電廠磨煤機熱風風門結構選型研究

趙學斌，胡俊峰，高清平

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

電廠磨煤機熱風風門結構選型研究

趙學斌1，胡俊峰2，高清平3

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

為保證磨煤機運行安全和停磨煤機后的備用或檢修安全，對磨煤機入口熱風調節門和熱風隔絕門的結構選型進行了對比研究，在某發電公司二期工程中進行了應用，工程投產后熱風調節門的開度與通過的風量有較好的調節特性，熱風隔絕門在停磨煤機關門后阻斷了進入磨煤機的熱風和熱量，磨煤機內溫度小于40℃，達到了停磨煤機后的備用檢修安全要求。

磨煤機；熱風調節門；熱風隔絕門

0 引言

為保證磨煤機的研磨和出粉效率，使磨煤機的一次風量與入磨煤機煤量相匹配，磨煤機的一次風調節門在運行過程中需頻繁進行調節；同時，由于研磨件的磨損，常常需在機組運行過程中對磨煤機進行備用檢修，這就要求磨煤機的一次風熱風隔絕門可靠關閉，阻止并隔絕熱風的熱量傳入處于備用或檢修狀態的磨煤機，保證磨煤機在備用和檢修狀態下的溫度不得高于40℃。

某發電公司二期工程在磨煤機入口一次風熱風道上設置了熱風隔絕門和熱風調節門，在一次風壓力冷風道設置了冷風隔絕門和冷風調節門，冷熱風混合后的風道上沒有風門，熱風門的設計參數為介質溫度340℃，介質壓力17.5 kPa。

1 熱風調節門的選型對比

熱風調節門位于磨煤機入口的一次風熱風道上，結構通常采用美國CE公司技術制作的熱風調節門，外形結構上大同小異，細節上差別較大。目前，市場上的熱風調節門主要存在內漏、外漏、調節卡澀、調節開度線性與風量不匹配等缺陷。

1.1 門板之間和門板與風道殼體之間的密封結構選型

大多數熱風調節門門板與門板之間采用硬質密封片，密封片無彈性；門板兩側端面與風道兩側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端面與不銹鋼密封片擠壓變形減少漏風量。在熱態運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節門卡澀，密封間隙大會造成調節門內漏量增大。

為減少內漏風量，在結構上要求門板與門板之間、門板與風道殼體之間采用正面壓觸式彈性密封和迷宮密封雙重結構。

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

1.2 風門門板軸封結構選型

市場上大多熱風調節門的門板軸封通常采用圖1結構，因無密封風，僅采用填料密封，填料在熱風作用下，很快吹損，熱風會從熱風調節門的門板軸封漏出。由于熱一次風從空氣預熱器中攜帶有灰分，熱風從門板軸漏出后會將灰分吹入調節門軸承，導致調節門軸承內因積灰干澀而失效不能轉動；吹入保溫層中，會使保溫層內積灰過重導致保溫脫落失效；彌漫到空氣中，導致熱風調節門周圍工作環境惡化。

圖1 熱風調節門門板軸封及軸承結構圖

選型時，采用密封風與填料雙重密封，且將軸承外移，在密封風壓的作用下，熱風不會從軸封泄漏，密封風對填料有冷卻作用，填料壽命延長，杜絕了熱風外漏。軸承外移遠離熱風道，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 調節門傳動方式選型

市場上傳統的熱風調節門電動執行機構與調節門板之間采用拉桿連接，空余行程過多，電動執行機構上顯示的開關度與門板的實際開度偏差過大。在保持一次風冷風調節門關閉和熱風隔絕門全開的情況下，得出熱風調節門開度與熱風風速曲線。圖2所示為某公司300MW機組磨煤機熱風調節門開度與熱風風速曲線，從圖2中可以看出，在風門開度為0～10%時，熱風風速均為40m/s，說明熱風調節門空余行程在10%左右，內漏風量極大，調節性能極差。

圖2 300MW機組熱風調節門開度與熱風風速曲線

選型時要求采用電動頭與調節門門軸之間同軸直聯方式，保證電動頭與調節門的門板動作完全一致，同時，由于門板軸封上通有密封風，風道上加厚保溫，有效保證了電動執行機構的安全工作環境，防止了高溫損壞。

2 熱風隔絕門的選型對比

熱風隔絕門位于磨煤機入口一次熱風道上，用來在停磨煤機時隔斷熱風和隔絕熱量進入磨煤機。

傳統熱風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，風道外面全包著保溫層，熱風的熱量會通過鋼制門板向磨煤機內傳遞。熱風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，導致密封失效。在熱風隔絕門關閉的情況下，冷風隔絕門打開，冷風調節門開啟25.1%，磨煤機入口溫度仍舊在140℃左右，磨煤機出口溫度80℃左右。在磨煤機檢修時由于檢修人孔大開，漏入的一次風熱風形成通道，磨煤機內溫度更高。

2.1 門板與門框之間的密封選型

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

2.2 熱風隔絕門門板結構的選型

熱風隔絕門采用雙門板，并在雙門板之間通入一次風冷風，由于一次風冷風壓力高于一次風熱風，冷風完全抵銷了熱風作用在熱風側門板上的壓力，冷風風壓加上鎖緊裝置的壓力，使通過門板密封漏過的熱風量非常小。

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

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

2.3 隔絕門的開關和鎖緊方式選型

開關和鎖緊分別由開關門氣缸和鎖緊氣缸進行操作，一個開關氣缸同時控制兩個門板開關行程，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構要好，運行時比單氣缸加連桿機構更可靠，雙插板門的氣缸位于門倉后雙插板的中線上，鎖緊氣缸位于風道水平側面，均遠離風道，且與風道之間有保溫材料阻隔，工作環境下不再承受高溫烘烤，氣缸密封圈的壽命延長。

2.4 隔絕門的開關拉桿軸封和鎖緊桿軸封選型

隔絕門的軸封和熱風調節門一樣采用了密封風和填料密封雙重密封，密封風一方面可以壓住熱風不往外漏，同時可以對填料起到冷卻作用。

2.5 隔絕門行程開關選型

碰觸式行程開關由于受碰觸壓力和碰觸位置的限制，經常無法準確顯示熱風隔絕門門板的開關狀態；磁電感應式除能準確顯示熱風隔絕門門板的開關狀態外，通過移動磁電感應式開關，還能判斷事故狀態下熱風隔絕門門板所處的實際位置。

3 熱風風門的使用

在進行選型招標后，新式熱風隔絕門和熱風調節門在某發電公司二期工程600MW機組的磨煤機上應用后，效果良好。

熱風調節門性能試驗時仍保持一次風冷風調節門關閉和熱風隔絕門全開，得出新式熱風調節門開度與熱風風速曲線。圖3為某發電公司二期工程600MW機組磨煤機熱風調節門的開度與熱風風速曲線，開度曲線0～50%時與熱風風速曲線完全呈線性狀態，調節性能極佳，沒有任何內漏。

圖3 600MW機組熱風調節門開度與熱風風速曲線

該公司3號爐A號磨煤機在停止備用檢修狀態時，測量熱風隔絕門關閉后的磨煤機內溫度僅有28℃左右，熱風隔絕門完全隔絕了熱風漏入和熱量漏入，保證了在備用檢修狀態時磨煤機的安全。

4 結論

熱風風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，在內部密封面上采用彈性鋼元件制作，既能保證漏風率，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加填料密封的形式，利用密封風的壓力抵銷熱風的壓力，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，而且隔絕了熱量的傳遞，保證了備用和維修磨煤機處在安全溫度40℃以下。

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

［2］ 景江峰.鍋爐一次風調節擋板漏灰、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

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

胡俊峰（1972-），男，山西代縣人，1997年畢業于北京電力專科學校電廠熱能動力工程專業，工程師，從事電廠技術管理工作；

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