HP1103型中速磨煤机外部气封装置漏风原因分析及对策

吕艳春

(辽宁清河电力检修有限责任公司，辽宁 铁岭 112003)

1 问题的提出

清河电厂一期1×600 MW超临界燃煤汽轮发电机组(#9机组)采用中速磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统，共配备7台中速磨煤机，燃烧煤种为褐煤，6台运行，1台备用。采用前、后墙对冲燃烧，前墙4层，后墙3层燃烧器，每台磨煤机带1层燃烧器。磨煤机选用上海重型机器厂有限公司生产的HP1103型碗式中速磨煤机，该磨煤机外部气封装置原采用迷宫环式整体固定密封。该厂自2010年7月投产发电以来，磨煤机外部气封装置泄漏较为严重。其一，磨煤机密封风与一次风混合风的泄漏会使煤粉同时泄漏，缝隙气封间隙过大时还会有石子煤漏出，既污染周边环境、不利文明生产，又会产生噪声，同时也会增加一次风机、密封风机的负荷，浪费了能源，增加了能耗;其二，磨煤机密封风泄漏后，磨煤机体内风压不足，致使磨煤机体内温度不能降低，石子煤温度会升高，严重时石子煤会发红，进而接近燃烧结焦状态，造成重大安全隐患。

由此可见，对清河电厂#9机组HP1103中速磨煤机外部气封装置进行改造显得尤为迫切。

2 存在的问题及原因分析

2.1 存在的问题

清河电厂一期1×600 MW机组(#9机组)磨煤机外部气封装置原采用迷宫环式整体固定密封，即由3组δ=1.5 mm的铜片组构成，铜片组与磨煤机主轴间隙为(0.50±0.08)mm，磨煤机的密封风量为70.75 m3/min，磨煤机密封风压与一次风压压差为2kPa，磨煤机密封风允许漏风量为0.4kg/s，该机组磨煤机单台累计投产运行5 000多h。磨煤机外部气封装置均不同程度地存在漏风缺陷，漏风产生啸音，环境噪声增加，严重时有大量石子煤漏出，污染周围环境。

采用原有的密封铜片组进行密封，磨煤机外部气封装置运行中漏风严重，必须频繁地更换密封铜片方能正常运行。此种做法不仅工作量大，而且费用较高。另外，由于磨煤机主轴在运行中存在偏心摆动，密封铜片会啃蚀主轴，严重时必须对主轴进行机加工修复，同时配套调整及更换密封铜片组方可恢复磨煤机的安全、稳定运行。

2.2 原因分析

HP1103型碗式中速磨煤机外部气封装置是采用多层铜片密封，同时以正压风吹入，一方面防止煤粉外漏，另一方面使磨煤机体内温度降低。此种密封方式缺乏弹性补偿，密封严密则磨损主轴，留有间隙则会漏风。由于一次风携带煤粉颗粒以及磨煤机主轴与密封铜片间存在间隙，不可避免地会使携带煤粉颗粒的一次风与密封风外漏，由于长时间外漏，部分煤粉颗粒积存在密封铜片与主轴间的缝隙内，造成磨煤机主轴及密封铜片磨损加剧，当缝隙气封间隙过大时会有大量密封风及一次风混合风外漏，进而导致密封风及一次风压力不足，磨煤机渣量变大，进一步加剧了外部气封装置密封铜片与磨煤机主轴之间的相互摩擦，严重时导致磨煤机被迫停运。

3 采取的对策

由于HP1103型磨煤机原有的外部气封装置存在着漏泄严重、需更换密封铜片、间隙调整工作量大及费用高等诸多问题，多家生产单位先后对此种磨煤机外部气封装置进行了改造，其主要做法是安装炭精密封及加装复合橡胶密封。

3.1 优选改造方案及厂家

为了彻底消除此种迷宫环式整体固定密封的外部气封装置给HP1103中速磨煤机安全、稳定运行带来的隐患，在对多家兄弟电厂调研的基础上，从已知外部气封装置改造方案中选择最佳方案。改造方案及各厂家产品对比情况见表1。

从表1中数据及从改造后兄弟电厂的反馈信息不难看出，采用外部气封装置改造安装炭精密封的方法费用高、工期较长、改造工艺繁琐(需对磨煤机解体)且改造后达不到最佳效果。相比较而言，采用外部气封装置加装复合橡胶密封的方法费用低、工期短、改造工艺的方法简单易行(对设备不做大的改动)且改造后效果极佳。同时，磨煤机外部气封装置改造为复合橡胶密封有较多优势及特点。外部气封装置改造为复合橡胶密封的优势及主要特点有6个方面。

(1)利用橡胶耐高温和高弹性的特点，使密封材料紧贴于主轴，减小间隙，从而达到密封之目的。

(2)当磨损间隙增大时，调整紧固螺栓，即可减小间隙，进一步达到密封的效果。

(3)不需改动原设备，保证设备安全运行。

(4)工期短，1 d即可完工，平时就可安装，不必等到检修时安装。

(5)维护方便，便于操作。

(6)费用低。

从经济和适用角度来综合考虑，选用马鞍山中力公司将磨煤机外部气封装置加装复合橡胶密封的方法较为经济和合理。

3.2 改造方案

该方案不改变原有设备结构，所以改造中不需做大的改动，在磨煤机主轴的原动、静密封处加装复合橡胶密封即可。HP1103型中速磨煤机结构如图1所示。

图1 HP1103型中速磨煤机结构示意图

磨煤机外部气封装置改造示意如图2所示，具体做法如下:

图2 磨煤机外部气封装置改造示意图

(1)加工T形法兰1对，采用2片对接，接头处用螺栓连接。

(2)加工密封胶条1根，密封胶条分硬质橡胶侧和软质耐高温橡胶侧2种类型。

(3)安装时不必对设备解体，在原有动静密封处下侧安装。

表1 中速磨煤机外部气封装置改造方案及厂家对比

(4)T形法兰由紧固螺栓一端焊接固定于原配法兰侧，一端用紧固螺母进行固定，原法兰和T形法兰间安装密封胶条。

(5)在安装密封胶条时，应使软质耐高温橡胶侧紧贴于磨煤机主轴，用紧固螺母调整其松紧程度。

气封装置加装复合橡胶密封后，密封原理如下:

(1)按要求加装复合密封胶条后，硬质橡胶可起到阻止软质橡胶反向作用力的作用。

(2)T形法兰在螺母紧固后给软质橡胶以作用力，使软质橡胶侧紧贴于主轴。

(3)当软质橡胶及纤维磨损增大产生泄漏时，再紧固螺母，又能达到密封效果。如此不断使用，直至橡胶失去弹性，再更换密封胶条。

4 改造后的总体效果

2011年9月，利用清河电厂#9机组C级检修的机会，对#9机组7台A－G磨煤机逐台进行了外部气封装置改造。改造后，7台磨煤机运行稳定，未再发生磨煤机外部气封装置漏风的问题，保证了磨煤机设备的安全运行，提高了磨煤机可靠性和运行经济性，磨煤机改造取得了显著效果。