摘要：粉煤灰是各种固体颗粒的集合体，包括微珠、漂珠、铁粉、炭粉、玻璃体、石英和莫来石等7种颗粒，粉煤灰中所有元素及形态颗粒混杂在一起，利用价值较低。随着我国电力工业的迅速发展，高参数、大容量机组越来越多，且因最新燃煤电厂大气污染物排放标准对电厂烟尘排放浓度要求严格，新、扩、改建机组几乎都采用高压静电除尘器，电厂干排灰比例增大。由于干灰的性能比湿灰好，用途较广，对干粉煤灰进行加工处理，使其变为宝贵资源，可提高电厂粉煤灰的商品率和经济价值。
关键词：粉煤灰；分选设备；分级机；经济效益
随着我国电力工业的迅速发展，高参数、大容量机组越来越多，由于执行新的《燃煤电厂大气污染物排放标准》，对电厂烟尘排放浓度要求较严格，新建、扩建、改建机组几乎都采用高压静电除尘器，电厂干排灰的比例增大。由于干灰的性能比湿灰好，用途较广，因此，对干粉煤灰进行加工处理，使其变为宝贵资源，提高电厂粉煤灰的商品率和经济价值，是一个值得研究的课题。
1粉煤灰分选设备的结构及原理
1.1分选机的结构
粉煤灰分选机为离心式分离器，其内部结构如图1所示。
1—物料和空气从分离器入口进入；2—急弯；3、6—导流档板；4—物料帘；5—细粒子(细灰)；7—分离器外壳；8—分离器侧板；9—圆筒形分离器室；10—粗灰出口；11—二次风入口；12—细灰出口
图1 粉煤灰分选机内部结构示意图
1.2分选机的工作原理
分选机的工作原理与旋风分离器相似，利用离心力使粒子得到分离。内部导流板对粗粒子起阻尼作用，使粗粒子与细粒子更好地分离，最粗的粒子落入分离器的底部，通过档板后排出，其它大于切割粒径的粒子也很快进入粗粒子排出口。气流携带细粒子通过蜗壳通道从设备两侧的出口排出，两股气流合并后进入旋风分离器，将细粒子分离回收。
2粉煤灰干灰分选系统的流程
干灰分选系统为闭路循环分选形式，分选系统从原灰库下灰管直接取灰，经插板门和调速锁气电动给料机，将原状灰均匀稳定地送入系统主风管下灰口。进入系统主风管的原状灰在系统负压作用下达到灰气混合并进入分级机。进入分级机的原状灰在离心力作用下进行粗、细灰分离。分离后的粗灰穿过分级机下部的二次风幕，经锁气卸料阀进入粗灰库；分离后的细灰及从二次风吹回的细灰，因离心力无法克服涡流的负压而被吸入分级机两侧的蜗壳，随气流进入高效旋风分离器。由旋风分离器收集的细灰经锁气卸料阀进入细灰库。含有极少量超细颗粒的气体自旋风分离器上部经高压离心风机排出，其中约95%的含尘气体经系统回风管返回主风管下灰口前，形成闭路循环系统；另有约5%的含尘气流经放风调节蝶阀进入细灰库，经库顶布袋除尘器收集超细灰后排入大气。粗灰库及细灰库进口处设取样口，以便取样检测。
3影响分选系统分选细度的因素
3.1飞灰颗粒平均尺寸
在分选系统其他条件不变的情况下，进入分选系统飞灰颗粒平均尺寸越大，分选出的细灰越粗；反之则越细。从分选原理可知，由于飞灰颗粒平均尺寸增加，经粗灰分级机分离后进入细灰分离器的细灰颗粒平均尺寸也相应增加。而飞灰颗粒平均尺寸与进入锅炉燃烧的煤粉细度密切相关，煤粉细度变大，则燃烧后产生的灰尘颗粒就越粗；反之则越细。一般煤粉细度在10%左右，原状粉煤灰细度在30%—50%能满足分选机分选的要求，超过此值分选机分选成品灰的细度必然变大。
3.2系统分选区漏风
系统分选区出现漏点时，由于该区域为负压，外界的空气将会进入分选系统内，导致系统风量增加，风速相应增大，细度将会变粗。另外，粗、细灰锁气器处漏风对系统细度也会造成影响。
3.3原灰的温度对分选效率
粉煤灰是一种极易吸水受潮的分粒体，通常原灰温度高于80°时不会吸收空气中的水分，颗粒分散性好，不易凝结成团，极利于分选；分级机入口灰温低于50°时，分选效率明显下降。
4粉煤灰分选设备的特点
a.设备结构简单，没有转动部件，粗细灰分离靠风量调节。b.分离效率高。原状灰粒径小于45μm的分离效率为80%。c.分选灰的品质高，对欲分选的原状灰品质适应性强。原状灰中粗灰(大于45μm的颗粒)含量在45%及其以下时，均能分选出一级灰，并且能达到设计出力。分选灰的品质:45μm筛余量一般为8%～10%，最小达到4%。d.能耗低。处理灰量15～20t/h分选系统的最大能耗仅为65kW。处理灰量25t/h分选系统的最大能耗仅为90～100kW。e.设备运行稳定可靠，维护工作量很小。设备安装和调试确定运行参数后，运行中不需要再对参数进行调整。f.耐磨损，使用寿命长。分选机及其配套的旋风分离器均采用锰钢板制做，且在设计中采用合理参数和设备管道布置，大大减轻对设备管道磨损，提高了设备的使用寿命。大唐环境生产的40t/h分选设备安装于湖南石门电厂，已经运行11年，高压离心风机叶轮、分选设备及管道系统均安全运行，仅弯头处个别部位出现磨损，补焊处理即可。
5分选系统分选细度调节
5.1消除负压分选区漏风点
运行中，要经常检查主风管及分选机有无漏风点，若发现系统漏风要及时联系检修人员进行处理，消除该影响因素。运行中分选系统只要分选机、锁气器不漏风和原灰细度符合要求的情况下，调整风机主风门，一、二次风门，分级机频率，给料机频率，并维持系统负压，可有效降低粉煤灰分选机分选细度。在原灰分选系统中，某电厂采用气流式分级机与旋风分离器相结合的方式来调节细度，分级机设二次风手动调节阀。
5.2调整分级机转速
通过调节分级机转速来调整细度。在实际运行中，分选灰细度受煤的品质、煤粉细度、锅炉容量、运行负荷以及收尘设备等因素影响较大，因此必须经常测量分选灰细度，并根据测量结果进行调节，以得到合格的粉煤灰。
5.3改变系统风速
从影响风速的因素可知，风机出力越大，风速越大；一、二次风门及高压风机进风门开度越大，风速也越大。反之，则越小。
6粉煤灰分选设备在电厂应用的效益分析
某电厂1期的1—3号磨煤机的磨细系统工艺无分选工艺，磨煤机采用开流；2期的4—5号磨煤机的磨细工艺有分选工艺，磨煤机采用圈流。在相同条件下，后者的产量比前者约高20%—30%。为提高粉磨系统的效率及降低产品的能耗，现在普遍采用圈流粉磨系统。该电厂原灰输送至江边灰库，经过分选、磨机磨细等工艺后，将原灰进行Ⅰ，Ⅱ级筛选处理后按质出售(按客户要求进行生产产品)，原煤渣经过磨机磨细、分选等工艺后出售，2015年全年完成固体废弃物销售140.2万t，实现销售收入80525万元，综合利用率100%，减少了库存量，进一步减轻了环境污染。
随着科技的发展，粉煤灰综合利用的途径越来越广泛，尤其是对经过分选设备分选出来的Ⅰ、Ⅱ级灰的需求量大幅度升高。电厂分选Ⅰ、Ⅱ级灰的利用量也不断扩大，如果分选系统运行调整不当，则会导致故障频发，达不到设计要求，影响效益的发挥。因此，通过对粉煤灰分选系统的分析，找出运行中调整的方法用于指导运行，提高粉煤灰的综合回收利用价值，充分挖掘粉煤灰资源潜力，具有现实经济价值。
参考文献：
[1]许震.粉煤灰分选设备性能及其在电厂的应用分析[J].电力安全技术，2017，19(12):18-21.
[2]刘玉堂.粉煤灰分选设备性能及其在电厂中应用的效益分析[J].黑龙江电力，2004(06):418-421.
论文作者:常江明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/9
标签：系统论文; 电厂论文; 粉煤灰论文; 细度论文; 分离器论文; 颗粒论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第12期论文;