（北方重工集团有限公司）
摘要：煤粉分离器是磨煤机的核心部件之一，它能影响磨煤机的使用性能，同时也能影响锅炉效率和污染物的排放，为了保证磨煤机的使用性能，提高锅炉使用效率，本文研究探讨了MPS中速磨煤机旋转式煤粉分离器的改造及应用，在提升磨煤机的使用性能上有较好的效果，以促进燃煤热电厂的生产效益和持续发展。
关键词：旋转式煤粉分离器；磨煤机；改造
随着经济的不断发展，燃煤火电厂得到了迅速的发展。在燃煤火电厂的生产过程中有一个非常重要的机器磨煤机，它是影响锅炉安全运行的重要部件，也是燃煤火电厂耗电量比较大的辅机。近年来，人们不断在研究磨煤机及其工作原理，并对其进行了更为经济科学的改造。MPS中速磨煤机旋转式分离器的的改造研制提高了磨煤机的工作效率，减少了燃煤电厂生产过程中对环境的污染。
1.MPS中速磨煤机旋转式煤粉分离器概述
1.1原理及结构
传统的磨煤机采用的煤粉分离器为静态挡板离心式煤粉分离器，它的主要工作原理是通过法兰和磨煤机碾磨区相连，在分离器的上部周围有多个挡板，磨煤机在工作的时候可以对挡板进行调整，煤粉在离心力和重力作用下被分离出来，分离出来的粗煤因重力落到碾磨区进行新一轮的磨粉过程，直至达到煤粉细度，传统的静态分离器的相属于经济实用型。随着社会的发展，人们的环保意识逐渐加强，国际上对污染物排放的限制要求越来越高，国外开始研制新的煤粉分离器，逐渐减少了对静态分离器的使用。
第2代旋转式煤粉分离器在静态分离器的基础上进行了改进，性能和排污能力都有很大的提高。
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图1 可变速旋转分离器结构流程图
如上图，可变速旋转分离器结构流程图可知，原煤在进入磨煤机后，被碾磨成粗细不均的煤粉颗粒，煤粉颗粒经过旋风到达第1级分离区，也叫做静态挡板分离区，在该区域分离出来较粗的煤粉颗粒，这些颗粒需要进入第2级旋转分离区进行旋转分离。在旋转分离区会筛选出合格的细煤粉通过煤粉管道进入燃烧器使用，分离出来的粗煤粉排入锥体，需要重回磨煤机进行碾磨。老式的静态分离器的工作原理是利用煤粉颗粒对挡板的撞击和自身的重力进行分离，也有较小的离心分离因素，这种方分离方式重力加速度很小，分离效果欠佳。新型旋转式分离器的工作原理主要是通过动叶轮的转动产生气流带动煤粉旋转，这种方式产生的离心加速度大概是静态分离器的10倍，旋转式分离器主要是通过这种强大的离心力来进行分离。另外，第2代旋转式分离器还可以通过调节动叶轮的转速对煤粉粗细程度进行调整，大大提高了磨煤机的性能，有着较好的分离效果。
1.2旋转式煤粉分离器的优势
第2代旋转式分离器目前被广泛应用，它的主要优势有：分离效率高，能够对煤粉颗粒的大小进行调节，煤粉更均匀，大大提高了使用率；可以控制排污量，减少对环境的污染；提高了磨煤机的使用性能；耗电量小，节约了电厂运行成本。
1.3磨煤机煤粉分离器的改造原因
MPS中速磨煤机的煤粉分离器使用的是静态分离器，在使用过程中可以对分离器的挡板进行调节，但是调节起来比较困难，而且调节角度不好掌握，难以保证煤粉颗粒的大小，不能获得合格的细煤粉，煤粉燃烧效率低下。煤炭是不可再生资源，而且在工业生产中需求量非常大，为了提高煤的利用率，减少资源浪费，需要对磨煤机进行改造。本次改造是借鉴吸收了国外旋转式分离器相关技术，结合MPS磨煤机的结构特点和旋转式煤粉分离器进行改造。
2.中速磨煤机煤粉分离器改造方案
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图2 煤粉分离器改造后结构示意图
上图为煤粉分离器改造后结构示意图，如图所示可以发现，改造后的分离器比静态分离器多了动叶轮、减速箱、变频电机及相关的控制系统。
2.1改造特点及功能
2.1.1动叶轮
旋转式分离器有两种形状的叶轮，一种是圆柱形一种是锥形，改造所选用的动叶轮为锥形转子动叶轮，这主要是根据磨煤机的分离空间所选择的，同时也能满足最佳的分离效果。除了动叶轮的形状考虑外，改造过程中还充分考虑了煤粉对叶片的磨损，因此，选用了低合金的耐磨材料为叶片制作材料，同时还对叶片表面进行了耐磨处理，为了提高动叶轮的使用性能，在动叶轮的连接部件处都进行了防磨处理。
2.1.2分离器的驱动方式
旋转式分离器有两种驱动方式，一种是液压驱动，另一种是电机驱动。两种驱动方式各有所长，液压驱动运行平稳，轴承润滑效果好，但是它的结构较为复杂，而且油管容易产生漏油的情况。电机驱动的优势在于调节简便、精准，结构简单，而且节能，但是存在需要较大的现场布置空间的缺点。因此综合各自的优缺点选择了电机驱动。
2.1.3变速箱的用途
增加变速箱的作用主要是确保回转轴承的定位精准度和齿轮的转动的平稳度，变速箱主要采用了板焊结构。对于回转轴承选择了钢球式和交叉滚子式的回转轴承。
2.1.4电气控制系统
新增的旋转式分离器电气控制系统主要是通过对现场变频器的操控来监测回路设计中的转子转速、回转轴承温度、润滑油温度等，对异常情况能够及时发出警报，起到一个预警保护的作用。
3.中速磨煤机旋转式煤粉分离器改造后效果
3.1煤粉精细度调节效果得到了提高
通过对比实验分析，可以看出改造后旋转式分离器对奶粉精细度的调节效果提高显著，煤粉精细度和转子转速存在着反比例关系，在使用过程中可以调整转子转速来控制磨煤机出粉颗粒的大小。
3.2煤粉颗粒的均匀性提高
通过对改造前后的分离器进行试验分析，结果显示旋转式煤粉分离器的磨煤机出粉颗粒均匀性较好，煤粉均匀指数达到1.3以上，比为改造的磨煤机出粉均匀性提高了近30%，可以有效提升煤粉的利用率。
3.3改造后的分离效果
旋转式煤粉分离器的回粉率比改造之前的静态分离器回粉率降低很多，而且所回的煤粉中含细粉量很小，由此可以看出磨煤机改造后分离效果大大提高，有效缩短率工作周期，提高率磨煤机的工作效率。
3.4改造后磨煤机差压减小
一般情况下，磨煤机差压是随着煤量的增加而上升的，改造旋转式煤粉分离器的磨煤机差压与改造前有所下降，同时还能减小对煤粉的流动阻力，提高磨煤机出力。
3.5磨煤机的耗电量减小
改造后的磨煤机在工作状态下的电机电流相对减小，改造前磨煤机的电机工作电流为110V,改造旋转式煤粉分离器后磨煤机的工作电流为101V，改造前后相差大约8%，长期使用能够节约用电量非常客观。
综上所述，MPS中速磨煤机旋转式煤粉分离器改造后大大提升了磨煤机的使用性能，尤其在煤粉精细度和均匀性等方面有显著提高，有效改善了煤粉燃烧的效率，减少了对环境的污染，在磨煤机的使用过程中也能达到减少电量消耗，能够有效提高生产效益。但是此次改造也存在一定的缺陷，受原有磨煤机的改造环境影响，主要有以下不足之处：首先，转子尺寸和重力相对国外的分离器偏大，转子转速没有达到理想水平。其次，改造后的分离器转速范围较大，影响了分离器的运行平稳性，主要原因是分离器变速箱的设计使用了单轴承的旋臂支撑，国外公司的分离器减速箱都是双轴承，因此缩小了旋转式煤粉分离器的精细度调节范围。，调节性能有所不足。以上不足之处，还需要继续研究改进，争取使磨煤机达到更好的使用性能。
4.结束语
MPS中速磨煤机是燃煤火电厂的重要设备，分离器最为磨煤机的核心部件，对磨煤机有着重要影响，尤其传统的静态分离器不能满足现代生产燃煤火电厂的生产需求，基于此，对磨煤机进行了改造，旋转式煤粉分离器的改造使磨煤机在使用性能上有较大的改善提升。本文分析探讨了旋转式分离器的结构特点和运行原理，并结合原有设备的特点进行了相应部件的选择使用，结合国际先进技术设备改造经验进行了分离器的改造设计，相关数据和试验结果显示，达到了较好的改造和应用效果，能够有效提高燃煤热电厂的效益。
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