前言

    在電站鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中，為了滿足運(yùn)行及控制的要求，在煙風(fēng)系統(tǒng)中廣泛采用了擋板風(fēng)門來(lái)控制煙風(fēng)流量。國(guó)內(nèi)很多鍋爐后煙井都采用雙煙道結(jié)構(gòu)再配合調(diào)節(jié)擋板，通過(guò)調(diào)節(jié)擋板的開度來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入前后煙道的煙氣量從而達(dá)到調(diào)節(jié)再熱器的蒸汽溫度的目的。在空氣預(yù)熱器入口煙道處設(shè)置關(guān)閉擋板門，如果一臺(tái)空氣預(yù)熱器因故障而停下來(lái)的話，就通過(guò)關(guān)閉擋板門來(lái)截?cái)酂煔?，這樣既能保護(hù)產(chǎn)生故障的空氣預(yù)熱器，也可以保證單臺(tái)空氣預(yù)熱器下也可以帶60%的負(fù)荷正常運(yùn)行。綜上所述，合理設(shè)計(jì)和布置擋板風(fēng)門至關(guān)重要，既可以保證鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)、有效運(yùn)行，也可以提高機(jī)組的自動(dòng)化水平。

1 擋板風(fēng)門的特點(diǎn)

    風(fēng)門可分為關(guān)閉擋板門、調(diào)節(jié)擋板門以及滑動(dòng)閘板門等幾大類。

    關(guān)閉擋板和滑動(dòng)閘板門都是用來(lái)截流、切斷工質(zhì)的，其中關(guān)閉擋板門啟動(dòng)快速、靈活，通用性強(qiáng)，在布置上一般不受空間、結(jié)構(gòu)等條件的影響，但漏風(fēng)率比閘板門高一些；而閘板門動(dòng)作比較慢，開關(guān)不靈敏，但漏風(fēng)率比較低，由于閘板門在設(shè)計(jì)、布置、使用因結(jié)構(gòu)原因而受到一定的限制。

    調(diào)節(jié)擋板門是用來(lái)調(diào)節(jié)工質(zhì)的流量，在結(jié)構(gòu)上與關(guān)閉擋板門相似，但他們的zui大區(qū)別在于葉片的開關(guān)方向。由于關(guān)閉擋板門僅考慮開和關(guān)2個(gè)位置，所以它的擋板的關(guān)啟方向是平行的，每個(gè)葉片的關(guān)啟方向一致，而調(diào)節(jié)擋板門要考慮0°~90°范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)，它每個(gè)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)方向是相對(duì)的，這樣使它具有良好的調(diào)節(jié)特性。如圖1所示：

圖1 擋板調(diào)節(jié)特性圖

圖1的曲線表示平行轉(zhuǎn)動(dòng)擋板的特性，而下面的曲線表示相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)擋板的特性，從中可以看出相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)擋板的氣流對(duì)稱、均勻、可調(diào)節(jié)性好，而平行轉(zhuǎn)動(dòng)擋板氣流流動(dòng)有偏差，可調(diào)節(jié)性較差等特點(diǎn)。

2 擋板風(fēng)門的結(jié)構(gòu)

關(guān)閉擋板門和控制擋板門的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2和圖3如下所示：

圖2 關(guān)閉擋板門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖3 調(diào)節(jié)擋板門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

    擋板風(fēng)門采用薄板壓制、焊接結(jié)構(gòu)。由框架、葉片、前后軸承、密封裝置和傳動(dòng)裝置這幾個(gè)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(nèi)界面的平直度和尺寸制造公差，這對(duì)于關(guān)閉擋板門中密封片的工作條件也有好處，能延長(zhǎng)密封片的工作壽命，并保持有較小的漏風(fēng)率。框架的外側(cè)，在前、后軸承處，分別焊有槽鋼和加強(qiáng)扁鋼，以加強(qiáng)局部剛度，保證軸承的工作條件。另外，框架外側(cè)也可以焊加強(qiáng)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(shè)計(jì)要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度，在確定的工作壓力、溫度下不至于變形過(guò)大而使漏風(fēng)率增大，同時(shí)還要求葉片處于全開位置時(shí)能盡可能地減少流動(dòng)阻力。

    葉片結(jié)構(gòu)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(shí)，也采用了特殊的軸承，一端采用自潤(rùn)滑的調(diào)心軸承，另一端采用圓弧形支撐面的滑動(dòng)軸承。從而使葉片在高溫和工作壓力下產(chǎn)生變形的情況下仍能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，在驅(qū)動(dòng)軸穿出框架處設(shè)有軸密封裝置，一則防止煙氣的向外泄漏，同時(shí)也降低了軸承的工作溫度，改善軸承的工作條件。

    對(duì)于關(guān)閉擋板門來(lái)說(shuō)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(jié)構(gòu)示意圖，見圖4。

圖4 葉片間密封結(jié)構(gòu)

    這種結(jié)構(gòu)能補(bǔ)償葉片之間的間隙，在葉片關(guān)閉時(shí)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(jìn)一步減少泄漏，另外這種結(jié)構(gòu)能自動(dòng)補(bǔ)償葉片和框架在高溫情況下可能產(chǎn)生的脹差，在保證密封的同時(shí)不影響葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)。

    框架外的聯(lián)動(dòng)裝置采用可調(diào)節(jié)的螺桿連接，它可以進(jìn)行熱態(tài)調(diào)整，從而不會(huì)發(fā)生卡死現(xiàn)象。動(dòng)力頭和傳動(dòng)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(dòng)力頭能膨脹同步。

3 擋板風(fēng)門的使用

    風(fēng)門的工作溫度低于400°C時(shí)采用碳鋼材料，高于400°C時(shí)采用耐熱的低合金材料。當(dāng)鍋爐燃用高硫燃料，且擋板用于煙氣低溫段時(shí)，一般采用耐磨腐蝕材料。另外如果葉片的跨度超過(guò)6m，或處于高溫區(qū)域時(shí)，這須對(duì)葉片強(qiáng)度進(jìn)行校核或者專門設(shè)計(jì)。

    風(fēng)門在開的位置，流線型葉片的擋流面積比較大，使介質(zhì)在局部區(qū)域的流速比較大（局部阻力系數(shù)約0.25）。但就整個(gè)管道而言，這個(gè)局部阻力的增加是很小的。

    擋板風(fēng)門的驅(qū)動(dòng)扭矩與擋板的壓差，擋板的截面積，葉片的數(shù)量等諸多因素有關(guān)，一般用如下的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算（見圖5，采用英制單位）：

圖5 擋板門驅(qū)動(dòng)扭矩圖

    關(guān)閉擋板門的驅(qū)動(dòng)扭矩：T=2K´A。

    調(diào)節(jié)擋板門的驅(qū)動(dòng)扭矩：T=K´A（A為風(fēng)門截面積）。

    公式已經(jīng)充分考慮了擋板壓差以外的諸多因素的影響及多年運(yùn)行后可能產(chǎn)生的各種情況，能保證風(fēng)門的安全、可靠的使用。

4 擋板風(fēng)門的應(yīng)用

    關(guān)閉擋板門主要起截?cái)嘟橘|(zhì)的作用，一般用于空氣預(yù)熱器入口煙道、一次風(fēng)和二次風(fēng)的出口處或風(fēng)機(jī)之后等需要截?cái)嘟橘|(zhì)的地方，理論上保證截?cái)嗪蟛恍孤?/p>

    調(diào)節(jié)擋板門可分別布置在鍋爐后煙井低溫再熱器側(cè)煙道和低溫過(guò)熱器側(cè)煙道下方，通過(guò)控制進(jìn)入低溫再熱器煙道的煙氣量來(lái)調(diào)節(jié)再熱器的蒸汽溫度。調(diào)節(jié)曲線見圖6。其控制原則如下：

    （1）極限位置保護(hù)：擋板平面與水平面夾角β的極限位置為15°。

    （2）正常帶負(fù)荷運(yùn)行：再熱器汽溫用擋板調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)過(guò)程中，再熱器煙道和過(guò)熱器煙道的擋板應(yīng)同時(shí)動(dòng)作，但方向相反，并要求兩煙道擋板的角度之和始終為90°。負(fù)荷和擋板開度曲線可圖，見圖6。

    （3）鍋爐啟動(dòng)前的吹掃階段：要求兩煙道的擋板角度β同時(shí)達(dá)到90°（即擋板全開）。

    （4）啟動(dòng)階段：鍋爐點(diǎn)火后要求βRH=15°（再熱器側(cè)），βSH=75°（過(guò)熱器側(cè)），使絕大部分煙氣流經(jīng)低溫過(guò)熱器，這樣既可保護(hù)再熱器，又可加快提高過(guò)熱蒸汽溫度，以縮短啟動(dòng)時(shí)間。

圖6 負(fù)荷和擋板開度曲線

5 結(jié)語(yǔ)

    綜上所述，擋板風(fēng)門是電站鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)中*的部分，它的合理布置和設(shè)計(jì)對(duì)鍋爐影響較大。所以工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)各種參數(shù)及電廠用戶的特別要求，選擇zui適當(dāng)?shù)膿醢屣L(fēng)門，以滿足各種運(yùn)行工況下的控制要求。