300MW回转式空气预热器漏风治理

摘 要：清河发电有限公司通过对锅炉回转式空气预热器的分步进行双密封改造、传热元件更换、扇形板改造等方法进行漏风治理，降低了空气预热器的漏风率，减少了传热元件中的堵灰　，防止了预热器低温腐蚀，提高锅炉热效率，使漏风率由原来的18%降低到6%以下，提高了机组运行的经济、安全、稳定性。

关键词：空气预热器漏风治理；漏风率；双密封；豪顿华；扇形板

清河发电有限公司一期300MW燃煤锅炉发电机组，锅炉型号为HG-1021/18.2-YM4，是上海锅炉厂引进美国CE技术设计制造的亚临界压力、平衡通风、一次中间再热、自然循环单汽包锅炉。空气预热器为八十年代从美国CE-API（现ABB-API）引进技术制造的三分仓回转式空气预热器，其型号为29-VI（T）-1730，该空气预热器运行多年，传热元件磨损非常严重，有的已磨成薄纸状，堵灰现象严重，预热器漏风大达18%以上，导致风系统协调自动控制不能投入，一次风机、引风机出力严重不足，直接影响空气预热器的安全运行及经济运行，尤其是预热器的传热元件磨损，预热器传热效率低，排烟温度高。

介于此种情况，清河发电有限公司决定对空气预热器进行漏风治理技术改造，采用了从美国ABB-API公司最新引进的"双密封"结构，同时，采用了自行开发的静密封代替原来单侧静密封，并对空气预热器的各密封系统、冷端扇形板调整装置、传热元件等部件作了彻底的改造。改造后顺利投入运行。经权威测试机构测定：两台炉预热器A/B侧的漏风率分别为：6.13%/6.12%；5.41%/5.39%。通过近一年的运行表明，改造非常成功，经济效益十分显著。

一、回转式空气预热器漏风原因分析

回转空预器漏风的主要因素，并由轴向漏风、周向漏风、径向漏风三部分组成。其中，径向漏风约占总漏风量的60%～70%。漏风主要原因有：

（1）由于回转式空气预热器自身变形，引起密封间隙过大。装满传热元件的空气预热器转子或静子处于冷态时，扇形板与转子端面为一间隙很小的平面，在热态时比冷态时增大很多，形成三角状的漏风区。

（2）由于锅炉燃用热值低、灰份高的煤种和空预器换热元件特别是低温段换热元件的低温腐蚀等原因，造成空预器换热元件积灰、堵灰严重，流道堵塞后增大了流通阻力，造成空气侧与烟气侧压差增大，而漏风量的大小与压差的平方根成正比，因此堵灰又加剧漏风。

（3）空预器漏风控制系统（LCS）工作不正常，空预器运行一段时间后发现，因烟道内积灰较多，容易使漏风控制系统探测头通道堵塞，不能自由上下活动，影响了扇形板的跟踪调节，使漏风增大。

二、采取改造的措施

（一）进行双密封结构改造

清河发电有限公司改造初期是在1999-2003年对1#-4#预热器进行双密封结构改造。

1、径向双密封

原预热器转子由24个15的扇形仓组成，扇形板的角度同样为15。运行中，通常只有一条径向密封片与扇形板相配合，形成单密封。本次改造中，将24个扇形仓改成48各分隔仓，运行中，通常情况下至少有两条径向密封片与扇形板相配合，形成双密封。这样，密封片两侧的压差下降了50%，直接漏风量下降了30%。

2、轴向双密封

在原有的24道轴向密封片基础上增加24道密封片，使轴向单密封成为双密封，直接漏风量下降了30%。

3、将冷端径向密封片调成"V"形

通过计算，确定转子热态蘑菇状变形的数值，根据其变形曲线，密封调整时将径向密封片予调成反变形"V"形，这样，转子热态产生蘑菇状变形后，径向密封片近似成为直线，与冷端刚性扇形板形成良好的密封配合。

4、采用新型热端静密封

热端采用迷宫式静密封，该结构既可保证扇形板在漏风控制系统的作用下自由地跟踪转子热变形，还具有良好的密封性，由原来的单侧改为双侧。

5、冷端静密封

冷端采用胀缩节式静密封，该结构既可保证实现完全密封，还保留了热态运行时或冷态时对冷端径向间隙作适当调整。

6、优化旁路密封及轴向密封结构

对"T"型钢作现场加工，保证其圆度，提高了旁路密封片与"T"型钢的密封效果。另外，使轴向密封与"T"型钢接触部分实施连续密封焊接。

（二）更换预热器传热元件

（1）根据清河发电有限公司煤质灰份成份的分析，通过计算机程序计算，确定空气预热器的传热元件板形，一般热端采用FNC或DU板型，冷端采用疏松板型DU3或NF6，不容易积灰。同时也就减少了腐蚀。

换热元件设计参数

（2）冷端传热元件及元件盒选用耐腐蚀的Corten钢制造，提高了传热元件盒的使用寿命。

（3）定期合理地使用水清洗和吹灰器，以防止酸性沉积物对传热元件盒的腐蚀。运行时避免水进入予热器，保持予热器清洁、干燥。

（4）空气预热器的二次风入口采用暖风器，在低负荷运行时，以控制空气予热器的冷端平均壁温在合理值范围内。避免空气予热器的冷端传热元件腐蚀。

（三）空气预热器扇形板改造

2006-2007年，清河发电有限公司采用豪顿华公司的技术、供货及施工队伍，利用大修机会对#1和#4锅炉回转空气预热器扇形板进行全面改造，把扇形板改为非调整式扇形板。

（1）取消漏风控制系统（LCS）和扇形板调节系统，更换和固定所有采用豪顿华技术的扇形板和轴向密封板，将扇形板和轴向密封板固定在合理的位置，以适应转子的热变形，达到最佳的密封效果。

（2）二次风与烟气侧、一次风与二次风侧仍采用改造后双密封结构；一次风与烟气侧扇形板和轴向密封板均由15？加宽至22.5埃伤芊飧奈芊狻？

（3）更换所有径向、轴向密封片，把所有的径向和轴向密封片更换成豪顿华设计的密封结构型式。考虑到空预器配备有的是气脉冲吹灰装置，为有效抵御此类吹灰装置的冲击作用，冷端径向密封片厚度加厚至2.5mm。

（4）更换所有的热端与冷端的内、外缘环向密封片，并对转子T型钢的磨损情况进行检查和修缮，确保最佳的密封效果。

（5）热端转子中心筒密封结构的改造。在既有结构的基础上对顶部转子中心筒密封结构进行改造，改善中心筒密封的密封性能，减少泄漏。

（6）转子位置的检查与调整：施工时需对转子位置进行检查，如转子垂直度偏差较大，需对其进行调整，以确保转子在调整后与密封系统有良好的配合。

（7）消除空预器壳体、转子中原来存在的漏风缺陷，并对原空预器本体部分影响漏风的缺陷进行检查和处理，对预热器进出口风道采取防磨措施，安装GJ-299防磨料，提高尾部烟道防磨性能。

三、改造效果

预热器改造后于2006年9月，经东北电力科学研究院有限公司锅炉研究所进行测试，1号炉两台回转空预器的漏风率分别为：4.69%和5.97%　，预热器漏风率平均值为5.33%。达到了预期的效果。现在已经运行一年多，每个月由我公司生技部热力试验室测试漏风率，结果均保持在6　%以下，2007年　4号锅炉预热器改造后漏风率平均值也小于6　%，也达到了预期的效果。同时，改造后的空气预热器的出口热一次风及二次风温度较改造前提高了，这对锅炉稳定燃烧，降低飞灰可燃物有很好的作用，降低了排烟损失。

四、结论

回转式空气预热器的漏风是回转式空气预热器普遍存在的问题。通过清河发电有限公司多年的检修实践，采取上述多种改造措施进行漏风治理后，可以看出其漏风率是可以降低的，这不但减少锅炉排烟热损失，同时降低烟温引起的设备低温腐蚀，减少送风机、引风机的运行负荷，降低其电耗，节约厂用电，防止由于回转式空气预热器漏风而影响锅炉出力等问题的发生，对发电机组的运行具有重大的经济意义。

参考文献：

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