤中灰含量% G 煤耗量 吨/小时 Qc 碳的标准发热量 Qb 标准煤发热量 B 标准煤单价（元/吨）以600MW机组为例，每年按H=7200h，煤耗量按180t/h计算： 煤中灰含量为20%，按碳的标准发热量7860千卡/公斤，标准煤发热量7000千卡/公斤，标准煤按900元/吨计算，每年可节约的资金为： （72000.0080.21807860900）/7000=209.55

16、 (万元/年)2）分离效率高，降低制粉耗电率每年给发电厂带来的经济效益由于旋转式粗粉分离器分离均匀，循环倍率降低，分离效率提高，可降低制粉电耗10%左右，计算公式如下： R= BmmzEzfF （万元/年） 其中：Bmmz锅炉年磨煤量 130（万吨/年） ezf制粉耗电率下降值 2.3（kW.h/t） F电价 0.44（元/kW.h） R=1302.30.44=131.56（万元/年）八、评价结论（一）运用各种数据，从安全、技术、经济、财务等方面，论述工程项目的可行性和存在问题1、能有效、方便的控制、调节煤粉细度，能提高煤粉均匀性指数；2、用在直吹式制粉系统上，能改善每根出粉管的出粉均匀性；3、用在直吹式制粉系统上，可以减少系统阻力；4、提高燃烧系统对煤种的适应能力；5、由于减少了合格煤粉的重磨率，