1 000 MW机组磨煤机超导自启闭式防爆门误动原因及处理

彭荣刚，石 伟，艾忠岩

(神华国华绥中发电有限责任公司，辽宁 葫芦岛 125222)

1 000 MW机组磨煤机超导自启闭式防爆门误动原因及处理

彭荣刚，石 伟，艾忠岩

(神华国华绥中发电有限责任公司，辽宁 葫芦岛 125222)

针对绥中发电有限责任公司2×1 000 MW机组磨煤机新式防爆门误动的问题，着重分析了新式防爆门误动等问题的原因，并提出了对防爆门结构和防爆门实验过程的改进措施。

超超临界火电机组;超导自启闭式防爆门;制粉系统;误动

在国家“优化发展火电”政策的指导下，大力发展和建设先进的超超临界火电机组，是提高热效率、减少污染以及减少温室气体排放的有效途径。绥中发电有限责任公司B厂2×1 000 MW机组是国内先进的超超临界火电机组，先进的机组带来了很多新技术、新材料和新设备的使用，但一些新技术和新设备的累计使用时间不长，一些缺陷和问题还不能完全暴露，给安全生产带来隐患。

磨煤机长期在300℃的高温环境下运行，极易造成磨煤机内的煤粉爆燃，导致磨煤机压力突然增高后爆炸，给人身、生产和设备的安全带来了极大隐患。为此在磨煤机一次风道入口上加装防爆门，在磨煤机内部压力高时自动开启卸掉一部分压力，待压力符合要求时自动关闭，保障了人身和设备的安全。

绥中发电有限责任公司2×1 000 MW机组制粉系统上采用了新式的超导自启闭式防爆门，但由于设计时对设备的运行环境和运行状态考虑不足，导致防爆门未按照设定压力起座。本文就超导自启闭式防爆门误动问题产生的原因进行深入分析，并针对问题产生的原因给出了改进防爆门结构与实验过程的措施。

1 设备概况

绥中发电有限责任公司1 000 MW机组制粉系统由磨煤机、给煤机及附属管道组成。每台机组安装6台磨煤机，每台磨煤机安装2台超导自启闭式防爆门，如图1所示，防爆门采用室内倾斜安装。

图1 超导自启闭式防爆门结构

超导自启动式防爆门由阀门座、密封装置、阀盖、阀杆、复位弹簧、吸盘和4根定位杆组成。吸盘内由20块磁铁组成，由磁铁通过吸附下面的铁板来提供主要的防爆门压力，磁铁吸附贴合距离越小则吸引力越大，在脱开一定距离后则完全失去吸附力，所以在防爆门起座后，吸盘就没有了吸附力，阀盖的复位主要依靠复位弹簧产生的压力，并由阀盖四周的定位杆来保证阀盖平稳回座。

超导自启闭式防爆门设计参数如下。

a. 安装数量:每台磨煤机安装2台，总计24台。

b. 泄爆装置直径:D=1 000 mm。

c. 泄爆通流面积:S=0.8 m2/台。

d. 泄爆装置设定启爆压力:20 kPa。

e. 泄爆装置设定回位压力:≤3 kPa。

f. 设备型号与质量:PLD-BLG-1000;220 kg。

g. 设备形式:①自动启闭式;②带阻火网(火焰范围小于1 m)。

h. 自动复位的时间≤0.02 s。

2 超导自启闭式防爆门使用过程中出现的问题

2.1 误动

a. 2011年5月11日23:06，34号磨煤机在停磨过程中扩建端防爆门 (新式试验门)误动，在线监测系统曲线显示启座压力为10.29 kPa(如图2所示)，门盖回座时倾斜卡涩，十字架轻微变形，回位弹簧变形弯曲 (如图3所示)，回装时工代将磁铁由18块增加到26块，预紧力1 200 kg。

b. 2011年4月26日6:06，在4C辅机试运过程中，44号磨煤机扩建端防爆门误动，在线监测系统曲线显示启座压力为17.01 kPa(如图4所示)，回装时预紧力1 000 kg。

根据2次事故发现如下问题。

a. 超导自启闭式防爆门达不到设定的起爆压力20 kPa。

b. 超导自启闭式防爆门自动回座后，存在阀盖与门杆倾斜卡涩不能完好密封。

c. 超导自启闭式防爆门自动回座后存在十字架轻微变形的情况。

2.2 防爆门在运行中出现漏风漏粉

在机组运行过程中，防爆门在门盖密封面部位出现了漏风漏粉的情况。

3 超导自启闭式防爆门产生问题原因

针对防爆门误动，2011年5月14～16日，对超导自启闭式防爆门进行启座压力试验，并对相关参数进行测试，数据如表1所示。

从试验数据可以看出，防爆门的起座压力与磁铁数量、摩擦力和阀盖阀杆重量有关，起坐压力要22～26块磁铁才能达到20 kPa以上的压力，并且，预紧力与起坐压力是呈非线性关系，这就需要精确地对防爆门进行多次试验，找到一个最优的解决方法。

表1 超导自启闭式防爆门试验报告数据统计表

摩擦力分为密封面的摩擦力和阀盖与周边定位杆的摩擦力，摩擦力是运动趋势的相反方向，即正常运行时产生静摩擦力，起座时产生的动摩擦力向下，摩擦力与阀杆的压力有关也与阀盖和阀杆的重量有关，要实地精确测量，并在真正的倾斜爆炸测试中进行测试。阀盖与周边的定位杆的摩擦力应尽量小且平均，否则阀盖受力不均将使阀盖发生倾斜，导致回座后密封不严，漏风漏粉，所以应采用在阀盖上安装滚轮与定位杆连接，采用滚动摩擦的方式代替滑动摩擦，以减小摩擦力，使阀盖能平稳回座。

防爆门泄漏采用如图5的密封结构，密封面采用胶垫密封，根据长时间现场观察发现，在运行中由于振动使密封面移位，加上长期高温运行导致胶垫变脆，失去密封效果。

研究其他密封形式，最终采用了图6所示的密封形式，采用陶瓷材料的切面密封，这种密封不仅杜绝了因振动产生的位移，且陶瓷材料适应高温下的运行状态，是理想的密封形式。

图5 旧密封形式

图6 改后的密封形式

4 结论

根据以上试验，对超导自启闭式防爆门提出了如下的改进意见。

a. 新式防爆门出厂调试前，预紧力调节为F1×(1/2～1/3)。此时新式防爆门的密封效果最好。

b. 由于新式防爆门的阀盖与法兰之间有摩擦力的存在，而且经过长时间高温、振动，摩擦力会不断减小甚至消失，所以新式防爆门出厂时的起爆压力P等于或略小于总力F1产生的起爆力。但起爆压力P一定要大于电厂的运行压力。

试验台整定压力应为防爆门的实际起爆压力均值P3=23.87 kPa，使其满足实际安全需要的起爆压力20 kPa。

c. 新式防爆门在出厂前或在现场调试时，应先敲后压。

敲:用锤子沿四周轻轻敲打，保证阀盖端面与法兰端面始终平行，保证阀盖与法兰的密封可以准确配合。

压:逆时针旋转调节螺母，直至主副吸盘脱开，即用上面的总力F1把阀盖压到法兰内，再把调节螺母复位。

d. 法兰密封上面涂抹专用的密封剂后，从微泄漏升级到零泄漏。

e. 防爆门的门盖与定位杆应采用滑轮链接来减少摩擦力，使阀盖回座平稳。

f. 防爆门的结构强度还需加强，如提高门杆和十字架支架的强度，这样有利于提高防爆门的整体强度，也有利于减小振动带来的危害。

The Cause and Treatment of Malfunction for Superconductive Self-closing Explosion Door in 1 000 MW Units

PENG Rong-gang，SHI Wei，AI Zhong-yan
(Shenhua Guohua Suizhong Power Co.，Ltd，Huludao，Liaoning 125222，China)

Based on new explosion door malfunction of Suizong 2 ×1 000 MW coal pulverizer，this paper analyzes the causes of new explosion door malfunction，and proposes improvement measures for the structure and experiment procedure.

Ultra supercritical units;Superconductive self-closing explosion door;coal pulverizing system;malfunction

TK223.25

A

1004-7913(2012)01-0029-03

彭荣刚 (1965—)，男，工程师，从事锅炉辅机设备管理工作。

2011-10-15)