超临界超临界锅炉密封风系统的改进

超临界超临界锅炉密封风系统的改进

能源开发一期工程中配备了一套300mw的单元装置。前苏联红色锅炉工人协会生产的c-1000-24-545c亲水直接锅炉。采用正压直吹式制粉系统,每台锅炉配有6台MBC-225型中速平盘磨煤机,两侧布置,每侧(3台)磨煤机设有独立的单元制密封风系统,每侧密封风系统由4台风机组成。密封风机的作用是向磨煤机磨盘转动部位(动、静相对运动部位)输送一定压力的密封风,当密封风压力高于磨煤机内部压力时,就可以保证磨煤机内的煤粉不能外漏,同时还有冷却磨辊测点引线和给煤机轴端密封使用。1改造前的情况1.1tb175-1.61-2c型风机锅炉密封风机是由俄罗斯引进的TB175-1.6M1-B2型风机,设计参数见表1。由于TB175-1.6M1-B2型风机是正压式鼓风机,设备设计为4级叶轮。运行中压力富裕量很大,同时出口侧轴承经常损坏。通过核算,机组投运不久后将其改为两级密封风机,改后的参数是理论计算和实际测量所得,详见表2。1.2密封风机配套磨煤机的确定密封风机系统是以锅炉为中心左右对称布置的,每侧4台。为单元制系统,每台密封风机分别对应1台磨煤机,另有1台备用。详见图1。通过近几年来的实践运行,发现两级叶轮密封风机的运行参数也远远超出了磨煤机密封所需的保证值,造成严重的能源浪费,影响机组的经济运行。2改造方案的提出2.1计算磨损煤机密封风的理论值为给研究和改造方案提供理论依据,对磨煤机所需的风量和风压的保证值进行了计算。2.1.1密封风风机的压力表3的数值是在机组322MW时测量的磨煤机一次风的风压,主控室计算机显示的磨煤机入口和出口的风压与就地测量的风压。由表3可以看出磨煤机入口的最高压力为5.83kPa,出口的最高压力为1.98kPa,系统平均压力为3.58kPa。考虑到部分密封面距离磨煤机入口较近,应增加一些密封风压力才能保证安全运行。因此可取磨煤机内的压力为4kPa。另外根据俄罗斯塞兹兰重型机械厂提供的磨煤机说明书中的规定,密封风风机的压力应高于磨煤机磨内压力2.2kPa。所以密封风的压力(母管内的压力)应保证为6.2kPa。2.1.2密封点的密封流量在磨煤机各密封点密封风压力满足保证值要求的前提下,由于各密封面均为转动设备,具有一定的间隙,而且随着磨损的加剧,间隙也将增大,因而各密封点的密封风必须达到一定的流量。MBC-225型磨煤机密封母管由2路4根管引至磨煤机,1路引至给煤机。引入磨煤机的2路,1路是冷却磨辊测点引线经磨辊护圈流入磨内;另1路是密封旋转的磨台与石子煤仓的密封。去给煤机的密封风用来密封给煤机主、从动轴。2.1.2.次风腔与磨台的密封间隙的计算磨台与石子煤仓的密封见图2。图2中的2、5处是密封点,其中齿封与旋转磨台的径向密封间隙(2处)为δ1=0.2～0.4mm,取0.4mm。一次风腔与磨台的轴向密封间隙(5处)为δ2=0.5～1.5mm,取1.5mm。这两处的风速均取ω=15m/s。这两处的漏风量计算如下(A1是图中2处漏风的流通面积;A2是图中5处漏风的流通面积):Q1=3600×ωA1=3600×15×{π(r2112-r2222)/4}=108.55m3/hQ2=3600×ωA2=3600×15×πdδ2=526.48m3/h2.1.2.封压板处泄压5.磨煤机磨辊引线冷却风是从磨辊轴芯部引进,经磨辊轴和磨辊骨架油封压板处泄压排入磨内,详见图3。Q3=3600×ωA3=3600×15×{π(r2112-r2222)/4}=101.91m3/h(式中A3是图3中泄压口6处的流通面积)。2.1.2.密封填料的设计给煤机轴端密封主要是依靠填料来密封的。但为了防止给煤机内的煤粉进入密封填料内造成磨损,在内侧第一层填料后设计一层环形密腔结构,详见图4。而密封风是通过一层无间隙的填料进入给煤机,所以它所需的密封很小,经估算最大在Q4=60m3/h。2.1.3密封风机Q=Q1+Q2+Q3+Q4=108.55+526.48+101.91+60=796.94m3/h根据电力部热工研究院、东北电力设计院等部门编制的《火力发电厂煤粉制粉设备系统设计计算方法》,密封风机的风量裕量系数KQ为1.1～1.2。这里KQ=1.2,可得密封风机的总量为Q′=KQQ=1.2×796.94=956.328m3/h考虑管路的阻力损失和局部的漏风损失,在磨煤机所需的密封风总量的基础上,我们取修正系数Kξ=1.3。修正后磨煤机所需的密封风总量Q″为Q″=Kξ·Q′=1.3×956.328=1243.23m3/h根据以上计算和测量,目前磨煤机的密封风系统运行时风量和风压的过裕量很大,造成能源的浪费。2.2密封风系统的改造根据以上得出的结论,在原设计的基础上,以最小的变动来满足最经济的运行方式为目的提出改造方案。将原设计的单元制系统改为母管制的密封风系统,并拆掉3台密封风机,再将1号、2号炉的密封风系统连接起来,以备特殊情况使用。这样密封风机的备用量增加了300%。详见图5。1997年6月将1号炉磨煤机的密封风系统采用上述改造方案进行了改造。改造后在机组满负荷运行时,锅炉运行4台磨煤机,密封风机只运行2台,就可以满足磨煤机密封的需求,各密封点严密不漏,其各项指标达到了设计值。1998年5月,将2号炉的磨煤机密封风系统也同样进行了改造。1999年2月由辽宁省燃烧工程技术中心,对这项技术改造进行了测试,测试结果达到了《火电厂煤粉制备系统设计计算方法》的标准3完善了系统的效率经过几年的实践运行,改造方案实现了改造