劉鵬祥 呂洪悅

北方重工集團有限公司電站設(shè)備分公司

MPS中速磨煤機密封系統(tǒng)布置方式優(yōu)化研究

劉鵬祥 呂洪悅

北方重工集團有限公司電站設(shè)備分公司

文中簡要介紹北方重工生產(chǎn)的MPS型中速磨煤機的密封現(xiàn)狀，并提出了當(dāng)前在建火電項目中中速磨煤機密封系統(tǒng)的改造方案，較之前的密封系統(tǒng)，更加有效地減少漏風(fēng)和漏粉的現(xiàn)象，改善了粉塵較大工作環(huán)境，同時也降低了密封系統(tǒng)的制造成本。因此該改造方案對中速磨煤機的密封系統(tǒng)的設(shè)計制造具有借鑒和推廣的重要意義。

MPS中速磨煤機，密封系統(tǒng)，優(yōu)化改造

1 概述

中速磨煤機作為將煤塊破碎并碾磨成煤粉的機械設(shè)備，是鍋爐制粉系統(tǒng)的主要設(shè)備之一。在日常運行過程中，中速磨煤機經(jīng)常出現(xiàn)漏風(fēng)漏粉及磨損磨煤機內(nèi)部構(gòu)件的現(xiàn)象，密封件的使用周期也比機組的大修期短得多。所以密封系統(tǒng)的優(yōu)化改良也是中速磨煤機設(shè)計過程中需要加大關(guān)注的重要環(huán)節(jié)。本文旨在對北方重工生產(chǎn)的MPS型中速磨煤機中的密封風(fēng)系統(tǒng)布置進行合理優(yōu)化進行一個簡要論述。

現(xiàn)階段應(yīng)用的中速磨煤機按入口壓力通常分為三類：正壓﹑微正壓﹑負壓。當(dāng)前北方重工生產(chǎn)的磨煤機多應(yīng)用于電站火力發(fā)電機組，磨煤機內(nèi)為正壓(即磨內(nèi)壓力高于磨外大氣壓力)，入口處壓力為8000-15000Pa，在磨煤機運行當(dāng)中， 為了防止正壓的一次熱空氣攜帶粉塵泄漏， 需對磨煤機進行氣體密封，其密封位置共三處：分別為磨輥支架處，防止風(fēng)粉進入磨輥軸承， 損壞磨輥軸承；磨煤機拉桿上﹑下密封組件處，防止拉桿處煤粉泄漏，提高拉桿壽命；磨煤機下架體動﹑靜密封處， 防止一次風(fēng)粉外漏， 污染環(huán)境。針對固有密封風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護不便等不足，現(xiàn)從結(jié)構(gòu)，密封性能，節(jié)約材料等方面做出改進。

2 原有的密封風(fēng)系統(tǒng)管路布置

2.1 原磨輥處密封管路布置方式

中速磨煤機磨輥處的密封設(shè)置在中架體上方，分離器外圈，管路在分離器外部布置一周，分別從分離器開3處通孔引入磨輥處，在分離器外部盤繞管路，走線冗雜繁瑣，需核實平臺結(jié)構(gòu)的干涉，留出足夠的拉桿檢修空間。

2.2 原拉桿處密封管路布置方式

管路從入口處接入，向下引出拉桿支路管，在拉桿水平高度位置繞中架體一周，其布置空間有限，需多處避讓中架體觀察門，因此布置困難，走線復(fù)雜。

2.3 原下架體密封環(huán)密封管路布置方式

一路總管引至下架體，以環(huán)管一周的形式布置，下架體密封環(huán)上的密封體上密封接口有4處，下架體密封環(huán)密封腔有限(200-300mm以內(nèi)，下架體密封環(huán)垂直方向緊鄰減速機)，要求引入密封口處金屬軟管的韌性較高，布置困難。

3 密封風(fēng)管路布置的分析依據(jù)以及全新設(shè)計方案針

對原有密封風(fēng)管路布置方案空間利用率低﹑走線無序化等不足，推出的新結(jié)構(gòu)能更好利用有限的空間，走線更加規(guī)范合理。整套方案本著精簡機構(gòu)﹑簡單化﹑有序化﹑模塊化的宗旨并提高密封性能，進而保證磨煤機的高效運行。我們對密封風(fēng)管路的結(jié)構(gòu)進行分步剖析，單元化處理。最終重新核算壓降的合理性是否滿足密封性能的要求。

3.1 磨輥密封處全新布置方案

對磨輥密封處進行結(jié)構(gòu)分析，需要解決的主要問題是繞線于分離器上的一圈環(huán)管，管路在外部放置時會對其他結(jié)構(gòu)影響頗大，影響到拉桿的檢修，在不影響分離器內(nèi)部空間的情況下，最終設(shè)計方案為內(nèi)部走線，從而大大提高了空間利用率。新結(jié)構(gòu)管路在分離器內(nèi)部布置，結(jié)構(gòu)簡單﹑模塊化﹑節(jié)省空間。

3.2 拉桿密封管路的全新布置方案

拉桿密封管路的布置，已有的走線方案雜亂無序，并且受限于外部架體門，同時也加大了風(fēng)壓的損失，從而降低了密封的可靠性，我公司設(shè)計人員大膽試想在架體外圈走環(huán)形槽(即在架體上焊接槽式管，作用相當(dāng)于管路)，再由環(huán)形槽引至拉桿密封處。此方案使走線更加有序，并加強了架體剛性，同時提高了拉桿密封處的密封性能。

新結(jié)構(gòu)從入口處接入，向下引出拉桿支路，再由拉桿支路引入架體密封槽(架體上焊接一環(huán)形槽)，最后由密封槽引至3處拉桿密封位置。該結(jié)構(gòu)既簡單規(guī)范，又能提高架體剛性。

3.3 下架體密封環(huán)處密封風(fēng)管路的全新布置方案

由于狹小的安裝空間，增加了安裝人員的工作難度，大幅降低工作效率，在改善此處結(jié)構(gòu)之前，我們須確認下架體密封處(4處)所需的最低風(fēng)壓，經(jīng)計算當(dāng)接口面積符合，風(fēng)壓即可滿足磨煤機的密封要求，最終方案確認為一處接口密封，成功解決了安裝難﹑維護難的問題。在下架體密封環(huán)的結(jié)構(gòu)上也做出調(diào)整，力求結(jié)構(gòu)可靠，節(jié)約材料。下架體密封環(huán)密封管路新結(jié)構(gòu)亦是一根總管布置方式，在下架體合適位置進入下架體，密封接口為1處，結(jié)構(gòu)新穎，巧妙的解決了空間狹小接管困難的問題。下架體密封環(huán)結(jié)構(gòu)亦做出調(diào)整，節(jié)約鑄件300kg。

3.4 優(yōu)化方案后密封風(fēng)風(fēng)量分配

我們還需核算總壓降和分路密封風(fēng)量比例是否合理，磨輥﹑拉桿﹑下架體密封環(huán)3處密封的密封風(fēng)風(fēng)量是按比例50%：5%：45%分配，三支分路只需壓降無大變化即可滿足要求。磨輥處變更方案為管外置變?yōu)閮?nèi)置，不影響壓降，風(fēng)量亦無增減；拉桿處密封有序化走線，壓降變化小，對風(fēng)量影響微??；下架體密封環(huán)改為一路總管，下架體密封腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式簡單，壓降影響不大，風(fēng)量影響甚微。綜上密封管路總?cè)肟诠軓讲蛔?，三支分路管徑不變?/p>

4 優(yōu)化布置后的密封風(fēng)系統(tǒng)的前景及意義

隨著火力發(fā)電機組裝機容量不斷增大，發(fā)電效率不斷提高，密封性能要求也越來越高，密封性能的優(yōu)良也直接影響的磨煤機的效率。在布置結(jié)構(gòu)滿足的情況下，經(jīng)過流體計算同等風(fēng)量在結(jié)構(gòu)中能更好的實現(xiàn)密封性能(結(jié)構(gòu)能提供穩(wěn)定密封風(fēng)壓)。優(yōu)化后的密封風(fēng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)陸續(xù)應(yīng)用于在建的項目當(dāng)中，相對于我廠原結(jié)構(gòu)及維護成本，單臺磨每年節(jié)約近3萬元，并且密封性能有顯著提高。

此套新式密封風(fēng)管路結(jié)構(gòu)布置有序，安裝方便，維護簡單，能提供穩(wěn)定的密封風(fēng)壓因而很好地解決漏粉問題，在今后的密封系統(tǒng)方面值得參考借鑒，當(dāng)然密封系統(tǒng)值得我們?nèi)ド钊敕治霾粩嗟陌l(fā)現(xiàn)問題，改善結(jié)構(gòu)，提高性能。