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蒙达公司2号炉空预器漏风改造
















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? 分析与探讨 ?

蒙达公司 ! 号炉空预器漏风改造
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张睿鑫, 乔幼臻, 刘振军
( 蒙达发电有限责任公司, 内蒙古 达拉特

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@ 摘要 A 针对蒙达公司 = <!B $ C 3 锅炉回转式空
气预热器漏风率偏大的问题,采取取消间隙自动调 整装置、 将三向密封改造成固定式密封、 轴向密封由 单密封改为双密封、加宽一次风至烟气侧及二次风 至烟气侧的扇形板等技术改造措施,有效地降低了 漏风率, 提高了锅炉运行的经济性和安全性。 漏风; 扇形板; 密封 @关键词A 空气预热器; F @中图分类号A DE!!?.? > @文献标识码A / @文章编号A =<<GHI!=G( !<<!) <BH<<=JH<? 回转式空气预热器因结构紧凑、 占地面积小、 钢 材消耗量小等特点而被广泛应用于大型电站锅炉 上;但漏风大和漏风突变也是应用这种设备的电站 锅炉存在的普遍问题。 通过对蒙达公司 = <!B $ C 3 锅 炉回转式空气预热器漏风大的原因分析,并采用美 国 1// 空预器公司最新的冷端调节扇形板技术对 空 其进行局部改造, 改造后经 = * 多运行实践证明: 气预热器的漏风率一直保持在 KL以下, 效果明显。

密封系统采用径向、 轴向、 环向密封; 空预器间隙采 用自动跟踪调整装置。 原设计其它参数如下: 空预器 进 C 出口烟气温度为 ?K< C =>>.? S ;一次风 C 二次风 进口温度为 !< C ?G S ;一次风 C 二次风出口温度为 漏风系数不大于 <.=! 。 ?B=.J C ?>=.J S,

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密封原理及密封方式
在容克式空预器运行期间,当转子转动时流过

传热元件的空气和烟气存在压差,通常空气流的压 力比烟气流压力高, 因此, 在空预器的热端和冷端就 产生空气漏入烟气的泄露。为了控制这种泄露安装 了密封装置。 密封装置包括径向密封、 环向密封或旁路密封、 轴向密封和转子中心筒密封。 径向密封片固定在转子径向隔板的冷端和热端 上,这些密封片基本上设定在距离扇形板的规定间 隙, 以期使空预器在运行中保持最小间隙。 轴向密封片固定在转子外圆周的径向隔板上, 从热端到冷端。可调轴向密封板装于主支座板的内 侧, 与扇形板外侧平齐, 从热端延伸到冷端, 以密封 片和轴向密封板的规定间隙来设定轴向密封板。 旁路密封片固定在热端与冷端连接板的旁路密 封角钢上,这些密封片可使预热器在整个运行期间 和 D 字钢之间保持最小间隙。 D 字钢装在热端与冷 端的转子圆周上。旁路密封片的作用是限制气流通 过转子和转子外壳之间的空间。 转子中心筒密封片固定在转子中心筒热端和冷 端的圆周上,在环形密封盘或密封盖的凸缘之间运 转。

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空预器的配置
蒙达公司 ! 号锅炉为北京锅炉厂引进美国

亚 /MN 公司技术生产的 /MN/H=<!B C =G.>>H5 型, 临界压力、 中间再热自然循环、 单炉膛平衡通风、 正 压直吹、 前后墙对冲式固态排渣煤粉锅炉。 选用的空 气预热器( 下简称空预器) 是上海锅炉厂生产的 O C 采 5PQPH=<J.<?.<?H!<<< 型三分仓容克式空预器, 用逆流式进行再生热交换。 空预器采用周边驱动, 转 速为 ==.>J % C 9(6 , 转子直径为 =< ??< 99。 空预器采 用模数仓格结构, 全部蓄热元件分别装在 !> 个仓格 ( 每个仓格为 =B R) 内, 蓄热元件分三层, 下层冷端蓄 热元件用 =.! 99 厚的耐蚀“ 考登” 钢板制造, 上部热 端 ! 层蓄热元件由厚度为 <.I 99 碳钢板轧制而成。
@收稿日期 A !<<!H<IH!=

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漏风原因分析
自 ! 号炉投产以来, 空预器漏风严重, 既增加了

, 男, 内蒙古人, 沈阳电力专科学校热动专业毕业, 助理工程师, 现从事电站锅炉本体检修工作。 @作者简介 A 张睿鑫( =KJ!H)

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内蒙古电力技术

$//$ 年第 $/ 卷第 . 期

引、 送风机的无效负荷, 又增加了厂用电; 冷端漏风 时冷风直接进入高温烟气中,使硫酸蒸气凝结在空 预器吸热元件上, 造成低温腐蚀, 并产生结垢和堵灰 现象; 热端漏风时又会造成排烟温度升高, 严重影响 机组的安全经济运行。 经对设备检查及试验, 找出的 问题如下:

密封间隙进一步增大, 促使漏风逐步增加。

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空预器传热元件堵灰严重 由于空预器除灰是选用蒸气吹灰装置,从运行

情况看, 蒸气吹灰效果不理想, 每次停炉检修均发现 冷端受热面积灰较严重, 其堵灰面积约 !/ 2 , 使得 运行中流通截面减少, 流动阻力系数增大, 空预器上 下进出口风压差增大, 造成漏风率进一步增大。

!"# 空预器间隙自动调整装置不能正常投入
自动装置的探测元件为平面检测线圈,采用涡 流探测原理测量径向密封间隙,自动装置根据测量 值自动控制热端扇形板上升或下降,以保证空预器 漏风在设计值范围内。因平面检测线圈及前置放大 器在高温下难以正常工作, 且运行中经常损坏, 造成 间隙自动调整装置不能正常投入。机组正常运行时 热端扇形板与转子径向密封的间隙达不到设计要 求。另外, 控制装置设计功能不完善, 缺乏应有的保 护功能, 一旦控制装置失灵易造成空预器卡死, 密封 片损坏或间隙调整到最大位置, 使漏风增大。

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空预器的改造
改造过程 结合空预器的实际运行情况, 于 #,,-3#/ $ 号

炉大修 和 $///3/% $ 号 锅 炉 中 修 中 对 空 预 器 逐 次 进行漏风改造, 具体过程如下: ( #)彻底清除空预器传热元件的积灰。将现有 的密封片全部拆除, 绘制图纸, 由生产厂家重新加工 密封片, 使之从硬度、 塑性、 弹性及耐磨等性能上均 有所提高。 ( $)自制车削刀架对空预器的 0 字钢进行了车 削调整, 最大车削量达 #/ && 以上, 并保证 车 削 量 控制在 0 字钢的机械性能设计范围内。经过车削, 提高了环形密封的安装精度和密封效果,重新加装 了新的密封片, 并调整密封间隙, 热端调整为 % &&, 冷端为 # &&。经测量空预器的环向密封, 在热态满 负荷时密封间隙接近于 / , 大大减少了环向漏风。 相应增加 ( !)针对轴向密封间距过大的问题, 了密封片数量, 由原来的 $1 片增加到到 1- 片, 使密 封 间 距 从 原 来 的 $". && 缩 小 到 现 在 的 /"- && 左 右。同时, 在安装时将原厂家设计的花焊方式, 改为 每一片都采用双面满焊, 减少了漏风死角。 调整轴向 密封时, 在圆弧板的上下两端加装补隙片, 消除密封 盲区, 并调节圆弧板使上端间隙为 , &&, 下端间隙 为 1". &&, 小于原设计值, 使轴向 密 封 在 热 态 时 达 到似碰非碰的状态, 最大程度地减少轴向漏风。 ( 1)径向密封一直是影响空预器漏风的一个主 要因素, 因为空预器的膨胀量主要是在轴向, 且转子 转动过程中由于中心筒的偏差, 可能不在同一平面; 再者, 转子转动过程中, 吸热元件在风侧和烟气侧不 停的转换引起冷热不均,也至使转子在转动过程中 不在一个平面,这些都严重影响空预器径向密封的 效果。 为解决这个问题, 取消空预器间隙自动跟踪调 整装置, 改进了扇形板。 扇形板是考虑各种工况下转 子热变形而设置,施工时在扇形板与空预器壳体之 间焊接新的钢板, 把扇形板固定在某一位置, 形成完

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固定密封使用寿命短 固定密封为热端扇形板与钢梁之间的密封, 由

两 块 厚 度 为 % && 的 #$’(#)*+ 钢 板 搭 接 而 成 , 一 块采用螺栓紧固在扇形板上, 一块紧固在钢梁上, 保 证热端扇形板能上下移动, 隔绝热风向烟气侧泄露。 因烟、 风侧的差压大, 且热风中含有灰尘, 热风向烟 气侧泄露的同时, 使固定密封磨损, 特别是一次风与 烟气侧的固定密封仅使用 ! 个月就磨出孔洞。

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下部径向密封间隙过大 在运行中, 高温烟气从上而下流动, 而冷空气是

从下而上流动, 形成转子上部温度高, 下部温度低, 其径向隔热板膨胀量同样出现上部大于下部,加之 转子受热后其刚性出现一定的下降, 使转子形成“ 蘑 菇状” 变形。 利用停炉机会测试冷态下的密封间隙分 别 为 : 径 向 密 封 靠 中 心 上 端 为 , &&, 下 端 为 #! 轴向密封热端为 #-". &&, 冷端为 ## &&; 环向 &&; 密封热端为 #/ &&, 冷端为 . &&。以上间隙均大大 超过了厂家给定的设计值。 另外, 从环向密封所测数 据可判断, 空预器的 0 字钢椭圆度也较大。同时测 得下部径向密封片预留空预器转子热态时的变形间 隙, 实际外侧预留为 1/ &&, 预留值偏大, 这是一个 主要漏风点。

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部分静密封设计欠佳 空预器扇形板和轴向圆弧板的静密封设计原为

单侧动, 紧贴密封结构形式, 由于热态运行时静密封 压板螺丝受热膨胀,使静密封压板发生松动而产生 间隙, 在间隙处有含尘高压风通过吹损静密封板, 使

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内蒙古电力技术

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整的焊接结构,从而消除了原来固定密封的漏风, 密封间隙按设计值设定。 由于运行中一次风压高达 而烟气侧为负压 & 345 以上, 两者压差 " 345 以上, 很大,原一次风与烟气侧采用单密封结构密封效果 难以保证, 改造时将一次风与烟气侧冷热端扇形板均 加宽, 形成双密封, 提高了密封效果, 减少了此处漏 风。一次风与烟气侧冷热端扇形板加宽后, 排烟温度 将会升高, 热风温度下降, 并使原来烟气侧和一次风 侧的流通面积减少, 将导致流动阻力增加。但由于改 造后的漏风率大大降低, 对机组运行中的风压及烟压 影响不大。 由于一次风与烟气的压差大造成烟气侧扇 形板磨损速度快, 寿命短。 为便于检修维护, 密封面采 用可更换衬板的结构形式, 全部更换为新扇形板。 以上问题解决后,重新安装了新加工的径向密 封片, 使其与中心密封的间隙为 %, 冷端、 热端间隙 为最大, 以便在热态下调整扇形板。

一直维持在 "- 左右,改造后的空预器出口氧量增 加值也随之降低, 改造后的测试参数列于表 ! 。
表!
参数 负荷 ( )* , 空预器入口氧量 ( , 空预器出口氧量 ( , 空预器漏风系数 , 空预器漏风率 ( 2 空预器入口氧量 ( 2 空预器出口氧量 ( 2 空预器漏风系数 2 空预器漏风率 ( 锅炉效率 ( -

改造后空预器测试参数列表
大修后 ( !""#$!% ) 中修改造后 ( &%%%$%’ ) 调整后 ( &%%!$%" )

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改造前后的效益分析
改造后空预器漏风率明显降低,尤其是双密封

1.&

热态调整 在所有冷态安装调整工作结束后,进行热态调

改造效果最为明显,使得空预器出口的过剩空气系 数也随之明显降低, 在保持排烟温度不变的情况下, 锅炉出口氧量每降低 !- ,锅炉效率则升高 %.1’- , 发电煤耗降低 !.’ 7 ( 3* ? 改造后空预 6。以此计算, 器出口氧量降低约 !.+’- ,锅炉效率比改造前提高 约 %.’+- , 降低发电煤耗约 &.&7 ( 3* ? 按蒙达公司 6; 每台机组平均发电 !0.0/ 亿 3* ? 6 ( &%%! 年发电完 成 0! 亿 3* ? 计算, 引风 6) ! 5 节约标煤约 + "%/ 8; 机、 送风机和一次风机单耗均有所降低, 而且使空预 器的低温腐蚀和结垢堵灰现象几乎杜绝,大大提高 了设备的安全性和使用寿命, 经济效益十分显著。

整。热态调整需要机组带满负荷运行 &1 6 后进行 ( 因此时空预器的各部分膨胀量都达到最大) 。 首先, 调整空预器圆周上的 + 块圆弧板, 调节调 整螺栓, 使园弧板与轴向密封片先轻微碰撞, 然后向 后调节园弧板使碰撞声消失,保证轴向密封片与园 弧板在最大负荷时达到似碰非碰的状态。 对径向密封冷端进行最佳调整。先调整烟气侧 ( 因烟气侧比空气侧温度高, 膨胀量大, 可为空气侧 调节提供依据) , 将烟气侧的扇形板调节螺栓从初始 的最大位移处向上调节,当听到与径向密封片有轻 微碰撞时, 适当向下调节, 消除碰撞声后, 即是机组 满负荷时的最佳状态。按以上步骤逐个调整一次风 侧、 二次风侧扇形板。 在运行方面,要求运行人员严格执行空预器的 定期吹灰制度,严密监视空预器的进、出口烟气温 度, 及时调整, 使之尽量不超过设计值, 以减弱空预 器的超温膨胀量。

0

结论与建议
空预器经改造后, 漏风率明显下降, 尤其是双密

封改造效果最为明显。 笔者认为: 在做好空预器各项 漏风改造的同时,运行中还应注意传热元件不能出 现严重堵灰现象,要保证空预器入口风温在设计值 范围,避免转子冷端受热面上产生低温结露而粘结 灰尘。 目前, 大部分电厂空预器入口风温加热大都采 用暖风器, 而暖风器在运行中经常出现泄漏, 引起空 预器受热面积灰,如处理不及时会形成传热元件严 重堵灰现象, 增大空预器漏风率, 故运行中应杜绝此 类现象的发生; 同时加强空预器吹灰器的维护工作, 确保吹灰器正常投运,防止因吹灰器投运不正常造 成空预器堵灰、 蓄热片锈蚀。 编辑: 刘宇萍

/

改造后效果
改造完成后进行了空预器的漏风试验。从试验

数据看,改造后的空预器漏风率有了明显下降, 由

!""#$!% 改 造 前 的 !!./#- 下 降 到 &%%%$%’ 改 造 后 的 #.’/- ( 两侧平均值) ,空预器电流摆动幅度明显
减小, 摩擦振动现象消失。 之后又对空预器密封进行 了完善, 空预器的漏风率 &%%!$%" 的测试数据表明,


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