摘要：文章通过介绍锅炉磨煤机组集中加压式密封风机系统的原理及设计基本思路，分析了大唐洛阳首阳山发电有限责任公司#4锅炉集中式密封风机的控制策略及控制系统的存在问题，并提出了对应的解决方法。

关键词：锅炉；密封风机；控制系统；联锁；风压；DCS 文献标识码：A

中图分类号：TK223 文章编号：1009-2374（2016）36-0055-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.027

1 概述

大唐洛阳首阳山发电有限责任公司#4机组所使用的锅炉系东方锅炉（集团）股份有限公司生产制造的DGl025/18.2-Ⅱ6，亚临界参数一次中间再热、自然循环、单炉膛、平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢架、全悬吊结构的燃煤锅炉。设计煤种为85%义马混煤+15%新安煤，采用热一次风正压直吹式MPS中速磨系统，四角布置直流煤粉燃烧器，四角气流的轴线在炉内切于两个直径为Ф700nm和Ф1000mm的假想园，#1、3角切于小园，#2、4角切于大园。制粉系统由5台8224型电子称重力式皮带给煤机组成。

2 磨组系统的组成及控制方式

磨组采用的是MPS-200型中速磨煤机，每台机组配有5台磨煤机，每台磨煤机配一台密封风机，磨煤机和密封风机为一一对应的单元制。密封风机为离心式，单台额定风量为1.103m3/s，额定风压为16670Pa，额定转速为2950rpm，额定功率：37kW（4A磨45kW）。

密封风的作用：（1）将密封风引入磨煤机下架体动、静密封处，防止一次风粉外漏，污染环境；（2）将密封风引入磨辊支架，用以密封辊轴中间的动、静骨架油封部位，防止风粉进入磨辊轴承中，损坏磨辊轴承；（3）将密封风用于拉杆密封。密封风的风压要求至少大于一次风风压2kPa。

3 系统存在的问题

由于密封风是单元制，故单台密封风机出现故障，就会造成该磨煤机不能运行，使磨煤机的可靠性降低；单台密封风机功率为37kW，5台密封风机功率和为185kW，按照密封风机每年运行10个月计算，其耗电量约为133.2×104kWh。

4 改造的原因

如果把密封风机单元制改为母管制，安装两台大容量密封风机，采用一运一备的形式，可大大提高了磨煤机所需密封风的可靠性，减少备品备件费用，降低检修劳动强度。

大容量密封风机功率按照110kW，年运行10个月计算，其耗电量约为79.2×104kWh，改造后年节约厂用电量约为54×104kWh，按照上网电价0.42元计算，单台炉年节约费用约22.7万元。

5 密封风机单元制改母管制

公司从磨组所需密封风燥量、风压以及密封风机功率等方面做了大量计算、调研工作，发现原密封风机在小流量区运行，处于低效区和喘振区边缘工作，不宜于风机长期运行。而且由于原密封风机润滑方面的设计不能保证设计运行的10万h寿命，使设备早期损坏并产生尖锐高频噪音。经过调研，公司选用新的密封风供给方式即母管制替代单元制的密封风机具有空气动力性能好、高效区宽广滤器阻损小、构造合理、噪音低等特点。

5.1 新密封风机参数选型依据

原密封风机与集中加压式密封风机主要参数对比如表1所示：

#4炉300MW负荷各台磨实际运行参数：（1）磨入口一次风压：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/一次风差压：B磨4.74kPa，C磨5.13kPa，D磨5.23kPa，E磨5.37kPa，磨平均值：5.12kPa；（3）磨入口密封风压：B磨12.89kPa，C磨13.17kPa，D磨13.42kPa，E磨13.72kPa，磨平均值：13.30kPa；（4）磨入口风量：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炉300MW负荷一次风机实际运行参数：（1）一次风机入口导叶开度：A侧99%，B侧100%，平均：100%；（2）一次风机出口风压：A侧9.96kPa，B侧10.01kPa，平均：9.99kPa；（3）一次风机转速：A侧1108r/min，B侧1081r/min，平均：1095r/min；（4）一次风机电流：A侧70.3A，B侧71.2A，平均：70.8A。

经与华中电力试验所沟通并根据原风机和其他厂设计参数，压力裕量取20%，流量裕量取30%，估算新密封风机设计参数为：（1）磨入口一次风/密封风差压：3000Pa；（2）密封风机出口至磨管道阻力：1500Pa；（3）密封风机入口管道阻力：1000Pa；（4）密封风母管直径：630mm；（5）密封风支管直径：273mm；（6）母管流速：18.64m/s；（7）支管流速：20.3m/s。

根据设计参数，新密封风机选型：（1）密封风机（型号）：9-26 No11.2D-1；（2）冷却方式：風冷；（3）额定风量：24126m3/h；（4）风机全压升：7747Pa；（5）额定功率：110kW；（6）额定转速：1450r/min。

5.2 新密封风机系统布置

新密封风机从冷一次风母管取一路风（冷一次风母管直径Φ820），取风风管道直径Φ630mm，风机出口密封风母管直径为Φ630mm，各磨密封风支管直径Φ273mm，风机在布置上宜靠近磨煤机及冷一次风母管，减少管道长度，减少弯头。风机入口设置一台电动调节门和两台手动门，出口设置三通翻板逆止门，防止倒风，每台磨入口密封风管道设置电动隔断门和手动调节门，便于隔离系统和调节密封风压力。

系统改造后需增设Φ630mm电动调门1台、Φ630mm手动门2台、Φ273mm电动门5台、Φ273mm手动调节门5台。

风机安装地点有两个备选地址：（1）安装在捞渣机和磨煤机主渣沟之间；（2）在原B磨、C磨位置各安装一台。

6 密封风机母管制控制系统的改造设计

6.1 单元制改母管制对热工控制逻辑要求

密封风机母管制改造后一台风机运行为五台磨煤机提供密封风，就需要在DCS中设计风机的连锁、风压的控制，以达到保证为五台磨煤机提供足够密封风量的目的。

密封风机启动条件：改造后密封风机是在一次风压基础上的增压风机，因此在任一台一次风机运行时，才运行启动密封风机。

密封风机停止条件：密封风机一旦全停，将会导致5台磨煤机“密封风/一次风差压低”保护动作而跳闸，所以只有在2台一次风机全停时，才允许密封风机停运。密封风机进行定期切换时，必须先启动备用风机，然后再停运前一台风机，因此密封风机停止运行的条件为以下任意一种情况：（1）2台密封风机运行；（2）2台一次风机全停。

6.2 密封风机DCS控制系统逻辑组态和OIS画面实施方案

取消原逻辑组态中A＼B＼C＼D＼E磨煤机及其热风门启动允许条件中密封风机运行条件限制，保留逻辑中磨煤机密封风压力正常允许条件。取消#4炉5台磨煤机密封风差压低跳磨保护。当密封风机故障，#4炉磨煤机密封风差压低于1.0kPa，不再联动磨煤机减载，改为只发“磨煤机密封风差压低”报警信号。

增加#4炉密封风母管压力调节电动调节门控制回路；增加#4炉#1密封风机和#2密封风机控制回路；增加#4炉A磨煤机密封风入口电动门和B磨煤机密封风入口电动门和C磨煤机密封风入口电动门和D磨煤机密封风入口电动门和E磨煤机密封风入口电动门控制回路。

增加#4炉#1密封风机和#2密封风机启动允许条件：任一台一次风机已运行。

增加#4爐#1密封风机和#2密封风机停止允许条件：（1）两台密封风机全在运行；（2）两台一次风机全停；（3）至少三台磨煤机密封风机在运行。

增加#4炉#1密封风机和#2密封风机连锁启动条件：（1）任一台密封风机单独运行时停运连锁启动另一台密封风机；（2）任一台密封风机单独运行时密封风机出口压力<12kPa，延时30s启动另一台密封风机。

在OIS画面2区01画面上增加#4炉#1密封风机和#2密封风机和#4炉密封风母管压力调节电动调节门画面显示和操作标签，在2区27、33、39、53、59（1区04、05、06、07、08）画面上分别增加#4炉A磨煤机密封风入口电动门和B磨煤机密封风入口电动门和C磨煤机密封风入口电动门和D磨煤机密封风入口电动门和E磨煤机密封风入口电动门画面显示和操作标签。

6.3 改造后实现的功能

（1）提高密封风机运行可靠性，保障了机组安全稳定运行；（2）提高密封风机运行效率，减少密封风量，从而降低机组厂用电率，使机组经济性得到提升；（3）减少密封风量，使磨煤机磨损减轻，炉膛燃烧更加充分。

7 结语

磨密封风机改为母管后，控制系统经过调试并投运，能够很好地控制磨组所需要的风机，并在运行中出现一台密封风机故障时正确联启备用风机，而且实现无扰切换。改造后，不仅使磨煤机的运行工况大为改善，公司厂用电率明显下降，更重要的是保障了机组的正常发供电，增加了企业在市场中的竞争力，并且将该技术推广到#3机组上使用，收到良好的效果。

参考文献

[1] MPS-200磨煤机运行维护手册[S].

作者简介：贾延涛（1969-），男，大唐洛阳首阳山发电有限责任公司设备部热控主控二班班长，工程师。

（责任编辑：蒋建华）