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中速磨密封风机的改造

作者:责任编辑 / 发布日期:2017-08-24 / 来源:内蒙古电力技术

1问题的提出


  内蒙古丰泰发电有限公司(下简称丰泰公司)装机容量为2*200MW,锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG670/13.7-YM13型,每台炉配备5台沈阳重型机械厂生产的MPS-170型中速磨煤机。MPS 系列中速磨是我国80年代引进德国“巴高克”公司的产品,至今已近20a,因其电耗较低,性能稳定,磨辊使用寿命长,所以在国内各大型火力发电厂、钢厂高炉喷粉、水泥碾压破碎等广泛使用。
  中速磨原配套的是山东电力机械有限公司生产的9-12 型密封风机,设计出口风压20.8~22kPa,流量1.16~2.5m³/s。密封风机的工作过程为:在中速磨开启之前先投入密封风机对中速磨进行清扫,清扫一段时间后再开启中速磨,当中速磨停止运行时,关闭一次风机及磨煤机热风闸阀,2h后方可关闭密封风机。

  在1号炉投入运行近1个月就出现磨煤机磨辊轴承进煤粉、液压拉杆密封件磨损漏煤粉、关节轴承脱出等重大缺陷。经分析认为:是磨煤机密封风压低所造成的。中速磨的良好运行必须建立在密封风机及其装置提供的洁净高压头密封风的基础上,比如:中速磨的可靠性指数为1,密封风机及其装置的可靠性运行指数应该是1.2。


2 密封风机的设计条件


2.1参数计算与流量分配
  丰泰公司采用的是MPS-170中速磨,通过查阅图纸和计算(采用差压法计算)磨辊、拉杆、分离器等部位的间隙,中速磨所需的密封风量为4275m³/h,留余量15%,流量为4916m³/h。流量分配量为:磨辊50%,磨盘下架件45%,拉杆5%。如加旋转分离器,中速磨的流量应在原流量基础上增加10%。
2.2 风压的确定

  密封风机风压的确定比较复杂,首先,进入磨煤机密封处的静压应大于3~4kPa (即大于一次热风进入磨煤机内静压),如果小于2kPa时,磨煤机处传感器报警,应停机检查。其次,密封风机的压力除满足上述要求外,还应综合考虑计算密封风机入口过滤器、入口消音器、入口集气箱、入口软联接、出口软联接、出口消音器、出口逆止阀及管路弯头等消耗的阻力,一次风机进入磨煤机入口的风压、使用地点大气压力、温度、湿度等。


3 密封风机的改造原因


3。1轴承使用周期短
  改造前,密封风机运行时轴承发热,最高温度超过80℃,使用周期3个月左右,仅2002年更换风机轴承就达11台(次),给机组带来了不安全因素,增加了维护工作量,特别是由于不定期的突然损坏,致使密封风机不能正常提供洁净的高压头密封风,使中速磨漏粉严重。
3.2密封管路采用软联接
  山东电力设备总厂提供的中速磨密封风管采用帆布橡胶软联接,联接处易破损,产生漏风。
3.3噪音缺陷
  9-12型密封风机设计点流量为9000m³/h,全压22kPa,风机出口流速50m/s,虽然在出口设置了消音器,但经核算其基频噪音在2000Hz。原因为: 风机出口消音器内穿孔板采用直径5mm的孔,无法消音,只有采用微孔式消音器才有可能消音2 而且9-12密封风机机壳采用的是单层式结构,因旋转产生的机壳辐射噪音也无法消除,应该采用双层吸音式机壳。
3.4未设置逆止阀
  中速磨在运行时,如原煤混入的雷管进入磨煤机后很可能燃爆,因爆炸而突然反风,造成正在运行的密封风机损坏(国外有此事例,因而全都设有逆止阀);因此,应在管路上设置逆止阀组,加以保护。
3.5中速磨漏粉
3.5.1密封风压不足
  设计时要求密封风压应大于一次风压2kPa,实际运行中关节轴承处密封风压较低。经对A 磨煤机密封风的实际测量,发现风压值低于密封风机额定值。原设计利用密封风出口蝶阀开度控制密封风量的分配,即50%供应给磨辊轴承密封,45%供给下架体密封环密封,5%供应给液压拉杆密封。为确保向3个磨辊和下架体密封环提供足够清洁的密封风,须将密封风机提供的风量进行合理分配,风量分配由通往下架体密封环管路上的蝶阀来完成。密封风量被合理分配后,密封风从3个磨辊密封风管处的关节轴承和下架体密封环的间隙中排出,就能有效阻止粉尘进入密封风系统。现场测量的1号炉风机参数见表1。

1 号炉风压、风量测量数据


  机组运行中一次风压为10~12kPa,从表1可知:密封风压远远低于设计要求,起不到密封作用,而且所有风机均有喘振现象。由于密封风压力低,造成煤粉进入关节轴承结合面,运行一段时间后,轴承间隙被煤粉磨大,造成漏粉。停磨后对液压拉杆密封进行了检查,发现大多数已损坏,起不到密封作用。
3.5.2风机出口管路系统设置不合理
  经计算2从风机出口至消音器变径风管、矩形管路、弯头、变径管至地下入口处压力损失约4.5kPa,远远超过设计规范的要求;因而,管路布置方式需改进,以减少管路压力损失,提高系统效率。
3.5.3密封风机喘振
  运行时,喘振致使风机出口风压不稳,易造成磨煤机损伤而漏粉。
  从厂家提供的风机特性曲线可知:风机运行时TB点Q=6000m³/h,P=21.5kPa。该型风机的TB点在最高效率点(驼峰)之前就接近喘振区,见图1。

9-12No9.2D通风机性能曲线


  这说明风机选型不好,其工作点选在了喘振区附近;另外,由于风机入口过滤器滤掉的灰尘增加了入口阻力,致使风机入口流量减小,特性曲线进一步向小流量区偏移,导致风机完全在喘振区运行,使风压无法满足运行的需求。而MPS-170中速磨下架体采用的是碳精环加拉簧接触式密封,密封间隙按3µm计算,如果密封风机选型不当,流量过大,不但使风机在喘振区运行,还会因进入磨煤机内的冷风太大而影响中速磨的运行效率。

  鉴于上述原因,本厂曾于2002年到铁岭、杨柳青等电厂进行了考查调研,参考多家的应用情况,制定出改造方案,拟定试用沈阳长城风机厂生产的MF9-11-12No9.5D型风机。


4更换后的风机性能特点与应用范围


4.1风机性能
  MF9-11-12No9.5D传动组轴承采用油浸方式;为确保转动时不漏油,轴承密封采用旋转负压结构;采用深沟球轴承,经在不同温度下轴承间隙的计算,其寿命大于10*104h;采用水冷却方式,正常情况下可关闭冷却水系统,夏季天气特别炎热时,可打开冷却水适当冷却;为了更换拆卸方便,传动组采用了半剖方式,其整个转子组可方便地从中取出,便于检修与检验。
4.2特点
4.2.1MF9-11-12No9.5D 密封风机为了充分降低风机旋转噪音、机壳辐射噪音,采用了双层包覆式机壳,并设置观察孔、放水孔。
4.2.2风机的空气动力性能可满足1倍的流量变化,但压力变化不超过15%,其性能曲线平坦(见图2)。当过滤器逐渐阻塞时压力变化不大,保证差压大于一次风入口2kPa,充分满足中速磨的运行。

MF9-11-12No9.5D通风机性能曲线


4.2.3当风机出口流速> 50m/s,一般消音器很难消音。该型密封风机根据空气动力性能特性及基频频谱,在风机出口设计了0.3mm的微孔板消音器。风机的入口出口均按美国FLUAFLEX25标准设计制作软联接,可以保证风机有效地隔绝振源。
4.2.4密封风机提供的密封风应该是小流量、高压头、非常洁净的,所以,它要求入口过滤器的过滤精度<2µm,过滤效率> 95%。为此本厂与东北大学联合研制了厚50mm、风阻<183.6Pa,可容尘1.5kg/㎡的聚胺脂纤维,内置4片,并采用通透插板式,可以保证在风机运行时方便更换过滤片。
4.3选用范围

  从MF9-11-12No9.5D密封风机空气动力性能曲线可知:TB点选在Q=4500m³/h、全压p=22kPa、静压Pj=20kPa,此时风机在驼峰以外运行,远离喘振区,图2中1、 2点为选型时的运行区,在该区域内运行风机效率最高,曲线平坦,噪音特性最低。


5改造后效果


  改造方案制定后,先改造1台密封风机。经全面的性能测试表明:风机性能与设计计算的参数相符,磨辊、磨盘、拉杆的实际压力达到18kPa,超过原设计值;分支管路风压均能达到18kPa 以上,且未出现喘振、轴承发热现象;管路系统阻损降低,密封风风压增加;避振喉管路未出现漏风现象,磨煤机未出现漏粉现象;更换聚脂纤维后过滤器过滤精度得到提高。此次改造还将密封风机出口消音器后约3m长的矩形扁管和变径管取掉,有效降低了风机入口的阻损,可确保磨煤机磨辊轴承长期运行。
  根据单机运行效果,目前,本厂已将2台炉的10 台密封风机全部进行了更换。经过近1a的运行,状况良好,至今未因密封风机风压低发生轴承漏粉现象。
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