火力发电厂风烟系统挡板门选型优化分析

赵秉庆+游明山

摘 要：风机出入口挡板门是烟风系统中的主要附属设备之一，主要用于电厂烟风管路中作截流工质，其开启和关闭过程中的可靠性对风烟系统的安全、稳定、经济运行有着重要的影响。为保证机组运行中风机单侧检修工作安全可靠的进行以及低负荷运行过程中进行风机单侧隔离运行的可靠性，必须保证一次风机、送风机及引风机出口挡板门严密可靠。本文主要对火力发电厂风烟系统挡板门设计结构方式、安全性、经济性等方面进行了对比论述，对风烟系统风门的设计选型提供参考。

关键词：火力发电厂；风烟系统；挡板门；选型；优化

引言

目前火力发电厂锅炉一次风机、送风机及引风机出口挡板门设备常规选型配置为常规百叶窗式挡板门。但是常规百叶窗式挡板门在高风压、大容量烟风系统中已显得力不从心，现有许多电厂都发生了风机出口门关不严而引起另一台停运风机转子倒转现象，给因风机故障导致单侧停运检修风机带来不便，给停运风机再次启动带来困难。常规挡板门在运行中每块挡板处的流动阻力很大，其能量损失比较大。另外从节能降耗、降低厂用电率角度出发，在机组低负荷时如采用停运单侧风机的运行方式，势必会因挡板门隔离不严，存在反风严重，停运风机内部温度升高、启动困难等问题，不能实现低负荷单侧运行方式从而影响机组经济性运行。

针对电厂锅炉风机出口挡板门关不严的情况，部分国内电厂已对该挡板门进行了改造，解决了风机出口热风关断门关闭不严无法单侧隔离检修的问题，提高了单侧停运内部检修工作的安全性，下面从风门结构特点、初期投资、运行、维护经济性等方面进行对比分析，为风烟系统风门的设计选型提供参考。

1风机挡板门结构方式对比分析

目前电厂风机出口挡板门有采用常规百叶窗型式的烟风挡板门，以及配密封风系统的双层挡板门以及气动逆止式隔离门这三类。结构特点分别如下：

1.1常规的百叶窗型式的烟风挡板门

常规百叶窗式挡板门外部设有连杆机构，使数个叶片同步开启或关闭，结构简单，驱动力矩较小，启闭转动灵活。

常规百叶窗式挡板门为电厂风烟系统常规配置，通过实际运行发现该挡板密封效果较差，出现关闭不严，漏风大的现象，许多电厂都出现单侧风机故障状态下因风机出口门关不严而引起另一台停运风机转子倒转现象，修人员无法进入内部，若采用倒鏈、枕木进行刹车处理，给进入内部检修人员造成安全隐患，检修后再次启动可能造成风机电机过流。

常规百叶窗式挡板门在全关状态下，每个挡板之间及挡板与风道侧墙之间存在间隙，无法达到真正的隔绝作用，常规百叶窗式挡板门经过一段时间的运行后，门板因结构、材质、强度等问题，容易造成变形、门板腐蚀现象或者旋转轴上、叶片上结垢等原因，都会造成挡板门密封不严的现象。

1.2配密封风系统的百叶窗式双层挡板门

百叶窗式双挡板门采取带密封空气的单轴双挡板结构型式。每个挡板叶片四周设有镍合金密封片，挡板门本体上密封风入口设有密封风阀，和挡板门之间为机械联动。烟气挡板开，密封风阀关；烟气挡板关，密封风阀开。当挡板门关闭时，在双层叶片间注入密封空气，可以以达到有效隔绝前后介质的目的。

百叶窗式双层挡板门结构特点如下：

（1）风门关闭状态下投入密封风系统，在故障状态下能满足单侧停运检修功能。

（2）增加密封风系统，增大设备采购费用。

（3）系统相对复杂，运行检修期间增加维护成本，运行期间在挡板门关闭后需投入密封风系统，增加厂用电率。

（4）二是在风门全开状态下，采用双挡板设计（规格7000*8000的挡板门挡板数8片），每个挡板厚度约200mm，流动阻力损失较大。

1.3新型气动逆止式隔离门

气动逆止式隔离门的传动原理与家庭用双开门原理一样，门轴安装在风道两侧，以压缩空气为动力，通过电磁阀改变气缸的进气方向，推动逆止门动作，从而实现控制风道的通断，风门全开时，门板紧贴风道两侧，通道无新增流通阻力。

新型气动逆止式隔离门特点如下：

（1）设备结构简单，配套附属设备较少，外部采用气动装置进行控制，开关灵活，无需密封风，能确保检修人员对故障风机进行消缺工作，避免不必要的故障停炉。

（2）采用软密封结构，密封条采用耐高温的氟橡胶，封件采用逆风设计，密封填料盘根固定在门框四周的密封槽中，避免烟风道内烟风的高速冲刷，盘根更换方便，当倒流烟气压力越高，气动逆止式隔离门密封性能越好。

（3）风门全开时，风门部位已变成通风道，全开时其流动阻力为零，门板上无噪音产生。

（4）安装完成后基本无需检修维护，每两年定期更换门板密封条（引风机采用氟橡胶，一次风机、送风机采用常规丁腈橡胶）。

2风机挡板门经济性对比分析

2.1投资分析

挡板门采购价格根据挡板门尺寸大小造价不同，以引风机出口挡板门为例，常规百叶窗式电动挡板门（尺寸6000*7000），每套价格约15万左右，配密封风系统的百叶窗式双层挡板门同规格每套价格约20万元/套（不包括密封风机），气动逆止式隔离门同规格产品每套售价约40万元。尺寸相同的风烟系统关断门，单从采购价格，三种形式相比，常规百叶窗式挡板门售价最低，气动逆止式隔离门采购价格相对较高。

2.2运行、维护经济分析

在日常运行期间，百叶窗式挡板门处于风道中，机组运行期间风门阻力较大。以某厂引风机为例，常规百叶窗式挡板门风门阻力系数约为5，配置密封风的百叶窗式双层挡板门两层门板宽度约200mm，阻力系统更大，约为12，新型启动逆止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，以某厂引风机为例，相比采用百叶窗式挡板门风机电流下降2A左右，按照设计年利用小时数6500小时，每度电按上网电价0.44元计，单台风机每年可节约5.7万元。endprint

考虑低负荷工况下风机单侧运行，采用带密封风机的百叶窗式双层挡板门和气动逆止式隔离门均能满足低负荷单侧运行，带密封风的百叶窗式双层挡板门单侧运行时必须投入密封风机，以某厂引风机为例，出口挡板门密封风机电机选用Y180L-4，额定功率22KW，电流43A，50%负荷以下运行小时数1617小时，每年耗电增加35574KW.h，每度电按上网电价0.44元计，每年引风机增加经济损失1.56万元。

考虑到风机运行期间单侧风机故障检修，常规百叶窗式挡板门无法满足单侧停运检修条件，以某厂增压风机为例分析，2013年9月某增压风机推力轴承轴承温度持续升高，单侧停运后，打开增压风机检查门发现烟道内出口烟气倒流，烟气量大，温度高且气味刺鼻，检修人员无法工作，无法实现单侧风机隔离检修，最终申请停机后展开轴承箱检修工作，故障停炉较之单侧停运检修增加直接经济损失约140余万元。

综上经济性分析，可以看出采用传统百叶窗式挡板门在整体投资上相对较低，但可靠性较低，一旦出现因漏风导致无法单侧隔离检修时故障停炉，直接导致不可预估的经济损失。采用百叶窗式双层挡板门也可保证密封效果，但后期低负荷单侧运行过程中停运侧风机需投入密封风系统，增加厂用电率，其次双挡板门门板厚度较厚，正常运行期间全开状态下阻力损失较大。气动逆止式隔离门前期采购成本较高，但密封效果良好，结构简单，故障率较低，避免不必要的故障停炉，为单侧风机故障停运检修及低负荷单侧运行提供保障。

总结语

通过以上分析，结合其他电厂同类型风机的运行经验，一次风机、送风机及引风机出口挡板门采用气动逆止式隔离门，是一种行之有效的解决延风系统风门漏风的办法，从根本上解决了出口风门关闭不严现象，满足单侧隔离检修工作，避免不必要的停爐处理，减少经济损失，更为后期低负荷单侧运行提供有力保障，进一步提高发电机组安全可靠性、经济运行性能。

参考文献：

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[2]谭玲，黄思林.台山电厂2×660 MW超临界锅炉烟风系统风门设置的几点建议[J].广东电力，2000，13（5）.

[3]黄辉，徐伟俊.挡板风门在电站锅炉上的应用[J].锅炉技术，2010，141（1）.endprint