正壓直吹式制粉系統熱風道擋板門軸軸封改造

李樹海　安海旺　只健強

（1中國華電集團發電運營有限公司天津1000312天津軍糧城發電有限公司天津300300 3國網天津市電力公司電力科學研究院天津300374）

正壓直吹式制粉系統熱風道擋板門軸軸封改造

李樹海1安海旺2只健強3

（1中國華電集團發電運營有限公司天津1000312天津軍糧城發電有限公司天津300300 3國網天津市電力公司電力科學研究院天津300374）

本文介紹了350MW機組正壓直吹式制粉系統熱風道擋板門門軸的設備運行時易發生漏灰、漏風現象，且在設備運行時難以消缺，影響設備的正常運行，污染環境，甚至造成設備的損壞。針對設計并采用了新型的熱風道擋板門門軸密封裝置的構造，能有效的解決熱風道擋板門門軸部位的漏灰、漏風現象，且使用維護便捷。

熱風道；高溫漏灰；污染環境；門軸密封

1　概述

天津軍糧城發電有限公司350MW機組配套鍋爐為美國B&W公司RB鍋爐技術設計制造B&WB-1165/17.5-M鍋爐為亞臨界參數，一次中間再熱，固態排渣，單爐膛平衡通風，半露天布置，全懸吊，自然循環，單鍋筒鍋爐。設計燃料為平朔煙煤，鍋爐采用五套HP883型碗式中速磨煤機（四運一備）配冷一次風機，正壓直吹式制粉系統。

一次風機提供經空氣預熱器加熱來的熱風對原煤不斷進行加熱干燥使其易于碾磨。被碾磨后的煤粉由熱風提供的動力，在磨煤機內經三級分離后，合格的煤粉由熱風直接吹入爐膛進行燃燒，不合格的煤粉從氣流中分離出來后，回落到磨碗繼續碾磨。

來自送風機的二次風送入三分倉回轉式空氣預熱器，加熱后經風道進入設置在爐膛前后墻的分隔風箱內，通過燃燒器送入爐膛助燃。

一次風及二次風系統經過空氣預熱器加熱后，一次風溫335℃、風壓14kPa；二次風溫347℃，風壓4.5kPa。一、二次熱風系統熱風隨著機組運行時間的增長，空預器帶灰量的增加而增加。此后隨機組運行時間的增長，熱風道漏風、漏粉現象日趨嚴重。特別是一次熱風系統漏風、漏粉情況在制粉系統上的擋板門門軸處尤為嚴重，擋板門門軸處的受到高溫熱損、運動磨耗、及風壓作用的共同影響，以及現有密封構造及密封材料的制約；漏風、漏粉現象一直沒有得到徹底解決。主要有兩方面的影響。

1.1擋板門門軸漏風漏灰，降低機組運行的穩定性和經濟性，而且給現場周圍環境造成很大的灰塵污染。

1.2冷態檢修后無法識別檢修的效果；熱態情況下，高達330℃左右的熱風在擋板門門軸處漏泄后，檢修人員無法正常更換盤根填料，且檢修空間狹窄，既影響消缺工作正常進行，又對檢修人員人身安全造成很大威脅。

1.3泄漏后，帶壓高溫熱風及含有顆粒的混合物在泄漏處沖刷設備，造成設備損壞。

2　原因分析

2.1機組鍋爐制粉系統采用正壓直吹系統，一次風擋板門軸封在機組運行中，由于一次熱風溫度高達330℃左右，盤根室內的盤根在長時間高溫的情況下,導致熱量聚集引起盤根的熱及熱氧老化；具體表現為熱失重、氧化分解，并在熱風及粉塵混合物的沖刷下失去密封功能。具體表現為盤根變硬、變脆及體積變小。最后失去對軸的抱緊力，具體表現為：當盤根對擋板軸的密封部位的某一局部的單位壓強小于單位面積的熱風壓力時，泄漏隨即發生，并累積加劇；引發整個密封面失效。

2.2制粉系統起停磨或者調整磨負荷大小時，一次風擋板門也隨著負荷大小隨時調整；當擋板門軸轉動或晃動時，盤根對擋板軸施加的單位作用力小于一次風的單位作用力就容易造成盤根與擋板軸之間產生間隙，盤根對擋板軸施加的單位作用力小于一次風的單位作用力，以及擋板門軸與擋板外殼在熱態下的應力變形不盡相同；致使擋板軸與軸座產生偏心，在一次風系統的風壓作用下，使一次風從其間隙處吹向風道外。

2.3由于現有的密封構造缺陷，檢修更換密封填料不變，更換效率較低；更換時，填料不能保證對擋板軸的密封部位的整個圓周方向均勻的施加作用力，且在檢修驗收時無法驗證。

2.4經過空氣預熱器進行預熱一次風，粉塵及顆粒物等含量較多。當一次風系統擋板門軸漏泄后，導致了生產現場積灰嚴重，且由于風、粉的混合物在泄漏處的壓力釋放效應，形成風、粉混合物的高速運動氣流，沖刷擋板軸及盤根，導致盤根加速老化失效，后沖刷擋板軸，導致擋板軸損壞。高溫、高速運動含有粉塵的氣流噴出，污染現場周圍環境；且由于風、粉的混合物在泄漏處的壓力釋放效應，形成風、粉混合物的高速運動氣流，沖刷擋板軸及盤根，導致盤根加速老化失效，后沖刷擋板軸，導致擋板門損壞，失去效能。

圖1　擋板門盤根密封結構簡圖

圖2　新型密封擋板軸封簡圖

3　改造方案

3.1針對原有結構的不合理之處取消原擋板門軸處密封結構。見圖1。

3.2設計新型密封擋板軸封。新型密封擋板軸封由兩塊哈夫狀的密封體外殼，通過密封體外殼上設有緊固裝置和調節裝置將密封體連接合成為整體；將密封體套在門軸上并通過哈夫狀的密封體外殼及緊固裝置和調節裝置將其整體固定在原有的門軸連接法蘭上；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；并使用了復合耐高溫彈性體材料。見圖2。

3.3在新設計的擋板軸封上采用耐高溫復合彈性體作為密封填料，不會對門軸造成磨損，最高使用溫度350℃，可在不超過250℃的溫度下長期使用（經實際測量擋板軸密封室位置溫度在180℃以下）。且耐高溫復合彈性體具有非常好的補償作用，門軸即使有晃動密封體亦可隨門軸隨動，及時補償間隙。見圖

3　耐高溫復合彈性體。

3.4填料室、支撐座、耐高溫復合彈性體均為活動組件，只要停止系統運行，即可進行現場安裝。見圖4。

圖3　耐高溫復合彈性體

4　工程規模和內容

4.1項目規模和主要內容：鍋爐一次風系統風門擋板，拆除原有盤根與壓蓋式傳統密封裝置。在原有基礎上，每個風門擋板門軸處增加一套填料室、支撐座、耐高溫復合彈性體、填料壓蓋，利用停爐機會就可以進行現場安裝。

4.2安裝后，調節填料壓蓋螺栓。確保沿軸向不漏風、灰。即使運行中發現有漏風現象，隨即調節壓蓋螺栓緊力，即可可保持不漏風、灰。見圖5。

圖5　安裝調節填料壓蓋螺栓

圖4　填料室、支撐座、耐高溫復合彈性體現場安裝

5　改造后效果

5.1改善現場環境：在運行狀態下，經長周期運行不會因為擋板門軸漏泄產生的灰塵，而對周邊環境衛生造成灰塵污染。

5.2提高熱效率：在運行期間，從擋板門軸處不再漏熱風，提高了機組的經濟性和熱效率。

5.3不損傷門軸：改造后使用過程中，只有耐高溫復合彈性體與門軸接觸，耐高溫復合彈性體對門軸幾乎沒有磨損。

5.4調節容易：使用過程中，一旦密封處有泄露，只需將新型密封擋板-殼體壓蓋上的4個鎖緊螺母再擰緊一些，就可以消除門軸泄漏。

5.5更換簡單：耐高溫復合彈性體在使用較長的時間后，如密封失效，且調節余量也已用完畢時，需更換耐高溫復合彈性體。更換時，只需將殼體壓蓋上的4個鎖緊螺母、螺桿松開后，錐形壓蓋后移，取出原耐高溫復合彈性體，換上新耐高溫復合彈性體，最后將鎖緊螺桿、螺母上好即可。

5.6運行可靠：門軸密封改造在磨煤機入口熱風調節門、關斷門、熱風氣動總門加以實施，自2014年10月投入使用至今運行18個月以上，操作靈活可靠，擋板系統運行至今“0”缺陷。

[1]成大先.機械設計手冊（第五版）[M].化學工業出版社,2009,7.

[2]李敏,張啟躍.橡膠工業手冊[M].化學工業出版社,2012,8.