一种紧凑型磨煤机双级轴向分离器的制作方法

一种紧凑型磨煤机双级轴向分离器，属于煤粉分离设备领域。

背景技术：

我国发电机组以火电为主，主要配套煤粉燃烧锅炉。原煤先经破碎后在磨煤机中磨制成煤粉，通过分离器将合格的煤粉由一次风输入炉膛进行燃烧。煤粉的细度和均匀性等特性会影响锅炉燃烧的稳定性、经济性以及环保性。因此，磨煤机分离器的分离性能对于整个机组的稳定运行、经济性以及环保性至关重要。某电厂双进双出磨煤机原粗粉分离器为老式径向粗粉分离器。径向粗粉分离器主要的分离原理就是简单的挡板分离，其性能本身比轴向型粗粉分离器要差，以往的制粉系统在使用径向型粗粉分离器时，很多存在分离器阻力大、分离效率低、循环倍率高、煤粉均匀性低、煤粉细度调节不方便、煤粉细度粗或容易堵、管道磨损严重及综合效率低等诸多问题，造成设备运行既不安全，也不经济。因此，必须对现有分离器进行改造。针对该型分离器的运行特性改善，国内主要有动态径向分离改造、动静态结合径向分离改造以及轴向分离改造三种方法。这三种方法的优缺点对比分析如下：

动态径向分离器的优点为：煤粉细度较低、煤粉细度调节性能较好、煤种适应性较好、设备占用空间小，缺点为：设备阻力较大、煤粉均匀性不好、煤粉细度调节范围较小、设备维护量较大；动静态结合径向分离器的优点为：煤粉细度低、煤粉细度调节性能好、煤种适应性较好、设备占用空间小，缺点为：设备阻力大、煤粉均匀性较差、煤粉细度调节范围较小、结构复杂，维护量大；轴向分离器的优点为：煤粉细度调节性能好、煤种适应性较好、煤粉均匀性较好、设备阻力小、煤粉细度调节范围大，缺点则为：煤粉细度稍大、设备占用空间较大。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种紧凑型磨煤机双级轴向分离器，结构简单紧凑，煤粉均匀性高、煤粉细度合适、管道不易堵塞和磨损、综合效率高、运行安全经济。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该紧凑型磨煤机双级轴向分离器，其特征在于：包括外锥体、内锥体和落煤管，内锥体固定在外锥体内侧，外锥体下端连接有横向送煤机构，在内锥体与外锥体之间形成分离混合室，落煤管向下穿过内锥体中部，外锥体的上侧连接有一次风管，一次风管与分离混合室连通，内锥体下端外侧设有杂物分离板，在杂物分离板上侧的内锥体上设有预分离挡板，预分离挡板上开设有多个过滤孔，预分离挡板与外锥体内壁间隔设置，预分离挡板上侧的分离混合室内设有旋流导向机构，分离混合室的上部设有篦网。

优选的，所述旋流导向机构包括旋流调节挡板，旋流调节挡板倾斜设置在内锥体与外锥体之间，旋流调节挡板的一端与内锥体转动连接，另一端通过角度调节机构连接外锥体。

优选的，所述角度调节机构包括调节螺母，旋流调节挡板固定在调节轴上，调节轴一端与内锥体转动连接，另一端伸出外锥体后与调节螺母固定连接。

优选的，所述旋流调节挡板包括上级轴向分离调节挡板和下级轴向分离调节挡板，多个上级轴向分离调节挡板环绕设置在内锥体上部，多个下级轴向分离调节挡板环绕设置在内锥体下部。

优选的，所述横向送煤机构为磨煤机螺旋输煤管，磨煤机螺旋输煤管上侧与外锥体下端连通，磨煤机螺旋输煤管内设有螺旋绞龙。

优选的，所述杂物分离板上开设有旋流导向孔，旋流导向孔倾斜设置，且旋流导向孔与所述旋流导向机构的气流导向方向一致。

优选的，所述外锥体的外壁上设有人孔门。

优选的，多个所述一次风管环绕落煤管设置。

优选的，所述分离混合室上部的横截面面积大于下部的横截面面积。

与现有技术相比，该紧凑型磨煤机双级轴向分离器的上述技术方案所具有的有益效果是：

1、落煤管落入横向送煤机构内的煤炭会形成混合煤粉，在一次风管的抽吸作用下混合煤粉气流向上流动，首先与杂物分离板接触，杂物分离板将杂物及较大粒径的煤粉进行分离后落入横向送煤机构，送入磨煤机继续研磨，煤粉气流接着经过预分离挡板，预分离挡板一部分作用是通过惯性撞击，煤粉中的大颗粒在外锥体内壁附近被分离出来，通过重力沉降从外锥体内壁重新滑落至横向送煤机构，送入磨煤机继续研磨，而且预分离挡板可以阻挡经过杂物分离板后继续向上移动的塑料袋、木块等杂物。

当煤粉经过旋流导向机构，一方面利用旋流导向机构的撞击和折向作用带来的拦截和惯性分离。当气流携带煤粉通过旋流导向机构时，质量较大的煤粉颗粒惯性大，与旋流导向机构和内锥体下部撞击产生撞击分离，质量较小的煤粉颗粒惯性小，随气流通过旋流导向机构进入分离混合室上部；另一方面利用旋流导向机构的导流作用，气流在上部空间形成一个旋转气流场，气流场向外部分的煤粉颗粒较大，向心部分煤粉较细。大颗粒受离心力及重力的作用被甩到外锥体的内壁，并沿壁面降落入横向送煤机构，送入磨煤机继续研磨。

该紧凑型磨煤机双级轴向分离器通过轴向多级分离，结构简单紧凑，煤粉均匀性高、煤粉细度合适、管道不易堵塞和磨损、综合效率高、运行安全经济。

2、某些入炉煤中会夹带塑料袋、塑料布、草绳、木块及树枝等轻质杂物。对于原径向分离器，大量杂物会堵在径向折向挡板处，造成分离器分离效果变差，失去分离能力。采用该紧凑型磨煤机双级轴向分离器后，这些杂物易通过分离器直接进入一次风喷口，由于一次风喷口有加强筋，阻挡了轻质杂物进入炉膛，堵在喷口内。经过一段时间后杂物积累堵塞一次风喷口，造成一次风堵管，严重时造成一次风喷口烧毁。

针对这一问题，在分离器入口特别加装了杂物分离板。煤粉气流首先通过分离器入口的杂物分离板，使较大的杂物在旋流离心力的作用下与煤粉分离，并和落煤管落下的原煤混合，经磨煤机入口螺旋送入磨煤机内进行磨制。为防止少量未分离的较大杂物进入一次风管，在分离混合室上部安装有篦网，将少量杂物拦截下来，可定期通过人孔门进行清理，从而解决杂物堵塞一次风喷口的问题。

3、通过调整旋流调节挡板开度来调整煤粉气流的旋转强度，改变煤粉分离效果，从而控制分离器出口的煤粉细度和均匀性指数。

4、煤粉气流首先通过杂物分离板和预分离挡板使进入分离器煤粉旋转混合均流，再经过旋流导向机构的进一步旋转分离混合，煤粉已经比较均匀；当煤粉气流进入分离混合室上部时，由于截面增大煤粉气流速度降低，使煤粉进一步混合均流。

附图说明

图1为该紧凑型磨煤机双级轴向分离器的结构示意图。

其中：1、杂物分离板2、预分离挡板3、外锥体4、落煤管5、磨煤机螺旋输煤管6、内锥体7、分离混合室8、下级轴向分离调节挡板9、上级轴向分离调节挡板10、人孔门11、篦网12、一次风管。

具体实施方式

图1是该紧凑型磨煤机双级轴向分离器的最佳实施例，下面结合附图1对本实用新型做进一步说明。

参照图1，该紧凑型磨煤机双级轴向分离器包括外锥体3、内锥体6和落煤管4，内锥体6固定在外锥体3内侧，外锥体3下端连接有横向送煤机构，在内锥体6与外锥体3之间形成分离混合室7，落煤管4向下穿过内锥体6中部，外锥体3的上侧连接有一次风管12，四个一次风管12环绕落煤管4设置。一次风管12与分离混合室7连通，内锥体6下端外侧设有杂物分离板1，在杂物分离板1上侧的内锥体6上设有预分离挡板2，预分离挡板2上开设有多个过滤孔，预分离挡板2与外锥体3内壁间隔设置，预分离挡板2上侧的分离混合室7内设有旋流导向机构，分离混合室7的上部设有篦网11。

旋流导向机构包括旋流调节挡板，旋流调节挡板倾斜设置在内锥体6与外锥体3之间，旋流调节挡板的一端与内锥体6转动连接，另一端通过角度调节机构连接外锥体3。角度调节机构包括调节螺母，旋流调节挡板固定在调节轴上，调节轴一端与内锥体6转动连接，另一端伸出外锥体3后与调节螺母固定连接。

本实施例的旋流调节挡板包括上级轴向分离调节挡板9和下级轴向分离调节挡板8，多个上级轴向分离调节挡板9环绕设置在内锥体6上部，多个下级轴向分离调节挡板8环绕设置在内锥体6下部。上级轴向分离调节挡板9上侧的外锥体3侧壁上开设有人孔门10，上级轴向分离调节挡板9与下级轴向分离调节挡板8之间的外锥体3侧壁上也开设有人孔门10。

横向送煤机构为磨煤机螺旋输煤管5，磨煤机螺旋输煤管5上侧与外锥体3下端连通，磨煤机螺旋输煤管5内设有螺旋绞龙。杂物分离板1上开设有旋流导向孔，旋流导向孔倾斜设置，且旋流导向孔与所述旋流导向机构的气流导向方向一致，煤粉经过杂物分离板1时通过旋流导向孔形成初步的旋流，混合更加均匀。

工作过程：落煤管4落入横向送煤机构内的煤炭会形成混合煤粉，在一次风管12的抽吸作用下混合煤粉气流向上流动，首先与杂物分离板1接触，杂物分离板1将杂物及较大粒径的煤粉进行分离后再次落入磨煤机螺旋输煤管5，送入磨煤机继续研磨，煤粉气流接着经过预分离挡板2，预分离挡板2一部分作用是通过惯性撞击，煤粉中的大颗粒在外锥体3内壁附近被分离出来，通过重力沉降从外锥体3内壁重新滑落至磨煤机螺旋输煤管5，送入磨煤机继续研磨，而且预分离挡板2可以阻挡经过杂物分离板1后继续向上移动的塑料袋、木块等杂物。

当煤粉经过下级轴向分离调节挡板8和上级轴向分离调节挡板9，一方面利用下级轴向分离调节挡板8和上级轴向分离调节挡板9的撞击和折向作用带来的拦截和惯性分离。当气流携带煤粉通过下级轴向分离调节挡板8和上级轴向分离调节挡板9时，质量较大的煤粉颗粒惯性大，与下级轴向分离调节挡板8、上级轴向分离调节挡板9和内锥体6下部撞击产生撞击分离，质量较小的煤粉颗粒惯性小，随气流通过旋流导向机构进入分离混合室7上部；另一方面利用旋流导向机构的导流作用，气流在上部空间形成一个旋转气流场，气流场向外部分的煤粉颗粒较大，向心部分煤粉较细。大颗粒受离心力及重力的作用被甩到外锥体3的内壁，并沿壁面降落入磨煤机螺旋输煤管5，送入磨煤机继续研磨。最终分离器将合格的煤粉由一次风管12输入炉膛进行燃烧。

煤粉气流首先通过分离器入口的杂物分离板1，使较大的杂物在旋流离心力的作用下与煤粉分离，并和落煤管4落下的原煤混合，经磨煤机入口螺旋送入磨煤机内进行磨制。为防止少量未分离的较大杂物进入一次风管12，在分离混合室7上部安装有篦网11，将少量杂物拦截下来，可定期通过人孔门10进行清理，从而解决杂物堵塞一次风喷口的问题。在分离器工作的过程中塑料袋、塑料布、草绳、木块及树枝等轻质杂物会被吸附在预分离挡板2下侧，停机后这些轻质杂物会落在杂物分离板1上侧，可以非常方便的进行清理，否则这些轻质杂物会落入磨煤机螺旋输煤管5内，由于磨煤机螺旋输煤管5内部空间狭窄，无法进行清理。

通过调整旋流调节挡板开度来调整煤粉气流的旋转强度，改变煤粉分离效果，从而控制分离器出口的煤粉细度和均匀性指数。通过调整下级轴向分离调节挡板8可控制煤粉细度r200，调整上级轴向分离调节挡板9控制煤粉细度r90。本申请可以根据煤粉情况调整下级轴向分离调节挡板8和上级轴向分离调节挡板9的开度，实验结果如下：

1、下级轴向分离调节挡板8开度保持不变时，随着上级轴向分离调节挡板9开度的增大，煤粉细度r200、r90均线性增大；挡板开度在30°~75°范围内调节时，煤粉细度r90在14.7%~27.4%范围内，挡板开度越小，煤粉细度r90越小；

2、下级轴向分离调节挡板8开度保持不变时，随上级轴向分离调节挡板9开度的增大，分离器阻力均以二次函数式减小；挡板开度在30°~75°范围内调节时，分离器阻力范围在245pa到600pa之内；

3、磨煤机正常出力条件下，煤粉细度r90为6%~25％，并在该区间内随挡板开度基本呈线性可调，且在磨煤机正常出力条件下，煤粉均匀性指数≥1。

该分离器解决了市场上现有分离器不能满足现场位置布置的难题，分离器内部独特设计了杂物在线清理装置，使煤粉中夹杂的杂物得到有效清理，节能效果明显。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。