1 000 MW機(jī)組磨煤機(jī)超導(dǎo)自啟閉式防爆門誤動(dòng)原因及處理

彭榮剛，石 偉，艾忠?guī)r

(神華國(guó)華綏中發(fā)電有限責(zé)任公司，遼寧 葫蘆島 125222)

1 000 MW機(jī)組磨煤機(jī)超導(dǎo)自啟閉式防爆門誤動(dòng)原因及處理

彭榮剛，石 偉，艾忠?guī)r

(神華國(guó)華綏中發(fā)電有限責(zé)任公司，遼寧 葫蘆島 125222)

針對(duì)綏中發(fā)電有限責(zé)任公司2×1 000 MW機(jī)組磨煤機(jī)新式防爆門誤動(dòng)的問題，著重分析了新式防爆門誤動(dòng)等問題的原因，并提出了對(duì)防爆門結(jié)構(gòu)和防爆門實(shí)驗(yàn)過程的改進(jìn)措施。

超超臨界火電機(jī)組;超導(dǎo)自啟閉式防爆門;制粉系統(tǒng);誤動(dòng)

在國(guó)家“優(yōu)化發(fā)展火電”政策的指導(dǎo)下，大力發(fā)展和建設(shè)先進(jìn)的超超臨界火電機(jī)組，是提高熱效率、減少污染以及減少溫室氣體排放的有效途徑。綏中發(fā)電有限責(zé)任公司B廠2×1 000 MW機(jī)組是國(guó)內(nèi)先進(jìn)的超超臨界火電機(jī)組，先進(jìn)的機(jī)組帶來了很多新技術(shù)、新材料和新設(shè)備的使用，但一些新技術(shù)和新設(shè)備的累計(jì)使用時(shí)間不長(zhǎng)，一些缺陷和問題還不能完全暴露，給安全生產(chǎn)帶來隱患。

磨煤機(jī)長(zhǎng)期在300℃的高溫環(huán)境下運(yùn)行，極易造成磨煤機(jī)內(nèi)的煤粉爆燃，導(dǎo)致磨煤機(jī)壓力突然增高后爆炸，給人身、生產(chǎn)和設(shè)備的安全帶來了極大隱患。為此在磨煤機(jī)一次風(fēng)道入口上加裝防爆門，在磨煤機(jī)內(nèi)部壓力高時(shí)自動(dòng)開啟卸掉一部分壓力，待壓力符合要求時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，保障了人身和設(shè)備的安全。

綏中發(fā)電有限責(zé)任公司2×1 000 MW機(jī)組制粉系統(tǒng)上采用了新式的超導(dǎo)自啟閉式防爆門，但由于設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài)考慮不足，導(dǎo)致防爆門未按照設(shè)定壓力起座。本文就超導(dǎo)自啟閉式防爆門誤動(dòng)問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入分析，并針對(duì)問題產(chǎn)生的原因給出了改進(jìn)防爆門結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)過程的措施。

1 設(shè)備概況

綏中發(fā)電有限責(zé)任公司1 000 MW機(jī)組制粉系統(tǒng)由磨煤機(jī)、給煤機(jī)及附屬管道組成。每臺(tái)機(jī)組安裝6臺(tái)磨煤機(jī)，每臺(tái)磨煤機(jī)安裝2臺(tái)超導(dǎo)自啟閉式防爆門，如圖1所示，防爆門采用室內(nèi)傾斜安裝。

圖1 超導(dǎo)自啟閉式防爆門結(jié)構(gòu)

超導(dǎo)自啟動(dòng)式防爆門由閥門座、密封裝置、閥蓋、閥桿、復(fù)位彈簧、吸盤和4根定位桿組成。吸盤內(nèi)由20塊磁鐵組成，由磁鐵通過吸附下面的鐵板來提供主要的防爆門壓力，磁鐵吸附貼合距離越小則吸引力越大，在脫開一定距離后則完全失去吸附力，所以在防爆門起座后，吸盤就沒有了吸附力，閥蓋的復(fù)位主要依靠復(fù)位彈簧產(chǎn)生的壓力，并由閥蓋四周的定位桿來保證閥蓋平穩(wěn)回座。

超導(dǎo)自啟閉式防爆門設(shè)計(jì)參數(shù)如下。

a. 安裝數(shù)量:每臺(tái)磨煤機(jī)安裝2臺(tái)，總計(jì)24臺(tái)。

b. 泄爆裝置直徑:D=1 000 mm。

c. 泄爆通流面積:S=0.8 m2/臺(tái)。

d. 泄爆裝置設(shè)定啟爆壓力:20 kPa。

e. 泄爆裝置設(shè)定回位壓力:≤3 kPa。

f. 設(shè)備型號(hào)與質(zhì)量:PLD-BLG-1000;220 kg。

g. 設(shè)備形式:①自動(dòng)啟閉式;②帶阻火網(wǎng)(火焰范圍小于1 m)。

h. 自動(dòng)復(fù)位的時(shí)間≤0.02 s。

2 超導(dǎo)自啟閉式防爆門使用過程中出現(xiàn)的問題

2.1 誤動(dòng)

a. 2011年5月11日23:06，34號(hào)磨煤機(jī)在停磨過程中擴(kuò)建端防爆門 (新式試驗(yàn)門)誤動(dòng)，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)曲線顯示啟座壓力為10.29 kPa(如圖2所示)，門蓋回座時(shí)傾斜卡澀，十字架輕微變形，回位彈簧變形彎曲 (如圖3所示)，回裝時(shí)工代將磁鐵由18塊增加到26塊，預(yù)緊力1 200 kg。

b. 2011年4月26日6:06，在4C輔機(jī)試運(yùn)過程中，44號(hào)磨煤機(jī)擴(kuò)建端防爆門誤動(dòng)，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)曲線顯示啟座壓力為17.01 kPa(如圖4所示)，回裝時(shí)預(yù)緊力1 000 kg。

根據(jù)2次事故發(fā)現(xiàn)如下問題。

a. 超導(dǎo)自啟閉式防爆門達(dá)不到設(shè)定的起爆壓力20 kPa。

b. 超導(dǎo)自啟閉式防爆門自動(dòng)回座后，存在閥蓋與門桿傾斜卡澀不能完好密封。

c. 超導(dǎo)自啟閉式防爆門自動(dòng)回座后存在十字架輕微變形的情況。

2.2 防爆門在運(yùn)行中出現(xiàn)漏風(fēng)漏粉

在機(jī)組運(yùn)行過程中，防爆門在門蓋密封面部位出現(xiàn)了漏風(fēng)漏粉的情況。

3 超導(dǎo)自啟閉式防爆門產(chǎn)生問題原因

針對(duì)防爆門誤動(dòng)，2011年5月14～16日，對(duì)超導(dǎo)自啟閉式防爆門進(jìn)行啟座壓力試驗(yàn)，并對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，數(shù)據(jù)如表1所示。

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，防爆門的起座壓力與磁鐵數(shù)量、摩擦力和閥蓋閥桿重量有關(guān)，起坐壓力要22～26塊磁鐵才能達(dá)到20 kPa以上的壓力，并且，預(yù)緊力與起坐壓力是呈非線性關(guān)系，這就需要精確地對(duì)防爆門進(jìn)行多次試驗(yàn)，找到一個(gè)最優(yōu)的解決方法。

表1 超導(dǎo)自啟閉式防爆門試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

摩擦力分為密封面的摩擦力和閥蓋與周邊定位桿的摩擦力，摩擦力是運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的相反方向，即正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生靜摩擦力，起座時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)摩擦力向下，摩擦力與閥桿的壓力有關(guān)也與閥蓋和閥桿的重量有關(guān)，要實(shí)地精確測(cè)量，并在真正的傾斜爆炸測(cè)試中進(jìn)行測(cè)試。閥蓋與周邊的定位桿的摩擦力應(yīng)盡量小且平均，否則閥蓋受力不均將使閥蓋發(fā)生傾斜，導(dǎo)致回座后密封不嚴(yán)，漏風(fēng)漏粉，所以應(yīng)采用在閥蓋上安裝滾輪與定位桿連接，采用滾動(dòng)摩擦的方式代替滑動(dòng)摩擦，以減小摩擦力，使閥蓋能平穩(wěn)回座。

防爆門泄漏采用如圖5的密封結(jié)構(gòu)，密封面采用膠墊密封，根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)行中由于振動(dòng)使密封面移位，加上長(zhǎng)期高溫運(yùn)行導(dǎo)致膠墊變脆，失去密封效果。

研究其他密封形式，最終采用了圖6所示的密封形式，采用陶瓷材料的切面密封，這種密封不僅杜絕了因振動(dòng)產(chǎn)生的位移，且陶瓷材料適應(yīng)高溫下的運(yùn)行狀態(tài)，是理想的密封形式。

圖5 舊密封形式

圖6 改后的密封形式

4 結(jié)論

根據(jù)以上試驗(yàn)，對(duì)超導(dǎo)自啟閉式防爆門提出了如下的改進(jìn)意見。

a. 新式防爆門出廠調(diào)試前，預(yù)緊力調(diào)節(jié)為F1×(1/2～1/3)。此時(shí)新式防爆門的密封效果最好。

b. 由于新式防爆門的閥蓋與法蘭之間有摩擦力的存在，而且經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間高溫、振動(dòng)，摩擦力會(huì)不斷減小甚至消失，所以新式防爆門出廠時(shí)的起爆壓力P等于或略小于總力F1產(chǎn)生的起爆力。但起爆壓力P一定要大于電廠的運(yùn)行壓力。

試驗(yàn)臺(tái)整定壓力應(yīng)為防爆門的實(shí)際起爆壓力均值P3=23.87 kPa，使其滿足實(shí)際安全需要的起爆壓力20 kPa。

c. 新式防爆門在出廠前或在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)，應(yīng)先敲后壓。

敲:用錘子沿四周輕輕敲打，保證閥蓋端面與法蘭端面始終平行，保證閥蓋與法蘭的密封可以準(zhǔn)確配合。

壓:逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母，直至主副吸盤脫開，即用上面的總力F1把閥蓋壓到法蘭內(nèi)，再把調(diào)節(jié)螺母復(fù)位。

d. 法蘭密封上面涂抹專用的密封劑后，從微泄漏升級(jí)到零泄漏。

e. 防爆門的門蓋與定位桿應(yīng)采用滑輪鏈接來減少摩擦力，使閥蓋回座平穩(wěn)。

f. 防爆門的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度還需加強(qiáng)，如提高門桿和十字架支架的強(qiáng)度，這樣有利于提高防爆門的整體強(qiáng)度，也有利于減小振動(dòng)帶來的危害。

The Cause and Treatment of Malfunction for Superconductive Self-closing Explosion Door in 1 000 MW Units

PENG Rong-gang，SHI Wei，AI Zhong-yan
(Shenhua Guohua Suizhong Power Co.，Ltd，Huludao，Liaoning 125222，China)

Based on new explosion door malfunction of Suizong 2 ×1 000 MW coal pulverizer，this paper analyzes the causes of new explosion door malfunction，and proposes improvement measures for the structure and experiment procedure.

Ultra supercritical units;Superconductive self-closing explosion door;coal pulverizing system;malfunction

TK223.25

A

1004-7913(2012)01-0029-03

彭榮剛 (1965—)，男，工程師，從事鍋爐輔機(jī)設(shè)備管理工作。

2011-10-15)