空預(yù)器密封改造

空氣預(yù)熱器柔性接觸式

密封簡介空氣預(yù)熱器的概念空氣預(yù)熱器是利用煙氣的熱量來加熱燃燒所需空氣的熱交換設(shè)備。空氣預(yù)熱器的作用改善并強(qiáng)化燃燒。當(dāng)經(jīng)過預(yù)熱器后的熱空氣進(jìn)入爐內(nèi)后，加速了燃料的干燥、著火和燃燒過程，保證爐內(nèi)穩(wěn)定燃燒，起著改善、強(qiáng)化燃燒的作用。強(qiáng)化傳熱由于爐內(nèi)燃燒得到改善和強(qiáng)化，加上進(jìn)入爐內(nèi)的熱風(fēng)溫度提高，爐內(nèi)平均溫度水平也有提高，從而可強(qiáng)化爐內(nèi)輻射傳熱。減小爐內(nèi)損失，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。由于爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，輻射熱交換的強(qiáng)化，可以降低化學(xué)不完全燃燒損失；另一方面，空氣預(yù)熱器利用煙氣余熱，進(jìn)一步降低了排煙損失，因此，提高了鍋爐熱效率。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)空氣在預(yù)熱器中溫度升高1.5℃時(shí)，排煙溫度可降低1℃。在鍋爐煙道中安裝空氣預(yù)熱器后，如果能把空氣預(yù)熱150～160℃，就可以降低排煙溫度110～120℃，可將鍋爐熱效率提高7％～7.5％，可節(jié)約燃料11%～12%。熱空氣可以作為燃料的干燥劑。對于層燃爐，有熱空氣，可以使用水分和灰分較高的燃料；對于電站鍋爐，熱空氣是制粉系統(tǒng)的重要干燥劑和煤粉輸送介質(zhì)。空氣預(yù)熱器的分類按換熱方式不同分傳熱式和蓄熱式（或稱再生式）兩大類按結(jié)構(gòu)不同主要有管式、板式和回轉(zhuǎn)式三類管式空氣預(yù)熱器廣泛用于中小型鍋爐中。板式空氣預(yù)熱器由多層平板組成，煙氣和空氣分別相間地流過板間的通道，已很少采用。回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器受熱面由許多波紋狀的薄鋼片組成，煙氣和空氣交替流過受熱面。當(dāng)煙氣流過受熱面時(shí)，受熱面溫度升高，儲蓄熱量；當(dāng)空氣流過受熱面時(shí)，受熱面放出蓄熱加熱空氣。回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器廣泛應(yīng)用于大型電站鍋爐，在鋼鐵、煉油和化工行業(yè)中也得到應(yīng)用。回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的結(jié)構(gòu)及原理回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是一種蓄熱式預(yù)熱器。它利用煙氣和空氣交替地通過金屬受熱面來加熱空氣?？疹A(yù)器轉(zhuǎn)子二分倉三分倉四分倉三分倉示意圖三分倉空預(yù)器典型結(jié)構(gòu)密封片位置密封片位置回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器優(yōu)缺點(diǎn)與管式空氣預(yù)熱器相比，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、換熱面密度高、整機(jī)質(zhì)量輕、金屬耗用量少、利于安裝布置、低溫腐蝕較管式換熱器輕等特點(diǎn)，適于在大型鍋爐上使用。但回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的缺點(diǎn)是漏風(fēng)量大，工況良好時(shí)為6％～8％，密封不良時(shí)為20％～30％，大于管式換熱器5％以下的漏風(fēng)量。另外回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造工藝和安裝要求高、運(yùn)行維護(hù)工作量大，熱態(tài)自動控制也較為困難。較高的漏風(fēng)量引起預(yù)熱器入口風(fēng)壓降低、風(fēng)機(jī)電流升高，預(yù)熱器后的過量空氣系數(shù)升高、尾部排煙氣溫降低、鍋爐熱效率降低、燃煤損耗增加，鍋爐達(dá)不到額定負(fù)荷。因此對回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)量進(jìn)行熱態(tài)控制就變得尤為重要。柔性接觸式密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用隨著能源和燃料的成本不斷上升，明顯且持久地降低空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率顯得更為重要。因此，江蘇鑫信潤科技有限公司不斷地開發(fā)和完善空氣預(yù)熱器的密封系統(tǒng)的改造。江蘇鑫信潤科技有限公司的柔性接觸式密封系統(tǒng)成功的將漏風(fēng)率降低到了極低的水平。柔性接觸式密封技術(shù)原理將扇形板固定在某一合理位置，柔性接觸式密封系統(tǒng)安裝在徑向轉(zhuǎn)子格倉板上，在未進(jìn)入扇形板時(shí)，柔性接觸式密封滑塊高出扇形板5mm?8mm。當(dāng)柔性接觸式密封滑塊運(yùn)動到扇形板下面時(shí)，合頁式彈簧發(fā)生形變。密封滑塊與扇形板接觸，形成嚴(yán)密無間隙的密封系統(tǒng)。當(dāng)該密封滑塊離開扇形板后，合頁式彈簧將密封滑塊自動彈起，以此循環(huán)進(jìn)行。（如圖1所示）。圖1柔性接觸式密封立體示意柔性接觸式密封技術(shù)特點(diǎn)采用柔性接觸式密封技術(shù)，不會形成密封間隙，密封效果好。由于扇形板與徑向密封滑塊之間沒有間隙，則沒有氣流通過，也就避免了煙氣沖刷磨損的問題，從而密封系統(tǒng)能長期運(yùn)行。采用合頁彈簧技術(shù)。該技術(shù)允許空預(yù)器的轉(zhuǎn)子在熱態(tài)運(yùn)行狀態(tài)下有一定的圓端面變形及圓周方向的變形，特別適合空預(yù)器的改造。對于圍帶驅(qū)動的空預(yù)器轉(zhuǎn)子，圓端面有2mm?-3mm的跳動量是十分普遍存在的。空預(yù)器熱態(tài)下，圓端面和圓周橢圓度均有不同幅度的變形問題存在。這種技術(shù)也可以自動補(bǔ)償這樣的變化。自潤滑合金高溫下干磨擦系數(shù)μ＝0.1，對主軸電機(jī)驅(qū)動電流影響甚小，電流增加不超過1.5Ａ。檢修工藝簡化：柔性接觸式密封系統(tǒng)采用工廠化生產(chǎn)，車間組裝成單個(gè)密封元件，對原有轉(zhuǎn)子的橢圓度、兩端面的平行度、平面度；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動跳動量要求降低，大大簡化了現(xiàn)場安裝的工藝程序，工期短。技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)柔性接觸式密封二維結(jié)構(gòu)（如圖2所示）1、密封部件2、固定板3、鉸鏈板I4、鉸鏈板II5、支撐板6、彈簧圖2柔性密封結(jié)構(gòu)2.3.1密封部件密封部件采用參入耐磨陶瓷片材料（如圖2所示）。結(jié)合此種材料在高溫?zé)o潤滑脂的條件下，可以達(dá)到很低的摩擦系數(shù)，具有耐磨損、耐高溫、摩擦系數(shù)小、安裝方便及更換組件快捷的優(yōu)點(diǎn)。2.3.2特種彈簧接觸式密封技術(shù)的另一核心技術(shù)是退讓彈簧（如圖2所示），該彈簧為鎳基合金材料，是合金材料中早期發(fā)展的應(yīng)用廣泛的合金之一。此種材料具有良好的強(qiáng)度、良好的抗腐蝕和抗氧化性能，而且也有較好的低溫性能，成形性能也好，能適應(yīng)各種焊接工藝。2.3.3鉸鏈采用耐磨材質(zhì)鉸鏈部位在運(yùn)行中長期的活動摩擦，該出采用了高耐磨防腐蝕的合金材料，杜絕以往同樣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)間過長后出現(xiàn)鉸鏈軸斷裂的現(xiàn)象。2.3.4特殊結(jié)構(gòu)優(yōu)化以往鉸鏈部位裸露在外面，在空預(yù)器中經(jīng)過長時(shí)間的氣體沖刷，容易出現(xiàn)斷裂等現(xiàn)場，經(jīng)合理設(shè)計(jì)更改原有結(jié)構(gòu)增加保護(hù)結(jié)構(gòu)（圖2中3、4結(jié)構(gòu)），杜絕氣體對鉸鏈部位形成直接沖刷，同時(shí)還防止粉塵進(jìn)入到鉸鏈造成鉸鏈卡澀。柔性接觸式密封技術(shù)優(yōu)勢空預(yù)器漏風(fēng)治理一直以來是各電廠節(jié)能減排的重要項(xiàng)目，傳統(tǒng)的空預(yù)器硬性密封雖然也能在一定程度上控制漏風(fēng)率，但效果并不明顯，硬性密封主要是在機(jī)組100%負(fù)荷時(shí)對其密封片進(jìn)行調(diào)整，一旦負(fù)荷下降，則無法控制其漏風(fēng)，經(jīng)濟(jì)性不能保證；而柔性接觸式密封是無間隙密封，負(fù)荷的變化對其影響并不是很大，所以經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于傳統(tǒng)的硬性密封。（如圖3所示）圖3柔性接觸式密封和硬性密封應(yīng)用后漏風(fēng)率對比改造效果通過對鍋爐空氣預(yù)熱器的柔性接觸式密封改造，我們預(yù)期效果（達(dá)到預(yù)期改造效果的前提是空預(yù)器煙氣進(jìn)出口壓差在設(shè)計(jì)值范圍之內(nèi)）：其出口熱一次風(fēng)及二次風(fēng)溫度較改造前有了明顯的提高，減少了傳熱元件中的堵灰，提高了環(huán)熱效率，降低了漏風(fēng)率（改造后一年內(nèi)漏風(fēng)率不超過5%，一個(gè)大修周期內(nèi)（5年）不超過7%）。改造后的經(jīng)濟(jì)性根據(jù)我司多年改造經(jīng)驗(yàn)估算：改造前漏風(fēng)率以9%為例，改造后漏風(fēng)率為5%,共降低4%，一般300MW機(jī)組鍋爐所配用空預(yù)器，漏風(fēng)率每變化1%，影響供電煤耗0.26g/kw·h單機(jī)單年發(fā)電量（按滿負(fù)荷5500小時(shí)計(jì)算）300，000×5500=165×107kw·h=16.5億kw·h

節(jié)約用煤165×107×0.26×10-3×（9-6）=1716×103kg=1716噸按每噸標(biāo)煤700元/噸節(jié)約700×1716=120.12萬元按照送、引風(fēng)機(jī)電機(jī)功率4500kw計(jì)算，估算漏風(fēng)率降低4%，送、引風(fēng)機(jī)功率大約降低4%。送、引風(fēng)機(jī)每年滿負(fù)荷5500小時(shí)算4500×4%×550