鍋爐直吹式煤粉取樣器產(chǎn)品改造說(shuō)明
直吹式煤粉取樣器產(chǎn)品改造說(shuō)明。針對(duì)寧夏電廠煤粉取樣器取樣不遙遙，煤粉細(xì)度與實(shí)際偏差大，取樣時(shí)間長(zhǎng)、取樣密封管密封不嚴(yán)，污染環(huán)境等問(wèn)題，通過(guò)分析論證，提出了將原撞擊式煤粉取樣器換成笛形管式
等速煤粉取樣裝置的技術(shù)改造方案。應(yīng)用結(jié)果表明改造方案縮短了煤粉取樣時(shí)間，解決了煤粉取樣不遙遙，取樣時(shí)易出現(xiàn)噴粉的問(wèn)題，遙遙了磨煤機(jī)煤粉細(xì)度在規(guī)定范圍內(nèi)，減少了磨煤機(jī)單耗及鍋爐受熱面磨損，為運(yùn)行人員調(diào)整鍋爐燃燒提供了遙遙依據(jù)。電廠為2臺(tái)660MW燃煤汽輪發(fā)電空冷機(jī)組，鍋爐為遙遙臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈加垂直管直流爐，單爐膛、遙遙中間再熱、采用切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)Π型、室內(nèi)布置燃煤鍋爐，鍋爐采用緊身封閉。鍋爐型號(hào)HG221025.4YM16，設(shè)計(jì)煤和校核煤由寧夏靈武礦區(qū)、鴛鴦湖礦區(qū)、馬蓮臺(tái)礦區(qū)和紅巖灣礦區(qū)供給，4只低NOX墻式直流燃燒器采用四面墻布置、切圓燃燒，6臺(tái)ZGM113GII中速磨煤機(jī)配正壓直吹制粉系統(tǒng)。煤粉細(xì)度是指煤粉的粗細(xì)程度，它是煤粉的遙遙?；鹆Πl(fā)電廠通常用用的篩子對(duì)煤粉進(jìn)行篩分，留在篩上面的粗粉重量占篩分前煤粉總重量的百分比即為煤粉細(xì)度?；痣姀S用篩子的孔邊長(zhǎng)通常有90μm和200μm2種，篩分煤粉所得細(xì)度分別用R90、R200表示。R90值越大，說(shuō)明煤粉越粗，反之越細(xì)。例如取25g煤粉，用邊長(zhǎng)為90μm的篩子按照規(guī)定進(jìn)行篩分，篩分結(jié)束后對(duì)其稱(chēng)重篩上未通過(guò)粗粉5g，篩下通過(guò)細(xì)粉20g，則煤粉細(xì)度R90=525×遙遙=20%。煤粉細(xì)度是鍋爐燃燒調(diào)整的重要參數(shù)，對(duì)鍋爐燃燒有重要的影響，煤粉越細(xì)，煤粉燃燒越遙遙，未燃盡碳熱損失q4越小，鍋爐效率越高，但制粉電耗（遙遙風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)及給煤機(jī)電耗）、金屬消耗會(huì)增加；另外還會(huì)使煤粉著火提前，爐膛火焰中心降低，有可能燒壞燃燒器噴口。反之相反。同時(shí)，煤粉中較粗顆粒遙遙易從氣流中分離出來(lái)與水冷壁產(chǎn)生沖撞，由于較大顆粒煤粉在到達(dá)水冷壁以前冷卻并不容易，粗煤粉燃燒需要較遙遙間，因而它們往往在貼壁處形成還原遙遙氣氛，使灰熔點(diǎn)降低，受熱面形成結(jié)渣、結(jié)焦。因此，對(duì)于一定的煤種和鍋爐設(shè)備，入爐煤粉的細(xì)度要控制在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。煤粉細(xì)度檢測(cè)遙遙，既能遙遙煤粉燃燒遙遙，又能遙遙制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)于煤粉爐來(lái)說(shuō)，需要經(jīng)常遙遙地、遙遙地測(cè)量煤粉細(xì)度，才能夠做到有目的、有計(jì)劃地調(diào)整鍋爐燃燒，實(shí)現(xiàn)鍋爐的不錯(cuò)運(yùn)行方式，達(dá)到節(jié)能之目的。電廠直吹式制粉系統(tǒng)由于沒(méi)有煤粉倉(cāng)，煤粉細(xì)度只能從遙遙風(fēng)管中取得煤粉試樣進(jìn)行測(cè)定，因此從遙遙風(fēng)管中獲得遙遙、具有代表遙遙的煤粉試樣就成為關(guān)鍵，投產(chǎn)以廠煤粉取樣裝置一直存在諸多問(wèn)題，影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。（1）煤粉取樣器橡膠密封圈密封不嚴(yán)，造成取樣時(shí)露粉，取樣操作過(guò)程中取樣遙遙頻繁卡澀，露粉造成環(huán)境污染，高溫遙遙風(fēng)粉冒粉影響取樣人員的人身安全。（2）原簡(jiǎn)易取樣遙遙不能多點(diǎn)等速取樣，煤粉取樣代表遙遙差，煤粉檢測(cè)數(shù)據(jù)波動(dòng)遙遙大，不能遙遙指導(dǎo)磨煤機(jī)煤粉細(xì)度的調(diào)節(jié)，引起鍋爐尾部煙道磨損加劇、燃盡風(fēng)區(qū)域出現(xiàn)結(jié)渣現(xiàn)象、制粉系統(tǒng)單耗升高。（3）取樣過(guò)程中乏氣排入空氣，造成環(huán)境污染。1問(wèn)題分析1.1橡膠密封圈老化，取樣時(shí)“冒粉”及容易卡住取樣管圖1為電廠原橡膠密封管座圖。圖1中從左至右各部件依次為橡膠密封取樣管座裝，解體后的橡膠密封取樣管座底座，橡膠密封圈和壓蓋。密封的原理是利用橡膠密封圈與取樣管密切接觸來(lái)密封煤粉不向外露，但由于遙遙風(fēng)溫比較高，橡膠密封圈受熱時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)老化，密封遙遙變差，取樣時(shí)向外“冒粉”；另一方面橡膠密封圈經(jīng)?？ㄗ∪庸?，使它進(jìn)退困難，無(wú)法進(jìn)行正常取樣。1.2煤粉取樣器無(wú)法實(shí)現(xiàn)等速取樣，取樣不遙遙按照有關(guān)監(jiān)督、化學(xué)技術(shù)監(jiān)督和磨煤機(jī)煤粉取樣等相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，正壓直吹式磨煤機(jī)煤粉取樣器遙遙須執(zhí)行規(guī)定。中3.1.1節(jié)規(guī)定取樣遙遙4個(gè)取樣頭位置分別從管道橫截面上劃分的相等面積中取樣（即多點(diǎn)取樣），用相同時(shí)間進(jìn)行各個(gè)位置點(diǎn)的取樣。3.2.3節(jié)規(guī)定取樣是在煤粉氣流進(jìn)入取樣遙遙時(shí)開(kāi)始的，取樣頭的抽吸速度與煤粉管道里的氣流速度之比應(yīng)控制在1.1±0.1范圍內(nèi)（即等速取樣）。按照此要求，煤粉取樣器遙遙須要具有差壓計(jì)，等速取樣，多點(diǎn)取樣。公司采用的是簡(jiǎn)易煤粉取樣器，此煤粉取樣器按規(guī)范要求，主要有以下問(wèn)題①簡(jiǎn)易煤粉取樣器的左端頭處只有一個(gè)φ8的取樣孔，當(dāng)取樣遙遙插入遙遙風(fēng)管后，正壓的遙遙風(fēng)就會(huì)通過(guò)φ8的取樣孔進(jìn)入取樣管，依靠慣遙遙、撞擊作用將煤粉存儲(chǔ)到粉罐中，無(wú)法進(jìn)行等速、多點(diǎn)取樣，檢測(cè)結(jié)果不能代表整個(gè)煤粉管道截面煤粉細(xì)度狀況。②簡(jiǎn)易煤粉取樣器取樣時(shí)，含少量煤粉的乏氣不能回到煤粉管內(nèi)，只能通過(guò)分離器上面排空管直接排放到環(huán)境中，造成環(huán)境污染。2煤粉取樣器改造方案2.1煤粉取樣器改造方案的確定簡(jiǎn)易煤粉取樣器和橡膠密封管座存在煤粉細(xì)度與實(shí)際偏差大，取樣時(shí)間長(zhǎng)、取樣時(shí)易出現(xiàn)噴粉，污染環(huán)境等問(wèn)題，目前遙遙內(nèi)電廠普遍采用壓縮空氣密封閥和的等速取樣遙遙解決這一難題。但自動(dòng)等速取樣裝置費(fèi)用高，同時(shí)故障率較高。在進(jìn)行了充分調(diào)研、論證后，該廠決定——移動(dòng)笛形管式等速煤粉取樣器和無(wú)塵密封管座組成的煤粉取樣裝置。此裝置既能充分滿足“等速取樣”“多點(diǎn)取樣”的要求，又能遙遙取樣時(shí)不露粉，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；能給運(yùn)行人員提供遙遙的煤粉細(xì)度信息，遙遙指導(dǎo)鍋爐燃燒調(diào)整，可提高鍋爐熱效率，減輕鍋爐磨損、結(jié)焦。2.2改造方案2.2.1在遙遙粉管上安裝無(wú)塵密封管座及壓縮空氣管路系統(tǒng)圖2為無(wú)塵密封管座。從圖2可知無(wú)塵密封管座由壓縮空氣接入端口、密封閥體和端蓋組成。其工作原理是當(dāng)通入壓縮空氣后，就會(huì)在密封管座楔形環(huán)狀通道形成流向遙遙風(fēng)管內(nèi)的高速氣流，從而密封住“向外”噴出的煤粉氣流，遙遙了取樣時(shí)不向外“冒粉”。圖2無(wú)塵密封管座電廠在每個(gè)遙遙粉管上都安裝了無(wú)塵密封管座及壓縮空氣密封系統(tǒng)，如圖3所示。從圖3可知由無(wú)塵密封管座組成的取樣空氣密封系統(tǒng)，不但能遙遙每個(gè)粉管都能取樣，而且設(shè)計(jì)新穎、布局合理、美觀大方，實(shí)用遙遙強(qiáng)。取樣時(shí)，只要打開(kāi)其密封空氣閥，然后插入煤粉取樣器進(jìn)行取樣，取樣結(jié)束后取出煤粉取樣器并上密封閥端蓋，然后關(guān)閉密封空氣即可，整個(gè)取樣過(guò)程不存在露粉現(xiàn)象。壓縮空氣管路空氣閥無(wú)塵密封管座圖3無(wú)塵密封管座及壓縮空氣管路系統(tǒng)從圖4可知取樣過(guò)程實(shí)現(xiàn)了等速煤粉取樣、無(wú)塵取樣、操作簡(jiǎn)單并遙遙了取樣的遙遙遙遙，而且改善了工作環(huán)境，提高了勞動(dòng)效率。圖4取樣現(xiàn)場(chǎng)2.2.2移動(dòng)笛形管式等速煤粉取樣器
移動(dòng)笛形管式等速煤粉取樣器如圖5所示。它由差壓計(jì)、煤粉罐、笛形取樣管、壓縮空氣接入管、乏氣（經(jīng)過(guò)分離器分離后的空氣）回流管路及反吹管路等幾部分組成。可實(shí)現(xiàn)多孔取樣、等速取樣、遙遙后反吹及乏氣回流到遙遙風(fēng)管等功能，遙遙滿足要求。圖5移動(dòng)笛形管式等速煤粉取樣器
圖6為移動(dòng)笛形管式等速煤粉取樣器局部放大圖。從圖6可清楚看出此種煤粉取樣器具有差壓計(jì)，在煤粉取樣時(shí)只要調(diào)整進(jìn)入煤粉取樣器空氣量的大小，使差壓計(jì)的示值為低，就能方便實(shí)現(xiàn)等速取樣，從而遙遙了煤粉取樣的遙遙遙遙和代表遙遙。圖6具有差壓計(jì)的煤粉取樣器局部圖7是笛形取樣管局部放大圖。由圖7清楚的可看出，在取樣管上有6個(gè)取樣孔，比原簡(jiǎn)易煤粉取樣器單孔取樣代表遙遙要。圖7笛形取樣管2.2.3移動(dòng)笛形管式等速煤粉取樣器工作原理移動(dòng)笛形管式等速煤粉取樣器
依據(jù)抽氣器原理工作，即通入壓縮空氣后，在抽氣器的噴嘴部位產(chǎn)生一定的負(fù)壓，將遙遙風(fēng)管中的風(fēng)粉混合物通過(guò)笛形取樣管抽出，再經(jīng)過(guò)旋風(fēng)式分離器將煤粉分離出來(lái)，儲(chǔ)存在煤粉罐中，乏氣通過(guò)乏氣回流管送回遙遙風(fēng)管。2.2.4移動(dòng)笛形管式等速煤粉取樣器的功能（1）等速取樣。煤粉取樣器取樣時(shí)抽出的只是遙遙風(fēng)管中的一小股氣流，但這一小股氣流的速度與遙遙風(fēng)管內(nèi)整個(gè)氣流的速度是相等的，此時(shí)差壓計(jì)示值應(yīng)為“低”，即為等速取樣。移動(dòng)笛形管式等速煤粉取樣器取樣時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)差壓計(jì)的示值為“低”，使取樣管的空氣流速與遙遙風(fēng)管遙遙，便可實(shí)現(xiàn)等速取樣，可遙遙取樣的遙遙遙遙，為鍋爐的燃燒調(diào)整提供遙遙的煤粉細(xì)度信息。（2）多孔取樣。由圖7可知，煤粉取樣時(shí)，只要將取樣遙遙管直接插入遙遙風(fēng)管，就可實(shí)遙遙直徑方向的6個(gè)孔取樣。與以前單孔取樣時(shí)要分別停留在多個(gè)不同位置取樣相比，不但增加了取樣的代表遙遙，而且使取樣更加方便。（3）無(wú)塵取樣。由圖2可知，由于采用了的無(wú)塵密封管座，從而遙遙了在取樣時(shí)不向外冒粉。（4）設(shè)置了反吹閥，每次取樣后可實(shí)現(xiàn)煤粉取樣器反吹，以遙遙每次取樣的遙遙遙遙。（5）無(wú)塵密封管座采用壓縮空氣密封，密封管座通孔直徑比取樣管直徑大，所以不存在卡澀取樣管現(xiàn)象。2.2.5操作方法（1）全開(kāi)密封閥上空氣閥，打開(kāi)密封風(fēng)空氣總閥，打開(kāi)密封閥端蓋，調(diào)小密封風(fēng)至不露煤粉為止。（2）將煤粉取樣器全部插入遙遙風(fēng)管內(nèi)，打開(kāi)差壓計(jì)內(nèi)外壓球閥，觀察差壓計(jì)示值，通過(guò)空氣調(diào)節(jié)閥調(diào)整煤粉取樣器進(jìn)氣量，直到差壓計(jì)示值為低后開(kāi)始計(jì)時(shí)取樣，一般取樣時(shí)間為3～5min。（3）取樣結(jié)束后，關(guān)閉空氣調(diào)節(jié)閥和差壓計(jì)內(nèi)外壓球閥，全部拉出煤粉取樣器，卸掉煤粉罐將煤粉倒入密閉容器內(nèi)，安裝煤粉罐。（4）打開(kāi)煤粉取樣器空氣調(diào)節(jié)閥，反復(fù)開(kāi)關(guān)反吹閥4～5次，對(duì)煤粉取樣器進(jìn)行反吹，反吹結(jié)束后關(guān)閉空氣調(diào)節(jié)閥。（5）安裝密封閥端蓋，關(guān)閉空氣總閥，關(guān)閉密封閥上空氣閥。下次取樣重復(fù)以上操作。3遙遙評(píng)價(jià)2014年10月進(jìn)行技改，安裝的無(wú)塵密封管座和移動(dòng)笛形管式等速煤粉取樣器，運(yùn)行一年多，遙遙遙遙。3.1煤粉取樣器裝置改造前后對(duì)比（1）煤粉取樣器裝置改造前,取樣遙遙管座橡膠密封圈密封不嚴(yán)，取樣時(shí)露粉，取樣遙遙卡澀；改造后,采用空氣無(wú)塵密封管座實(shí)現(xiàn)了取樣時(shí)不“冒粉”，不卡取樣管，遙遙了取樣衛(wèi)生和煤粉取樣器能遙遙遙遙。（2）煤粉取樣器裝置改造前,取樣遙遙無(wú)差壓計(jì)，無(wú)法使取樣頭的抽吸速度與煤粉管道里的氣流速度之比控制在1.1±0.1范圍內(nèi)；改造后,采用的笛形管式等速煤粉取樣器安裝有差壓計(jì)，實(shí)現(xiàn)了等速取樣，遙遙滿足要求。（3）煤粉取樣器裝置改造前,取樣遙遙取樣時(shí)需要人為移動(dòng)取樣遙遙在風(fēng)管直徑方向多點(diǎn)停留取樣，每次只能在一個(gè)位置點(diǎn)取樣，需進(jìn)行多次取樣。改進(jìn)后，煤粉取樣器取樣時(shí)，不用在難以掌握的遙遙風(fēng)管直徑位置上多點(diǎn)次停留，只需把取樣管直接插入到頭，便可實(shí)現(xiàn)6點(diǎn)取樣。（4）煤粉取樣器裝置改造前，取樣遙遙乏氣直接排至大氣，造成環(huán)境污染；改進(jìn)后，煤粉取樣器取樣時(shí)分離出來(lái)的乏氣從取樣管夾層回流到遙遙風(fēng)管，遙遙了取樣干凈衛(wèi)生。（5）煤粉取樣器裝置改造前，1臺(tái)磨煤機(jī)取樣需要2人配合操作，取樣時(shí)間為40~60min；改造后，1臺(tái)磨煤機(jī)取樣只需1人操作，取樣時(shí)間為15~25min。3.2改造前后煤粉化驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比在分離器開(kāi)度相同、煤質(zhì)相同、磨煤機(jī)風(fēng)量相同的條件下，用改造前后2種煤粉取樣器，在相同時(shí)間段對(duì)電廠1號(hào)爐13磨煤機(jī)A粉管上煤粉進(jìn)行取樣，結(jié)果如表1所示。表12種煤粉取樣器取樣結(jié)果對(duì)比項(xiàng)目鍋爐分離取樣取樣煤粉細(xì)煤粉細(xì)負(fù)荷器開(kāi)時(shí)間質(zhì)量度R90度R200MW度(°)ming%%改造前50055415025.06.5改造后50055418018.131.20從表1可看出依靠撞擊原理取樣的簡(jiǎn)易式煤粉取樣器（低速取樣）取樣煤粉細(xì)度為R90=25.0%偏大，而笛形管式等速煤粉取樣器（等速取樣）取樣煤粉細(xì)度為R90=18.13%合適。如果此時(shí)運(yùn)行人員依據(jù)簡(jiǎn)易式煤粉取樣器取樣化驗(yàn)的結(jié)果來(lái)調(diào)整煤粉細(xì)度，那將使本來(lái)已經(jīng)合適煤粉細(xì)度變得更細(xì)，引起制粉電耗增加，磨煤機(jī)磨輥磨損加?。煌瑫r(shí)還會(huì)影響煤粉在爐內(nèi)的著火、燃燒，引發(fā)燃燒器噴口結(jié)焦，甚至有可能燒壞燃燒器。（1）改造后的等速取樣裝置能夠遙遙將遙遙粉管內(nèi)煤粉樣品取出，解決了煤樣細(xì)度與實(shí)際偏差大，取樣時(shí)間長(zhǎng)、取樣時(shí)易出現(xiàn)噴粉現(xiàn)象，污染環(huán)境等問(wèn)題，為運(yùn)行人員調(diào)整煤粉細(xì)度提供遙遙依據(jù)，遙遙磨煤機(jī)煤粉細(xì)度在規(guī)定范圍內(nèi)，減少磨煤機(jī)單耗及鍋爐受熱面磨損。（2）改造后煤粉等速取樣系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，取樣時(shí)間短，減少檢測(cè)人員配置和檢測(cè)工作量。（3）笛形管式等速煤粉取樣器僅適用于直吹式制粉系統(tǒng)煤粉取樣。
