空氣預(yù)熱器培訓(xùn)教材

1、空氣預(yù)熱器培訓(xùn)教材空氣預(yù)熱器是利用鍋爐尾部煙氣熱量來加熱燃燒所需 要空氣的一種熱交換裝置，由于它工作在煙氣溫度較低的區(qū) 域，回收了煙氣熱量，降低了排煙溫度，因而提高了鍋爐效 率。同時由于燃燒空氣溫度的提高，有利于燃料著火和燃燒，減少了不完全燃燒損失?，F(xiàn)代高參數(shù)大容量火力發(fā)電機組都采用具有多級回?zé)?的朗肯循環(huán)，利用汽輪機多級抽汽加熱凝結(jié)水，所以進(jìn)入鍋 爐的給水溫度已相當(dāng)高。例如亞臨界壓力機組，進(jìn)入省煤器 的給水溫度達(dá) 280C左右。因此應(yīng)用省煤器已無法將煙氣冷 卻到合乎經(jīng)濟要求的溫度。而冷空氣溫度很低，所以可通過 應(yīng)用空氣預(yù)熱器吸收煙氣熱量，加熱空氣，達(dá)到降低排煙溫 度的目的?？諝忸A(yù)熱器不僅能降

2、低排煙溫度，提高鍋爐效率，而且經(jīng)過預(yù)熱的空氣參加燃燒能改善燃料的著火和燃燒條 件，減少燃料的不完全燃燒損失，進(jìn)一步提高鍋爐效率。這 對于難著火的燃料尤為重要。例如燃用無煙煤時，要求熱空 氣溫度高達(dá)380420Co其次，預(yù)熱空氣助燃可以提高爐內(nèi) 火焰溫度，強化爐膛內(nèi)輻射換熱。空氣預(yù)熱器已成為現(xiàn)代鍋 爐的重要受熱面。、空氣預(yù)熱器的類型及特點空氣預(yù)熱器按傳熱方式分可以分為傳熱式和蓄熱式（再 生式）兩種。前者是將熱量連續(xù)通過傳熱面由煙氣傳給空氣， 煙氣和空氣有各自的通道。后者是煙氣和空氣交替地通過受 熱面，熱量由煙氣傳給受熱面金屬，被金屬積蓄起來，然后 空氣通過受熱面，將熱量傳給空氣，依靠這樣連續(xù)不斷

3、地循 環(huán)加熱。隨著電廠鍋爐蒸汽參數(shù)和機組容量的加大，管式空氣預(yù) 熱器由于受熱面的加大而使體積和高度增加，給鍋爐布置帶 來影響。因此現(xiàn)在大機組都采用結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的回轉(zhuǎn)式 空氣預(yù)熱器。管式空預(yù)器和回轉(zhuǎn)式空預(yù)器兩者相比較各有以下特點：1） 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器由于其受熱面密度高達(dá)500m2，因而結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，體積為同容量管式預(yù)熱器的1/10 ；2）重量輕 因管式預(yù)熱器的管子壁厚 1.5mm，而回轉(zhuǎn)預(yù)熱器的蓄熱板厚度為 0.5 1.25mm，布置相當(dāng)緊湊，所以回 轉(zhuǎn)式預(yù)熱器金屬耗量約為同容量管式預(yù)熱器的1/3;3）回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器布置靈活方便，在鍋爐本體更容易得 到合理的布置；4）在相同的外界條件下，

4、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器因受熱面 金屬溫度較高，低溫腐蝕的危險較管式預(yù)熱器輕些；5）回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)量比較大，一般管式預(yù)熱器不超過5%,而回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器在狀態(tài)好時為8% 10%, 密封不良時可達(dá) 20% 30%;6）回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造工藝要求高， 運行維護(hù)工作多，檢修也較復(fù)雜?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器有兩種布置形式：垂直軸和水平軸布 置。垂直軸布置的空氣預(yù)熱器又可分為受熱面轉(zhuǎn)動和風(fēng)罩轉(zhuǎn) 動。通常使用的受熱面轉(zhuǎn)動的是容克式回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器，而 風(fēng)罩轉(zhuǎn)動的是羅特繆勒（Rothemuhle）式回轉(zhuǎn)預(yù)熱器。這兩 種預(yù)熱器均被采用，但較多的是受熱面轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù) 熱器。按進(jìn)風(fēng)倉的數(shù)量分類，容克式空

5、氣預(yù)熱器可以分為二分 倉和三分倉兩種，由圓筒形的轉(zhuǎn)子和固定的圓筒形外殼、煙 風(fēng)道以及傳動裝置組成。受熱面裝在可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子 被分成若干扇形倉格，每個倉格裝滿了由波浪形金屬薄板制 成的蓄熱板。圓筒形外殼的頂部和底部上下對應(yīng)分隔成煙氣 流通區(qū)、空氣流通區(qū)和密封區(qū)（過渡區(qū)）三部分（如圖4 51 ）。煙氣流通區(qū)與煙道相連，空氣流通區(qū)與風(fēng)道相連，密 封區(qū)中既不流通煙氣，又不流通空氣，所以煙氣和空氣不相 混合。裝有受熱面的轉(zhuǎn)子由電機通過傳動裝置帶動旋轉(zhuǎn)，因 此受熱面不斷地交替通過煙氣和空氣流通區(qū)，從而完成熱交 換。每轉(zhuǎn)動一周就完成一次熱交換過程。另外由于煙氣的流 通量比較大，故煙氣的流通面積大約占轉(zhuǎn)

6、子總截面的50%左右，空氣流通面積占30% 40%左右，其余部分為密封區(qū)（圖4-5-2)S 豈圖4-5- 1空氣預(yù)熱器外觀圖Axial Scaling Plato勺11向靈H/tAxial Seals圖4-5-2空氣預(yù)熱器密封區(qū)、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)（如圖 4-5-3）轉(zhuǎn)子曲I玄他外光楝嘲形板冷端連接圖4-5-3回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)部件中間杲支承軸承尢章端軸 外殼回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器殼體呈圓柱形，由兩塊主殼體板、塊側(cè)座架體護(hù)板、兩塊轉(zhuǎn)子外殼組件和一塊一次風(fēng)座架組 成。（如圖4- 5 4）主殼體板分別與下梁及上梁連接，通過主殼體板的四個 立柱，將預(yù)熱器的絕大部分重量傳給鍋爐構(gòu)架。主殼

7、體板內(nèi) 側(cè)設(shè)有弧形的軸向密封裝置，外側(cè)有調(diào)節(jié)裝置對軸向密封裝 置進(jìn)行調(diào)整。側(cè)座架體護(hù)板與上梁連接，并有兩個立柱承受空氣預(yù)熱器部分重量。轉(zhuǎn)子外殼組件沿圓周方向分成兩部圖4-5-4空氣預(yù)熱器的殼體轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是裝載傳熱元件（波紋板）并可旋轉(zhuǎn)的圓筒形部件。 為減輕重量便于運輸及有利于提高制造、安裝的工藝質(zhì)量， 采用轉(zhuǎn)子組合式結(jié)構(gòu)，主要有轉(zhuǎn)軸、扇形模塊框架及傳熱元 件等組成。軸承空氣預(yù)熱器軸承有導(dǎo)向軸承和支撐軸承兩種（如圖4-5-5）。導(dǎo)向軸承采用雙列向心滾子球面軸承，導(dǎo)向軸承固定 在熱端中心桁架上，導(dǎo)向軸承裝置可隨轉(zhuǎn)子熱脹和冷縮而上 下滑動，并能帶動扇形板內(nèi)側(cè)上下移動，從而保證扇形板內(nèi) 側(cè)的密封間隙保持

8、恒定。導(dǎo)向軸承結(jié)構(gòu)簡單，更換、檢修方 便，配有潤滑油冷卻水系統(tǒng)，并有溫度傳感器接口?？諝庥?熱器的支承軸承采用向心球面滾子推力軸承，支承軸承裝在 冷端中心桁架上，使用可靠，維護(hù)簡單，更換容易，配有潤 滑油冷卻水系統(tǒng)。支承軸承和導(dǎo)向軸承均采用油浴潤滑。另 外引起油溫不正常升高的一般原因是：1、導(dǎo)向軸承周圍空氣流動空間有限；2、油位太低；3、油裝的太滿；4、油受到污染；5、油的粘度不合適。b、支撐軸承圖4-5-5空預(yù)器支持與導(dǎo)向軸承二期工程空氣預(yù)熱器是采用三分倉容克式回轉(zhuǎn)空氣預(yù) 熱器，其傳熱元件按煙氣流動方向可以分為熱端、中層、和 冷端層。傳熱元件盒均制成較小的組件，檢修時熱端傳熱元 件盒、中間層

9、傳熱元件盒、冷端傳熱元件盒全部抽屜式從側(cè) 面檢修門孔處抽出，安裝、更換非常方便。傳動裝置是驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的部件，由電動機、液力耦合 器、減速器、傳動齒輪、傳動裝置支承?？諝忸A(yù)熱器的傳動 采用中心傳動。中心傳動裝置包括主電機和備用電機各一 臺，主電機通過聯(lián)軸器及換向器同減速機相連。備用電機通 過聯(lián)軸器及超速離合器以及換向器同減速機相連。電機分為 高速與低速及檢修檔三檔，其中高速檔為正常工作檔，低速 檔為清洗空預(yù)器時使用。 高速檔時，減速機正常輸出軸轉(zhuǎn)速： 0.8轉(zhuǎn)/分；轉(zhuǎn)子正常轉(zhuǎn)速 0.8轉(zhuǎn)/分；采用變頻調(diào)速慢速檔 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速0.23轉(zhuǎn)/分。啟動系統(tǒng)之前應(yīng)先確定高、 低速檔（速 度切換主令開關(guān)），按

10、啟動按鈕，電機將慢速啟動，約需60秒系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定頻率，電機達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)主電機出現(xiàn)故 障時，系統(tǒng)可以自動啟動另一臺電機。在任何情況下，當(dāng)主傳動故障，輔助電動機能自動提供 驅(qū)動力。整個傳動裝置具有電氣聯(lián)鎖、自動切換功能。三個 傳動系統(tǒng)在減速前各自獨立，在減速箱中合為一體。在減速 器高速輸入軸上裝有超速離合器，保證各系統(tǒng)之間互不干 擾。由于減速器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，共有三個相互垂直的軸，一個 向下輸出的軸，保證任何情況下只有一套系統(tǒng)工作。每爐布置兩臺三分倉容克式預(yù)熱器。三、空氣預(yù)熱器的密封三分倉容克式預(yù)熱器比較突出的問題在于漏風(fēng)，漏風(fēng)可 分為攜帶漏風(fēng)和密封漏風(fēng)兩種方式。前者是由于受熱面的轉(zhuǎn) 動將留存在受

11、熱兀件流通截面的空氣帶入煙氣中，或?qū)⒘舸?的煙氣帶入空氣中；后者是由于空氣預(yù)熱器動靜部分之間的 空隙，通過空氣和煙氣的壓差產(chǎn)生漏風(fēng)。漏風(fēng)量的增加將使 送、引風(fēng)機的電耗增大，增加排煙熱損失，鍋爐效率降低， 如果漏風(fēng)過大，還會使?fàn)t膛的風(fēng)量不足，影響出力，可能會 引起鍋爐結(jié)渣。為了減小漏風(fēng)，需加裝密封裝置。由于容克式空氣預(yù)熱器是一種空氣和煙氣逆向流動 回轉(zhuǎn)式的熱交換裝置，在熱交換過程中，有丟失能量的內(nèi)在 趨勢，能量的丟失是因為空氣和煙氣之間的壓差引起的空氣 向煙氣的泄漏。密封系統(tǒng)能控制并減少漏風(fēng)從而減少能量的 流失，密封系統(tǒng)是根據(jù)空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子受熱變形而設(shè)計的， 它包括徑向密封、軸向密封、旁路密封以

12、及靜密封。該密封 系統(tǒng)提供了許多調(diào)整值，維修方便。空氣預(yù)熱器的密封主要有五種：徑向密封、周向密封、 旁路密封、周向密封、軸向密封。中心筒密封在每一個轉(zhuǎn)子徑向隔板的內(nèi)側(cè)的熱端和冷端都裝有中 心筒密封片，中心筒密封環(huán)繞熱端和冷端轉(zhuǎn)子中心筒周圍。 在運行期間，中心筒密封緊貼著空氣預(yù)熱器連接板內(nèi)圍繞中 心筒 的導(dǎo)向和支承端軸的靜密封卷筒，中心筒密封開槽并固定在 徑向隔板的內(nèi)端，密封無論在徑向還是在軸向方向上（靠近 或者遠(yuǎn)離熱端或冷端靜密封卷筒）在安裝時都可以調(diào)節(jié)安 裝。中心筒密封一般不需要更換。徑向密封在各項漏風(fēng)中尤以徑向漏風(fēng)為最，是由于轉(zhuǎn)子的外緣的 撓度，尤其是因在工作狀態(tài)下的冷熱端溫差而呈蘑菇形，

13、使 轉(zhuǎn)子外緣的漏風(fēng)間隙增大。因此沿著每個轉(zhuǎn)子徑向隔板的熱 端和冷端徑向邊緣安裝有徑向密封片，運行時徑向密封片和 扇形板之間的間隙最小。徑向密封片上開腰形螺栓孔用螺栓 固定徑向隔板上，密封片可沿著軸向方向上（靠近或遠(yuǎn)離熱 端或冷端扇形板）調(diào)節(jié)，假如運行時這些密封片和扇形板接 觸，密封就開始磨損，當(dāng)密封磨損到不夠軸向調(diào)整時，密封 片就需要更換了。旁路密封沿著轉(zhuǎn)子外殼的內(nèi)側(cè)，在空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子的出口和入口 處裝有旁路密封片。這些密封片在空氣預(yù)熱器的轉(zhuǎn)子外殼的 熱端和冷端的空氣側(cè)和煙氣側(cè)呈圓周分布，所以又稱周向密 封。運行時，轉(zhuǎn)子變形，熱端及冷端轉(zhuǎn)子角鋼和靜止的旁路 密封片之間的間隙最小。旁路密封片上開

14、腰形螺栓孔用螺栓 固定在旁路密封角鋼上。旁路密封片可沿著軸向方向上（靠 近或遠(yuǎn)離冷、熱端扇形板密封表面）調(diào)節(jié)。周向密封通常采用撓性彈簧密封板。圖 4-5-6和圖4-5-7是 常用的兩種周向撓性彈簧密封板形式。圖 4-5-7所示，由 兩個固定在上下端板上的一對密封槽以及固定在轉(zhuǎn)子外環(huán) 上的兩塊彈簧密封擋板所構(gòu)成。擋板隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，端部與槽 內(nèi)兩壁接觸起迷宮軸封的作用。在大型空氣預(yù)熱器中，因轉(zhuǎn) 子變形量大，使密封槽有較大的深度，因此一般是圖5- 57的形式，他由一端固定在空氣預(yù)熱器外殼直筒上，另一 端與轉(zhuǎn)子外緣直筒部分作滑動接觸的若干撓性彈簧密封片 所構(gòu)成。在轉(zhuǎn)子的軸筒處的密封則采用迷宮軸封的方式。

15、軸向密封沿著每個轉(zhuǎn)子徑向隔板外側(cè)的軸向邊緣安裝有軸向密 封片。運行時，軸向密封片和靜止的軸向密封板之間的間隙 最小。軸向密封片上開腰形螺栓孔用螺栓固定在徑向隔板 上，密封片可沿著徑向方向上（靠近或遠(yuǎn)離軸向密封板）調(diào) 節(jié)。圖4-5-7漏風(fēng)面積比較軸向密封是指在轉(zhuǎn)子的外緣相應(yīng)于徑向分隔的位置設(shè) 置軸向的密封撓性彈性擋板，它的作用是抑制已通過周向密 封的空氣沿著轉(zhuǎn)子與殼體直筒部分間的環(huán)形間隙流向煙氣 側(cè)。除密封裝置的正確設(shè)計制造外，空氣預(yù)熱器漏風(fēng)在很大 程度上決定于密封間隙的調(diào)整狀況。一般制造商也提供了有 關(guān)間隙的推薦值，由于轉(zhuǎn)子是呈蘑菇狀變形的，所以在不同 的位置上具有不同的推薦間隙值。空氣預(yù)熱器的傳熱元件布置緊湊，氣流通道狹小，飛灰 易集聚在傳熱元件中，造成堵塞，氣流阻力加大，引風(fēng)機電 耗增加，受熱面腐蝕加劇，傳熱效果降低，排煙溫度升高， 嚴(yán)重時會使氣流通道堵死，影響安全運行。保證空氣預(yù)熱器 傳熱元件的清潔，定期除灰是最有效的手段。此外利用機組 停運時對預(yù)熱器受熱面進(jìn)行清洗也是保持其傳熱元件清潔 的有效方式?？諝忸A(yù)熱器配置有水沖洗裝置，該裝置也兼有 消防功能?？諝忸A(yù)熱器啟動前應(yīng)檢查支撐軸承和導(dǎo)向軸承的潤滑 油正常，對于電氣部分檢修后的啟動應(yīng)校驗電機轉(zhuǎn)動方向符 合要求