浅述空预器漏风原因分析及应对措施

浅述空预器漏风原因分析及应对措施

孙正睿

(华电潍坊发电有限公司锅炉队)

摘要：根据潍坊公司二期回转式空预器组成结构原理及实际运行工况，从检修及运行两方面分析降低漏风的原因及采取的措施。

关键词：空预器漏风率密封扇形板蘑菇状变形畜热元件

1、概述：潍坊公司二期锅炉配备两台三分仓容克式空气预热器，型号为2-32.5VI （T）-2185SMRC，转子直径为φ14236mm。空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备。其主要存在的问题是漏风，从近期我公司“对标”管理数据中发现二期空预器漏风率有上升趋势。漏风率增大会使排烟温度升高，炉内烟气温度降低，增大送、引风机的电耗，如果漏风过大，超过送、引风机的负荷能力，会造成燃烧风量不足，以至被迫降低负荷，直接影响锅炉的安全性与经济性。

2、原因分析：

回转式空预器的漏风包括二部分：直接漏风和携带漏风。因转子密封片与壳子密封板间隙总是大于零，压力高的空气穿过密封间隙漏向压力较低的烟气中，这是直接漏风。转子仓格中所包容的风量随着转子的旋转，会不断的转移到烟气侧，被烟气带走，这是携带漏风。

2.1直接漏风与密封间隙成正比，与压差的平方根成正比；另外还与烟气侧空预器壳体漏点、推力导向轴承中心筒处密封、空预器吹灰枪箱处密封、烟气进入空预器烟道膨胀节密封息息相关。

回转式空气预热器的转子布置着受热元件，烟气自上而下逐渐降温，因而上端的烟气、空气的温度都高，下端的烟气、空气温度低，这样，上端的膨胀量大而下端的膨胀量小，形成蘑菇由于蘑菇状变形引起各部分的间隙发生变化，使上面的外环间隙加大，下面的外环间隙减小。另外，转子的整体受热膨胀，也影响各部间隙。回转式空预器密封间隙分径向密封间隙、轴向密封间隙、旁路密封间隙。三者之中，径向漏风占总漏风量的80%以上，径向密封间隙又分热端径向及冷端径向间隙，我公司热端径向密封间隙采用扇形板自动跟踪漏风装置，即热端扇形板与在规定的间隙内跟随着转子径向密封片。该装置投用初期，效果良好，但随着机组的运行，效果不明显，主要原因是热端扇形板水平位偏差、转子

角钢水平度偏差过大，传感瓣运行中的磨损，原设计自动跟踪的频率太大（第六小时一次）。冷端径向密封间隙运行中不能自动调整，但与空预器出口排烟温度有关（排烟温度影响转子变形），#3炉投产初期，由于排烟温度低，达不到设计要求，而其间隙值未变，间隙过大，造成漏风率高。轴向、旁路密封间隙运行中也不能调整，在排烟温度低，达不到设计工况下，不改变其原来的设定值，间隙过大造成漏风率高。

空预器中气流间压差主要取决于烟风道及制粉系统的阻力，冷端气流间压差与其畜热元件堵塞程度关系很大，畜热元件堵塞包括运行中积灰堵塞及元件中波形金属薄板散倒，阻碍烟气流动。畜热元件堵塞，为满足机组负荷要求，势必增加送风机、引风机电流，增加风量，造成空气侧正压及烟气侧冷端负压匀增大，空预器冷端气流间压差增大，大量空气“短路”进入烟气侧，造成漏风率偏高。

由于空预器烟气侧为负压，如果烟气侧空预器壳体、推力导向轴承中心筒处密封、空预器吹灰器枪箱孔处密封、烟气进入空预器烟道膨胀节处存在漏点，人孔门密封不严密，大量的空气进入烟气侧，造成漏风率提高。

2.2携带漏风是固定的，由转子容积和转速而定，此处不作浅述。

3、技术措施

3.1在正常运行中由于径向漏风是造成漏风率偏大的主要原因，所以减小径向间隙是降低漏风率的关健。

3.1.1提高扇形板自动跟踪漏风装置投用效果，减少热端径向间隙，是降低漏风率的主要手段，其原理是：在空预器投运时，使扇形板定时向下跟踪转子的热态变形，减少扇形板与转子径向密封面的间隙。转子在热态下产生蘑菇状变形，而该系统使扇形板下弯，跟踪转子的热态变形减少漏风间隙，从而减少漏风量。扇形板的位置由一传感器检测转子角钢上的传感传感瓣控制。

（图1：转子冷、热态形状示图）

因此扇形板、转子定位及传感瓣的安装极其重要，检修中做如下工作：

a仔细用扇形板外侧两吊杆调整热端扇形板水平位置，调整扇形板高度为高于径向密封片4毫米，定好零位以防偏斜，此项工作每次停炉检修都要检查调整。b因传感瓣焊在转子角钢上，转子水平度偏差影响检测，我公司二期锅炉空预器转子水平度设计值为0.25mm/m，测量时要求转子全部承载，水平仪一次装妥，确保转子转动一周测量时不发生移动。转子水平度调整好后，对转子角钢进行测量，要求最高点与最低点的差值为0.5毫米。

c检查传感瓣的磨损情况，传感瓣为合金材质，但长时间运行，表面可能受到磨损，传感瓣低于角钢6毫米时，更换处理。扇形板处于零位时，传感器探测头与传感瓣间隙调整为0.8-1.2毫米。

d自动跟踪漏风装置的热态调整要在机组负荷550MW以上、转子变形尽量最大时进行，这样可以使行程最大，机组在高负荷时径向漏风最小；在调整中发现“初级限位开关”动作后，扇形板向上提升2毫米时，空预器电流稳定为正常值，内部存在轻微均匀的磨损声，可将原设计推荐初级触发扇形板向上提升3毫米更改为2毫米；由于实际情况下机组负荷变化较快，自动跟踪次数由原设计的6小时跟踪一次更改为2小时跟踪一次。

e原设计冷态下内侧径向密封片与扇形板的距离为2毫米，运行中，由于热端扇形板内侧随转子中心筒的膨胀而上移，该间隙可设置为0毫米，不影响运行。其它热端径向密封间隙按原设计值，由内向外依次为8毫米、9毫米、7毫米、2毫米。

3.1.2冷端径向间隙调整：实际情况下，空预器转子热态变形与设计不完全相符合，其冷端径向最外侧原设计间隙值为37毫米，可设置为35毫米。其它冷端径向密封间隙按原设计值，由内向外依次为0毫米、6毫米、13.5毫米、23.5毫米。

3.1.3旁路密封间隙调整：由于实际情况下，空预器转子热态变形与设计存在偏差，热端旁路密封间隙可由原设计7毫米更改为6毫米，冷端旁路密封间隙可由原设计37毫米更改为35毫米。运行中旁路密封片易受烟气飞灰颗粒磨损，检查中发现破损的密封片要求更换。

3.1.4轴向密封间隙调整：按设计值，热端为13.5毫米，冷端为7毫米。

径向密封设置：A=0，Ic=6，Jc=13.5，Kc=23.5，B=35，C=2，Ih=8，Jh=9，Kh=7，D=2

轴向密封设置：G=13.5，H=7

旁路密封设置：M=6，B=35

（图2：间隙调整示图）

上述密封间隙调整过程中，误差不大于±0.5毫米。

3.2减少空预器中气流间压差是降低漏风率的有效手段，减少压差主要是防止蓄热元件堵塞。由于蓄热元件中的波形金属薄板布置紧密，工质通道狭窄，易积灰甚至堵塞工质通道，我公司二期锅炉空预器蓄热元件分三层，分别为热段层、热段中间层、冷段层，相比而言冷段更易积灰，所以运行中需加强吹灰。另外烟气在出省煤器后进空预器前烟道上设有落灰斗，可将大的飞灰颗粒从烟气中分离至落灰斗，不仅能减少飞灰颗粒对设备磨损，还防止大飞灰颗粒堵塞蓄热元件，运行中落灰斗正常排放是关键。在检修时要求用高压水对蓄热元件彻底清洗，同时检查波形金属薄板是否散倒，发现散倒加固或更换蓄热元件。

3.3漏风率=(进入空预器烟气侧的湿空气量/进入空预器烟气侧的湿烟气量)×100%，从公式中可知减少进入空预器烟气侧的湿空气量，可降低漏风率，最直接有效措施是减少烟气侧空预器壳体、推力导向轴承中心筒处密封、空预器吹灰器

枪箱孔处密封、烟气进入空预器烟道膨胀节处存在的漏点；检修时仔细检查处理壳体漏点，视情况及时更换推力、导向轴承中心筒处密封盘根。

4、小结

综上所述，根据实际情况，结合设计要求，严格按各种数据进行检修、维护、运行，空预器的漏风率可控制在设计范围之内（不大于6%）。

参考文献：

1、上海锅炉厂有限公司，《2-32.5VI（T）-2185SMRC预热器安装说明书》2004年3

月

2、上海锅炉厂有限公司，《预热器漏风控制系统运行维修说明书》，2004年3月