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電動擋板風門在鍋爐上的應用
閱讀：2397發布時間：2017-6-26
前言
在電站鍋爐的運行過程中，為了滿足運行及控制的要求，在煙風系統中廣泛采用了擋板風門來控制煙風流量。國內很多鍋爐后煙井都采用雙煙道結構再配合調節擋板，通過調節擋板的開度來調節進入前后煙道的煙氣量從而達到調節再熱器的蒸汽溫度的目的。在空氣預熱器入口煙道處設置關閉擋板門，如果一臺空氣預熱器因故障而停下來的話，就通過關閉擋板門來截斷煙氣，這樣既能保護產生故障的空氣預熱器，也可以保證單臺空氣預熱器下也可以帶60%的負荷正常運行。綜上所述，合理設計和布置擋板風門至關重要，既可以保證鍋爐的安全、經濟、有效運行，也可以提高機組的自動化水平。
1 擋板風門的特點
風門可分為關閉擋板門、調節擋板門以及滑動閘板門等幾大類。
關閉擋板和滑動閘板門都是用來截流、切斷工質的，其中關閉擋板門啟動快速、靈活，通用性強，在布置上一般不受空間、結構等條件的影響，但漏風率比閘板門高一些；而閘板門動作比較慢，開關不靈敏，但漏風率比較低，由于閘板門在設計、布置、使用因結構原因而受到一定的限制。
調節擋板門是用來調節工質的流量，在結構上與關閉擋板門相似，但他們的zui大區別在于葉片的開關方向。由于關閉擋板門僅考慮開和關2個位置，所以它的擋板的關啟方向是平行的，每個葉片的關啟方向一致，而調節擋板門要考慮0°~90°范圍內的調節，它每個葉片轉動方向是相對的，這樣使它具有良好的調節特性。如圖1所示：
圖1 擋板調節特性圖
圖1的曲線表示平行轉動擋板的特性，而下面的曲線表示相對轉動擋板的特性，從中可以看出相對轉動擋板的氣流對稱、均勻、可調節性好，而平行轉動擋板氣流流動有偏差，可調節性較差等特點。
2 擋板風門的結構
關閉擋板門和控制擋板門的結構簡圖2和圖3如下所示：
圖2 關閉擋板門結構簡圖
圖3 調節擋板門結構簡圖
擋板風門采用薄板壓制、焊接結構。由框架、葉片、前后軸承、密封裝置和傳動裝置這幾個部分組成。
框架一般由6mm鋼板沖壓成型，這主要由于能防止焊接變形，保證框架內界面的平直度和尺寸制造公差，這對于關閉擋板門中密封片的工作條件也有好處，能延長密封片的工作壽命，并保持有較小的漏風率。框架的外側，在前、后軸承處，分別焊有槽鋼和加強扁鋼，以加強局部剛度，保證軸承的工作條件。另外，框架外側也可以焊加強筋，使之能夠承受管道傳遞的軸向荷載。
擋板葉片一般為6mm鋼板壓制成30°的V型板，與中間連接板、端板和軸組成，外型呈流線型。葉片的設計要求具有足夠的強度和剛度，在確定的工作壓力、溫度下不至于變形過大而使漏風率增大，同時還要求葉片處于全開位置時能盡可能地減少流動阻力。
葉片結構上用連接板作為中間軸，兩頭的端軸是與連接板和端板焊接的，在工藝上保證前后端軸的同心度、同軸度的同時，也采用了特殊的軸承，一端采用自潤滑的調心軸承，另一端采用圓弧形支撐面的滑動軸承。從而使葉片在高溫和工作壓力下產生變形的情況下仍能靈活轉動。另外，在驅動軸穿出框架處設有軸密封裝置，一則防止煙氣的向外泄漏，同時也降低了軸承的工作溫度，改善軸承的工作條件。
對于關閉擋板門來說葉片前后的泄漏，采用了葉片與葉片、葉片與框架之間裝彈性密封片的方法，結構示意圖，見圖4。
圖4 葉片間密封結構
這種結構能補償葉片之間的間隙，在葉片關閉時使密封面受到一定的壓緊力，而且在受到葉片前后的壓差能使密封片更貼緊密封面，進一步減少泄漏，另外這種結構能自動補償葉片和框架在高溫情況下可能產生的脹差，在保證密封的同時不影響葉片的轉動。
框架外的聯動裝置采用可調節的螺桿連接，它可以進行熱態調整，從而不會發生卡死現象。動力頭和傳動裝置一般安裝在擋板門上或者擋板門附近的管道上，以使擋板與動力頭能膨脹同步。
3 擋板風門的使用
風門的工作溫度低于400°C時采用碳鋼材料，高于400°C時采用耐熱的低合金材料。當鍋爐燃用高硫燃料，且擋板用于煙氣低溫段時，一般采用耐磨腐蝕材料。另外如果葉片的跨度超過6m，或處于高溫區域時，這須對葉片強度進行校核或者專門設計。
風門在開的位置，流線型葉片的擋流面積比較大，使介質在局部區域的流速比較大（局部阻力系數約0.25）。但就整個管道而言，這個局部阻力的增加是很小的。
擋板風門的驅動扭矩與擋板的壓差，擋板的截面積，葉片的數量等諸多因素有關，一般用如下的經驗公式來計算（見圖5，采用英制單位）：
圖5 擋板門驅動扭矩圖
關閉擋板門的驅動扭矩：T=2K´A。
調節擋板門的驅動扭矩：T=K´A（A為風門截面積）。
公式已經充分考慮了擋板壓差以外的諸多因素的影響及多年運行后可能產生的各種情況，能保證風門的安全、可靠的使用。
4 擋板風門的應用
關閉擋板門主要起截斷介質的作用，一般用于空氣預熱器入口煙道、一次風和二次風的出口處或風機之后等需要截斷介質的地方，理論上保證截斷后不泄漏。
調節擋板門可分別布置在鍋爐后煙井低溫再熱器側煙道和低溫過熱器側煙道下方，通過控制進入低溫再熱器煙道的煙氣量來調節再熱器的蒸汽溫度。調節曲線見圖6。其控制原則如下：
（1）極限位置保護：擋板平面與水平面夾角β的極限位置為15°。
（2）正常帶負荷運行：再熱器汽溫用擋板調節。在調節過程中，再熱器煙道和過熱器煙道的擋板應同時動作，但方向相反，并要求兩煙道擋板的角度之和始終為90°。負荷和擋板開度曲線可圖，見圖6。
（3）鍋爐啟動前的吹掃階段：要求兩煙道的擋板角度β同時達到90°（即擋板全開）。
（4）啟動階段：鍋爐點火后要求βRH=15°（再熱器側），βSH=75°（過熱器側），使絕大部分煙氣流經低溫過熱器，這樣既可保護再熱器，又可加快提高過熱蒸汽溫度，以縮短啟動時間。
圖6 負荷和擋板開度曲線
5 結語
綜上所述，擋板風門是電站鍋爐煙風系統中*的部分，它的合理布置和設計對鍋爐影響較大。所以工程設計人員應根據各種參數及電廠用戶的特別要求，選擇zui適當的擋板風門，以滿足各種運行工況下的控制要求。
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