火力發(fā)電廠風煙系統(tǒng)擋板門選型優(yōu)化分析

趙秉慶+游明山

摘 要：風機出入口擋板門是煙風系統(tǒng)中的主要附屬設(shè)備之一，主要用于電廠煙風管路中作截流工質(zhì)，其開啟和關(guān)閉過程中的可靠性對風煙系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行有著重要的影響。為保證機組運行中風機單側(cè)檢修工作安全可靠的進行以及低負荷運行過程中進行風機單側(cè)隔離運行的可靠性，必須保證一次風機、送風機及引風機出口擋板門嚴密可靠。本文主要對火力發(fā)電廠風煙系統(tǒng)擋板門設(shè)計結(jié)構(gòu)方式、安全性、經(jīng)濟性等方面進行了對比論述，對風煙系統(tǒng)風門的設(shè)計選型提供參考。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；風煙系統(tǒng)；擋板門；選型；優(yōu)化

引言

目前火力發(fā)電廠鍋爐一次風機、送風機及引風機出口擋板門設(shè)備常規(guī)選型配置為常規(guī)百葉窗式擋板門。但是常規(guī)百葉窗式擋板門在高風壓、大容量煙風系統(tǒng)中已顯得力不從心，現(xiàn)有許多電廠都發(fā)生了風機出口門關(guān)不嚴而引起另一臺停運風機轉(zhuǎn)子倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，給因風機故障導(dǎo)致單側(cè)停運檢修風機帶來不便，給停運風機再次啟動帶來困難。常規(guī)擋板門在運行中每塊擋板處的流動阻力很大，其能量損失比較大。另外從節(jié)能降耗、降低廠用電率角度出發(fā)，在機組低負荷時如采用停運單側(cè)風機的運行方式，勢必會因擋板門隔離不嚴，存在反風嚴重，停運風機內(nèi)部溫度升高、啟動困難等問題，不能實現(xiàn)低負荷單側(cè)運行方式從而影響機組經(jīng)濟性運行。

針對電廠鍋爐風機出口擋板門關(guān)不嚴的情況，部分國內(nèi)電廠已對該擋板門進行了改造，解決了風機出口熱風關(guān)斷門關(guān)閉不嚴無法單側(cè)隔離檢修的問題，提高了單側(cè)停運內(nèi)部檢修工作的安全性，下面從風門結(jié)構(gòu)特點、初期投資、運行、維護經(jīng)濟性等方面進行對比分析，為風煙系統(tǒng)風門的設(shè)計選型提供參考。

1風機擋板門結(jié)構(gòu)方式對比分析

目前電廠風機出口擋板門有采用常規(guī)百葉窗型式的煙風擋板門，以及配密封風系統(tǒng)的雙層擋板門以及氣動逆止式隔離門這三類。結(jié)構(gòu)特點分別如下：

1.1常規(guī)的百葉窗型式的煙風擋板門

常規(guī)百葉窗式擋板門外部設(shè)有連桿機構(gòu)，使數(shù)個葉片同步開啟或關(guān)閉，結(jié)構(gòu)簡單，驅(qū)動力矩較小，啟閉轉(zhuǎn)動靈活。

常規(guī)百葉窗式擋板門為電廠風煙系統(tǒng)常規(guī)配置，通過實際運行發(fā)現(xiàn)該擋板密封效果較差，出現(xiàn)關(guān)閉不嚴，漏風大的現(xiàn)象，許多電廠都出現(xiàn)單側(cè)風機故障狀態(tài)下因風機出口門關(guān)不嚴而引起另一臺停運風機轉(zhuǎn)子倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，修人員無法進入內(nèi)部，若采用倒鏈、枕木進行剎車處理，給進入內(nèi)部檢修人員造成安全隱患，檢修后再次啟動可能造成風機電機過流。

常規(guī)百葉窗式擋板門在全關(guān)狀態(tài)下，每個擋板之間及擋板與風道側(cè)墻之間存在間隙，無法達到真正的隔絕作用，常規(guī)百葉窗式擋板門經(jīng)過一段時間的運行后，門板因結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、強度等問題，容易造成變形、門板腐蝕現(xiàn)象或者旋轉(zhuǎn)軸上、葉片上結(jié)垢等原因，都會造成擋板門密封不嚴的現(xiàn)象。

1.2配密封風系統(tǒng)的百葉窗式雙層擋板門

百葉窗式雙擋板門采取帶密封空氣的單軸雙擋板結(jié)構(gòu)型式。每個擋板葉片四周設(shè)有鎳合金密封片，擋板門本體上密封風入口設(shè)有密封風閥，和擋板門之間為機械聯(lián)動。煙氣擋板開，密封風閥關(guān)；煙氣擋板關(guān)，密封風閥開。當擋板門關(guān)閉時，在雙層葉片間注入密封空氣，可以以達到有效隔絕前后介質(zhì)的目的。

百葉窗式雙層擋板門結(jié)構(gòu)特點如下：

（1）風門關(guān)閉狀態(tài)下投入密封風系統(tǒng)，在故障狀態(tài)下能滿足單側(cè)停運檢修功能。

（2）增加密封風系統(tǒng)，增大設(shè)備采購費用。

（3）系統(tǒng)相對復(fù)雜，運行檢修期間增加維護成本，運行期間在擋板門關(guān)閉后需投入密封風系統(tǒng)，增加廠用電率。

（4）二是在風門全開狀態(tài)下，采用雙擋板設(shè)計（規(guī)格7000*8000的擋板門擋板數(shù)8片），每個擋板厚度約200mm，流動阻力損失較大。

1.3新型氣動逆止式隔離門

氣動逆止式隔離門的傳動原理與家庭用雙開門原理一樣，門軸安裝在風道兩側(cè)，以壓縮空氣為動力，通過電磁閥改變氣缸的進氣方向，推動逆止門動作，從而實現(xiàn)控制風道的通斷，風門全開時，門板緊貼風道兩側(cè)，通道無新增流通阻力。

新型氣動逆止式隔離門特點如下：

（1）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，配套附屬設(shè)備較少，外部采用氣動裝置進行控制，開關(guān)靈活，無需密封風，能確保檢修人員對故障風機進行消缺工作，避免不必要的故障停爐。

（2）采用軟密封結(jié)構(gòu)，密封條采用耐高溫的氟橡膠，封件采用逆風設(shè)計，密封填料盤根固定在門框四周的密封槽中，避免煙風道內(nèi)煙風的高速沖刷，盤根更換方便，當?shù)沽鳠煔鈮毫υ礁?，氣動逆止式隔離門密封性能越好。

（3）風門全開時，風門部位已變成通風道，全開時其流動阻力為零，門板上無噪音產(chǎn)生。

（4）安裝完成后基本無需檢修維護，每兩年定期更換門板密封條（引風機采用氟橡膠，一次風機、送風機采用常規(guī)丁腈橡膠）。

2風機擋板門經(jīng)濟性對比分析

2.1投資分析

擋板門采購價格根據(jù)擋板門尺寸大小造價不同，以引風機出口擋板門為例，常規(guī)百葉窗式電動擋板門（尺寸6000*7000），每套價格約15萬左右，配密封風系統(tǒng)的百葉窗式雙層擋板門同規(guī)格每套價格約20萬元/套（不包括密封風機），氣動逆止式隔離門同規(guī)格產(chǎn)品每套售價約40萬元。尺寸相同的風煙系統(tǒng)關(guān)斷門，單從采購價格，三種形式相比，常規(guī)百葉窗式擋板門售價最低，氣動逆止式隔離門采購價格相對較高。

2.2運行、維護經(jīng)濟分析

在日常運行期間，百葉窗式擋板門處于風道中，機組運行期間風門阻力較大。以某廠引風機為例，常規(guī)百葉窗式擋板門風門阻力系數(shù)約為5，配置密封風的百葉窗式雙層擋板門兩層門板寬度約200mm，阻力系統(tǒng)更大，約為12，新型啟動逆止門全開時其門板不在風道中間，而是在風道兩側(cè)邊，其逆止風門部位近似為一個直通風道，其風門阻力系數(shù)為0，以某廠引風機為例，相比采用百葉窗式擋板門風機電流下降2A左右，按照設(shè)計年利用小時數(shù)6500小時，每度電按上網(wǎng)電價0.44元計，單臺風機每年可節(jié)約5.7萬元。endprint

考慮低負荷工況下風機單側(cè)運行，采用帶密封風機的百葉窗式雙層擋板門和氣動逆止式隔離門均能滿足低負荷單側(cè)運行，帶密封風的百葉窗式雙層擋板門單側(cè)運行時必須投入密封風機，以某廠引風機為例，出口擋板門密封風機電機選用Y180L-4，額定功率22KW，電流43A，50%負荷以下運行小時數(shù)1617小時，每年耗電增加35574KW.h，每度電按上網(wǎng)電價0.44元計，每年引風機增加經(jīng)濟損失1.56萬元。

考慮到風機運行期間單側(cè)風機故障檢修，常規(guī)百葉窗式擋板門無法滿足單側(cè)停運檢修條件，以某廠增壓風機為例分析，2013年9月某增壓風機推力軸承軸承溫度持續(xù)升高，單側(cè)停運后，打開增壓風機檢查門發(fā)現(xiàn)煙道內(nèi)出口煙氣倒流，煙氣量大，溫度高且氣味刺鼻，檢修人員無法工作，無法實現(xiàn)單側(cè)風機隔離檢修，最終申請停機后展開軸承箱檢修工作，故障停爐較之單側(cè)停運檢修增加直接經(jīng)濟損失約140余萬元。

綜上經(jīng)濟性分析，可以看出采用傳統(tǒng)百葉窗式擋板門在整體投資上相對較低，但可靠性較低，一旦出現(xiàn)因漏風導(dǎo)致無法單側(cè)隔離檢修時故障停爐，直接導(dǎo)致不可預(yù)估的經(jīng)濟損失。采用百葉窗式雙層擋板門也可保證密封效果，但后期低負荷單側(cè)運行過程中停運側(cè)風機需投入密封風系統(tǒng)，增加廠用電率，其次雙擋板門門板厚度較厚，正常運行期間全開狀態(tài)下阻力損失較大。氣動逆止式隔離門前期采購成本較高，但密封效果良好，結(jié)構(gòu)簡單，故障率較低，避免不必要的故障停爐，為單側(cè)風機故障停運檢修及低負荷單側(cè)運行提供保障。

總結(jié)語

通過以上分析，結(jié)合其他電廠同類型風機的運行經(jīng)驗，一次風機、送風機及引風機出口擋板門采用氣動逆止式隔離門，是一種行之有效的解決延風系統(tǒng)風門漏風的辦法，從根本上解決了出口風門關(guān)閉不嚴現(xiàn)象，滿足單側(cè)隔離檢修工作，避免不必要的停爐處理，減少經(jīng)濟損失，更為后期低負荷單側(cè)運行提供有力保障，進一步提高發(fā)電機組安全可靠性、經(jīng)濟運行性能。

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