鍋爐預(yù)熱器密封調(diào)整方案

1、.鍋爐預(yù)熱器密封調(diào)整方案1. 概述：我廠空預(yù)器為三分倉容克式空氣預(yù)熱器。轉(zhuǎn)子直徑13010mm，冷端為0.8mm低合金(CORTEN鋼)耐腐蝕傳熱元件，其余熱段蓄熱元件為碳鋼。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速0.97轉(zhuǎn)/分。氣動盤車轉(zhuǎn)速:0.25轉(zhuǎn)/分。熱端和熱端中間層由厚度為0.5mm 的型碳鋼波紋板疊制而成，冷端由厚度為0.8 mm DU3型H=300 mm考登鋼(C0RTEN)波紋板疊制而成?？諝忸A(yù)熱器的徑向、周向和軸向均有密封裝置，以防止和減少漏風(fēng)，密封片由考登鋼制成。徑向密封片厚度=2.5 mm；轉(zhuǎn)子中心筒周向密封板厚度=6 mm；軸向密封片厚度=2.5 mm，旁路密封片厚度=1.5。空氣預(yù)熱器配有漏風(fēng)控制

2、系統(tǒng)和脈沖式吹灰器及多噴嘴清洗管。2. 工作原理：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是一種以逆流方式運行的再生式熱交換器。加工成特殊波紋的金屬蓄熱元件被緊密地放置在轉(zhuǎn)子扇形倉格內(nèi)，轉(zhuǎn)子以0.97轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，其左右兩部分分別為煙氣和空氣通道。空氣側(cè)又分為一次風(fēng)通道及二次風(fēng)通道，當煙氣流經(jīng)轉(zhuǎn)子時，煙氣將熱量釋放給蓄熱元件，煙氣溫度降低；當蓄熱元件旋轉(zhuǎn)到空氣側(cè)時，又將熱量釋放給空氣，空氣溫度升高。如此周而復(fù)始地循環(huán)，實現(xiàn)煙氣與空氣的熱交換。 3.漏風(fēng)發(fā)生的原因分析(1) 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的一次風(fēng)壓比二次風(fēng)和煙氣側(cè)的風(fēng)壓均高很多，加上轉(zhuǎn)子與外殼之間有間隙的存在，因此不可避免地存在一次風(fēng)向二次風(fēng)側(cè)和煙氣側(cè)的直接泄漏

3、以及二次風(fēng)向煙氣側(cè)的漏風(fēng)。密封漏風(fēng)是漏風(fēng)的主要部分，而密封漏風(fēng)是由軸向漏風(fēng)、周向漏風(fēng)、徑向漏風(fēng)三部分組成。其中，徑向漏風(fēng)約占總漏風(fēng)量的60%70%。(2) 由于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器自身變形，引起密封間隙過大。裝滿傳熱元件的空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子或靜子處于冷態(tài)時，扇形板與轉(zhuǎn)子端面為一間隙很小的平面。而當空氣預(yù)熱器運行時，轉(zhuǎn)子和靜子處于熱態(tài)，熱端轉(zhuǎn)子徑向膨脹大于冷端轉(zhuǎn)子；同時由于中心軸向上膨脹，加上自重下垂，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生蘑菇狀變形，扇形板與轉(zhuǎn)子或靜子端面密封的外緣間隙，在熱態(tài)時比冷態(tài)時增大很多，形成三角狀的漏風(fēng)區(qū)，如下圖所示。(2).1轉(zhuǎn)子熱變形計算轉(zhuǎn)子熱變形量主要取決于轉(zhuǎn)子半徑和高度以及空氣和煙氣的進出口溫度

4、。圖1 示出轉(zhuǎn)子熱變形的各個幾何形狀和變形量。各個變形量的計算分別簡述如下：(2).1.1轉(zhuǎn)子熱端的熱變形量（上）上=0.006R/ H0t (1)式中：上轉(zhuǎn)子熱端變形量(mm)；R轉(zhuǎn)子半徑(m)；H0轉(zhuǎn)子高度(m)；t轉(zhuǎn)子冷熱端溫差(C)，t =1/2（t煙+t空）1/2（t煙+t空）式中：“t”、“t”分別為進口和出口溫度，（）。(2.)1.2轉(zhuǎn)子中心筒的熱變形量（中）中=0.012 H0t式中 中轉(zhuǎn)子中心筒的熱變形量（mm）；H0轉(zhuǎn)子高度(m)；t平均溫度（C）；t =1/4（t煙 + t煙+ t空+t空）-t0，式中t、t分別為進口、出口溫度(C)；t0 環(huán)境溫度(C)。(2.)1.3

5、轉(zhuǎn)子冷端的熱變形量（下）由圖2可知：H=Hx+上，H= H0+上，兩式合拼，整理后得 下=上 -( Hx-H0)+ =上 -中+ 。式中值從現(xiàn)場實測中獲得，一般為1mm左右。(2.)2.1漏風(fēng)的機理及其規(guī)律容克式空氣預(yù)熱器主要有筒形轉(zhuǎn)子和外殼組成，轉(zhuǎn)子是運動部件，外殼是靜止部件，動靜部件之間肯定有間隙存在，這種間隙就是漏風(fēng)的渠道?？諝忸A(yù)熱器同時處于鍋爐島煙風(fēng)系統(tǒng)的進口和出口，空氣側(cè)壓力高，煙氣側(cè)壓力低，二者之間存在壓力差，這是漏風(fēng)的動力。由于壓差和間隙的存在造成的漏風(fēng)稱為直接漏風(fēng)。還有一種漏風(fēng)叫攜帶漏風(fēng)，是由于轉(zhuǎn)子內(nèi)具有一定的容積，當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，就像水車一樣，必定攜帶一部分氣體進入另一側(cè)。(2

6、.)2.2 攜帶漏風(fēng)量其計算公式為：式中：Vxd為結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量，m3s；D為轉(zhuǎn)子內(nèi)徑，m；d為中心筒直徑，m；n為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度，rmin；y為轉(zhuǎn)子內(nèi)金屬所占容積份額；h為轉(zhuǎn)子高度，m。攜帶漏風(fēng)是容克式空氣預(yù)熱器的固有特點，是不可避免的。由公式看出，攜帶漏風(fēng)量與轉(zhuǎn)子內(nèi)容積及轉(zhuǎn)速成正比，為了降低結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量，在滿足換熱性能的前提下，盡量選擇較低的轉(zhuǎn)速，因為在轉(zhuǎn)速大于1.5 rmin時，提高轉(zhuǎn)速對傳熱不再有益；轉(zhuǎn)子內(nèi)盡量充滿傳熱元件，增加金屬所占容積份額，提高y值，即轉(zhuǎn)子高度不要留有太多的剩余空間。(2.)2.3直接漏風(fēng)量攜帶漏風(fēng)量占預(yù)熱器總漏風(fēng)量的份額較少，空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)主要是直接漏風(fēng)，直接漏風(fēng)量的

7、計算公式可以按如下方法推導(dǎo)出來。把空氣側(cè)和煙氣側(cè)視為兩個一壁之隔的充滿氣體的無限大容器，空氣通過間壁上的微小間隙泄漏到煙氣側(cè)，如下圖，根據(jù)粘性流體的伯努利方程得到：這就是空氣預(yù)熱器漏風(fēng)量的基本計算公式，式中P為空氣側(cè)與煙氣側(cè)的壓力差，公式中氣體密度是基本不變的，因此，影響漏風(fēng)的主要因素是：系數(shù)K；間隙面積F；空氣側(cè)與煙氣側(cè)之間的壓力差P。(3) 空氣預(yù)熱器中間層波紋板積灰嚴重導(dǎo)致漏風(fēng)增大?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器長期運行，如不及時吹灰疏通，使冷、熱、中間受熱面積灰增多，引起風(fēng)壓阻增大，出口煙氣負壓加大，漏風(fēng)量上升。另外，波紋板堵灰使上下不通暢，引起預(yù)熱器冷、熱端溫差變大，也可以使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生蘑菇狀的變形更

8、嚴重。(4) 漏風(fēng)控制系統(tǒng)傳感器機械部分失靈或不敏感?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器裝有漏風(fēng)控制系統(tǒng)，對扇形板底面和徑向密封片之間的密封間隙進行自動跟蹤控制，并使密封間隙保持在一定的距離（一般為3.0 mm左右），從而達到對空氣預(yù)熱器漏風(fēng)量進行自動控制的目的。但空氣預(yù)熱器運行一段時間后發(fā)現(xiàn)，因煙道內(nèi)積灰較多，使探測頭通道堵塞，不能自由上下活動，影響了扇形板的跟蹤調(diào)節(jié)，使漏風(fēng)增大。(5) 有少數(shù)徑向、環(huán)向、軸向密封片不整齊。由于長時間運行或受熱不均勻，環(huán)向、軸向密封片有少數(shù)偏斜或變形，使密封間隙變大而導(dǎo)致漏風(fēng)增大。(6) 檢修、裝配問題，如轉(zhuǎn)子不垂直，漏風(fēng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致漏風(fēng)增加。(7) 鍋爐安裝質(zhì)量較

9、差，漏風(fēng)、漏灰點較多，這些從外界漏入的空氣使煙氣側(cè)負壓加大，增加了回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)，導(dǎo)致漏風(fēng)率上升。4漏風(fēng)因素的分析由公式（8）看出，漏風(fēng)量與泄漏系數(shù)K、間隙面積F、空氣與煙氣的壓力差P的平方根成正比，要降低漏風(fēng)量，就必須降低K，F(xiàn)，P值。4.1影響漏風(fēng)率的其他因素4.1.1鍋爐負荷對漏風(fēng)率的影響因為空預(yù)器漏風(fēng)主要與泄漏系數(shù)K、間隙面積F、空氣與煙氣的壓力差P有關(guān)。當鍋爐負荷降低的時候，送風(fēng)機的出力也將降低，這時假設(shè)鍋爐負荷降低到50%,風(fēng)機的負荷是50%、泄漏系數(shù)K、間隙面積F不變，空氣與煙氣的壓力差P（一次風(fēng)與煙氣側(cè)冷端壓差）也將減?。?000PaP7000 Pa）, P取4500

10、Pa。根據(jù)公式（8）可以得出漏風(fēng)量G1，當滿負荷P取7000 Pa，可以得出漏風(fēng)量G0。4.1.2半負荷的漏風(fēng)率AL1AL1= G1/Q總1 2Q總1= Q總1AL1=K.F / Q總1 ，AL1= 2K.F / Q總，AL1= K.F / Q總 ，P取4500 Pa，AL1= K.F / Q總，4.1.3滿負荷的漏風(fēng)率ALAL =G0/ Q總，AL=K.F / Q總，P取7000 Pa，AL=K.F / Q總。式中Q總是滿負荷時的送風(fēng)量，Q總1是半負荷時的送風(fēng)量通過以上比較可得出半負荷時的漏風(fēng)率要比滿負荷時候高1.6倍。從上面的結(jié)論可以說明當鍋爐負荷降低將使空預(yù)器的漏風(fēng)率顯著提高。據(jù)有關(guān)電廠

11、的試驗，可以得出下列數(shù)據(jù)：鍋爐在100%出力工況下，空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率為5.172%。鍋爐在70%出力工況下，空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率為7.342%。鍋爐在50%出力工況下，空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率為8.066%。以上數(shù)據(jù)說明，負荷對鍋爐空氣預(yù)熱器的影響非常大。4.2空氣側(cè)與煙氣側(cè)壓差對爐膛為負壓運行的鍋爐來說，空氣預(yù)熱器的空氣側(cè)為正壓，額定風(fēng)壓為，煙氣側(cè)是負壓。兩者之間的壓差導(dǎo)致漏風(fēng)，壓差越大，漏風(fēng)越大。5.空預(yù)器漏風(fēng)對風(fēng)煙系統(tǒng)的影響空預(yù)器漏風(fēng)嚴重，導(dǎo)致一次風(fēng)壓降低，為了防止一次風(fēng)管堵管，只好增大一次風(fēng)機擋板開度，增加了一次風(fēng)機和送風(fēng)機的出力。一次風(fēng)和二次風(fēng)大量地漏到煙氣中，增加了引風(fēng)機的出力。不僅造成電廠廠

12、用電上升，而且還造成機組滿負荷運行時引風(fēng)機調(diào)節(jié)余量不足，制約運行人員進行燃燒調(diào)整，影響機組出力。同時爐內(nèi)燃燒所需氧送不進去，影響機組的安全運行。由于漏風(fēng)嚴重，煙氣溫度降低，空預(yù)器受熱面腐蝕和堵塞較嚴重，鍋爐熱效率降低，這些都將影響機組的安全經(jīng)濟運行。另外對于燃煤機組在一些情況下由于排煙量增加或磨煤機中的干燥風(fēng)量不足，也會導(dǎo)致整個機組的出力下降。6.減少空氣預(yù)熱器漏風(fēng)應(yīng)采取的對策和措施(1) 減小密封漏風(fēng)?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)主要是密封漏風(fēng)，其中徑向漏風(fēng)約占總漏風(fēng)量的60%70%。因此，解決回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)問題首先應(yīng)盡量減小徑向漏風(fēng)。利用機組臨檢、大、中、小修、技改的時候?qū)諝忸A(yù)熱器各種

13、密封元件進行檢查調(diào)整。對少數(shù)徑向和環(huán)向密封片因受熱原因使材料在高溫區(qū)域發(fā)生一些塑性變形，著手進行更換處理，以保證減少密封間隙漏風(fēng)發(fā)生；冷、熱端旁路密封按照間隙數(shù)值進行校正，更換不合格的旁路密封片，應(yīng)采取兩片疊置交叉形式安裝，減少旁路漏風(fēng)；對軸向密封檢修發(fā)現(xiàn)間隙超標，根據(jù)安裝時數(shù)據(jù)進行調(diào)整，避免軸向漏風(fēng)；中心筒處由于密封材料沒有堵實，另外有的地方磨損，會造成漏風(fēng)，發(fā)現(xiàn)后及時重新填實密封材料，磨損處及時補焊處理。 (2) 加強對空預(yù)器傳熱元件的堵灰進行疏通。由公式知道，必須盡可能減小T，才能使轉(zhuǎn)子變形量和漏風(fēng)減少。如果傳熱元件堵灰無法疏通，將使T增大，空預(yù)器的漏風(fēng)增大。另外，大小修時用高壓水多嘴清

14、洗管進行噴射除灰，對發(fā)現(xiàn)堵死的元件要加強疏通。大修時采取將傳熱元件盒取出，割開盒架，對堵死的傳熱元件一片一片清理，然后全部重新安裝。 (3) 調(diào)節(jié)好漏風(fēng)控制系統(tǒng)扇形板的水平位置。如果漏風(fēng)控制系統(tǒng)扇形板本身不是水平的，扇形板可出現(xiàn)前后左右的傾斜，必然會導(dǎo)致因漏風(fēng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)偏差而使漏風(fēng)增大。因此，減小空預(yù)器漏風(fēng)必須保持扇形板的水平，要對扇形板的水平進行測量，即將任意一處徑向密封片轉(zhuǎn)到扇形板的兩側(cè)進行測量，如測量結(jié)果不水平要采取措施進行調(diào)節(jié)至水平。(4) 消除空預(yù)器上部煙道的漏風(fēng)。經(jīng)常檢查空氣預(yù)熱器上部煙道的補償器。必要時更換為金屬補償器，增強其耐磨性能以消除漏風(fēng)。 (5) 摸索、改進扇形板控制系

15、統(tǒng)，以煙溫或間隙為標準，降低漏風(fēng)率。解決熱端徑向密封是在其上方設(shè)置扇形板控制系統(tǒng)，動態(tài)跟蹤轉(zhuǎn)子變形，以隔離煙道和空氣，從而達到消除漏風(fēng)目的。比較溫度跟蹤與間隙跟蹤哪種方式好。（6）正確計算轉(zhuǎn)子變形量。作為各密封間隙的參考值。（7）保證各密封間隙的均勻一致性。、（8）保證轉(zhuǎn)子的水平度。 7.結(jié)論回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)是回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器普遍存在的問題。設(shè)備狀況不同，漏風(fēng)的原因也不同。如何減少漏風(fēng)應(yīng)是火力發(fā)電廠不斷探索并加以解決的方向，不斷通過檢修實踐，采取一些檢修改造措施和改造設(shè)想，其漏風(fēng)率是可以降低的，這有利于鍋爐排煙熱損失減少，降低煙溫引起的設(shè)備低溫腐蝕，減少送風(fēng)機、引風(fēng)機的運行負荷，降低其電

16、耗，節(jié)約廠用電，防止由于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)而影響鍋爐出力問題的發(fā)生。 目前，我廠#1爐兩臺空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率已達到10%左右，為降低漏風(fēng)率，(徑向漏風(fēng)占總漏風(fēng)量的70%以上，預(yù)熱器漏風(fēng)的65%發(fā)生在熱端，所以我們的工作重點放在徑向密封間隙，特別是熱端。)制定方案如下：一、冷態(tài)調(diào)整：1. 利用停機檢修機會，會同熱工、及策化部人員校核熱端調(diào)節(jié)裝置零位。2. 測量冷端密封間隙，視情況調(diào)整。建議最外端值調(diào)為33mm。3. 測量熱端密封間隙，掌握密封片不平整度。4. 利用檢修機會測量調(diào)整軸向、環(huán)向密封間隙，必要時對環(huán)向密封進行改造。5. 對空氣預(yù)熱器進行水沖洗。6. 必要時在三向密封片處安裝指示鋁板，觀

17、察密封間隙，在下次停機時進行調(diào)整。檢查2B空氣預(yù)熱器，存在的問題如下：A.各扇板中心處，間隙較大。約為4-5mm。打算調(diào)整為1.5-2.0mm。B.一次風(fēng)-二次風(fēng)之間的扇形板零位較小，2.5mm左右，打算調(diào)整到4mm左右。二、 熱態(tài)調(diào)整：1. 在機組負荷500MW-550MW穩(wěn)定2h，記錄有關(guān)數(shù)據(jù)(送風(fēng)機、一次風(fēng)機、引風(fēng)機、空氣預(yù)熱器電流，空氣預(yù)熱器進出口煙溫、一次風(fēng)壓等)，先測出漏風(fēng)率:空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率，為漏入空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)的空氣質(zhì)量流量與進入空氣預(yù)熱器的煙氣質(zhì)量流量之（%）。根據(jù)GB/T10184中關(guān)于空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率的測定及計算，空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率計算公式為：AL 式中：AL空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率，空氣預(yù)熱器入口的過量空氣系數(shù)；空氣預(yù)熱器出口的過量空氣系數(shù)。過量空氣系數(shù)的計算方法：過量空氣系數(shù)21/（21該處的氧量）。改變熱端自動跟蹤裝置系數(shù)，減小間隙（通過調(diào)整扇形板），同時觀察空氣預(yù)熱器電流，并仔細傾聽上部扇形板處聲音，如遇異常停止調(diào)整。因熱端自動跟蹤裝置在積灰等因素情況下，可能造成失靈，易損壞設(shè)備，建議在熱態(tài)時，定一極限系數(shù)，使密封間隙達最小，不再自動跟蹤。(一般投入熱端自動跟蹤裝置，如有效果，電流要上升10A左右,有擺動