電廠磨煤機(jī)熱風(fēng)風(fēng)門結(jié)構(gòu)選型研究

趙學(xué)斌，胡俊峰，高清平

（1.山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 太原 030206；2.山西河坡發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 陽泉 030300；3.山西電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

電廠磨煤機(jī)熱風(fēng)風(fēng)門結(jié)構(gòu)選型研究

趙學(xué)斌1，胡俊峰2，高清平3

（1.山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 太原 030206；2.山西河坡發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 陽泉 030300；3.山西電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

為保證磨煤機(jī)運(yùn)行安全和停磨煤機(jī)后的備用或檢修安全，對磨煤機(jī)入口熱風(fēng)調(diào)節(jié)門和熱風(fēng)隔絕門的結(jié)構(gòu)選型進(jìn)行了對比研究，在某發(fā)電公司二期工程中進(jìn)行了應(yīng)用，工程投產(chǎn)后熱風(fēng)調(diào)節(jié)門的開度與通過的風(fēng)量有較好的調(diào)節(jié)特性，熱風(fēng)隔絕門在停磨煤機(jī)關(guān)門后阻斷了進(jìn)入磨煤機(jī)的熱風(fēng)和熱量，磨煤機(jī)內(nèi)溫度小于40℃，達(dá)到了停磨煤機(jī)后的備用檢修安全要求。

磨煤機(jī)；熱風(fēng)調(diào)節(jié)門；熱風(fēng)隔絕門

0 引言

為保證磨煤機(jī)的研磨和出粉效率，使磨煤機(jī)的一次風(fēng)量與入磨煤機(jī)煤量相匹配，磨煤機(jī)的一次風(fēng)調(diào)節(jié)門在運(yùn)行過程中需頻繁進(jìn)行調(diào)節(jié)；同時，由于研磨件的磨損，常常需在機(jī)組運(yùn)行過程中對磨煤機(jī)進(jìn)行備用檢修，這就要求磨煤機(jī)的一次風(fēng)熱風(fēng)隔絕門可靠關(guān)閉，阻止并隔絕熱風(fēng)的熱量傳入處于備用或檢修狀態(tài)的磨煤機(jī)，保證磨煤機(jī)在備用和檢修狀態(tài)下的溫度不得高于40℃。

某發(fā)電公司二期工程在磨煤機(jī)入口一次風(fēng)熱風(fēng)道上設(shè)置了熱風(fēng)隔絕門和熱風(fēng)調(diào)節(jié)門，在一次風(fēng)壓力冷風(fēng)道設(shè)置了冷風(fēng)隔絕門和冷風(fēng)調(diào)節(jié)門，冷熱風(fēng)混合后的風(fēng)道上沒有風(fēng)門，熱風(fēng)門的設(shè)計參數(shù)為介質(zhì)溫度340℃，介質(zhì)壓力17.5 kPa。

1 熱風(fēng)調(diào)節(jié)門的選型對比

熱風(fēng)調(diào)節(jié)門位于磨煤機(jī)入口的一次風(fēng)熱風(fēng)道上，結(jié)構(gòu)通常采用美國CE公司技術(shù)制作的熱風(fēng)調(diào)節(jié)門，外形結(jié)構(gòu)上大同小異，細(xì)節(jié)上差別較大。目前，市場上的熱風(fēng)調(diào)節(jié)門主要存在內(nèi)漏、外漏、調(diào)節(jié)卡澀、調(diào)節(jié)開度線性與風(fēng)量不匹配等缺陷。

1.1 門板之間和門板與風(fēng)道殼體之間的密封結(jié)構(gòu)選型

大多數(shù)熱風(fēng)調(diào)節(jié)門門板與門板之間采用硬質(zhì)密封片，密封片無彈性；門板兩側(cè)端面與風(fēng)道兩側(cè)殼體之間的密封采用1mm厚的不銹鋼密封片，密封形式為門板兩側(cè)端面與不銹鋼密封片擠壓變形減少漏風(fēng)量。在熱態(tài)運(yùn)行時由于密封片受熱膨脹，擠壓變形壓力增大，密封間隙小會造成調(diào)節(jié)門卡澀，密封間隙大會造成調(diào)節(jié)門內(nèi)漏量增大。

為減少內(nèi)漏風(fēng)量，在結(jié)構(gòu)上要求門板與門板之間、門板與風(fēng)道殼體之間采用正面壓觸式彈性密封和迷宮密封雙重結(jié)構(gòu)。

彈性密封焊接在門板與門板之間及門板兩側(cè)端面，門板兩側(cè)端面的彈性密封與風(fēng)道殼體之間的間隙在2mm左右，熱態(tài)膨脹后間隙更小，但門板與殼體之間不直接接觸，避免了運(yùn)行中受阻卡澀的問題；在殼體上焊接門板限位片，熱風(fēng)從彈性密封與風(fēng)道殼體之間的間隙通過時遇限位片阻擋，增加漏風(fēng)阻力，減少了漏風(fēng)量；在熱風(fēng)調(diào)節(jié)門關(guān)閉后，彈性密封片正面壓在限位片上，發(fā)生彈性變形，門板與門板之間、門板與風(fēng)道殼體之間均因彈性密封片的變形壓力密封，有效杜絕了關(guān)門后的漏風(fēng)量。

1.2 風(fēng)門門板軸封結(jié)構(gòu)選型

市場上大多熱風(fēng)調(diào)節(jié)門的門板軸封通常采用圖1結(jié)構(gòu)，因無密封風(fēng)，僅采用填料密封，填料在熱風(fēng)作用下，很快吹損，熱風(fēng)會從熱風(fēng)調(diào)節(jié)門的門板軸封漏出。由于熱一次風(fēng)從空氣預(yù)熱器中攜帶有灰分，熱風(fēng)從門板軸漏出后會將灰分吹入調(diào)節(jié)門軸承，導(dǎo)致調(diào)節(jié)門軸承內(nèi)因積灰干澀而失效不能轉(zhuǎn)動；吹入保溫層中，會使保溫層內(nèi)積灰過重導(dǎo)致保溫脫落失效；彌漫到空氣中，導(dǎo)致熱風(fēng)調(diào)節(jié)門周圍工作環(huán)境惡化。

圖1 熱風(fēng)調(diào)節(jié)門門板軸封及軸承結(jié)構(gòu)圖

選型時，采用密封風(fēng)與填料雙重密封，且將軸承外移，在密封風(fēng)壓的作用下，熱風(fēng)不會從軸封泄漏，密封風(fēng)對填料有冷卻作用，填料壽命延長，杜絕了熱風(fēng)外漏。軸承外移遠(yuǎn)離熱風(fēng)道，工作溫度降低，軸承使用壽命延長，避免了軸承卡澀損壞[1-2]。

1.3 調(diào)節(jié)門傳動方式選型

市場上傳統(tǒng)的熱風(fēng)調(diào)節(jié)門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)門板之間采用拉桿連接，空余行程過多，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)上顯示的開關(guān)度與門板的實際開度偏差過大。在保持一次風(fēng)冷風(fēng)調(diào)節(jié)門關(guān)閉和熱風(fēng)隔絕門全開的情況下，得出熱風(fēng)調(diào)節(jié)門開度與熱風(fēng)風(fēng)速曲線。圖2所示為某公司300MW機(jī)組磨煤機(jī)熱風(fēng)調(diào)節(jié)門開度與熱風(fēng)風(fēng)速曲線，從圖2中可以看出，在風(fēng)門開度為0～10%時，熱風(fēng)風(fēng)速均為40m/s，說明熱風(fēng)調(diào)節(jié)門空余行程在10%左右，內(nèi)漏風(fēng)量極大，調(diào)節(jié)性能極差。

圖2 300MW機(jī)組熱風(fēng)調(diào)節(jié)門開度與熱風(fēng)風(fēng)速曲線

選型時要求采用電動頭與調(diào)節(jié)門門軸之間同軸直聯(lián)方式，保證電動頭與調(diào)節(jié)門的門板動作完全一致，同時，由于門板軸封上通有密封風(fēng)，風(fēng)道上加厚保溫，有效保證了電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安全工作環(huán)境，防止了高溫?fù)p壞。

2 熱風(fēng)隔絕門的選型對比

熱風(fēng)隔絕門位于磨煤機(jī)入口一次熱風(fēng)道上，用來在停磨煤機(jī)時隔斷熱風(fēng)和隔絕熱量進(jìn)入磨煤機(jī)。

傳統(tǒng)熱風(fēng)隔絕門一般為氣動單插板式隔絕門，氣動鎖緊，開啟方式有垂直向上開啟和水平開啟兩種方式。

由于是單插板，即使門板密封面無漏風(fēng)，風(fēng)道外面全包著保溫層，熱風(fēng)的熱量會通過鋼制門板向磨煤機(jī)內(nèi)傳遞。熱風(fēng)隔絕門與門體之間的密封使用軟填料密封，軟填料在使用一段時間后由于高溫作用，填料老化，導(dǎo)致密封失效。在熱風(fēng)隔絕門關(guān)閉的情況下，冷風(fēng)隔絕門打開，冷風(fēng)調(diào)節(jié)門開啟25.1%，磨煤機(jī)入口溫度仍舊在140℃左右，磨煤機(jī)出口溫度80℃左右。在磨煤機(jī)檢修時由于檢修人孔大開，漏入的一次風(fēng)熱風(fēng)形成通道，磨煤機(jī)內(nèi)溫度更高。

2.1 門板與門框之間的密封選型

在熱風(fēng)隔絕門門板與門框之間的密封采用了的彈性鋼片密封，保證密封面嚴(yán)密，這樣密封永遠(yuǎn)不會損壞，雖不如填料密封剛開始密封的那么嚴(yán)，但卻比填料密封失效時泄漏量小很多。

2.2 熱風(fēng)隔絕門門板結(jié)構(gòu)的選型

熱風(fēng)隔絕門采用雙門板，并在雙門板之間通入一次風(fēng)冷風(fēng)，由于一次風(fēng)冷風(fēng)壓力高于一次風(fēng)熱風(fēng)，冷風(fēng)完全抵銷了熱風(fēng)作用在熱風(fēng)側(cè)門板上的壓力，冷風(fēng)風(fēng)壓加上鎖緊裝置的壓力，使通過門板密封漏過的熱風(fēng)量非常小。

一次風(fēng)冷風(fēng)還可以把通過門板傳過來的熱量傳遞到冷風(fēng)母管中，同時，一次風(fēng)冷風(fēng)的壓力與鎖緊裝置共同壓在磨煤機(jī)側(cè)的門板上，門板緊壓在門座上，冷風(fēng)漏入磨煤機(jī)的量也非常小，即使漏入磨煤機(jī)，也因為是冷風(fēng)，對維修中的磨煤機(jī)和備用中的磨煤機(jī)均影響不大。反而對磨煤機(jī)中的維修人員起到保護(hù)作用，可以稀釋磨煤機(jī)殘留的一氧化碳。

兩個門板之間的一次風(fēng)冷風(fēng)在關(guān)門時起到密封作用，在開門時起吹掃作用，防止一次風(fēng)熱風(fēng)中的飛灰吹入隔絕門的門板倉體中，避免在停磨煤機(jī)關(guān)門后因門倉中積灰，導(dǎo)致再次開門時卡澀不到位。

2.3 隔絕門的開關(guān)和鎖緊方式選型

開關(guān)和鎖緊分別由開關(guān)門氣缸和鎖緊氣缸進(jìn)行操作，一個開關(guān)氣缸同時控制兩個門板開關(guān)行程，一個鎖緊氣缸同時控制兩個門板鎖緊，由于電磁換向閥的工作可靠性比連桿機(jī)構(gòu)要好，運(yùn)行時比單氣缸加連桿機(jī)構(gòu)更可靠，雙插板門的氣缸位于門倉后雙插板的中線上，鎖緊氣缸位于風(fēng)道水平側(cè)面，均遠(yuǎn)離風(fēng)道，且與風(fēng)道之間有保溫材料阻隔，工作環(huán)境下不再承受高溫烘烤，氣缸密封圈的壽命延長。

2.4 隔絕門的開關(guān)拉桿軸封和鎖緊桿軸封選型

隔絕門的軸封和熱風(fēng)調(diào)節(jié)門一樣采用了密封風(fēng)和填料密封雙重密封，密封風(fēng)一方面可以壓住熱風(fēng)不往外漏，同時可以對填料起到冷卻作用。

2.5 隔絕門行程開關(guān)選型

碰觸式行程開關(guān)由于受碰觸壓力和碰觸位置的限制，經(jīng)常無法準(zhǔn)確顯示熱風(fēng)隔絕門門板的開關(guān)狀態(tài)；磁電感應(yīng)式除能準(zhǔn)確顯示熱風(fēng)隔絕門門板的開關(guān)狀態(tài)外，通過移動磁電感應(yīng)式開關(guān)，還能判斷事故狀態(tài)下熱風(fēng)隔絕門門板所處的實際位置。

3 熱風(fēng)風(fēng)門的使用

在進(jìn)行選型招標(biāo)后，新式熱風(fēng)隔絕門和熱風(fēng)調(diào)節(jié)門在某發(fā)電公司二期工程600MW機(jī)組的磨煤機(jī)上應(yīng)用后，效果良好。

熱風(fēng)調(diào)節(jié)門性能試驗時仍保持一次風(fēng)冷風(fēng)調(diào)節(jié)門關(guān)閉和熱風(fēng)隔絕門全開，得出新式熱風(fēng)調(diào)節(jié)門開度與熱風(fēng)風(fēng)速曲線。圖3為某發(fā)電公司二期工程600MW機(jī)組磨煤機(jī)熱風(fēng)調(diào)節(jié)門的開度與熱風(fēng)風(fēng)速曲線，開度曲線0～50%時與熱風(fēng)風(fēng)速曲線完全呈線性狀態(tài)，調(diào)節(jié)性能極佳，沒有任何內(nèi)漏。

圖3 600MW機(jī)組熱風(fēng)調(diào)節(jié)門開度與熱風(fēng)風(fēng)速曲線

該公司3號爐A號磨煤機(jī)在停止備用檢修狀態(tài)時，測量熱風(fēng)隔絕門關(guān)閉后的磨煤機(jī)內(nèi)溫度僅有28℃左右，熱風(fēng)隔絕門完全隔絕了熱風(fēng)漏入和熱量漏入，保證了在備用檢修狀態(tài)時磨煤機(jī)的安全。

4 結(jié)論

熱風(fēng)風(fēng)門由于工作的溫度在300℃以上，密封僅采用單一的填料密封不能保證密封的壽命和效果，因此，在內(nèi)部密封面上采用彈性鋼元件制作，既能保證漏風(fēng)率，又能保證密封長時間可靠。

在動靜密封的軸封上采用冷密封風(fēng)加填料密封的形式，利用密封風(fēng)的壓力抵銷熱風(fēng)的壓力，延長填料密封使用壽命，可有效保證軸封不漏。

雙插板式隔絕門不僅隔斷了熱風(fēng)，而且隔絕了熱量的傳遞，保證了備用和維修磨煤機(jī)處在安全溫度40℃以下。

［1］ 何光艷，安雪忠，岳勇，等.熱風(fēng)擋板卡澀及漏風(fēng)原因分析及處理［J］.電站系統(tǒng)工程，2006，11（6）：53-55.

［2］ 景江峰.鍋爐一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板漏灰、卡澀原因分析與對策［J］.山西電力，2005（1）：14-15.

Research on the Structure Selection of Hot Air Valve of Coal Pulverizer in Power Plant

ZHAO Xue-bin1，HU Jun-feng2，GAO Qing-ping3
（1.Shanxi Xingneng Power Co.，Ltd.，Taiyuan，Shanxi 030206，China；2.Shanxi Hepo Power Generation Co.，Ltd.，Yangquan，Shanxi 030300，China；3.Shanxi Electric Power Research Institute，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

To ensure safe operation of coal pulverizer as well as the safety ofmaintenance after stopping the pulverizer， the structure selections of hotair damper and hotair isolation valve are compared.When the second phase project in a power plant is put into operation，the opening degree and passing air volume of hot air damper reached better regulating characteristics.The hot air and heat that comes into pulverizer are blocked by hotair isolation valve so that the temperature inside the pulverizer is lower than 40℃，which reached the safety requirements ofmaintenance after stopping the pulverizer.

coal pulverizer；hotair damper；hotair isolation valve

TK223.25

A

1671-0320（2012）04-0063-03

2012-04-10，

2012-06-15

趙學(xué)斌（1970-），男，山西新絳人，1994年畢業(yè)于華北電力學(xué)院電廠熱能動力工程專業(yè)，工程師，從事電站鍋爐檢修工作；

胡俊峰（1972-），男，山西代縣人，1997年畢業(yè)于北京電力?？茖W(xué)校電廠熱能動力工程專業(yè)，工程師，從事電廠技術(shù)管理工作；

高清平（1965-），女，山西臨縣人，1988年畢業(yè)于山西電力職工大學(xué)熱能動力專業(yè)，2007年畢業(yè)于中共中央黨校經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)，副編審，從事電力科技期刊責(zé)編工作。