正压直吹式制粉系统热风道挡板门轴轴封改造

李树海　安海旺　只健强

（1中国华电集团发电运营有限公司天津1000312天津军粮城发电有限公司天津300300 3国网天津市电力公司电力科学研究院天津300374）

正压直吹式制粉系统热风道挡板门轴轴封改造

李树海1安海旺2只健强3

（1中国华电集团发电运营有限公司天津1000312天津军粮城发电有限公司天津300300 3国网天津市电力公司电力科学研究院天津300374）

本文介绍了350MW机组正压直吹式制粉系统热风道挡板门门轴的设备运行时易发生漏灰、漏风现象，且在设备运行时难以消缺，影响设备的正常运行，污染环境，甚至造成设备的损坏。针对设计并采用了新型的热风道挡板门门轴密封装置的构造，能有效的解决热风道挡板门门轴部位的漏灰、漏风现象，且使用维护便捷。

热风道；高温漏灰；污染环境；门轴密封

1　概述

天津军粮城发电有限公司350MW机组配套锅炉为美国B&W公司RB锅炉技术设计制造B&WB-1165/17.5-M锅炉为亚临界参数，一次中间再热，固态排渣，单炉膛平衡通风，半露天布置，全悬吊，自然循环，单锅筒锅炉。设计燃料为平朔烟煤，锅炉采用五套HP883型碗式中速磨煤机（四运一备）配冷一次风机，正压直吹式制粉系统。

一次风机提供经空气预热器加热来的热风对原煤不断进行加热干燥使其易于碾磨。被碾磨后的煤粉由热风提供的动力，在磨煤机内经三级分离后，合格的煤粉由热风直接吹入炉膛进行燃烧，不合格的煤粉从气流中分离出来后，回落到磨碗继续碾磨。

来自送风机的二次风送入三分仓回转式空气预热器，加热后经风道进入设置在炉膛前后墙的分隔风箱内，通过燃烧器送入炉膛助燃。

一次风及二次风系统经过空气预热器加热后，一次风温335℃、风压14kPa；二次风温347℃，风压4.5kPa。一、二次热风系统热风随着机组运行时间的增长，空预器带灰量的增加而增加。此后随机组运行时间的增长，热风道漏风、漏粉现象日趋严重。特别是一次热风系统漏风、漏粉情况在制粉系统上的挡板门门轴处尤为严重，挡板门门轴处的受到高温热损、运动磨耗、及风压作用的共同影响，以及现有密封构造及密封材料的制约；漏风、漏粉现象一直没有得到彻底解决。主要有两方面的影响。

1.1挡板门门轴漏风漏灰，降低机组运行的稳定性和经济性，而且给现场周围环境造成很大的灰尘污染。

1.2冷态检修后无法识别检修的效果；热态情况下，高达330℃左右的热风在挡板门门轴处漏泄后，检修人员无法正常更换盘根填料，且检修空间狭窄，既影响消缺工作正常进行，又对检修人员人身安全造成很大威胁。

1.3泄漏后，带压高温热风及含有颗粒的混合物在泄漏处冲刷设备，造成设备损坏。

2　原因分析

2.1机组锅炉制粉系统采用正压直吹系统，一次风挡板门轴封在机组运行中，由于一次热风温度高达330℃左右，盘根室内的盘根在长时间高温的情况下,导致热量聚集引起盘根的热及热氧老化；具体表现为热失重、氧化分解，并在热风及粉尘混合物的冲刷下失去密封功能。具体表现为盘根变硬、变脆及体积变小。最后失去对轴的抱紧力，具体表现为：当盘根对挡板轴的密封部位的某一局部的单位压强小于单位面积的热风压力时，泄漏随即发生，并累积加剧；引发整个密封面失效。

2.2制粉系统起停磨或者调整磨负荷大小时，一次风挡板门也随着负荷大小随时调整；当挡板门轴转动或晃动时，盘根对挡板轴施加的单位作用力小于一次风的单位作用力就容易造成盘根与挡板轴之间产生间隙，盘根对挡板轴施加的单位作用力小于一次风的单位作用力，以及挡板门轴与挡板外壳在热态下的应力变形不尽相同；致使挡板轴与轴座产生偏心，在一次风系统的风压作用下，使一次风从其间隙处吹向风道外。

2.3由于现有的密封构造缺陷，检修更换密封填料不变，更换效率较低；更换时，填料不能保证对挡板轴的密封部位的整个圆周方向均匀的施加作用力，且在检修验收时无法验证。

2.4经过空气预热器进行预热一次风，粉尘及颗粒物等含量较多。当一次风系统挡板门轴漏泄后，导致了生产现场积灰严重，且由于风、粉的混合物在泄漏处的压力释放效应，形成风、粉混合物的高速运动气流，冲刷挡板轴及盘根，导致盘根加速老化失效，后冲刷挡板轴，导致挡板轴损坏。高温、高速运动含有粉尘的气流喷出，污染现场周围环境；且由于风、粉的混合物在泄漏处的压力释放效应，形成风、粉混合物的高速运动气流，冲刷挡板轴及盘根，导致盘根加速老化失效，后冲刷挡板轴，导致挡板门损坏，失去效能。

图1　挡板门盘根密封结构简图

图2　新型密封挡板轴封简图

3　改造方案

3.1针对原有结构的不合理之处取消原挡板门轴处密封结构。见图1。

3.2设计新型密封挡板轴封。新型密封挡板轴封由两块哈夫状的密封体外壳，通过密封体外壳上设有紧固装置和调节装置将密封体连接合成为整体；将密封体套在门轴上并通过哈夫状的密封体外壳及紧固装置和调节装置将其整体固定在原有的门轴连接法兰上；由于新型密封挡板轴封采用哈夫状密封体壳体，以及由弹性体制成的密封体，因而拆卸方便；并使用了复合耐高温弹性体材料。见图2。

3.3在新设计的挡板轴封上采用耐高温复合弹性体作为密封填料，不会对门轴造成磨损，最高使用温度350℃，可在不超过250℃的温度下长期使用（经实际测量挡板轴密封室位置温度在180℃以下）。且耐高温复合弹性体具有非常好的补偿作用，门轴即使有晃动密封体亦可随门轴随动，及时补偿间隙。见图

3　耐高温复合弹性体。

3.4填料室、支撑座、耐高温复合弹性体均为活动组件，只要停止系统运行，即可进行现场安装。见图4。

图3　耐高温复合弹性体

4　工程规模和内容

4.1项目规模和主要内容：锅炉一次风系统风门挡板，拆除原有盘根与压盖式传统密封装置。在原有基础上，每个风门挡板门轴处增加一套填料室、支撑座、耐高温复合弹性体、填料压盖，利用停炉机会就可以进行现场安装。

4.2安装后，调节填料压盖螺栓。确保沿轴向不漏风、灰。即使运行中发现有漏风现象，随即调节压盖螺栓紧力，即可可保持不漏风、灰。见图5。

图5　安装调节填料压盖螺栓

图4　填料室、支撑座、耐高温复合弹性体现场安装

5　改造后效果

5.1改善现场环境：在运行状态下，经长周期运行不会因为挡板门轴漏泄产生的灰尘，而对周边环境卫生造成灰尘污染。

5.2提高热效率：在运行期间，从挡板门轴处不再漏热风，提高了机组的经济性和热效率。

5.3不损伤门轴：改造后使用过程中，只有耐高温复合弹性体与门轴接触，耐高温复合弹性体对门轴几乎没有磨损。

5.4调节容易：使用过程中，一旦密封处有泄露，只需将新型密封挡板-壳体压盖上的4个锁紧螺母再拧紧一些，就可以消除门轴泄漏。

5.5更换简单：耐高温复合弹性体在使用较长的时间后，如密封失效，且调节余量也已用完毕时，需更换耐高温复合弹性体。更换时，只需将壳体压盖上的4个锁紧螺母、螺杆松开后，锥形压盖后移，取出原耐高温复合弹性体，换上新耐高温复合弹性体，最后将锁紧螺杆、螺母上好即可。

5.6运行可靠：门轴密封改造在磨煤机入口热风调节门、关断门、热风气动总门加以实施，自2014年10月投入使用至今运行18个月以上，操作灵活可靠，挡板系统运行至今“0”缺陷。

[1]成大先.机械设计手册（第五版）[M].化学工业出版社,2009,7.

[2]李敏,张启跃.橡胶工业手册[M].化学工业出版社,2012,8.