电厂回转式空预器的漏风及治理

Alexandria2020

电厂回转式空预器的漏风及治理

1 概述

　　对于回转式空预器来说，其优点是：布置结构紧凑、受热面金属壁温较高，比管式空预器相比，其冷端腐蚀轻等。近年来，我国在设计高参数、大容量锅炉的过程中，该类型空预器得到广泛的使用。回转式空预器漏风率作为一项重要的经济指标，通常情况下对其运行的经济性进行衡量。目前国内200MW机组使用的回转式空预器的漏风系数普遍早0.3-0.5之间，有的高达0.6。漏风的增大直接影响锅炉的安全经济运行以及文明生产。由此，在设备选型基础上，对回转式空预器漏风率进行调整和降低具有重要的现实意义。

2 回转式空预器的工作原理

　　对于回转式空预器，根据仓位可以将其分为：三分仓和四分仓两类；根据动、静部分，可以将其分为：转子旋转式和风罩旋转式两类。目前在实际应用中，应用比较普遍的是受热面旋转式预热器，其中，主要以三分仓容克式空预器为主。通常情况下，转子、主轴与轴承装置、传动装置、密封装置，以及相应的罩壳等共同构成预热器的主要部件。

对于容克式空预器密封装置来说，其密封方式通常情况下分为径向密封、周旁路密封和轴向密封三类：

　　①径向密封。通常情况下，通过对烟气与空气通道进行布置，使得密封区的扇形密封板在一定程度上实现相应的径向密封，由于转子特定变形的影响和制约，只要对下部径向密封板下冷态预留一定程度上的密封间隙，那么对于热态时间隙来说，通常情况下，就能够进行相应的自然闭合。

②圆周旁路密封。该种密封方式，通常情况下，在上下封板的圆周方向，以及转子圆周方向，通过设置相应的密封圈，进行密封处理。在热态时，其密封间隙在一定程度上能够进行闭合。

③轴向密封。轴向密封通常情况下，与径向密封相类似，在转子与外壳之间的通道中设置相应的轴向密封，从圆周方向漏过的空气漏向烟气在一定程度上被有效地阻挡，降低其透过率。

3 漏风原因分析

　　 漏风通常情况下被分为直接漏风、携带漏风两种。

①直接漏风。所谓直接漏风就是指，在空预器三分仓中，流动介质之间由于存在压差，在一定程度上受预热器转动的影响和制约，进而在动、静之间产生相应的空隙，透过空隙进而在一定程度上形成漏风。按照压力从高到低的顺序，对流经各分仓的介质进行排序，依次为一次风、二次风、烟气，造成一次风向二次风及烟气侧的直接漏风、二次风向烟气侧的直接漏风。

　　②携带漏风。所谓携带漏风，通常情况下是指空气在流经转子仓格内蓄热元件的过程中，随着转子，空气从一个分仓被携带打破另一个分仓，进而形成相应的漏风。携带漏风量仅占总漏风量的12%，所以，降低回转式空气预热器漏风的关键就是降低直接漏风量。因此，为了控制直接漏风，回转式空气预热器通常采用径向、轴向、周向三向密封，以及相应的静密封装置。

上部径向密封板外侧调节装置设计不合理，运行中经常发现胀死现象，热态下转子外缘变形后，上部径向密封间隙增加，形成较大的泄漏间隙。预热的设计对热膨胀考虑不足，致使热态下各壳板搭接处及壳板上、下交角处易受烟风冲刷的密封焊缝胀开，形成泄漏。

　　 径向密封安装不平，进而影响调整密封间隙。通常情况下，如果调节密封间隙不科学、不合理，那么在一定程度上必然影响转子热态变形的适应度，在同类型的空预器中，这种问题普遍存在。热态下间隙偏小处，因间隙调整不合理，进而在一定程度上导致密封部件出现磨损，进而使得间隙偏大处漏风增大。固定T字钢转子模块弧形壳板上下角钢及预热器外壳上固定外周围向密封片的弧形角钢不平整，多处径向跳动值超标，使T字钢与外周向密封片之间的间隙难以保证。

　　 运行中吹灰系统及水清洗装置不能正常投运，使受热元件堵灰严重，尤其冷端更为突出，使阻力增大提高烟风间压差，增大了漏风。

4 漏风的治理

将调节盒改为双层设计，下层用来隔绝热空气盒烟气，以防若台下调节螺栓胀死，上层用来调节密封板位置。加粗调节螺栓，并采用抗弯强度搭的材质作调节螺栓，省去U形铁片。使调节简单化并能随时根据转子热态蘑菇状变形调节密封板位置以减小泄漏间隙。

按照实际的膨胀系数，合理预留冷态间隙值。径向、轴向密封片应采用新工艺，增加一个15°折角，密封片材质也应选用弹性更好且更耐磨的材质。预热器外科在设计上应适当地留有一些膨胀余量，以防热态下焊缝胀开。

径向、轴向密封片在安装三向密封片的过程中，一定要确保其在同一水平面内，同时保证各轴向密封片位于同一圆柱面。根据要求，采用密封全焊的方式对预热器各壳板搭接处及壳板上、下交角处进行处理，不能用点焊以防热态运行时焊缝崩开形成泄漏。

检查预热器烟风道以及各弯头、挡板门、膨胀节位置，清理积灰、消除“烟气走廊”及漏点：锅炉尾部烟道最佳烟气流速通常为6～8m/s；为防止积灰，每台预热器通常顺烟气流向布置有1～2台伸缩式吹灰器（常规布置在预热器冷端）。汽源由汽机侧辅联供给，重点需稳定蒸汽压力、过热度和吹灰频率。技改方向：变更吹灰器类型、吹灰方式、吹灰器布置位置等。

防止空预器冷端低温腐蚀：在使用高硫份烟煤和无烟煤的过程中，低温腐蚀容易在空预器冷端出现；在使用高水分褐煤时，在一定程度上需要给予空预器冷端氧腐蚀高度的关注。

　　为了防止空预器冷端低温腐蚀，通常情况下，采取的措施主要包括：

　　①以提高空预器受热面金属壁温为基础，进而在一定程度上对其实施相应的技术改造。通常情况下，借助热风再循环、增设暖风器两种方式，通过采用提高空气侧入口温度的方式，在一定程度上将空预器受热面金属壁温进行提高处理。

　　②采用耐腐蚀材料对冷端进行相应的处理。近年来，随着科学技术的进步，以及新材料、新工艺广泛应用，对于回转式空预器，通过采用耐酸搪瓷制造波形板，以及采用陶瓷材料制造冷端受热面等，进而在一定程度上提高冷端的耐腐蚀性能。

　　③降低酸露点或者使用相应的添加剂，进而在一定程度上对腐蚀进行抑制。例如，将石灰石投入CFB锅炉中进行燃烧进而不断降低硫份，空预器冷端低温腐蚀在一定程度上可以大大地减缓。

　　④低氧燃烧。

　　⑤停炉期间加大保养力度。在机组维修、保养停运后，由于长时间处于潮湿富氧的环境中，暴露的空气预热器受到相应的腐蚀，并且在一定程度上其受腐蚀的程度将会加剧。

　　⑥运用新技术。例如，采用喷图纳米材料的冷端防腐部件等措施。

5 结论

　　空预器漏风严重影响锅炉运行的经济性，造成电厂机组的供电煤耗增加，能源的浪费。降低空预器漏风率，成为火力发电提高机组运行经济性和节能减排的一个重要环节。本文概述了我国目前火力发电厂空预器的运行状况及工作机理，并根据空预器的构造及运行机理对空预器的漏风防治作出详细的阐述。

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