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发布于 2018年01月05日
[摘要]对于正压直吹冷一次风机制粉系统的密封风，采用了集中供风、与一次风的串联设计。单台密封风机的风量，要确保所有磨煤机、给煤机、冷热一次风插板门及调节门密封风量的要求。此类密封风系统，在制粉系统中被广泛运用，但在结构上也存在一些弊端。
对于正压直吹冷一次风机制粉系统的密封风，采用了集中供风、与一次风的串联设计。单台密封风机的风量，要确保所有磨煤机、给煤机、冷热一次风插板门及调节门密封风量的要求。此类密封风系统，在制粉系统中被广泛运用，但在结构上也存在一些弊端。
１ 中速磨煤机密封风系统
１.１ 密封风系统的配置
机组制粉系统中的密封风系统，常由２ 台１００％容量的离心式风机、管道及相关组件构成。
正常运行时，为１运１备。密封风机的入口风，是由炉前制粉系统的冷风母管道提供的常温风，经过密封风机增压后，再送入炉前密封风的母管。
密封风机的出口有１条共用的密封风母管。当负荷变化时，为了避免制粉系统密封风源的压力受到一次风压力波动的影响，设备所需的密封风，均取自密封风母管。中速磨煤机密封风系统的典型配置，如图１所示。
１.２ 密封点的设置
在中速磨煤机密封风系统中，主要的密封点在机座密封、磨辊装置、加载装置和动态分离器等部位。密封部位的分布，如图２所示。
磨煤机下部密封风的作用，是防止煤粉从转动的磨碗毂与机体的缝隙中漏出，会污染设备周边的环境。有些煤粉还将顺着减速机输出法兰盘的迷宫，卷入主减速机。
磨辊装置处于磨煤机内部高温区，在正压及高浓度煤粉的工况下运行。磨辊辊套通过磨辊座套在轴承中，绕着磨辊轴旋转。磨煤机中部的密封风，是为了防止煤粉进入磨辊轴承系统。
通入外置式弹簧加载套筒或液压加载压力架密封风，防止磨煤机内部煤粉从加载杆泄漏。磨煤机顶部的密封风，是用于动态分离器轴承的密封。
为防止磨煤机内的热风通过给煤机与磨煤机间的落煤管倒灌入给煤机中，需要提供给煤机密封风。若磨煤机内热风进入给煤机后，将加速给煤机橡胶皮带的老化，易造成给煤机内原煤的自燃着火，而且，磨煤机内热风的流失，使制粉系统的效率下降。
２ 密封系统中常见的问题
２.１ 给煤机的抢风现象
在实际运行中，流入给煤机的密封风量，远超出风机选型时对给煤机密封风量的选取值。在低负荷时，给煤量较低，磨煤机落煤管中的原煤较少，无法阻挡密封风漏入磨煤机。
如给煤机的密封风取自密封风机出口，在检修时，为防止落入给煤机底部的原煤发生自燃，必然将给煤机密封风的手动门开度到最大，大量的密封风从落煤管泄压至磨煤机内，出现了给煤机抢密封风的现象。
此时，极易造成给煤机皮带上的原煤被吹落，引起给煤机内部积煤，加重了清扫电机的负载。抢风现象，也造成其它密封点的密封风压力不足，密封风机将长期运行在高负荷下。
为弥补风压不足，往往是改选密封风机，增大风机流量，使风机的能耗过大、噪声高。
２.２ 密封风系统的优化措施
（１）改进磨煤机密封点的结构
中速磨煤机侧机体与磨碗毂间的密封，是磨煤机所需密封风量最大的一处。普通的机械密封，存在严重的漏风现象。可将机械密封改进为盘根或炭精环密封。
改进后，减少密封风的外泄和压力损失，杜绝了磨煤机缝隙气封漏风产生的蜂鸣噪声。改进后的结构形式，如图３所示。经核算，采用盘根密封形式后，每台磨煤机所需密封风量，降低约１０％。
（２）给煤机密封风的旁路设计
设计的给煤机密封风旁路，直接取自炉前制粉系统冷风母道。一次冷风的压力和品质，完全能满足给煤机的密封要求。
从控制角度分析，给煤机密封风略微高于磨煤机内混合干燥风的压力，确保磨煤机内部的热风不会泄漏至给煤机。给煤机的密封风，来自炉前制粉系统的冷风母管，压力损失仅为管道阻力，而冷一次风与热风混合后，经过磨煤机动风环的压力降，约为２ｋＰａ。这样设置，就能确保给煤机密封风的压力高于磨煤机内部压力，约高２ｋＰａ。
（３）取消磨煤机出口处的气封蝶阀
磨煤机出口处的气封蝶阀，是为了磨煤机停机时，防止煤粉出口速关阀关闭不严密，高温气体将会进入磨煤机内，危害检修人员。
随着科技进步，提升了煤粉出口速关阀的关断性能，所以，磨煤机出口气封蝶阀的作用不再突出，可取消磨煤机出口处的气封蝶阀。
（４）采用仪用压缩空气
冷热一次风插板门和调节门的密封风，采用了仪用压缩空气，降低了对风机密封风量的需求。
３ 优化后的密封风系统
优化后的中速磨煤机密封风系统的布置，如图４所示。
从一次风机出口到中速磨煤机密封风入口，密封风经过了一系列设备，各设备均具有独特的功能。为了向系统提供清洁的密封风，布置了可抽出清洗的金属过滤网式过滤器，该型滤网的初始阻力较低。
当滤网的前后压差，高出设定值后，即可发出清洗滤网的警示信号。在系统中，设置了平行或对置式叶片形的密封风机入口调节门，可随时调节管网的特性曲线，确保运行在额定工况点上。
在风机启动前，调节门被处于最小开度，防止密封风机的电机过载后烧毁。并联设置了高压离心通风机，若密封风机在运行中跳闸，或者一次风与磨煤机密封空气集管的差压不足时，可自行启动备用密封风机。
每台风机对应１个风机出口自动挡板，依靠密封风的压力将其打开。当风机启动后，相应的挡板被自然打开，依靠重力和弹簧力复位，满足了并联风机的运行要求。在密封风机出口处，设置了手动关断门。
在检修前，可手动切断相应的密封风机。在磨煤机密封风入口处，设置了手动阀门，可在磨煤机检修前，切断相应磨煤机的密封风，也可以采用电动蝶阀切断密封风。
在密封风进入磨煤机前，设置了逆止门，防止磨煤机内部突然产生的高压气体窜入密封风系统。
在一次风与磨煤机密封空气集管上，设置了差压开关，压差开关的设定值为１ｋＰａ。当压差小于设定值时，开启第二台密封风机。磨煤机密封空气集管及磨煤机磨碗上下的压差开关设定值，为１.２５ｋＰａ，同时，将该压差值设为磨煤机的启动条件。
４ 系统优化后的效果与分析
４.１ 降低密封风机的轴功率
改进了磨煤机密封点的结构后，每台磨煤机所需密封风量可降低约１０％。降低了所需的密封风量后，可选择转速更低的离心风机，降低风机的噪声。同时，还降低了密封风机的轴功率。
４.２ 旁路及管道阀门
采用了滤网式过滤器替代动力式空气过滤器，取消了动力式空气过滤器的反冲洗管道和过滤器的排气控制阀门。建议滤网式的过滤网眼尺寸，为５０～１００μｍ，需定期清洗滤网。为给煤机的密封风设计了旁路，已不再发生抢风现象，磨煤机密封点的密封更为可靠。
４.３ 改进档板门结构
在常规中速磨煤机密封风系统的风机出口处，设置有１个翻板式自动换向门，靠流入的密封风压力，自动切换并隔离风机。
安装翻板式换向门的“Ｙ”型结构，需有足够的安装空间。翻板式换向档板门的密封性能差，密封风被倒灌至备用密封风机，致使备用密封风机的叶片倒转，易使备用密封风机损坏。
同时，增加了运行风机负荷，使密封风母管的压力下降。因此，将自动换向档板门改为２个各自对应密封风机出口的自动档板门，其挡板仍靠风压打开，关闭时，则依靠自重和弹簧压力，档板门的密封性能良好，安装空间小，布置方便。改进后档板门的结构，
５ 结 语
为解决中速磨煤机密封风系统运行中出现的密封问题，取消了不必要的密封点，采用了冷一次风旁路，并改进了密封点结构，有效降低了密封风机的轴功率。通过优化，降低了机组制粉系统的能耗、减少了噪声污染，使密封风系统的设计更为合理。
１.１ 密封风系统的配置
机组制粉系统中的密封风系统，常由２ 台１００％容量的离心式风机、管道及相关组件构成。
正常运行时，为１运１备。密封风机的入口风，是由炉前制粉系统的冷风母管道提供的常温风，经过密封风机增压后，再送入炉前密封风的母管。
密封风机的出口有１条共用的密封风母管。当负荷变化时，为了避免制粉系统密封风源的压力受到一次风压力波动的影响，设备所需的密封风，均取自密封风母管。中速磨煤机密封风系统的典型配置，如图１所示。
１.２ 密封点的设置
在中速磨煤机密封风系统中，主要的密封点在机座密封、磨辊装置、加载装置和动态分离器等部位。密封部位的分布，如图２所示。
磨煤机下部密封风的作用，是防止煤粉从转动的磨碗毂与机体的缝隙中漏出，会污染设备周边的环境。有些煤粉还将顺着减速机输出法兰盘的迷宫，卷入主减速机。
磨辊装置处于磨煤机内部高温区，在正压及高浓度煤粉的工况下运行。磨辊辊套通过磨辊座套在轴承中，绕着磨辊轴旋转。磨煤机中部的密封风，是为了防止煤粉进入磨辊轴承系统。
通入外置式弹簧加载套筒或液压加载压力架密封风，防止磨煤机内部煤粉从加载杆泄漏。磨煤机顶部的密封风，是用于动态分离器轴承的密封。
为防止磨煤机内的热风通过给煤机与磨煤机间的落煤管倒灌入给煤机中，需要提供给煤机密封风。若磨煤机内热风进入给煤机后，将加速给煤机橡胶皮带的老化，易造成给煤机内原煤的自燃着火，而且，磨煤机内热风的流失，使制粉系统的效率下降。
２ 密封系统中常见的问题
２.１ 给煤机的抢风现象
在实际运行中，流入给煤机的密封风量，远超出风机选型时对给煤机密封风量的选取值。在低负荷时，给煤量较低，磨煤机落煤管中的原煤较少，无法阻挡密封风漏入磨煤机。
如给煤机的密封风取自密封风机出口，在检修时，为防止落入给煤机底部的原煤发生自燃，必然将给煤机密封风的手动门开度到最大，大量的密封风从落煤管泄压至磨煤机内，出现了给煤机抢密封风的现象。
此时，极易造成给煤机皮带上的原煤被吹落，引起给煤机内部积煤，加重了清扫电机的负载。抢风现象，也造成其它密封点的密封风压力不足，密封风机将长期运行在高负荷下。
为弥补风压不足，往往是改选密封风机，增大风机流量，使风机的能耗过大、噪声高。
２.２ 密封风系统的优化措施
（１）改进磨煤机密封点的结构
中速磨煤机侧机体与磨碗毂间的密封，是磨煤机所需密封风量最大的一处。普通的机械密封，存在严重的漏风现象。可将机械密封改进为盘根或炭精环密封。
改进后，减少密封风的外泄和压力损失，杜绝了磨煤机缝隙气封漏风产生的蜂鸣噪声。改进后的结构形式，如图３所示。经核算，采用盘根密封形式后，每台磨煤机所需密封风量，降低约１０％。
（２）给煤机密封风的旁路设计
设计的给煤机密封风旁路，直接取自炉前制粉系统冷风母道。一次冷风的压力和品质，完全能满足给煤机的密封要求。
从控制角度分析，给煤机密封风略微高于磨煤机内混合干燥风的压力，确保磨煤机内部的热风不会泄漏至给煤机。给煤机的密封风，来自炉前制粉系统的冷风母管，压力损失仅为管道阻力，而冷一次风与热风混合后，经过磨煤机动风环的压力降，约为２ｋＰａ。这样设置，就能确保给煤机密封风的压力高于磨煤机内部压力，约高２ｋＰａ。
（３）取消磨煤机出口处的气封蝶阀
磨煤机出口处的气封蝶阀，是为了磨煤机停机时，防止煤粉出口速关阀关闭不严密，高温气体将会进入磨煤机内，危害检修人员。
随着科技进步，提升了煤粉出口速关阀的关断性能，所以，磨煤机出口气封蝶阀的作用不再突出，可取消磨煤机出口处的气封蝶阀。
（４）采用仪用压缩空气
冷热一次风插板门和调节门的密封风，采用了仪用压缩空气，降低了对风机密封风量的需求。
３ 优化后的密封风系统
优化后的中速磨煤机密封风系统的布置，如图４所示。
从一次风机出口到中速磨煤机密封风入口，密封风经过了一系列设备，各设备均具有独特的功能。为了向系统提供清洁的密封风，布置了可抽出清洗的金属过滤网式过滤器，该型滤网的初始阻力较低。
当滤网的前后压差，高出设定值后，即可发出清洗滤网的警示信号。在系统中，设置了平行或对置式叶片形的密封风机入口调节门，可随时调节管网的特性曲线，确保运行在额定工况点上。
在风机启动前，调节门被处于最小开度，防止密封风机的电机过载后烧毁。并联设置了高压离心通风机，若密封风机在运行中跳闸，或者一次风与磨煤机密封空气集管的差压不足时，可自行启动备用密封风机。
每台风机对应１个风机出口自动挡板，依靠密封风的压力将其打开。当风机启动后，相应的挡板被自然打开，依靠重力和弹簧力复位，满足了并联风机的运行要求。在密封风机出口处，设置了手动关断门。
在检修前，可手动切断相应的密封风机。在磨煤机密封风入口处，设置了手动阀门，可在磨煤机检修前，切断相应磨煤机的密封风，也可以采用电动蝶阀切断密封风。
在密封风进入磨煤机前，设置了逆止门，防止磨煤机内部突然产生的高压气体窜入密封风系统。
在一次风与磨煤机密封空气集管上，设置了差压开关，压差开关的设定值为１ｋＰａ。当压差小于设定值时，开启第二台密封风机。磨煤机密封空气集管及磨煤机磨碗上下的压差开关设定值，为１.２５ｋＰａ，同时，将该压差值设为磨煤机的启动条件。
４ 系统优化后的效果与分析
４.１ 降低密封风机的轴功率
改进了磨煤机密封点的结构后，每台磨煤机所需密封风量可降低约１０％。降低了所需的密封风量后，可选择转速更低的离心风机，降低风机的噪声。同时，还降低了密封风机的轴功率。
４.２ 旁路及管道阀门
采用了滤网式过滤器替代动力式空气过滤器，取消了动力式空气过滤器的反冲洗管道和过滤器的排气控制阀门。建议滤网式的过滤网眼尺寸，为５０～１００μｍ，需定期清洗滤网。为给煤机的密封风设计了旁路，已不再发生抢风现象，磨煤机密封点的密封更为可靠。
４.３ 改进档板门结构
在常规中速磨煤机密封风系统的风机出口处，设置有１个翻板式自动换向门，靠流入的密封风压力，自动切换并隔离风机。
安装翻板式换向门的“Ｙ”型结构，需有足够的安装空间。翻板式换向档板门的密封性能差，密封风被倒灌至备用密封风机，致使备用密封风机的叶片倒转，易使备用密封风机损坏。
同时，增加了运行风机负荷，使密封风母管的压力下降。因此，将自动换向档板门改为２个各自对应密封风机出口的自动档板门，其挡板仍靠风压打开，关闭时，则依靠自重和弹簧压力，档板门的密封性能良好，安装空间小，布置方便。改进后档板门的结构，
为解决中速磨煤机密封风系统运行中出现的密封问题，取消了不必要的密封点，采用了冷一次风旁路，并改进了密封点结构，有效降低了密封风机的轴功率。通过优化，降低了机组制粉系统的能耗、减少了噪声污染，使密封风系统的设计更为合理。
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