钢球磨煤机密封风系统节能改造

钢球磨煤机密封风系统节能改造

于文翔

（阜阳华润电力有限公司）

【摘要】针对钢球磨煤机制粉系统的密封风系统进行了介绍，并对密封风机节能改造的原因、可行性分析及实施方案、取得的效果进行了详细论述，对于燃煤电厂降低厂用电率及设备节能具有重要意义。

【关键词】：钢球磨煤机；密封风系统；节能

1设备系统简介

1.1阜阳华润电力有限公司锅炉采用哈尔滨锅炉厂制造的超临界直流锅炉，制粉系统采用正压直吹式制粉系统。每台锅炉配置4台BBD-4360型双进双出钢球磨煤机，每套制粉系统由一台磨煤机和两台给煤机组成，每台锅炉配备四套制粉系统。每台炉配2台型号为PAF19-14-2型双级动叶可调一次风机，制粉系统的密封风系统配置两台100％容量的离心式风机（正常运行一运一备），密封风机型号为9-26-14D2。此外，本系统还取密封风系统的一部分作为给煤机的密封风。系统还设有PC管清扫风系统，清扫风取自冷一次风。

2现状分析

2.1磨煤机（型号BBD4360）密封风系统布置特点如图2-1所示，磨煤机密封风分为磨煤机中空轴密封风和螺旋输送器小轴密封风两路。密封风机（型号9-26-14D2）的主要作用在于保证磨煤机罐体内部压力不外泄，密封风压力应高于磨煤机磨内压力2.2KPa。正常运行中磨煤机密封风机至少一台保持运行，而投运和备用磨煤机的密封风均保持开启状态，密封风的供给量偏多且密封间隙较大。磨煤机密封风供风量偏多带来以下几个危害，首先风机功耗偏大；其次是增加了冷风对磨煤机总风量的占比，降低了磨煤机干燥出力，需要额外增加磨煤机入口风温来进行补偿；增加一次风机（型号PAF19-14-2）电耗降低锅炉效率。

2.2针对以上锅炉密封风系统存在的问题，针对性的对燃煤电厂锅炉密封风机目前成熟的设计运行方式进行了调研学习。根据调研情况并结合设备现状分析，锅炉密封风机具备改造的基础条件，能够降低厂用电率及设备节能。

图2-1：密封风系统

3改造可行性分析

3.1磨煤机磨内风源来自一次风机热风与冷风混和风，因锅炉空气预热器的阻力作用，采用冷一次风源的压力始终高于空预器出口的热一次风风压。为验证实际参数，调取了我公司#2制粉系统的不同负荷段DCS运行数据，如表3-1。

表3-1#2机组制粉系统压力参数平均值KPa

3.2实际运行数据表明，我公司磨煤机出口的压力为1.38～7.45KPa，系统平均压力4.4KPa，密封风母管压力平均为10KPa，冷一次风源可满足双进双出磨煤机密封风源的要求。在观察时间内，冷一次风源全部高于上海重型机械厂要求的高于磨内压力2.2KPa，密封风机具备停运的可行性。

3.3实际使用中发现，磨煤机大瓦耳轴密封装置密封效果不佳，封盖非正常磨损、密封风泄露量大以及煤粉泄露等密封装置的故障时有发生，主要有以下原因引起。

3.3.1由于密封风的作用，密封盖被吹出鼓起，与中空轴台阶磨损，寿命下降。

3.3.2由于密封盖是平面结构，其内圈部鼓起过多时，会形成波浪形表面，然后密封盖与中空轴的贴合变差,密封风泄露量增大。

3.3.3原厂密封盖为整环结构，磨煤机初始安装时可以整体安装，更换备件时无法整体安装，需要剪断后安装，由于密封垫为柔性材料，直径2米多，剪断逐段安装固定后，最后环形的拼接处由于各点安装松紧不均或者材料自身收缩原因经常有缝隙造成密封风泄露。

3.3.4钢球磨煤机无备用磨，原密封装置压盖尺寸过窄，在密封风作用下，密封盖经常处于过度变形磨损状态，寿命大幅下降。

3.3.5磨煤机端部耳轴密封结构分析如图3-1所示，旋转的筒体中空轴与螺旋输送器中空管之间为动静结合的环形间隙，由于磨内为高温正压，这个间隙需要密封风压制，在环形间隙的端部为密封风腔，密封风腔内通入密封风，在密封风腔室内设有一耐磨耐高温密封盖，密封盖紧贴在筒体中空轴端面，形成密封保压作用。由于中空轴旋转对密封盖有磨损作用，同时有煤粉和高温湿热空气影响，密封盖的密封效果直接影响了密封风效果。

图3-1磨煤机耳轴密封

3.4根据对磨煤机大瓦密封装置结构的分析，找出了密封不佳的根本原因，设计出优化的密封方案替代原密封装置中的密封盖及压板等零部件，减少密封风的使用量，增强密封风密封效果，采用冷一次风源替代密封风具备可行性，密封风机具备停运的可行性。

3.5通过以上分析，锅炉制粉系统采用冷一次风源可替代密封风机运行，具备可行性，能够达到降低厂用电率及设备节能的目的。即使出现极端恶劣工况，仍可通过热控逻辑联锁启动密封风机运行，保证磨煤机安全运行。

4改造方案

4.1原有密封风机系统设备不变，通过管道增加一路冷一次风，与原系统连接，如图4-1所示。在两台机组平稳运行期间由冷一次风提供密封风，当锅炉启动、停运或一次风机及空预器出现故障时，关闭新增冷一次风电动门，恢复A、B密封风机备用。

4.2改进磨煤机耳轴密封，如图4-2，密封盖固定压板厚度采用3mm钢板，压板宽度增加6mm，整个环形分成4段。对密封盖及密封盖固定压板的设计要求如下：

4.2.1密封盖是密封装置的关键部分，材料采用耐磨、耐高温、耐水汽的柔性材料。

4.2.2密封盖为开口式，方便现场安装。开口拼接处为分层错位状，可自动适应安装或材料收缩造成的缝隙，避免漏风。

4.3热控逻辑修改如下：

4.3.1密封风机停允许条件:联锁投入时，密封风旁路电动阀开到位。

4.3.2密封风旁路阀开反馈消失时：密封风机A、B风机联锁投入时，优先联启密封风机A，若密封风机A未成功联启，延时3s启动密封风机B；单台密封风机备用且投入联锁，密封风旁路阀开反馈消失时联启该风机。

4.3.3两台密封风机未运行(跳闸)延时3s联开密封风旁路电动阀。

4.3.4两台密封风机未运行，禁止关闭密封风旁路电动阀。

4.3.5“密封风机全停停磨保护延时30s保护停磨”取消。

4.3.6台磨煤机全停或任一密封风机运行，允许关密封风旁路电动阀。

4.3.7“一次风/密封风差压低（≤1Kpa），延时3S联锁启动密封风机”取消。

4.3.8#1炉密封风机全停后，给煤机断煤时要注意给煤机温度变化，给煤机温度上升时启动一台密封风机，关闭密封风机旁路电动门。

5经济效益分析

5.1密封风机停运后节能计算如下，电机cosφ=0.91，380V,130A，110KW。P=×U×I×cosφ=77.86KW。按单台密封风机每年300天运行计算，300×24=7200小时，每年节电7200×57.128=411321.6KWh。按两台锅炉计两台密封风机同时运行，可节约厂用电，2台×411321.6KW.H×0.368元/KW.h=302733元。

5.2密封风机停运，由冷一次源替代后，两台锅炉4台密封风机可长期备用，每年可直接节约厂用电费用合计三十多万元。同时密封风机停运后检修周期延长，相应备件更换周期变长，同样具备较好的经济节约性。

6结论

6.1阜阳华润电力有限公司锅炉密封风机改造，基于目前燃煤电厂节能节电控成本大形势下，对停运密封风机的可行性进行了论证分析，可采用的改造方案进行了阐述，改造自2017年底进行后运行至今，设备运行稳定，改造效果优异，对于燃煤电厂降低厂用电率及设备节能具有重要意义。

参考文献:

[1]马振敏，锅炉密封风系统节能改造，东北电力技术，2011：28-32

[2]磨煤机说明书

作者简介：于文翔（1987）,男，技术支持部锅炉岗