鍋爐空氣預熱器密封裝置節能分析

廖耀煌

(沙角A電廠，廣東 東莞 523908)

鍋爐空氣預熱器密封裝置節能分析

廖耀煌

(沙角A電廠，廣東 東莞 523908)

空氣預熱器的密封機構決定了其具有漏風量大的缺點，嚴重影響機組的安全運行和經濟性。為達到節能目的，需要對現有的二分倉回轉式空氣預熱器進行性能優化，改造后，電廠年創經濟利益約64.23萬元，漏風率由原來的20.37%降為12%，具有非常明顯的節能效果。

空氣預熱器；漏風量；節能

0 引言

目前鍋爐給水溫度逐漸升高，僅采用傳統的省煤器無法達到要求，逐漸使用空氣預熱器來改善燃料燃燒過程，空氣預熱器已成為鍋爐必不可少的工具。通?？諝忸A熱器設置在省煤器的出口煙道中，由于工作環境溫度很低以及腐蝕等原因，空氣預熱器常會出現漏風現象，造成很大的浪費，本文主要論述如何對二分倉回轉式空氣預熱器進行節能優化，下面先簡單分析設備現狀。

1 二分倉回轉式空氣預熱器工作現狀

某廠鍋爐采用德國STEINMULLER公司生產的自然循環鍋爐，煤粉經由3只縫隙式燃燒器進入鍋爐中，燃燒火焰呈U形，鍋爐利用寬節距膜式水冷壁分為前后2個煙道，煙氣先后經過3級過熱器到達空氣預熱器中，再經引風機排入煙囪?？諝忸A熱器為二分倉回轉式，空氣側和煙氣側各占據150°，轉子轉速為1.75 r/min，直徑5.2 m，傳熱元件3層均屬于常規波形設計，熱端、中間層和冷端高度分別為400 mm、300 mm、315 mm，熱端、中間層和冷端波形板厚度分別為0.5 mm、1 mm、1 mm，波形板材料主是09CuPCrNi-A。預熱器密封裝置分為環向密封和徑向密封，為更好地進行節能改造，先分析二分倉回轉式空氣預熱器狀況，如表1所示。

表1 二分倉回轉式空氣預熱器試驗數據表

在設備初運行中發現，漏風率為14%左右，超過了設計值；近些年，隨著磨損情況的逐漸增加，各元件的磨損進一步加大，在試驗時漏風率已經達到了20.37%。此外，設備還出現了引風機載荷加大、排煙溫度高以及熱風溫度低的問題。出現這些問題的原因主要有以下幾方面：二分倉回轉式空氣預熱器密封結構存在設計上的缺陷，缺乏漏風的計算方法，傳熱面積小以及磨損情況嚴重等。

2 二分倉回轉式空氣預熱器節能改造

針對二分倉回轉式空氣預熱器存在的上述問題，進行以下節能改造：在原先的設計中，該廠的二分倉回轉式空氣預熱器應經過了多次調整，但是仍然存在引風機容量明顯不足以及漏風率過高的問題，本文通過理論計算，確定對二分倉回轉式空氣預熱器的局部高程進行雙密封設計，并增加傳熱元件面積。

具體而言，將二分倉回轉式空氣預熱器的單道徑向密封布置形式轉變為雙道徑向密封布置，從上到下在轉子每個倉格的中間增加徑向隔板，冷端和熱端變為24道徑向密封片，為使冷熱兩端徑向密封在工作中時刻都起到密封作用，還需要將受熱面的扇形角由30°轉變為15°，改造前后密封片布置如圖1所示，這個改變也能增加泄漏通道上的阻力，減少泄漏量。設備的單道環向密封變為雙道環向密封，減小環向密封的密封間隙，結合分倉的改造，在空氣預熱器上增設軸向密封裝置，如圖2所示，保證了冷熱兩端的密封效果。

圖1 改造前后密封片布置

圖2 改造后的環向密封和軸向密封

在熱端的傳熱單元加大傳熱面積，由原先的1 015 mm2轉變為1 315 mm2，約增加30%傳熱面積。為防止出現堵灰情況，冷端材料選取具有更強防堵灰性能的專用板型，熱端采用具有更強換熱能力的DU板型。為減小空氣預熱器阻力以及設備磨損，需要對扇形板的角度進行調整，盡量加大煙氣側流通面積，把空氣側流通面積減小到120°，改善引風機狀況。

3 改造后設備性能及節能效益分析

表2 二分倉回轉式空氣預熱器數據

依照此設計，漏風率可降低8.37%，依照單機年發電量為17.5×108kW·h，煤單價為260元/t，設備每年運行7 500 h，年生產效益51.65萬元；漏風率每降低1%，送風機電流可降低0.5 A進行計算，風機每年節電效益為48萬元。排煙溫度每下降1 ℃，發電耗煤量節省0.166 g/kW·h，年生產效益16.23萬元。全面改造需要花費約110萬元，設備投入生產后，不到3年的時間就能取得非常大的經濟效益，具有非常明顯的節能效果。

4 結語

綜上所述，本文首先分析了二分倉回轉式空氣預熱器存在的問題，然后重點研究了二分倉回轉式空氣預熱器的節能改造及其經濟效益。改造后的二分倉回轉式空氣預熱器漏風率得到降低，燃燒情況也得到改善，節約了用煤量，降低了排煙損失，具有很好的節能效果。

[1]田宏偉，丁永三.國電諫壁發電廠8號爐空氣預熱器改造[J].電力科學與工程，2009(2)

[2]馬欣敏.二分倉回轉式空氣預熱器結構性能優化[J].發電設備，2013(3)

[3]夏志強，朱新源.回轉式空氣預熱器漏風問題的分析與對策[J].電站系統工程，2009(4)

[4]馬欣敏，蔣曉鋒，王敬喜，等.75 t/h燃煤鍋爐供熱增容節能改造[J].發電設備，2012(6)

2014-06-16

廖耀煌(1963—)，男，廣東紫金人，集控技師，研究方向：電廠集控運行。