正壓直吹式制粉系統(tǒng)熱風(fēng)道擋板門(mén)軸軸封改造

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（1中國(guó)華電集團(tuán)發(fā)電運(yùn)營(yíng)有限公司天津1000312天津軍糧城發(fā)電有限公司天津300300 3國(guó)網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院天津300374）

正壓直吹式制粉系統(tǒng)熱風(fēng)道擋板門(mén)軸軸封改造

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（1中國(guó)華電集團(tuán)發(fā)電運(yùn)營(yíng)有限公司天津1000312天津軍糧城發(fā)電有限公司天津300300 3國(guó)網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院天津300374）

本文介紹了350MW機(jī)組正壓直吹式制粉系統(tǒng)熱風(fēng)道擋板門(mén)門(mén)軸的設(shè)備運(yùn)行時(shí)易發(fā)生漏灰、漏風(fēng)現(xiàn)象，且在設(shè)備運(yùn)行時(shí)難以消缺，影響設(shè)備的正常運(yùn)行，污染環(huán)境，甚至造成設(shè)備的損壞。針對(duì)設(shè)計(jì)并采用了新型的熱風(fēng)道擋板門(mén)門(mén)軸密封裝置的構(gòu)造，能有效的解決熱風(fēng)道擋板門(mén)門(mén)軸部位的漏灰、漏風(fēng)現(xiàn)象，且使用維護(hù)便捷。

熱風(fēng)道；高溫漏灰；污染環(huán)境；門(mén)軸密封

1　概述

天津軍糧城發(fā)電有限公司350MW機(jī)組配套鍋爐為美國(guó)B&W公司RB鍋爐技術(shù)設(shè)計(jì)制造B&WB-1165/17.5-M鍋爐為亞臨界參數(shù)，一次中間再熱，固態(tài)排渣，單爐膛平衡通風(fēng)，半露天布置，全懸吊，自然循環(huán)，單鍋筒鍋爐。設(shè)計(jì)燃料為平朔煙煤，鍋爐采用五套HP883型碗式中速磨煤機(jī)（四運(yùn)一備）配冷一次風(fēng)機(jī)，正壓直吹式制粉系統(tǒng)。

一次風(fēng)機(jī)提供經(jīng)空氣預(yù)熱器加熱來(lái)的熱風(fēng)對(duì)原煤不斷進(jìn)行加熱干燥使其易于碾磨。被碾磨后的煤粉由熱風(fēng)提供的動(dòng)力，在磨煤機(jī)內(nèi)經(jīng)三級(jí)分離后，合格的煤粉由熱風(fēng)直接吹入爐膛進(jìn)行燃燒，不合格的煤粉從氣流中分離出來(lái)后，回落到磨碗繼續(xù)碾磨。

來(lái)自送風(fēng)機(jī)的二次風(fēng)送入三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，加熱后經(jīng)風(fēng)道進(jìn)入設(shè)置在爐膛前后墻的分隔風(fēng)箱內(nèi)，通過(guò)燃燒器送入爐膛助燃。

一次風(fēng)及二次風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器加熱后，一次風(fēng)溫335℃、風(fēng)壓14kPa；二次風(fēng)溫347℃，風(fēng)壓4.5kPa。一、二次熱風(fēng)系統(tǒng)熱風(fēng)隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，空預(yù)器帶灰量的增加而增加。此后隨機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，熱風(fēng)道漏風(fēng)、漏粉現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。特別是一次熱風(fēng)系統(tǒng)漏風(fēng)、漏粉情況在制粉系統(tǒng)上的擋板門(mén)門(mén)軸處尤為嚴(yán)重，擋板門(mén)門(mén)軸處的受到高溫?zé)釗p、運(yùn)動(dòng)磨耗、及風(fēng)壓作用的共同影響，以及現(xiàn)有密封構(gòu)造及密封材料的制約；漏風(fēng)、漏粉現(xiàn)象一直沒(méi)有得到徹底解決。主要有兩方面的影響。

1.1擋板門(mén)門(mén)軸漏風(fēng)漏灰，降低機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，而且給現(xiàn)場(chǎng)周?chē)h(huán)境造成很大的灰塵污染。

1.2冷態(tài)檢修后無(wú)法識(shí)別檢修的效果；熱態(tài)情況下，高達(dá)330℃左右的熱風(fēng)在擋板門(mén)門(mén)軸處漏泄后，檢修人員無(wú)法正常更換盤(pán)根填料，且檢修空間狹窄，既影響消缺工作正常進(jìn)行，又對(duì)檢修人員人身安全造成很大威脅。

1.3泄漏后，帶壓高溫?zé)犸L(fēng)及含有顆粒的混合物在泄漏處沖刷設(shè)備，造成設(shè)備損壞。

2　原因分析

2.1機(jī)組鍋爐制粉系統(tǒng)采用正壓直吹系統(tǒng)，一次風(fēng)擋板門(mén)軸封在機(jī)組運(yùn)行中，由于一次熱風(fēng)溫度高達(dá)330℃左右，盤(pán)根室內(nèi)的盤(pán)根在長(zhǎng)時(shí)間高溫的情況下,導(dǎo)致熱量聚集引起盤(pán)根的熱及熱氧老化；具體表現(xiàn)為熱失重、氧化分解，并在熱風(fēng)及粉塵混合物的沖刷下失去密封功能。具體表現(xiàn)為盤(pán)根變硬、變脆及體積變小。最后失去對(duì)軸的抱緊力，具體表現(xiàn)為：當(dāng)盤(pán)根對(duì)擋板軸的密封部位的某一局部的單位壓強(qiáng)小于單位面積的熱風(fēng)壓力時(shí)，泄漏隨即發(fā)生，并累積加??；引發(fā)整個(gè)密封面失效。

2.2制粉系統(tǒng)起停磨或者調(diào)整磨負(fù)荷大小時(shí)，一次風(fēng)擋板門(mén)也隨著負(fù)荷大小隨時(shí)調(diào)整；當(dāng)擋板門(mén)軸轉(zhuǎn)動(dòng)或晃動(dòng)時(shí)，盤(pán)根對(duì)擋板軸施加的單位作用力小于一次風(fēng)的單位作用力就容易造成盤(pán)根與擋板軸之間產(chǎn)生間隙，盤(pán)根對(duì)擋板軸施加的單位作用力小于一次風(fēng)的單位作用力，以及擋板門(mén)軸與擋板外殼在熱態(tài)下的應(yīng)力變形不盡相同；致使擋板軸與軸座產(chǎn)生偏心，在一次風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)壓作用下，使一次風(fēng)從其間隙處吹向風(fēng)道外。

2.3由于現(xiàn)有的密封構(gòu)造缺陷，檢修更換密封填料不變，更換效率較低；更換時(shí)，填料不能保證對(duì)擋板軸的密封部位的整個(gè)圓周方向均勻的施加作用力，且在檢修驗(yàn)收時(shí)無(wú)法驗(yàn)證。

2.4經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱一次風(fēng)，粉塵及顆粒物等含量較多。當(dāng)一次風(fēng)系統(tǒng)擋板門(mén)軸漏泄后，導(dǎo)致了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)積灰嚴(yán)重，且由于風(fēng)、粉的混合物在泄漏處的壓力釋放效應(yīng)，形成風(fēng)、粉混合物的高速運(yùn)動(dòng)氣流，沖刷擋板軸及盤(pán)根，導(dǎo)致盤(pán)根加速老化失效，后沖刷擋板軸，導(dǎo)致?lián)醢遢S損壞。高溫、高速運(yùn)動(dòng)含有粉塵的氣流噴出，污染現(xiàn)場(chǎng)周?chē)h(huán)境；且由于風(fēng)、粉的混合物在泄漏處的壓力釋放效應(yīng)，形成風(fēng)、粉混合物的高速運(yùn)動(dòng)氣流，沖刷擋板軸及盤(pán)根，導(dǎo)致盤(pán)根加速老化失效，后沖刷擋板軸，導(dǎo)致?lián)醢彘T(mén)損壞，失去效能。

圖1　擋板門(mén)盤(pán)根密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2　新型密封擋板軸封簡(jiǎn)圖

3　改造方案

3.1針對(duì)原有結(jié)構(gòu)的不合理之處取消原擋板門(mén)軸處密封結(jié)構(gòu)。見(jiàn)圖1。

3.2設(shè)計(jì)新型密封擋板軸封。新型密封擋板軸封由兩塊哈夫狀的密封體外殼，通過(guò)密封體外殼上設(shè)有緊固裝置和調(diào)節(jié)裝置將密封體連接合成為整體；將密封體套在門(mén)軸上并通過(guò)哈夫狀的密封體外殼及緊固裝置和調(diào)節(jié)裝置將其整體固定在原有的門(mén)軸連接法蘭上；由于新型密封擋板軸封采用哈夫狀密封體殼體，以及由彈性體制成的密封體，因而拆卸方便；并使用了復(fù)合耐高溫彈性體材料。見(jiàn)圖2。

3.3在新設(shè)計(jì)的擋板軸封上采用耐高溫復(fù)合彈性體作為密封填料，不會(huì)對(duì)門(mén)軸造成磨損，最高使用溫度350℃，可在不超過(guò)250℃的溫度下長(zhǎng)期使用（經(jīng)實(shí)際測(cè)量擋板軸密封室位置溫度在180℃以下）。且耐高溫復(fù)合彈性體具有非常好的補(bǔ)償作用，門(mén)軸即使有晃動(dòng)密封體亦可隨門(mén)軸隨動(dòng)，及時(shí)補(bǔ)償間隙。見(jiàn)圖

3　耐高溫復(fù)合彈性體。

3.4填料室、支撐座、耐高溫復(fù)合彈性體均為活動(dòng)組件，只要停止系統(tǒng)運(yùn)行，即可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝。見(jiàn)圖4。

圖3　耐高溫復(fù)合彈性體

4　工程規(guī)模和內(nèi)容

4.1項(xiàng)目規(guī)模和主要內(nèi)容：鍋爐一次風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)門(mén)擋板，拆除原有盤(pán)根與壓蓋式傳統(tǒng)密封裝置。在原有基礎(chǔ)上，每個(gè)風(fēng)門(mén)擋板門(mén)軸處增加一套填料室、支撐座、耐高溫復(fù)合彈性體、填料壓蓋，利用停爐機(jī)會(huì)就可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝。

4.2安裝后，調(diào)節(jié)填料壓蓋螺栓。確保沿軸向不漏風(fēng)、灰。即使運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有漏風(fēng)現(xiàn)象，隨即調(diào)節(jié)壓蓋螺栓緊力，即可可保持不漏風(fēng)、灰。見(jiàn)圖5。

圖5　安裝調(diào)節(jié)填料壓蓋螺栓

圖4　填料室、支撐座、耐高溫復(fù)合彈性體現(xiàn)場(chǎng)安裝

5　改造后效果

5.1改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境：在運(yùn)行狀態(tài)下，經(jīng)長(zhǎng)周期運(yùn)行不會(huì)因?yàn)閾醢彘T(mén)軸漏泄產(chǎn)生的灰塵，而對(duì)周邊環(huán)境衛(wèi)生造成灰塵污染。

5.2提高熱效率：在運(yùn)行期間，從擋板門(mén)軸處不再漏熱風(fēng)，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和熱效率。

5.3不損傷門(mén)軸：改造后使用過(guò)程中，只有耐高溫復(fù)合彈性體與門(mén)軸接觸，耐高溫復(fù)合彈性體對(duì)門(mén)軸幾乎沒(méi)有磨損。

5.4調(diào)節(jié)容易：使用過(guò)程中，一旦密封處有泄露，只需將新型密封擋板-殼體壓蓋上的4個(gè)鎖緊螺母再擰緊一些，就可以消除門(mén)軸泄漏。

5.5更換簡(jiǎn)單：耐高溫復(fù)合彈性體在使用較長(zhǎng)的時(shí)間后，如密封失效，且調(diào)節(jié)余量也已用完畢時(shí)，需更換耐高溫復(fù)合彈性體。更換時(shí)，只需將殼體壓蓋上的4個(gè)鎖緊螺母、螺桿松開(kāi)后，錐形壓蓋后移，取出原耐高溫復(fù)合彈性體，換上新耐高溫復(fù)合彈性體，最后將鎖緊螺桿、螺母上好即可。

5.6運(yùn)行可靠：門(mén)軸密封改造在磨煤機(jī)入口熱風(fēng)調(diào)節(jié)門(mén)、關(guān)斷門(mén)、熱風(fēng)氣動(dòng)總門(mén)加以實(shí)施，自2014年10月投入使用至今運(yùn)行18個(gè)月以上，操作靈活可靠，擋板系統(tǒng)運(yùn)行至今“0”缺陷。

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2009,7.

[2]李敏,張啟躍.橡膠工業(yè)手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2012,8.