锅炉引风机出口挡板移动式密封装置改造设计.pdf

55电力安全技术第25卷(2023年第6期)锅炉引风机出口挡板移动式密封装置改造设计黄 新，刘翔宇，牟 云，胡振发(华能武汉发电有限责任公司，湖北 武汉 430415)Design Modification on the Mobile Sealing Device of the Outlet Baffle ofBoiler Induced FanHUANG Xin,LIU Xiangyu,MOU Yun,HU Zhenfa(Huaneng Wuhan Power Generation Co.,Ltd.,Wuhan 430415)摘 要 针对燃煤锅炉引风机出口挡板密封风机腐蚀严重的问题，研发了一种移动式引风机出口挡板密封装置，通过改变装置的布置、连接和投运方式，有效解决了密封装置因腐蚀而无法及时投运的问题，提高了设备的可靠性和使用寿命，保障了引风机检修工作的安全性，机组的经济性也得到进一步改善。关键词 引风机；出口挡板；密封风机；腐蚀Abstract:In allusion to the serious corrosion of outlet baffle sealed fan of a coal-fired boiler,a mobile fan outlet baffle sealing device is developed by changing the layout,connection and commissioning mode of the device,which effectively solves the problem that the sealing device cannot be put into operation in time due to corrosion,improves the reliability and service life of the equipment,ensures the safety of the maintenance of induced fan,and further improves the economics of the unit.Key words:induced fan;outlet baffle;sealed fan;corrosion中图分类号:TM621.2 文献标识码:A 文章编号:1008-6226(2023)06-0055-03式高压头密封风机，作为单台引风机故障时系统密封的重要辅助设备，解决挡板叶片缝隙大导致的非故障侧引风机烟气严重反窜的问题。在正常运行情况下，引风机出口挡板保持全开，密封风机处于备用状态。在机组发生单台引风机故障时，可迅速关闭故障侧引风机出口挡板，同时启动密封风机，高压头的密封风经风管进入出口挡板叶片密封槽，利用密封风压力大于烟气压力从而将另一侧反窜过来的烟气隔绝，实现故障引风机与系统的隔离，保障检修工作的安全开展。1现有隔离系统问题分析某电厂 5 号发电机组容量为 600 MW，锅炉配0引言引风机是锅炉风烟系统的关键设备，一套单元制发电机组通常配置 2 台引风机，其主要作用是将炉膛燃烧产生的烟气抽出，经汇通烟道送入除尘器和脱硫塔，在完成粉尘和 SO2分离与捕集后，将净化后的烟气(净烟气)经烟囱放空。随着国家对环保要求的提升，在运燃煤机组均加装脱硝装置以进一步降低排烟中氮氧化合物等的含量。在此背景下，原机组的增压风机和引风机需进行适应性合并改造。新引风机一般为双级动调轴流风机，主要特点有流量大、压头高、运行区域宽、经济性好等。在合并改造中，引风机出口挡板由原单百叶窗结构改造为双百叶窗结构，并在挡板位置配置固定第25卷(2023年第6期)电力安全技术56套安装 2 台上海鼓风机厂制造的双级动调轴流引风机(最大工况总参数：转速 745 r/min、电机功率5 900 kW、总压升 11 000 Pa)；风机出口设有双百叶窗结构的挡板，与就地布置的一台密封风机共同组成隔离系统；每台引风机设置有一套隔离系统，主要包括框架、叶片、中间轴、曲柄、连杆、密封风管及密封风机等。正常运行状态下，引风机出口烟气压力通常为2 0003 000 Pa，此时备用状态下的密封风机虽安装有逆止门，但难免有部分烟气从挡板叶片密封槽处进入密封风管、连接管或密封风机并发生沉积。燃料中的硫分在燃烧过程中会产生 SO2和 SO3，并随烟气一同被引风机抽出。冷态烟气中的 SO2，SO3与空气中的水分反应生成亚硫酸或硫酸1，对备用状态下的密封风机造成严重腐蚀。当机组的单台引风机发生故障需要检修时，密封风机可能会因腐蚀导致无法及时投运：一方面无法完成故障引风机的完全隔离，烟气反窜，造成检修位置温度过高和烟气污染，导致检修工作无法正常开展；另一方面会延误检修时机和延长检修时间，造成经济性损失。根据 5 号机组发生的单侧引风机故障统计，因密封风机腐蚀无法及时投运造成的检修延误时长达到 812 h。2装置研究思路针对密封风机在长期备用状态下易遭受腐蚀导致无法及时投运的难题，结合密封风机运行使用率不高，仅在单侧引风机故障检修时投运的特征，从提高检修与维护工作效率、提升工作安全性、机组经济性的角度出发，研发一种移动式引风机出口挡板密封装置。装置的核心是将原本固定的密封装置转变为移动的密封装置，改变密封风机长期就地备用的状态。当引风机处于正常运行时，移动式密封装置不再保持与引风机出口管路长期连接，而是置于库房储存；单侧引风机发生故障退出运行后，将该密封装置快速转移至现场并投入运行，阻断非故障侧引风机出口烟气的反窜，确保检修工作顺利开展。改造后的密封装置具有结构简单、可靠性高的特点，可彻底解决烟气对与密封风机的腐蚀问题，尤其适用于氨逃逸超标导致腐蚀严重的机组。通过库房与检修现场之间的灵活布置，密封装置的完好率和投运的及时性得到保障，同时还可实现多台引风机共用一套密封装置，从而有效降低了设备成本和提升机组运行、检修的经济性。3改造实施3.1装置设计密封装置结构、基础布置、移动化改造分别如图 13 所示。引风机出口挡板密封风管一端与叶片密封腔直接连通，另一端安装截止门、闸阀以防止引风机正常运行时烟气发生回窜与外泄；密封装置与风管两端采用可拆卸式密封连接，一端与密封风管连接，另一端与密封风机的出口连接，两端的内壁均设有环形密封槽，用于安装密封圈；在密封风管上安装卡箍接头，连接风管与密封风管之间通过此卡箍接头密封连接；密封风机的出风口风管与连接风管之间也通过卡箍接头进行连接，以实现快速安装与拆卸；密封风机出口位置装有调节风门用于调节风机的出风量；引风机出口挡板位置附近就地浇筑密封装置固定台座，用于密封装置投运时的固定；密封装置底部安装有可折叠式滚轮，实现装置的快速转移以及在使用时固定在台座上。图 1密封装置结构示意3.2装置运行流程当机组单台引风机发生故障需要抢修时，可参考如下流程实施。(1)停运故障引风机并关闭其出口挡板。(2)将移动式密封装置从仓库转运至现场，并置于台座上固定，同时将装置接入系统(密封风管与连接风管、连接风管与密封风机出口快速连接)。(3)启动密封风机，打开密封风管上的截止门出口挡板密封风管烟道逆止门闸阀卡箍接头连接风管调节风门移动式密封风机密封风机平台机座烟道密封装置57第25卷(2023年第6期)电力安全技术和闸阀，高压头的密封风可彻底阻断非故障侧引风机出口烟气的回窜，确保检修工作的安全开展。(4)在故障引风机检修完成后，重新投运引风机并打开出口挡板，关闭截止门与闸阀，停运密封风机，关闭调节风门，拆除连接风管、移动式密封装置的固定螺栓等，将装置整体转运回库房。日常期间，移动式密封装置储存在库房，有效避免了装置的腐蚀与损坏，减少频繁维护以及测试等工作，大幅延长使用寿命。图 2密封装置基础布置图 3密封装置移动化改造示意4经济性分析移动式密封装置不仅增强了系统的可靠性以及检修工作的安全性，而且提升了机组运行检修的经济性。改造前，单台发电机组需配置 2 台密封风机，在使用 34 年后，由于腐蚀严重需进行更换，单台密封风机的价格约为 4 万元，并且需要每 4 年持续投入，综合耗费高；改造后，一套设备多台引风机共用，由于免受腐蚀，设备使用寿命得到很大的提高，避免了周期性更换与持续性投入。移动式密封装置总成本约为 16 万元，其中带台板密封风机 4 万元，液压叉车 0.3 万元，控制箱及电缆 4 万元，基础浇灌 2 万元，不锈钢管以及DN 300 法兰、阀门 4.7 万元，软管 1 万元，主要设备费用均为一次性投入，整体费用不高。若在已建成的机组上进行改造，基础浇灌、电缆、电气控制箱等可对原有部件进行改造利用，无需重复投入，综合投入成本可进一步降低。除去装置成本外，改造前由于密封风机无法及时投用造成检修时间增加，使得机组负荷受限时间延长，造成电量损失。以 600 MW 机组为例，当出现单侧引风机故障时，机组负荷能力减半，单次故障检修时间平均延长 10 h，则导致发电量减少30 万 kWh，以城镇居民用电综合费用计算，损失高达约 15 万元；而改造完成后，可有效降低引风机检修带来的电量损失，提升机组的经济效益。5结束语针对机组引风机出口挡板密封风机在长期备用状态下易遭受腐蚀，导致单侧引风机发生故障时无法及时投运的问题，以资源、能源的高效利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则，结合技术创新、设备特点和实际生产需求，从“安全、环保、节能、可靠、创新”角度出发，以减少机组检修资源浪费、提高机组实际生产效益为目标，研发了一种移动式引风机出口挡板密封装置。通过改变装置的布置、连接和投运方式，避免了装置腐蚀，提高了装置的可靠性。当单侧引风机故障时，可使其从系统中安全隔离，提高了引风机检修的高效性和安全性，延长装置的使用寿命，并改善了机组运维的经济性。参考文献：1 蔡晓晨，林文蔚引风机出口烟道低温腐蚀分析及措施 J电力与能源，2013，34(5)：497-499.2 黄 新，陈镇华，邓 锋，等一种引风机出口挡板的 密封装置：202120572353.4 P2021-12-10.收稿日期：2022-11-01。作者简介：黄 新(1968)，男，高级工程师，主要从事设备管理工作，email：。刘翔宇(1994)，男，工程师，主要从事设备管理工作。牟 云(1972)，男，工程师，主要从事设备管理工作。胡振发(1990)，男，工程师，主要从事设备管理工作。出口挡板密封风管烟气流向逆止门引风机闸阀电机卡箍接头密封风机平台调节风门滚轮移动式密封风机卡箍接头