回转式空预器的漏风原因及预控方案

丽君

摘要：随着火力发电机组蒸汽参数及容量越来越大，现代电站大型锅炉普遍采用了三分仓回转式空预器。具有传热系数高、结构紧凑、体积小、金属耗量较少、烟气腐蚀轻、运行维护成本低等特点。但由于回转式空预器自身的结构特点，不可避免的会产生空预器漏风问题，大部分空预器漏风率约为10%。空预器漏风也使引风机、送风机、一次风机的电耗增加，锅炉的排烟温度上升，从而降低了机组的经济性。以公司1000MW机组空预器漏风自动控制装置为例，分析空预器漏风的原因及解决方法。

关键词：回转式空预器；漏风原因；预控方案

1预热器工作原理

空预器的工作原理，是通过空预器转子缓慢地载着蓄热元件旋转，经过流入预热器的热烟气和冷一、二次风，而完成热交换的。传热元件首先从炉膛的高温烟气侧吸取热量，然后通过传热元件的转动，把高温的传热元件旋转至二次风、一次风侧，不断地将热量传递给二次风、一次风，从而完成热交换。

2回转式空预器漏风原因的分析

2.1受热不均问题

空气预热器动静部件的间隙就是漏风的渠道，由桶式转子和外壳组成，每一格都是15°的圆周角热端转子膨胀变大，转子是运动部件容易出现变形，酸雾会对金属设备产生腐蚀，从而出现漏风区，造成较大漏风量。

2.2特殊结构问题

回转式空预器的外壳是静止部件，三分仓结构只有一条径向密封片，这种结构会使密封片发生故障，造成设备漏风率提高。使其受热面承受较大的两侧压力，被分成24仓格，一般情况下冷端转子径向变小，形成单径向密封状态，与扇形密封板接触。

2.3吹灰堵灰、酸雾腐蚀问题

锅炉在运行过程当中，容易发生设备的堵灰现象，反作用到设备的风入口，就会导致入口风压提高，容易产生密封磨损，严重时甚至可能会引起燃烧。炉内烟气中的二氧化硫及三氧化硫与水蒸汽会发生化学反应，形成酸雾，视机组排烟温度的不同，酸雾的危害也不同，如果排烟温度高与酸雾的露点温度，酸雾只有少量残留在空预器元件上，危害较小。但是如果机组排烟温度较低，低过了酸雾的露点温度，则酸雾会在空预器元件上形成液态，导致低温腐蚀，同时液态硫酸会与空预器烟气中的灰分混合，出现粘灰状态物，导致空预器堵塞加剧，堵灰又会造成进风入口风压增加，从而又增大了漏风率。

2.4设备使用中的管理问题

空预器在各项因素的影响下，比如飞灰、腐蚀、密封件磨损等因素的影响下，空预器密封受到影响，从而使空预器风侧的高压介质漏入负压的烟气侧，这样就会使送入炉内的氧量有所降低，为了维持炉内氧量，运行人员则必须提高送风机挡板开度，增加送风机的出口风压。我们上面已经分析过，送风机出口风压增加后，必然会导致空预器漏风的进一步扩大，从而形成恶性循环，因此空预器漏风状态的监控非常重要。现在电厂运行中将空预器漏风率的检测作为一项定期工作，也就是出于以上原因。通过对空预器漏风率的监控了解空预器的漏风状态，漏风率不大时可以维持机组运行，但是如果由于各种原因导致空预器漏风率超标，则必须将其纳入检修项目。

3回转式空气预热器漏风的预控方案

3.1设计方面

采用焊接方式，缩小密封板与静密封片之间的间隙；通过对空气预热器的结构设计进行改造，缩小动静部件的间隙，减少间隙漏风；对于监控漏风系统，要及时进行改造调整，对其的布设和点阵进行改变，保证监控漏风系统中传感器的敏感性；还可以在热端径向密封的上方安装扇形板控制系统，及时对进行跟踪，从而隔离空气和烟道；抓紧空气预热器密封性这一核心进行部件设计，减少径向漏风，使漏风量降至6%~8%。在该阶段采取措施进行预控，主要是为了减少漏风携带量。

3.2制造方面

引进国外先进技术进行空气预热器的设计与制造，对于参与制造的工人进行严格而且专业的培训，确保焊接技术处于合格状态，根据图纸进行标准制造，尽量缩小各部件之间的间隙，提高设备质量。

3.3安装方面

在进行静密封安装时，需要做到两点：（1）使密封盘与圆弧板之间的距离调节到最佳，（2）使风仓间的密封效果得到保证。密封装置的安装包括：轴向密封安装、径向密封片安装、中心筒密封片安装、旁路密封片安装。在轴向密封装置的安装中，使冷端与热端的转子密封角钢跳动量的最大点保持2mm；在径向密封片的安装中，以某块径向隔板为标准，来保证3块扇形板的水平度处于同一平面，最终使扇形板与密封片之间的误差保持在1mm；在中心筒密封片的安装中，要控制好中心筒端面与静密封卷筒之间的距离，使静密封卷筒的密封面与中心筒密封之间的距离为1.5mm，使扇形板密封表面与中心筒密封之间的距离保持在0.5mm~1.5mm；在旁路密封片的安装中，要使密封钢角与其之间保持合理距离。

在对T字钢与转子角钢进行安装时，通过调整后椭圆度，确定好T字钢的回转半径，保证总偏差在1.6mm以内，最后再进行焊接，保证T字钢的稳定性；在安装冷端装置与热端装置时，先调节冷端装置，再调节扇形调节装置，最终使冷端装置与热端装置均与图纸的标准值相符合；在进行下梁安装时，需要用水瓶玻璃管进行距离测量，使下梁的水平度达到规定要求，保证误差处于允许的范围内。

此外，要提高施工人员的责任心，使他们严格按照图纸规定的尺寸安装设备，尽量减少误差，缩小空气预热器各部件之间的间隙，从而减少漏风现象。

3.4运行方面

空气预热器在进行热态运行时，既要保证其转子消防管道内时常有水，又要缩小两侧正负压的气压差；及时进行温度测量，保证空气预热器的各部件在可承受的温度范围内运行；另外还可以将空气预热器与暖风器结合使用，平衡空气进口处的温度，从而有效控制转子热变形；在回转式空气预热器暂停运行时，需要结合实际情况及时地调整密封片与弧型密封之间的距离，从而降低漏风量；空气预热器在进行热态运行后，要及时测量预热器的水平度，检查转子膨胀情况，若发现异常，则重新调整轴水平度。及时清理烟道、风道、波纹板的灰尘，保证每隔四个小时进行一次吹灰，还可以使用“空气炮”定期对空气预热器进行全面的除尘，提高传感器的灵敏度；要时长对空气预热器进行大修、中修、小修对机组的部件进行调查，如果在调查中发现个别部件因为高温使用而发生变形，则应及时更换处理，保证空气预热器的正常使用和减少漏风量。根据调查统计发现，如果配300MW机组锅炉，那么空气预热器的漏风率每降低1%，机组煤耗便可降低0.16g/（km/h）。

3.5设备的运输方面

对于已经完成装置的回转式空气预热器在运输过程中对场地的要求较多，尤其是起吊工作方面，一不小心就会使设备部件发生摩擦甚至出现变形，这就需要保证空气预热器各部件摆放合理。对于已经开箱但还未安装的设备，还应该做好施工现场成品半成品保护工作来保护空气预热器的部件。

结论

通过对漏风装置投入前后对比，空预器的漏风率由10%下降至约6%，说明漏风控制装置降低空预器直接漏风有效，而且装置运行维护费用低，自动化程度高，操作方便。漏风装置自投运以来空预器漏风量明显减少，用电率大幅下降，减少了空预器烟侧出口烟温的虚假下降，真实反映了锅炉的排烟温度，为运行人员燃烧调整提供了真实依据。自动漏风控制装置的应用，能够有效降低空预器漏风率，锅炉热效率明显提高，大大降低了发电煤耗。

参考文献：

[1]王永珠.空气预热器漏风原因及安装控制措施[J].中国新技术新产品，2017（17）：130.

[2]李宇.回转式空预器漏风处理及实例[J].锅炉制造，2017（11）：27-29.