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降低妈湾电厂空预器漏风率的措施


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① 文章编号 :1006 - 348X ( 2003) 02 - 32 - 04

江西电力   26 卷   第 2003 年   2 期 第

降低妈湾电厂空预器漏风率的措施
陈兴冰     朱 颖
( 广东深圳妈湾发电总厂 ,广东   深圳   518052)

摘要 : 为降低

空预器漏风率 ,从结构设计分析得出空 、 烟气压差大和密封间隙大是其漏风的主要原因 ,通过采取高 压水冲洗 ,气脉冲燃气吹灰 ,双密封改造 ,空预器重新选型等一系列措施来降低漏风率 。 关键词 : 火电厂 ; 空气预热器 ; 漏风率 ; 气脉冲燃气吹灰 ; 双密封改造 ; 漏风控制系统 ; 高压水冲洗 中图分类号 : T K223. 3 4                文献标识码 :B
Abstract :Frome construstion design of air preheater analyzed t hat t he main cause of air leakage is flue gas heavy pressure difference and big sealing clearance. Through using a series of measures of high - pressure watering pulse gas sootblowing double sealing improving 、 preheater re - select type reduced air leakage rate. air Key words : t hermal power plant ; air preheater ; air leakage rate ; air pulse gas sootblowing ; double sealing improvement ; air leakage control system , high - pressure watering

0  概述

深圳 能 源 集 团 妈 湾 发 电 总 厂 是 拥 有 五 台
300MW 燃煤机组的大型火力发电厂 , 其中 1 ~ 4 号

荷 ,这一切严重影响锅炉运行的安全性与经济性 。 改造前 ,西安热工研究所对妈湾发电总厂 1 ~ 4 号锅炉进行了空预器漏风试验 , 空预器漏风率见表 1。
表1  空预器漏风率表
1 号机 2 号机 3 号机 4 号机

锅炉选用哈锅厂引进美国 CE 公司技术生产的 H G - 1025/ 18. 2 - YM6 型锅炉 , 每台炉配两台 29 - V I ( T) - 1780 型竖轴式受热面旋转空预器 ,5 号炉选 用哈锅 H G - 1025/ 17. 55 - YM15 型锅炉 , 配两台 28. 5 - V I ( T) - 1980 - SMR 型三分仓半模式受热 面旋转空预器 。其转子整个横截面被分为烟气 、 一 次风和二次风三个流通区 , 各相邻流通区之间有惰 性区 ,转子横截面示意图见图 1 。

平均值

机组负荷

270 MW 300 MW 300 MW 300 MW 16. 28 14. 85 17. 82 15. 82 20. 42 14. 595 16. 03

空预器 A 漏风率 ( %) 15. 46 空预器 B 漏风率 ( %) 13. 05

   从表 1 看出 , 四台炉空预器的漏风率远远大于 设计值 10 % 。1 号炉空预器因冒粉 、 漏风严重 ,300 MW 机组带不上满负荷 ,只能带到 270 MW 。因此 , 解决空预器漏风迫在眉睫 。
1  空预器漏风的原因

图1  转子横截面示意图

空预器的这种结构形式必然存在漏风 , 即正压 的空气漏入负压烟气 ,使空气直接进入烟道 ,被引风 机抽走 , 增加送 、 引风机电耗 。若超过送 、 引风机的 负荷能力 , 会造成燃烧风量不足 , 机组被迫降低负

从空预器结构设计分析 , 漏风主要有直接漏风 和携带漏风 。直接漏风是正压空气通过各密封间隙 直接漏入负压烟气 , 根据流体力学的夹缝公式 Q = μA ( 2gΔP/ r ) 1/ 2 , Q — 泄漏量 , A — 面积 ,ΔP — 压差 , 直接漏风量同密封间隙的大小以及两侧压差的平方 根比例关系 。携带漏风是指传热元件空隙中的空气 随转子转动而带到烟气侧 , 携带漏风量与转子转速

① 收稿日期 :2003 - 01 - 02 作者简介 : 陈兴冰 ,女 ,工程师 ,1993 年毕业于东北电力学院 。

江西电力   26 卷   第 2003 年   2 期 第

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有关 ,转速高则漏风量大 ,转速低则漏风量小 。对该 空预器而言 , 携带漏风率很小 , 一般在 0. 5 %以下 。 因此直接漏风是空预器漏风的重要原因 ,它与空 、 烟 两侧压差 、 密封间隙有关 ,具体分析如下 : 1. 1   空气 、 烟气侧压差大 1. 1. 1   空预器堵灰 若空预器堵灰 ,为维持炉膛的负压和燃烧风压 、 风量 ,必需提高引风机 、 送风机 、 一次风机的出力 ,即 增加空预器烟气侧 、 空气侧入口的负压和正压 ,从而 增大空 、 烟气侧的压差 ,以至造成漏风量大 。 形成空预器堵灰因素很多 ,主要有 : 送、 一次风机漏油 ,油随烟气进入空预器与积灰 结块 、 变硬 ,形成堵灰 ; 转子受热元件积灰大 , 伸缩式蒸汽吹灰装置在 吹灰时的湿蒸汽易使积灰结块 ,变硬 ,堵塞 ; 在锅炉大 、 小修期间对空预器用 1 M Pa 消防水 进行冲灰 ,效果不理想 ,受热面内部元件仍有大量积 灰 ,造成空预器运行中堵灰 。 1. 1. 2   风烟系统管道阻力大 风道 、 烟道越长 ,弯头越多 ,阻力就越大 ,为克服 阻力 ,必增加送 、 一次风机和引风机的出力 , 增加了 风、 烟侧的压差 ,造成漏风量大 。所以 ,为减少阻力 , 应缩短管道长度 , 减少弯头 , 弯头应选择圆弧过渡 , 避免直角弯头 。 1. 1. 3   转子密封片设计不完善 空预器转子是二十四分仓密封 , 空气侧至烟气 侧的压降是由一级密封片来承担 ,即冷 、 热端径向密 封和轴向密封在运行中起密封作用的基本上只有一 片密封片 。 1. 2   密封间隙大 1. 2. 1   漏风控制系统投入率低 空预器转子内布置着受热元件 , 烟气自上而下 逐渐降温 , 空气自下而上逐渐升温 , 因而上端的烟 气、 空气的温度高 , 下端的烟气 、 空气的温度低 。上 端的膨胀量大而下端的膨胀量小 , 形成了蘑菇状变 形 ,引起各部分的间隙发生变化 ,使上端的外环向间 隙加大 ,下端的外环向间隙减小 。为保证密封效果 , 必须投入漏风控制系统 ,对转子变形进行跟踪 ,自动 调整扇形板与密封片的密封间隙 。但由于工作环境 恶劣 , 方法不当 , 这套系统投入率不高 。经分析 , 传 感器冷却风湿度大和传感器探测头与连接块之间间 隙过小 ,易造成探测头和连接块卡涩 ; 采用的机械式 弹簧行程开关易失灵 , 这些是造成投入率低的主要 原因 。

1. 2. 2   固定密封装置设计不完善

轴向固定密封有漏风通道 ,冷 、 热端径向固定密 封有较大间隙 ,中心简填料被吹损后有间隙 ,这些都 会造成漏风 。 2  减少空预器漏风的措施 要减少空预器漏风 ,必须控制空 、 烟气侧的压差 和密封间隙 ,主要途径是减少空预器堵灰 ,提高漏风 控制系统的投入率 ,减少固定密封装置的漏风通道 , 对空预器转子密封片进行双密封改造 , 或对空预器 重新选型 。 2. 1   减少空预器堵灰 2. 1. 1   提高送 、 一次风机漏油的消缺率 , 杜绝漏油 现象 。 2. 1. 2   加装脉冲燃气吹灰装置 在对上海外高桥发电厂 、 上海石洞口发电厂的 调研中 ,脉冲燃气吹灰装置替换蒸汽吹灰 ,经监测空 预器的烟气阻力平均下降了 300 Pa 。在 1999 年大 、 小修期间 ,妈湾发电总厂 1~4 号炉的每台空预器加 装中 科 院 力 学 所 研 制 的 脉 冲 燃 气 吹 灰 装 置 300 KYA ,同时保留伸缩式蒸汽吹灰 。脉冲燃气吹 灰装置是利用乙炔和空气按一定比例混合后 , 在特 殊的装置内爆震燃烧 , 使可燃物的化学能瞬间转变 成携带振荡 、 冲击波 、 声波的高温高压湍流气体 , 彻 底吹除结渣性 、 粘结性和松散性积灰 。 2. 1. 3   采用高压水冲洗 在空预器清灰后 , 对其受热面转子进行化学加 药浸泡 8 h ,待灰块完全疏散 , 用 40 M Pa 高压水替 代原来 1 M Pa 的消防水冲洗 , 效果非常显著 。表 2 是湖南省电力试验研究所 1999 年小修前后对 A 、 B 侧空预器阻力的测试数据 。
表2  小修前后 A 、 侧空预器阻力测试数据 B
1 号炉 2 号炉 290 MW 1. 47 1. 53 1. 05 1. 19 0. 42 0. 34 0. 78 KPa 3 号炉 285 MW 2. 11 1. 95 0. 89 0. 85 1. 22 1. 10

负荷     小修前
A B

270 MW 2. 40 2. 14 1. 46 1. 47 0. 94 0. 67

小修后

A B

差值 平均差值

A B

   空 预 器 在 MCR 工 况 下 阻 力 设 计 值 为 0. 909 KPa ,经过小修的高压冲洗后 , 空预器阻力平 均下降了 0. 78 KPa 达 1. 15 KPa , 基本达到了设计 值。

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2. 2   提高漏风控制系统投入率

板焊接固定在传热元件检修门上 ,再加上装冷 、 热端 密封片 ,密封压板 ,调整 48 片轴向密封片等高 。
2. 5   采用 V I 型三分仓半模式结构空预器 28. 5 - V I ( T) - 1980 - SMR 型三分仓半模式

针对投入率低的原因 , 将传感器冷却风总管处 安装一套干燥过滤器 ,降低冷却风湿度 ; 将传感器探 测头直径从 40 mm 切割加工到 38 mm ,增加了探测 头与连接块的间隙 ; 因间隙加大会增加空气的外漏 , 在传感器顶部加装小波纹密封管 ; 拆除原有机械式 弹簧行程开关 S40 ,更换为 OMRON 型涡流式 2 mm 接近开关 。 2. 3   减少固定密封装置的漏风通道 2. 3. 1   轴向固定密封装置的所有漏风通道加装铁 板焊死 。
2. 3. 2   热端静密封在二次风至烟气侧 、 二次风至一

空预器与 29 - V I ( T) - 1780 型三分仓空预器的最 大区别在于前者受热面共分 36 分仓 ,径向密封和轴 向密封各 36 片 ; 后者受热面分 24 分仓 ,径向和轴向 密封各 24 片 。前者减速机构是减速后直接传动空 预器主轴转动 ,后者减速后传动空预器转子围带转 动 。前者设计空气漏风率为 6 % , 后者设计空气漏 风率为 10 % 。
3  改进效果

次风侧 、 一次风至烟气侧的原有静密封基础上增加 单波密封板 。冷端静密封在二次风至烟气 、 一次风 至二次风 、 一次风至烟气侧增加双波密封板 ,在二次 风至一次风 、 烟气至一次风 、 烟气至二次风侧增加单 波密封板 。 2. 3. 3   热端中心筒间隙处加焊环状波形密封板 ,从 而彻底根治中心密封筒因填料被吹损后大量漏风问 题。 2. 4   空预器转子双密封改造 为降低空 、 烟气侧密封压差 ,采用空预器转子双 密封改造 ,就是在 1 ~ 4 号炉空预器 24 分仓的结构 基础上改为模拟 48 分仓 , 即冷 、 热端径向密封及轴 向密封在运行当中只有 1 密封片起密封作用 , 改为 每一时刻都有 2 片及所夹封闭隔仓起密封作用 。双 密封结构相对单密封 , 其泄漏通道上的密封路径增 长 ,阻力增加 ,隔仓中的空气压力降低 , 使漏风量减 少。 2. 4. 1   热端径向密封的改进 热端密封有漏风控制系统监视 , 热端径向密封 只在原支承板上加辅助密封片 , 与原密封片并列安 装 。辅助密封片折角大于原密封片 20°增加一级 , 密封 。 2. 4. 2   冷端径向密封的改进 冷端径向密封改为模拟 48 分仓密封 ,在每仓传 热元件支承框中间加焊冷端基板和各段密封板条 , 加装冷端辅助密封片 、 密封压板 , 调整 48 片径向密 封片等高 。为保证密封效果 , 在冷端传热元件盒的 两盒中间夹一条δ= 3 mm 的钢板与连接板接触 ,以 封闭连接板及传热元件盒不规整产生的间隙 。
2. 4. 3   轴向密封的改进

在 1 ~ 4 号炉大 、 小修期间 , 采取了空预器高压 水冲洗 ,加装脉冲燃气吹灰装置 ,提高漏风控制系统 投入率的一系列改进措施 , 由西安热工研究所进行 了空预器漏风试验 ,测试结果见表 3 。
表3  改进后漏风率试验结果
1 号机 2 号机 3 号机 4 号机

平均值

机组负荷

300 MW 300 MW 300 MW 300 MW 11. 12 14. 34 12. 6 12. 5 11. 19 11. 55 12. 53

空预器 A 漏风率 ( %) 13. 75 空预器 B 漏风率 ( %) 13. 21

   由表 3 可知 , 空预器漏风率由平均值 16. 03 % 下降到 12. 53 % 。同时锅炉排烟温度变化见表 4 。
) 200MW 表4  排烟温度统计表 ( ℃ —

改进前
1 号机 2 号机 3 号机 4 号机 131. 9 128. 2 138. 1 131. 8

改进后
127. 9 119. 5 125. 6 120. 3

差    值
4 8. 7 12. 5 11. 4 9. 15

平均值

   锅炉排烟温度改进后比改进前下降了 9. 15 ℃。 空预器在上述改进措施的基础上 , 对 1 、 号炉 4 进行了空预器双密封改造 , 双密封改进后西安热工 研究所进行空预器漏风试验 ,测试结果见表 5 。
表5  双密封改造后空预器漏风测试数据
1 号机 4 号机 300 MW 9. 6 10. 132 10. 731

平均值

机组负荷 空预器 A 漏风率 ( %) 空预器 B 漏风率 ( %)

300 MW 11. 18 12. 012

   : 双密封改造前 1 、 号空预器漏风率平均值 注 4 为 12. 425 % 。 由表 5 可知 , 空预器双密封改造后漏风率降低 了 1. 694 % 。

在原两轴向密封片的 1/ 2 处焊接轴向密封片的 安装基板 ,热端基板直接焊接在转子外壳上 ,冷端基

江西电力   26 卷   第 2003 年   2 期 第

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积累上述经验后 , 对 2 、 号炉进行了空预器双 3 密封改造 ,在 5 号炉的筹建中 ,对空预器重新进行选 型 ,采用了 28. 5 - V I ( T) - 1980 - SMR 型三分仓半 模式空预器 ,其受热面分为 36 分仓 。该产品采取了 减少空预器漏风量措施 ,提高了机组效率 。

参考文献
[1《燃烧气脉冲除灰技术的试验研究》孙文超 . 詹焕青 . ] . ( 陈丽芳 . 吴承康《燃烧科学与技术》J ) ,1999 ,5 (1) :8 - 13 . [2 《湛江发电厂 2 号炉空气预热器密封装置的改进》 ] .

陈志坚 《广东电力》 12 卷第 1 期 . 第

( 上接第 31 页)

内冷水中含有较高的含盐量 , 就会在系统表面形成 盐垢 。从表 4 、 5 可知 , 发电机内冷水系统实施 表
T TA + EA 处理的绝缘强度和防结垢程度优于 B TA + EA 处理 。 2. 3   内冷水 p H 值合格率

用符合规程要求的冲洗压力或流量 , 对内冷水系统 进行反冲洗 ,反冲洗出的水质每次均较好 。最近一 次 ( 2002 年 4 月 22 日) 对 2 号机发电机内冷水反冲 洗 ,反冲洗出水水质清晰 ,铜离子含量 57. 8 ug/ l ,铁 离子含量为 165 ug/ l 。这说明发电机内冷水系统采 用 T TA + EA 缓蚀处理后的效果是明显的 。 3  结论与存在的问题 新余发电有限责任公司 1 号与 2 号发电机内冷 水采用 T TA + EA 缓蚀处理的实践 , 可得出如下结 论: 3. 1   内冷水中 T TA 含量大于 4. 0 mg/ l 时 ,对铜和 铜合金有较好的缓蚀性能 。 3. 2   内冷水系统采用 T TA + EA 处理的缓蚀效果 优于采用 B TA + EA 处理 。 3. 3   内冷水系统实施 T TA + EA 处理的绝缘程度 和结垢程度优于 B TA + EA 处理 。 根据三年来的生产运行发现采用 T TA + EA 或 B TA + EA 处理过程中 , 运行一段时间后会出现内 冷水 p H 值不稳定 ,补加 EA 次数频繁 , 造成此类现 象的原因尚未查清 ,有待于进一步研究使内冷水 p H 值稳定 ,减少 EA 补加次数 。
参考文献 :
zole Copper Corrosion Inhibitors in Cooling Water [J ] . Corro2 sion - NACE. 1985 ,56 :27~34 1999 ,41 :1205~1227 Chemical Physics Letters , 1998 , 287 ( 5) :449~454 gainst copper corrosion [J ] . Corrosion Science , 1997 , 39 ( 7 ) : 1221~1237 [ 1 ]Orin Hollander , Roger C. May. The Chemistry of A2 [2 ] Frignani A , Tommesani L , Brunoro G , et al. Influ2 [ 3 ]Loo B H , L brahim A , Emerson M T. Analysis of sur2 [ 4 ] Tommesani L , Brunoro G , Frignani A , et al. On t he

分别用 B TA 与 T TA 对内冷水系统进行处理 后 ,内冷水 p H 值合格率的对比如表 6 、 7 所示 。 表 内冷水 p H 值的大小对发电机空芯铜导线的耐蚀程 度有直接的影响 。从表 6 、 7 可知 ,发电机内冷水 表 系统实施 T TA + EA 处理和实施 B TA + EA 处理具 有相同的效果 ,均能使内冷水系统具有良好的耐蚀 性能 。
表 6   号机内冷水 p H 值合格率的对比 1 药    品 时间 ( 年) 合格率 ( %)
B TA + EA 1996   1997   1998 TTA + EA 1999   2000   2001

94. 10   70   89 99. 52   24   73 94. 99. 99. 99.

表 7   号机内冷水 p H 值合格率的对比 2 药    品 时间 ( 年) 合格率 ( %)
B TA + EA 1996   1997   1998 TTA + EA 1999   2000   2001 98. 90   47   99. 100

    00   93 98. 99.

2. 4   发电机运行和检修情况

新余发电有限责任公司 2 台机组先后于 1995 年和 1996 年投产发电 ,至今已运行了 6~7 年 ,据电 气运行人员反映 2 台发电机运行比较正常 。定子线 圈的绝缘电阻是反映内冷水水质是否合格和定子线 圈受潮程度的重要监督指标 , 是发电机投入运行的 基本条件 。在 1998 年~ 2001 年期间 , 每次开机前 测试发电机定子线圈的绝缘电阻 , 基本上符合规定 要求 。 近几年来 , 新余发电有限责任公司 2 台机组进 行大 、 中修 4 次 。电气检修过程中 ,电气检修人员使

zotriazole towards copper corrosion [ J ] . Corrosion Science ,

face coverage of benzotriazole and 6tolyltriazole mixtures on cop2 per electrodes from surface - emhanced Raman s pectra [ J ] . protective action of 1 , 2 , 3 - benzotriazole detivative films a2

ence of t he alkyl chain on t he protective effects of 1 ,2 ,3 - ben2


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