动密封在燃煤发电的应用

发布日期:2020年08月01日   作者:admin

▲现场图片来自于网络
燃煤发电是火力发电的最主要的方式,是我国经济建设的支柱型产业,能够最大程度上满足企业运营和居民日常生活用电供应需求。
近些年来,国家和社会群体的环保意识不断提升,在可持续发展理念下,环保节能成为中国电力工业结构调整的重要方向。全国各地陆续关闭大批能效低、污染重的小火电机组,我们正在经历着国内火电设备的更新换代的转型时期。燃煤电厂的废水、废气和固体废物的排放环保合规要求,更是一直督促各企业持续改进内部管理。
Garlock作为密封方案提供方和制造商,竭诚为燃煤电厂客户提供卓越的密封方案,致力于一同为中国客户创建更加安全和干净的工作及生存环境。
 
燃煤发电工艺流程
 
 
▲燃煤发电厂的主体生产过程工艺流程图

燃煤电厂主要由燃烧系统(以锅炉为核心)、汽水系统(主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成)、电气系统(以汽轮发电机、主变压器等为主)、控制系统等组成。在燃煤发电厂的主体生产过程中依次实现以下转化:


化学能转换为热能

电厂将煤炭作为原料,利用皮带传送技术和煤粉加工工艺,向锅炉输送经处理过的煤粉,再借助热风送入锅炉内充分燃烧,使储存于燃料中的化学能转变为热能。


热能转换为机械能

锅炉内的水吸热后在一定压力下变为饱和蒸汽,饱和蒸汽在过热器内继续加热成过热蒸汽,沿蒸汽管道进入汽轮机,在汽轮机内膨胀做功,驱动汽轮发电机组旋转,将蒸汽热能转换成汽轮发电机组转子系统旋转的机械能。


机械能转换为电能

发电机转子旋转时,在发电机转子内由励磁电流形成的磁场也随之旋转,使定子线圈所交链的磁通发生周期性的变化,在定子线圈中产生感应电势,发出电能,再沿电力网将电能输送到工矿企业等用户。
在整个转化过程中,涉及到的关键设备,包括磨煤机、锅炉、汽轮机、发电机、脱硫脱硝环节、除尘器和循环冷却的冷却塔等。工艺流程中会存在各类过程介质或污染源,因此为这些设备和装置选择好的密封件对于有效减少污染排放,提高运营效率有着至关重要的作用。
 
Garlock动密封产品在燃煤发电设备中的应用

在燃煤电厂的各个生产线中,会有各种不同的动力设备,如输送系统、磨煤机以及一些辅助设备,这些设备因为工艺要求的不同,对密封的要求也不同。因此Garlock针对各种工况的需求,提供适合的密封方案。

1)输送系统
燃煤发电厂使用许多输送机。从煤场初步筛选的煤块到最终准备在锅炉中燃烧的煤粉,无论是物料输送到各种加工的设备,还是仓库存放用到的堆高机,都是需要皮带的输送,通常一条煤粉的加工线,需要十几条,甚至更多的输送带。
 
▲图片来自网络

通常,动密封的使用部件主要是在传送带轮的头部和尾部,有的卷带轮也需要,这些部位都是由轴承座轴承支撑。另有驱动每个传送带的齿轮箱和电机也需要用到适合的动密封产品。
传送带轮端的每个轴承和齿轮箱、电机长期受到环境中大量细小颗粒的污染威胁,包括煤、灰、石灰石等。这些污染物一旦进入轴承或者设备内部,将会大大缩短轴承和密封件的使用寿命,并使轴承过早失效,甚至影响轴及设备的使用寿命。轴承故障会使所有受影响的输送机停机,对工厂的生产产生巨大影响,在维修的过程中,更换轴承和密封件步骤繁多且复杂,也非常耗时。如果是燃料加料输送机之类的关键设备维修,则可能直接导致生产停产。
应对以上高粉尘下的种种恶劣工况,Garlock根据客户的实际情况推荐对应的密封方案有:油封和轴承隔离器。

▐ 油封
Garlock采用了高性能Mill-Right®弹性体系列,极大地提高了油封的耐磨性,解决了煤粉及粉尘对油封唇口的磨损问题,使得油封的寿命至少提高了3倍。
▐ 轴承隔离器
Garlock通过精确、复杂的迷宫设计,优质的加工装配工艺,提供高质量的迷宫式密封产品,将轴承保护在轴承座内,即便在高速、无润滑的状态下依然可以有良好的密封效果,因为轴承隔离器对轴没有磨损,所以非常适合在野外、维修困难的设备上使用。
2)磨煤机
磨煤机是燃煤发电厂中的最关键重要的设备,磨煤机的主要功能是将大小不等的煤块进行碾磨作业,使之成为百目级别细度的煤粉,以便使煤充分燃烧,提高煤的热值。
中速碗式磨煤机是磨煤机中最常用的设备,其工作转速范围在50~300RPM。工作时,经过处理后的煤通过喂料器从进料口落在磨盘中央,同时热风从进风口进入磨腔。随着磨盘的转动,煤块在离心力的作用下,向磨盘边缘移动,经过磨盘上的环形槽时受到磨辊的碾压而粉碎,粉碎后的煤粉被风环高速气流带起,大颗粒直接落到磨盘上重新粉磨,气流中的煤粉经过分离器的分离,最后得到合格的细粉,随气流一起出磨,通过收尘装置收集,为在锅炉的燃烧做好准备。
▲中速碗式磨煤机

在磨煤机实际的运行中,由于磨辊油封外面充满着煤粉(颗粒直径75µm)和空气混合物,所以磨辊里的轴承很容易因为煤粉的进入而破坏润滑系统,导致轴承过早的失效,甚至造成整台设备的损坏。另外,在研磨制粉的过程中,因为工艺的要求,需要在高温和有冲击载荷的工况下运行,这些都对密封方案长期可靠运行提出了挑战,由此可以看出选用高性能油封的重要性。
Garlock针对燃煤电厂的磨煤机这一特殊工况,设计了一系列的纤维加强织布骨架油封,通过高性能的橡胶材料和独特的产品结构设计,完美地解决了因为高温、粉尘及重载带来的各种问题,被厂家指定在设备设计的规范中。
3)辅助设备
在燃煤电厂中也会有各种不同的辅助动力设备,如齿轮箱、泵、风机和轴承座等,这些设备所用到动密封的种类也是不同的。
▲图片来自网络

Garlock针对各种的工况的需求,可和客户一起制定适合的密封方案,包括重载系列和普通的中载系列的油封、特殊的PTFE轴封以及轴承隔离器等。
 
如需了解更多动密封产品,欢迎咨询Garlock密封技术(上海)有限公司。
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