回转式空气预热器.doc

降低回转式空气预热器漏风率
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（华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂,黑龙江 牡丹江 157015）

摘要：华电能源牡丹江第二发电厂#8、#9号机组单机容量为哈尔滨锅炉厂300MW HG-1025/17.45-YM28型, 亚临界一次中间再热自然循环汽包炉，装用28.5-VI(T)-1550-SM半模式、双密封容克式空气预热器。
关键词：回转式空气预热器；密封；漏风；改进
0 引言
28.5-VI(T)-1550-SM半模式、双密封容克式空气预热器。主要是由转子、畜热元件、壳体、梁、扇形板、围带、烟风道密封系统及其控制系统、驱动装置、上下轴承及其润滑油系统、吹灰及清洗装置组成。高效率传热元件紧密地放在扇形仓里，扇形仓在径向分隔着被称为转子的圆柱形外壳内，转子之外装有转子外壳，转子外壳的两端同连接烟风道相联。预热器装有径向密封和旁路密封，形成预热器的一半流通烟气，另一半流通空气。他的工作原理是容克式空气预热器从烟气中吸收热量，然后通过由特殊形状的金属板组成的连续转动的传热元件把热量传给冷空气。当转子慢速转动时，烟气和空气交替流过传热元件，传热元件从热烟气吸收热量，然后这部分传热元件受空气流的冲刷,释放出贮藏的热量，这样使空气温度大为提高。作用是降低排烟温度，提高锅炉效率；提高空气温度，改善燃烧条件；提高炉膛温度，加强辐射传热，减少炉内蒸发面积。

图1　 空气预热器立体分解图

图1　回转式空气预热器分解图
由于回转式空气预热器独特的工作条件，决定了回转式空气预热器必然存在空气侧向烟气侧漏风的问题。漏风不但增大排烟热损失和引风机电耗；也会因使烟温降低而加速受热面腐蚀；当漏风严重时，将造成送入锅炉参加燃烧的空气量不足，而直接影响锅炉出力。

图2　回转式空气预热器工作状态图
1 漏风的原因分析
回转式空气预热器漏风的原因主要有：
（1）由于转子与定子之间有间隙，而且空气预热器尺寸大，运行时，烟气由上而下。空气由下而上流动，使整个空气预热器的上部温度高，下部温度低，形成蘑菇状变形，使各部分间隙发生变化，更增大了漏风。
（2）被加热的空气是正压，烟气是负压，其间存在有一定的压差。在压差的作用下，空气通过间隙漏人烟气中。
（3）回转式空气预热器的一次风压比二次风和烟气侧的风压均高很多，加上转子与外壳之间有间隙的存在，因此不可避免地存在一次风向二次风侧和烟气侧的直接泄漏以及二次风向烟气侧的漏风。密封漏风是漏风的主要部分，而密封漏风是由轴向漏风、周向漏风、径向漏风三部分组成。其中，径向漏风约占总漏风量的60%～70%。
（4）由于回转式空气预热器安装或检修质量，造成密封间隙过大。装满传热元件的空气预热器转子或静子处于冷态时，扇形板与转子端面为一间隙很小的平面。而当空气预热器运行时，转子和静子处于热态，热端转子径向膨胀大于冷端转子；同时由于中心轴向上膨胀，加上自重下垂，使转子产生蘑菇状变形，扇形板与转子或静子端面密封的外缘间隙，在热态时比冷态时增大很多，形成三角状的漏风区，如图1所示。

图3　空预器运行时密封间隙变化图
（5）空气预热器中间层波纹板积灰严重导致漏风增大。回转式空气预热器长期运行，如不及时吹灰疏通，使冷、热、中间受热面积灰增多，引起风压阻增大，出口烟气负压加大，漏风量上升。另外，波纹板堵灰使上下不通畅，引起预热器冷、热端温差变大，也可以使转子产生蘑菇状的变形更严重。空气预热器转子运行时其变形规律为
　　 　　γ=(0.006△T/H)·R·R 　　(1)
　　式中，γ为转子变形量，mm；ΔT为预热器冷、热端温差，℃；H为转子高度，m；R为转子半径，m。转子高度H和转子半径R都是固定的，所以，转子变形量γ与预热器冷、热端温差ΔT成正比。空气预热器积灰多时上下不通畅，使ΔT增加，进而转子变形量增加，导致回转式空气预热器的漏风增大。　
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图4　回转式空气预易积灰结构图

另外，回转式空气预热器漏风率和运行时间存在关系，回转式空气预热器在磨合期漏风率较大，稳定期漏风率较稳定，恶化期漏风率剧增，总的来说回转式空气预热器漏风率和运行时间成正比的关系。　　

图5　回转式空气预热器漏风率与运行时间的关系图

2 改进措施
(1) 减小密封漏风。回转式空气预热器的漏风主要是密封漏风，其中径向漏风约占总漏风量的60%～70%。因此，解决回转式空气预热器的漏风问题首先应尽量减小径向漏风。利用机组临检、大、中、小修、技改的时候对空气预热器各种密封元件进行检查调整。对少数径向和环向密封片因受热原因使材料在高温区域发生一些塑性变形，着手进行更换处理，以保证减少密封间隙漏风发生；冷、热端旁路密封按照间隙数值进行校正，更换不合格的旁路密封片，
采用“双道密封”来加强现有空预器的径向和 轴向密封效果，它是通过加倍掠过径向轴向密封板上的密封片的数量来实现的。这样，烟气 空气流压力之间有一个中间压力，使得两股气流之间压差减小一半，也可以理解为迷宫式的 “双道密封”增大了空气流向(漏向)烟气侧的流动阻力，这样可以有效地降低漏风率。
还可以通过改变密封片的形状来改变空气侧和烟气侧密封片处得空气流动特性，将平面密封片改换成像空气侧弯曲的曲面密封片，这样空气在曲面的运动惯性作用下通过回转式空气预热器。
密封片

烟气

空气

　图6　回转式空气预热器密封片处气体流动特性图
(2) 加强对空预器传热元件的堵灰进行疏通。空预器传热元件通道畅通、表面清洁光滑，才能使转子变形量和漏风减少。如果传热元件堵灰无法疏通，将使冷、热端温差变大，空预器的漏风增大。一方面应使用吹灰器进行定期吹灰，尽量使回转式空气预热器所有传热元件都能受到压力蒸汽的吹扫，及时清除灰尘，保持传热元件畅通、清洁。“空气炮”定期除灰。另外，大小修时用高压水多嘴清洗管进行喷射除灰，对发现堵死的元件要加强疏通。大修时采取将传热元件盒取出，割开盒架，对堵死的传热元件一片一片清理，然后全部重新安装。
(3) 调节好回转式空气预热器转子及扇形板的水平位置。

图7　回转式空气预热器转子找水平
记录转子在A、B、C、D、E、F各点的水平度尺寸。所有水平度应保持在0.40mm/m以内。

图8　扇形板水平读数
确定转子已调好水平度；拆除临时支撑并正确地固定扇形板；把千分表或者指示板和测隙规固定在径向隔板的预先确定好的永久性标记位置上，当径向隔板转到扇形板处时进行测量千分表和扇形板密封面之间的间隙值；算出每块扇形板内侧的间隙变化值以及外侧间隙变化值。扇形板内侧间隙变化和外侧间隙变化的允许误差在0.5mm以内。
表1 从热端观察
位置尺寸
变化量(mm)
A ( mm)
B ( mm)

C ( mm)
D ( mm)

E ( mm)
F ( mm)

G ( mm)
H ( mm)

I ( mm)
J ( mm)

K ( mm)
L ( mm)

表2 从冷端观察
位置尺寸
变化量(mm)
A ( mm)
B ( mm)

C ( mm)
D ( mm)

E ( mm)
F ( mm)

G ( mm)
H ( mm)

I ( mm)
J ( mm)

K ( mm)
L ( mm)

(4)保证回转式空气预热器轴向密封间隙、旁路密封间隙间隙值公差为±0.5mm以内

图2　 轴向密封装置
轴向密封装置读数

图9　旁路密封装置
(5)制定周密的回转式空气预热器检修计划，在回转式空气预热器运行到恶化期之前对其进行检修，保证回转式空气预热器始终在稳定期运行，是漏风率达到最佳值。
(6)此外，降低回转式空气预热器漏风率还与动力装置、传动装置、减速装置的稳定运行有很大的关系，一次风机、二次风机与烟道引风机出力稳定风烟压力、风烟流量、风烟温度都应在正常值范围内，使回转式空气预热器始终接受到平稳、充足的给力。
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图10　回转式空气预热器稳定运行状态图
3 漏风治理经济性分析
　　回转式空气预热器降低漏风率对锅炉机组的安全经济运行有着重要的意义和价值。
　　1) 漏风率降低，可保护锅炉燃烧氧量充足，减少锅炉不完全燃烧热损失和排烟热损失，降低了排烟温度，提高锅炉效率，可节约燃煤。同时，热风温度得到提高，有力地保证了煤粉的着火和稳定燃烧。
　　2) 漏风率降低，减少了空气和烟气流量，降低送风机、引风机电耗，可节省厂用电，同时也避免了因风机出力不足而影响整台机组的出力。
　　3) 漏风率降低，减少了空预器出口烟气流量，降低了烟气流速，从而使静电除尘器的效率增加，同时所有在空预器下游的设备磨损降低，其维修、维护量大大减少。
　　4) 对空预器本身，漏风率减小，空气侧漏向烟气侧的流量下降，流速降低，各易磨损件的寿命也延长，维修、维护工作量减少。
4 结论
要彻底消除回转式空气预热器的漏风，以目前的技术是不可能的。我们只有通过不断地设备改进，提高检修工艺和质量，采用先进的经验和技术，逐步降低回转式空气预热器的漏风率。这有利于锅炉排烟热损失减少，降低烟温引起的设备低温腐蚀，减少送风机、引风机的运行负荷，降低其电耗，节约厂用电，防止由于回转式空气预热器漏风而影响锅炉出力问题的发生。
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参考文献：
[1] DLT 750-2001 回转式空气预热器运行维护规程
作者简介：
×××（××××年-），男，黑龙江牡丹江人，华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂××、×××，现从事锅炉检修方面的工作。电话：××××××××××.