逆止风门在轴流式一次风机出口门上的应用

2013-09-06闫凤奎

发电技术 2013年4期

闫凤奎

（华电内蒙古能源有限公司包头发电分公司，内蒙古包头 014013）

0 引言

锅炉是常用的将一次能源（煤炭）转化为二次能源（热能）的动力设备。我国现役锅炉50多万台，其中工业锅炉31.28万台；生活锅炉23.32万台、电站锅炉0.78万台[1]，年总耗煤量4万t，占全国煤炭消费量的19%[2]。以煤炭作为燃料的锅炉称为燃煤锅炉，它带给我们高效、清洁、廉价、安全二次能源，因而火电机组的安全高效稳定运行事关重大。

火电机组正压式一次风系统的风机，出口门均为百叶窗挡板形式（如图1所示），300MW及以下的机组一次风机基本选用离心式风机，因离心式风机结构简单，制造工艺成熟，运行相对稳定。600MW以上机组一次风机现基本选用效率高且节能的动叶可调式一次风机。但因其转速高及大小修中维护检查不到位，在日常运行过程中常发生液压装置故障等需停单侧风机检修现象。百叶窗形式的出口挡板就不能满足单侧风机检修的需要。

1 百叶窗形式的出口门在单侧风机停运时存在的问题

因单侧一次风机停运，热一次风将通过热一次风母管，经过停运侧的百叶窗挡板形式的热一次出口门和一次风机出口门返至一次风机入口中，这样将会产生以下现象：

（1）因返回的是热一次风，虽经空预器冷端冷却后，温度也在100℃以上。充满停运侧一次风机的流道内，使检修人员无法开展检查或检修工作。我厂投产后第一次一次风机抢修工作只更换液压装置上的3200轴承，因热风和其携带的大量灰尘无法隔离，导致机组降负荷处理缺陷长达7d。

（2）因返风致使停运风机倒转现象非常严重，迫使因停运时采取制动措施也非常危险，必须使用检修用的电动葫芦等习惯性违章等方法。而启动时又必须在制动措施拆除后迅速启动，这样就地与集控室配合不好，非常容易发生事故，如启动迟缓风机又倒转严重，电机的启动电流过大，给电动机也带来相当大的危害。

（3）因返热风，停运的一次风机内部部件的温度会迅速升高，影响转子组件中橡胶密封件的使用寿命。

（4）因一次风机的设计余量较大，单侧运行时能带机组50%的负荷。火力发电厂夜间低谷负荷时只能带50%的负荷，且在冬季用电低峰时也经常只能带50%的负荷。这样为节能降耗，降低厂用率，在机组低负荷时就会采取停运单侧风机的运行方式。但一次风机因返风严重，存在停运后温度高、启动困难等问题，一次风机就不能参与单侧风机运行，且单侧停运的大量返风也带来严重的损失。

由于上述现象给机组的检修和运行带来的困难，公司技术人员开始寻找解决问题的办法，最初想加一套制动系统，阻止一次风机倒转，但这只能治标而非治本。再细心研究觉得只能在一次风机系统出口的最小截面积处即一次风机出口风门想办法隔绝住返回的热风，才是解决问题的根本办法。起先考虑加一套类似磨煤机入口热一次风隔绝门一样的装置，但一次风机出口风道截面积最小处为2600×2800mm，加一套插板式隔绝门，其门体尺寸就得6000×3000 mm，不仅成本高，而且现场无论是横着安装和竖着安装都不具备安装条件。后从电站设备期刊中看到某公司的专利产品—逆止风门，专门为防止一次风机返风而设计，但其没有在轴流式一次风机出口使用的业绩。经技术人员对其产品结构及原理的了解，认为此种结构的产品能够解决我厂一次风机返风引起的各类问题，决定利用机组小修机会对现百叶窗式出口风门进行改造。

2 改造方案

2.1 门体结构

门体的传动原理完全与家庭用的门原理一样，传动机构在门板的一侧。根据我公司一次风机截面尺寸，将风门设计成双门板密封，一套门板带一套气动执行机构，如图2所示。

2.2 安装方案

逆止风门厂家生产后进行水密封试验，达到静置24h不漏水的良好效果，到生产现场后，将原百叶窗出口门取掉，在原位置安装逆止风门。将原电动执行器改为气动执行器，DCS控制系统逻辑不用做任何改动。门板在风机启动后顺着一次风出口方向打开，此种开关方向都与风向一致，减少了执行机构的负荷。气动机构的开关时间也满足风机的启动要求。

3 改造效果

逆止风门安装投入使用后，通过多次风机停运及进入风机内部检修的检验，达到了非常好的效果，单侧风机停运时到出口内部逆止风门处检查，没有任何的泄漏现象，其传动机构也没有任何外漏现象，彻底解决了返风而导致的风机倒转和温度高等问题。风机正常运行时，流动介质为干净的冷风，风门工况环境也较好，从投产使用至今风门运行稳定，没有发生过任何故障。

另外，风门全开时其门板不在风道中间，而是在风道两侧边，其逆止风门部位近似为一个直通风道，其风门阻力系数为0，原百叶窗结构的风门设计风门阻力系数为5，所以此风门还有很好的节能效果，风机电流下降2A左右。

从逆止风门结构和使用效果来看，用这种原理的风门来解决火力发电机组中热一次风隔绝门漏风和开关不到位问题以及磨煤机出口煤阀卡涩等问题都会有很好的效果。现燃煤机组进行脱硝改造过程中，基本上采用引增合一的方式，导致引风机出口为正压，引种结构的风门可做为引风机出口门，来解决单引风机故障抢修时的隔离措施不严的问题。