摘要：文章通過介紹鍋爐磨煤機組集中加壓式密封風機系統(tǒng)的原理及設計基本思路，分析了大唐洛陽首陽山發(fā)電有限責任公司#4鍋爐集中式密封風機的控制策略及控制系統(tǒng)的存在問題，并提出了對應的解決方法。

關鍵詞：鍋爐；密封風機；控制系統(tǒng)；聯(lián)鎖；風壓；DCS 文獻標識碼：A

中圖分類號：TK223 文章編號：1009-2374（2016）36-0055-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.027

1 概述

大唐洛陽首陽山發(fā)電有限責任公司#4機組所使用的鍋爐系東方鍋爐（集團）股份有限公司生產(chǎn)制造的DGl025/18.2-Ⅱ6，亞臨界參數(shù)一次中間再熱、自然循環(huán)、單爐膛、平衡通風、固態(tài)排渣、露天布置、全鋼架、全懸吊結構的燃煤鍋爐。設計煤種為85%義馬混煤+15%新安煤，采用熱一次風正壓直吹式MPS中速磨系統(tǒng)，四角布置直流煤粉燃燒器，四角氣流的軸線在爐內切于兩個直徑為Ф700nm和Ф1000mm的假想園，#1、3角切于小園，#2、4角切于大園。制粉系統(tǒng)由5臺8224型電子稱重力式皮帶給煤機組成。

2 磨組系統(tǒng)的組成及控制方式

磨組采用的是MPS-200型中速磨煤機，每臺機組配有5臺磨煤機，每臺磨煤機配一臺密封風機，磨煤機和密封風機為一一對應的單元制。密封風機為離心式，單臺額定風量為1.103m3/s，額定風壓為16670Pa，額定轉速為2950rpm，額定功率：37kW（4A磨45kW）。

密封風的作用：（1）將密封風引入磨煤機下架體動、靜密封處，防止一次風粉外漏，污染環(huán)境；（2）將密封風引入磨輥支架，用以密封輥軸中間的動、靜骨架油封部位，防止風粉進入磨輥軸承中，損壞磨輥軸承；（3）將密封風用于拉桿密封。密封風的風壓要求至少大于一次風風壓2kPa。

3 系統(tǒng)存在的問題

由于密封風是單元制，故單臺密封風機出現(xiàn)故障，就會造成該磨煤機不能運行，使磨煤機的可靠性降低；單臺密封風機功率為37kW，5臺密封風機功率和為185kW，按照密封風機每年運行10個月計算，其耗電量約為133.2×104kWh。

4 改造的原因

如果把密封風機單元制改為母管制，安裝兩臺大容量密封風機，采用一運一備的形式，可大大提高了磨煤機所需密封風的可靠性，減少備品備件費用，降低檢修勞動強度。

大容量密封風機功率按照110kW，年運行10個月計算，其耗電量約為79.2×104kWh，改造后年節(jié)約廠用電量約為54×104kWh，按照上網(wǎng)電價0.42元計算，單臺爐年節(jié)約費用約22.7萬元。

5 密封風機單元制改母管制

公司從磨組所需密封風燥量、風壓以及密封風機功率等方面做了大量計算、調研工作，發(fā)現(xiàn)原密封風機在小流量區(qū)運行，處于低效區(qū)和喘振區(qū)邊緣工作，不宜于風機長期運行。而且由于原密封風機潤滑方面的設計不能保證設計運行的10萬h壽命，使設備早期損壞并產(chǎn)生尖銳高頻噪音。經(jīng)過調研，公司選用新的密封風供給方式即母管制替代單元制的密封風機具有空氣動力性能好、高效區(qū)寬廣濾器阻損小、構造合理、噪音低等特點。

5.1 新密封風機參數(shù)選型依據(jù)

原密封風機與集中加壓式密封風機主要參數(shù)對比如表1所示：

#4爐300MW負荷各臺磨實際運行參數(shù)：（1）磨入口一次風壓：B磨8.15kPa，C磨8.04kPa，D磨8.19kPa，E磨8.35kPa，磨平均值：8.18kPa；（2）磨密封/一次風差壓：B磨4.74kPa，C磨5.13kPa，D磨5.23kPa，E磨5.37kPa，磨平均值：5.12kPa；（3）磨入口密封風壓：B磨12.89kPa，C磨13.17kPa，D磨13.42kPa，E磨13.72kPa，磨平均值：13.30kPa；（4）磨入口風量：B磨30.98t/h，C磨59.67t/h，D磨67.01t/h，E磨76.33t/h，磨平均值：58.49t/h。

#4爐300MW負荷一次風機實際運行參數(shù)：（1）一次風機入口導葉開度：A側99%，B側100%，平均：100%；（2）一次風機出口風壓：A側9.96kPa，B側10.01kPa，平均：9.99kPa；（3）一次風機轉速：A側1108r/min，B側1081r/min，平均：1095r/min；（4）一次風機電流：A側70.3A，B側71.2A，平均：70.8A。

經(jīng)與華中電力試驗所溝通并根據(jù)原風機和其他廠設計參數(shù)，壓力裕量取20%，流量裕量取30%，估算新密封風機設計參數(shù)為：（1）磨入口一次風/密封風差壓：3000Pa；（2）密封風機出口至磨管道阻力：1500Pa；（3）密封風機入口管道阻力：1000Pa；（4）密封風母管直徑：630mm；（5）密封風支管直徑：273mm；（6）母管流速：18.64m/s；（7）支管流速：20.3m/s。

根據(jù)設計參數(shù)，新密封風機選型：（1）密封風機（型號）：9-26 No11.2D-1；（2）冷卻方式：風冷；（3）額定風量：24126m3/h；（4）風機全壓升：7747Pa；（5）額定功率：110kW；（6）額定轉速：1450r/min。

5.2 新密封風機系統(tǒng)布置

新密封風機從冷一次風母管取一路風（冷一次風母管直徑Φ820），取風風管道直徑Φ630mm，風機出口密封風母管直徑為Φ630mm，各磨密封風支管直徑Φ273mm，風機在布置上宜靠近磨煤機及冷一次風母管，減少管道長度，減少彎頭。風機入口設置一臺電動調節(jié)門和兩臺手動門，出口設置三通翻板逆止門，防止倒風，每臺磨入口密封風管道設置電動隔斷門和手動調節(jié)門，便于隔離系統(tǒng)和調節(jié)密封風壓力。

系統(tǒng)改造后需增設Φ630mm電動調門1臺、Φ630mm手動門2臺、Φ273mm電動門5臺、Φ273mm手動調節(jié)門5臺。

風機安裝地點有兩個備選地址：（1）安裝在撈渣機和磨煤機主渣溝之間；（2）在原B磨、C磨位置各安裝一臺。

6 密封風機母管制控制系統(tǒng)的改造設計

6.1 單元制改母管制對熱工控制邏輯要求

密封風機母管制改造后一臺風機運行為五臺磨煤機提供密封風，就需要在DCS中設計風機的連鎖、風壓的控制，以達到保證為五臺磨煤機提供足夠密封風量的目的。

密封風機啟動條件：改造后密封風機是在一次風壓基礎上的增壓風機，因此在任一臺一次風機運行時，才運行啟動密封風機。

密封風機停止條件：密封風機一旦全停，將會導致5臺磨煤機“密封風/一次風差壓低”保護動作而跳閘，所以只有在2臺一次風機全停時，才允許密封風機停運。密封風機進行定期切換時，必須先啟動備用風機，然后再停運前一臺風機，因此密封風機停止運行的條件為以下任意一種情況：（1）2臺密封風機運行；（2）2臺一次風機全停。

6.2 密封風機DCS控制系統(tǒng)邏輯組態(tài)和OIS畫面實施方案

取消原邏輯組態(tài)中A＼B＼C＼D＼E磨煤機及其熱風門啟動允許條件中密封風機運行條件限制，保留邏輯中磨煤機密封風壓力正常允許條件。取消#4爐5臺磨煤機密封風差壓低跳磨保護。當密封風機故障，#4爐磨煤機密封風差壓低于1.0kPa，不再聯(lián)動磨煤機減載，改為只發(fā)“磨煤機密封風差壓低”報警信號。

增加#4爐密封風母管壓力調節(jié)電動調節(jié)門控制回路；增加#4爐#1密封風機和#2密封風機控制回路；增加#4爐A磨煤機密封風入口電動門和B磨煤機密封風入口電動門和C磨煤機密封風入口電動門和D磨煤機密封風入口電動門和E磨煤機密封風入口電動門控制回路。

增加#4爐#1密封風機和#2密封風機啟動允許條件：任一臺一次風機已運行。

增加#4爐#1密封風機和#2密封風機停止允許條件：（1）兩臺密封風機全在運行；（2）兩臺一次風機全停；（3）至少三臺磨煤機密封風機在運行。

增加#4爐#1密封風機和#2密封風機連鎖啟動條件：（1）任一臺密封風機單獨運行時停運連鎖啟動另一臺密封風機；（2）任一臺密封風機單獨運行時密封風機出口壓力<12kPa，延時30s啟動另一臺密封風機。

在OIS畫面2區(qū)01畫面上增加#4爐#1密封風機和#2密封風機和#4爐密封風母管壓力調節(jié)電動調節(jié)門畫面顯示和操作標簽，在2區(qū)27、33、39、53、59（1區(qū)04、05、06、07、08）畫面上分別增加#4爐A磨煤機密封風入口電動門和B磨煤機密封風入口電動門和C磨煤機密封風入口電動門和D磨煤機密封風入口電動門和E磨煤機密封風入口電動門畫面顯示和操作標簽。

6.3 改造后實現(xiàn)的功能

（1）提高密封風機運行可靠性，保障了機組安全穩(wěn)定運行；（2）提高密封風機運行效率，減少密封風量，從而降低機組廠用電率，使機組經(jīng)濟性得到提升；（3）減少密封風量，使磨煤機磨損減輕，爐膛燃燒更加充分。

7 結語

磨密封風機改為母管后，控制系統(tǒng)經(jīng)過調試并投運，能夠很好地控制磨組所需要的風機，并在運行中出現(xiàn)一臺密封風機故障時正確聯(lián)啟備用風機，而且實現(xiàn)無擾切換。改造后，不僅使磨煤機的運行工況大為改善，公司廠用電率明顯下降，更重要的是保障了機組的正常發(fā)供電，增加了企業(yè)在市場中的競爭力，并且將該技術推廣到#3機組上使用，收到良好的效果。

參考文獻

[1] MPS-200磨煤機運行維護手冊[S].

作者簡介：賈延濤（1969-），男，大唐洛陽首陽山發(fā)電有限責任公司設備部熱控主控二班班長，工程師。

（責任編輯：蔣建華）