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中速磨煤機密封風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化

2018-01-08

　　對于正壓直吹冷一次風(fēng)機制粉系統(tǒng)的密封風(fēng)，采用了集中供風(fēng)、與一次風(fēng)的串聯(lián)設(shè)計。單臺密封風(fēng)機的風(fēng)量，要確保所有磨煤機、給煤機、冷熱一次風(fēng)插板門及調(diào)節(jié)門密封風(fēng)量的要求。此類密封風(fēng)系統(tǒng)，在制粉系統(tǒng)中被廣泛運用，但在結(jié)構(gòu)上也存在一些弊端。
　　１　中速磨煤機密封風(fēng)系統(tǒng)
　?。?１　密封風(fēng)系統(tǒng)的配置

　　機組制粉系統(tǒng)中的密封風(fēng)系統(tǒng)，常由２臺１００％容量的離心式風(fēng)機、管道及相關(guān)組件構(gòu)成。

　　正常運行時，為１運１備。密封風(fēng)機的入口風(fēng)，是由爐前制粉系統(tǒng)的冷風(fēng)母管道提供的常溫風(fēng)，經(jīng)過密封風(fēng)機增壓后，再送入爐前密封風(fēng)的母管。

　　密封風(fēng)機的出口有１條共用的密封風(fēng)母管。當(dāng)鍋爐負荷變化時，為了避免制粉系統(tǒng)密封風(fēng)源的壓力受到一次風(fēng)壓力波動的影響，設(shè)備所需的密封風(fēng)，均取自密封風(fēng)母管。中速磨煤機密封風(fēng)系統(tǒng)的典型配置，如圖１所示。

　?。?２　密封點的設(shè)置

　　在中速磨煤機密封風(fēng)系統(tǒng)中，主要的密封點在機座密封、磨輥裝置、加載裝置和動態(tài)分離器等部位。密封部位的分布，如圖２所示。

　　磨煤機下部密封風(fēng)的作用，是防止煤粉從轉(zhuǎn)動的磨碗轂與機體的縫隙中漏出，會污染設(shè)備周邊的環(huán)境。有些煤粉還將順著減速機輸出法蘭盤的迷宮，卷入主減速機。

　　磨輥裝置處于磨煤機內(nèi)部高溫區(qū)，在正壓及高濃度煤粉的工況下運行。磨輥輥套通過磨輥座套在軸承中，繞著磨輥軸旋轉(zhuǎn)。磨煤機中部的密封風(fēng)，是為了防止煤粉進入磨輥軸承系統(tǒng)。

　　通入外置式彈簧加載套筒或液壓加載壓力架密封風(fēng)，防止磨煤機內(nèi)部煤粉從加載桿泄漏。磨煤機頂部的密封風(fēng)，是用于動態(tài)分離器軸承的密封。

　　為防止磨煤機內(nèi)的熱風(fēng)通過給煤機與磨煤機間的落煤管倒灌入給煤機中，需要提供給煤機密封風(fēng)。若磨煤機內(nèi)熱風(fēng)進入給煤機后，將加速給煤機橡膠皮帶的老化，易造成給煤機內(nèi)原煤的自燃著火，而且，磨煤機內(nèi)熱風(fēng)的流失，使制粉系統(tǒng)的效率下降。

　?。病∶芊庀到y(tǒng)中常見的問題
　?。?１　給煤機的搶風(fēng)現(xiàn)象

　　在實際運行中，流入給煤機的密封風(fēng)量，遠超出風(fēng)機選型時對給煤機密封風(fēng)量的選取值。在低負荷時，給煤量較低，磨煤機落煤管中的原煤較少，無法阻擋密封風(fēng)漏入磨煤機。

　　如給煤機的密封風(fēng)取自密封風(fēng)機出口，在檢修時，為防止落入給煤機底部的原煤發(fā)生自燃，必然將給煤機密封風(fēng)的手動門開度到Z大，大量的密封風(fēng)從落煤管泄壓至磨煤機內(nèi)，出現(xiàn)了給煤機搶密封風(fēng)的現(xiàn)象。

　　此時，極易造成給煤機皮帶上的原煤被吹落，引起給煤機內(nèi)部積煤，加重了清掃電機的負載。搶風(fēng)現(xiàn)象，也造成其它密封點的密封風(fēng)壓力不足，密封風(fēng)機將長期運行在高負荷下。

　　為彌補風(fēng)壓不足，往往是改選密封風(fēng)機，增大風(fēng)機流量，使風(fēng)機的能耗過大、噪聲高。

　?。?２　密封風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化措施
　?。ǎ保└倪M磨煤機密封點的結(jié)構(gòu)
　　中速磨煤機側(cè)機體與磨碗轂間的密封，是磨煤機所需密封風(fēng)量Z大的一處。普通的機械密封，存在嚴重的漏風(fēng)現(xiàn)象?？蓪C械密封改進為盤根或炭精環(huán)密封。

　　改進后，減少密封風(fēng)的外泄和壓力損失，杜絕了磨煤機縫隙氣封漏風(fēng)產(chǎn)生的蜂鳴噪聲。改進后的結(jié)構(gòu)形式，如圖３所示。經(jīng)核算，采用盤根密封形式后，每臺磨煤機所需密封風(fēng)量，降低約１０％。

　?。ǎ玻┙o煤機密封風(fēng)的旁路設(shè)計
　　設(shè)計的給煤機密封風(fēng)旁路，直接取自爐前制粉系統(tǒng)冷風(fēng)母道。一次冷風(fēng)的壓力和品質(zhì)，完全能滿足給煤機的密封要求。

　　從控制角度分析，給煤機密封風(fēng)略微高于磨煤機內(nèi)混合干燥風(fēng)的壓力，確保磨煤機內(nèi)部的熱風(fēng)不會泄漏至給煤機。給煤機的密封風(fēng)，來自爐前制粉系統(tǒng)的冷風(fēng)母管，壓力損失僅為管道阻力，而冷一次風(fēng)與熱風(fēng)混合后，經(jīng)過磨煤機動風(fēng)環(huán)的壓力降，約為２ｋＰａ。這樣設(shè)置，就能確保給煤機密封風(fēng)的壓力高于磨煤機內(nèi)部壓力，約高２ｋＰａ。

　?。ǎ常┤∠ッ簷C出口處的氣封蝶閥
　　磨煤機出口處的氣封蝶閥，是為了磨煤機停機時，防止煤粉出口速關(guān)閥關(guān)閉不嚴密，高溫氣體將會進入磨煤機內(nèi)，危害檢修人員。

　　隨著科技進步，提升了煤粉出口速關(guān)閥的關(guān)斷性能，所以，磨煤機出口氣封蝶閥的作用不再突出，可取消磨煤機出口處的氣封蝶閥。

　　（４）采用儀用壓縮空氣
　　冷熱一次風(fēng)插板門和調(diào)節(jié)門的密封風(fēng)，采用了儀用壓縮空氣，降低了對風(fēng)機密封風(fēng)量的需求。

　　３　優(yōu)化后的密封風(fēng)系統(tǒng)
　　優(yōu)化后的中速磨煤機密封風(fēng)系統(tǒng)的布置，如圖４所示。

　　從一次風(fēng)機出口到中速磨煤機密封風(fēng)入口，密封風(fēng)經(jīng)過了一系列設(shè)備，各設(shè)備均具有獨特的功能。為了向系統(tǒng)提供清潔的密封風(fēng)，布置了可抽出清洗的金屬過濾網(wǎng)式過濾器，該型濾網(wǎng)的初始阻力較低。

　　當(dāng)濾網(wǎng)的前后壓差，高出設(shè)定值后，即可發(fā)出清洗濾網(wǎng)的警示信號。在系統(tǒng)中，設(shè)置了平行或?qū)χ檬饺~片形的密封風(fēng)機入口調(diào)節(jié)門，可隨時調(diào)節(jié)管網(wǎng)的特性曲線，確保運行在額定工況點上。

　　在風(fēng)機啟動前，調(diào)節(jié)門被處于Z小開度，防止密封風(fēng)機的電機過載后燒毀。并聯(lián)設(shè)置了高壓離心通風(fēng)機，若密封風(fēng)機在運行中跳閘，或者一次風(fēng)與磨煤機密封空氣集管的差壓不足時，可自行啟動備用密封風(fēng)機。

　　每臺風(fēng)機對應(yīng)１個風(fēng)機出口自動擋板，依靠密封風(fēng)的壓力將其打開。當(dāng)風(fēng)機啟動后，相應(yīng)的擋板被自然打開，依靠重力和彈簧力復(fù)位，滿足了并聯(lián)風(fēng)機的運行要求。在密封風(fēng)機出口處，設(shè)置了手動關(guān)斷門。

　　在檢修前，可手動切斷相應(yīng)的密封風(fēng)機。在磨煤機密封風(fēng)入口處，設(shè)置了手動閥門，可在磨煤機檢修前，切斷相應(yīng)磨煤機的密封風(fēng)，也可以采用電動蝶閥切斷密封風(fēng)。

　　在密封風(fēng)進入磨煤機前，設(shè)置了逆止門，防止磨煤機內(nèi)部突然產(chǎn)生的高壓氣體竄入密封風(fēng)系統(tǒng)。

　　在一次風(fēng)與磨煤機密封空氣集管上，設(shè)置了差壓開關(guān)，壓差開關(guān)的設(shè)定值為１ｋＰａ。當(dāng)壓差小于設(shè)定值時，開啟第二臺密封風(fēng)機。磨煤機密封空氣集管及磨煤機磨碗上下的壓差開關(guān)設(shè)定值，為１.２５ｋＰａ，同時，將該壓差值設(shè)為磨煤機的啟動條件。

　　４　系統(tǒng)優(yōu)化后的效果與分析
　?。?１　降低密封風(fēng)機的軸功率

　　改進了磨煤機密封點的結(jié)構(gòu)后，每臺磨煤機所需密封風(fēng)量可降低約１０％。降低了所需的密封風(fēng)量后，可選擇轉(zhuǎn)速更低的離心風(fēng)機，降低風(fēng)機的噪聲。同時，還降低了密封風(fēng)機的軸功率。

　?。?２　旁路及管道閥門
　　采用了濾網(wǎng)式過濾器替代動力式空氣過濾器，取消了動力式空氣過濾器的反沖洗管道和過濾器的排氣控制閥門。建議濾網(wǎng)式的過濾網(wǎng)眼尺寸，為５０～１００μｍ，需定期清洗濾網(wǎng)。為給煤機的密封風(fēng)設(shè)計了旁路，已不再發(fā)生搶風(fēng)現(xiàn)象，磨煤機密封點的密封更為可靠。

　?。?３　改進檔板門結(jié)構(gòu)
　　在常規(guī)中速磨煤機密封風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機出口處，設(shè)置有１個翻板式自動換向門，靠流入的密封風(fēng)壓力，自動切換并隔離風(fēng)機。

　　安裝翻板式換向門的“Ｙ”型結(jié)構(gòu)，需有足夠的安裝空間。翻板式換向檔板門的密封性能差，密封風(fēng)被倒灌至備用密封風(fēng)機，致使備用密封風(fēng)機的葉片倒轉(zhuǎn)，易使備用密封風(fēng)機損壞。

　　同時，增加了運行風(fēng)機負荷，使密封風(fēng)母管的壓力下降。因此，將自動換向檔板門改為２個各自對應(yīng)密封風(fēng)機出口的自動檔板門，其擋板仍靠風(fēng)壓打開，關(guān)閉時，則依靠自重和彈簧壓力，檔板門的密封性能良好，安裝空間小，布置方便。改進后檔板門的結(jié)構(gòu)，如圖５所示。

　?。怠〗Y(jié)語
　　為解決中速磨煤機密封風(fēng)系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的密封問題，取消了不必要的密封點，采用了冷一次風(fēng)旁路，并改進了密封點結(jié)構(gòu)，有效降低了密封風(fēng)機的軸功率。通過優(yōu)化，降低了機組制粉系統(tǒng)的能耗、減少了噪聲污染，使密封風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計更為合理。

　　參考文獻：

　　李治寶.中速磨煤機密封風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化[J].電站輔機，2017，38(3).