容殼式空預器的維護與保養

劉濤 周文正 張現鵬 黃銀柳

摘 ?要：漏風量高是容克式空氣預熱器的一個特點，只要保證設計和制造質量，裝設良好的密封系統及合理的系統設計，精心檢修和維護，這些缺陷都能夠克服。本文就容殼式空預器的維護與保養進行研究。

關鍵詞：預熱器;漏風;控制;維護與保養

空氣預熱器是利用鍋爐尾部煙氣熱量加熱燃料燃燒所需空氣的設備。目前鍋爐常用的空氣預熱器有管式和回轉式兩種，管式空氣預熱器在我國使用很廣泛，但由于鍋爐參數的提高和容量的增大，特別是300MW以上的鍋爐，尾部煙道已經布置不下龐大的管式空氣預熱器受熱面，而只能使用回轉式空氣預熱器?；剞D式空氣預熱器分為受熱面回轉式（容克式）和風罩回轉式（諾特謬勒式）兩種，國內一般應用容克式空氣預熱器較多。與傳統的管式空氣預熱器相比，回轉式空氣預熱器具有結構緊湊、占地面積小、金屬耗量少、更易于布置等優點，但是回轉式空氣預熱器的一個致命缺點就是漏風量太高。管式空氣預熱器的漏風量一般不超過5%，而回轉式空氣預熱器漏風量的設計值一般約為8%[1]。實際運行值往往超標，并且隨著運行時間延長，漏風量越來越大，密封不好時可達30%或更高，這給機組的安全穩定運行帶來了隱患，也嚴重影響了電廠的經濟效益。

1漏風產生的原因

容克式空氣預熱器的漏風主要有兩種，一種是攜帶漏風，另一種是密封漏風。分析容克式空氣預熱器漏風產生的原因，就必須從其結構和原理入手。

1.1容克式空氣預熱器的結構及原理

容克式空氣預熱器主要由圓筒形轉子、固定的圓筒形外殼及傳動裝置等組成。轉子由軸、中心筒、外圓筒和倉格板及扇形倉內裝有的波形板傳熱元件組成;外殼由圓筒、上下端板和上下扇形隔板組成。上下端板都留有風、煙通道的開孔，并與風道、煙道相接，在風、煙道的中間裝有上、下扇形隔板的密封區，這樣把預熱器分成三個區域。當受熱面轉子通過減速裝置由電動機帶動以1～4r/min的轉速轉動時，轉子中的傳熱元件即蓄熱板便交替地被煙氣加熱和空氣冷卻，煙氣的熱量也就傳給了空氣，使冷空氣的溫度得到提高。轉子每轉一周，傳熱元件吸熱、放熱一次。

1.2攜帶漏風的成因

由容克式空氣預熱器的結構我們知道，轉子是具有一定的容積的，所以當轉子在轉動時，就像斗輪機一樣，必然會攜帶一部分氣體進入另一側，不僅空氣會通過這種方式進入煙氣，煙氣同樣也會漏入空氣。轉子的轉速越高，攜帶漏風量越大，但一般回轉式空氣預熱器的轉速都在2r/min以下[2]，故這部分漏風量只占空氣預熱器總漏風量很少的份額，并且這種攜帶漏風是所有回轉式空氣預熱器固有的特點，是無法避免的。

1.3密封漏風的成因

容克式空氣預熱器的漏風主要是由密封漏風造成的。作為轉動部分，轉子必然會與外殼、扇形隔板等靜止部分存在著間隙，而空氣預熱器的空氣側與煙氣側又同時分別處于鍋爐煙風系統的最上游與最下游，因此，空氣能夠在壓差的作用下通過轉子與外殼或扇形隔板之間的間隙漏入煙氣中。為了防止空氣漏入煙氣，在動、靜之間就需設置良好的密封裝置，一般設有徑向密封、環向密封和軸向密封。當這些密封裝置不良時，就相應的產生徑向漏風、環向漏風和軸向漏風，統稱為密封漏風。其中徑向密封的彈簧鋼片與外殼上的扇形隔板留有間隙，產生的徑向漏風也是最嚴重的。

為了避免可調密封板與靜態件之間的漏風，利用滑片密封條的節流效應阻礙氣體漏泄。但是，運行中密封條經常受到煙氣的沖刷而磨損，使靜密封間隙增大，大量的空氣和煙氣可在密封板背后通過。這樣，一方面造成漏風的増加，另一方面使灰塵進入扇形密封擋板背后，造成積灰，從而限制扇形密封擋板的調節作用。另外，徑向密封系統的熱端釆用接觸式密封間隙自動控制系統，由于測量徑向密封間隙的傳感器為接觸式，在運行中經常出現傳感器的探頭自身或探頭與旁路密封的T形鋼之間發生卡澀，造成探頭損壞或間隙反饋值不準。為了保證機組的安全運行，只能解除自動控制，改為手動調整來將密封間隙值調大，從而造成了較大的漏風。

在上中心筒密封原始設計時為了使轉子受熱后向上膨脹不受限制，將中心筒設計成活動式，這樣在中心筒與空預器殼體之間留有一定的間隙，采用硅酸鋁保溫氈作為填料的填料密封，并引一次風冷風作為密封風來密封。運行過程中由于一次風壓很高，使密封室渦流較大，填料損壞較快，密封風不但不能夠有效的平衡漏風，反而加重了上中心筒處的漏風。這種驅動方式，必然會使軸向密封留出一定間隙造成漏風，在轉子受熱膨脹后易使周向的圍帶間隙增大，且易造成轉子偏斜，最終導致漏風增大[2]。

1.4原始安裝質量差及運行維護不良

在空預器冷態時測量：A空預器的外緣軸向跳動最大達10mm，B空預器外緣軸向跳動最大達14mm（標準為+3.2mm）。由于軸向跳動大，為了保證機組安全運行，只能將密封間隙調大，造成大量漏風。在空預器安裝中，旁路密封各“T”型鋼的接口處有錯口，導致旁路密封片在運行中刮卡損壞;同時“T”型鋼徑向橢圓度嚴重超差（最大徑向跳動值達25mm），徑向跳動值遠大于標準值（徑向跳動偏差在±3mm之內）。上述兩點都使旁路密封的作用明顯降低。由于蒸汽吹灰系統不能正常投入，造成蓄熱片積灰嚴重，使密封片兩端的壓差增大，勢必會造成漏風量的增加?？疹A器殼體、脹力節接口部位焊接不良，位置傳感器吊桿穿殼體部位密封不嚴等，造成大量熱風外漏，在一定程度上增大了漏風量。

2 漏風量的測算

2.1減小壓力差

在徑向密封中，一般情況下空氣側與煙氣側由一條徑向隔板上的密封片與扇形板形成密封，這樣的密封是單密封。假如在任何時候密封區都由兩條密封片與扇形板相接觸形成密封，那么就相當于在空氣側與煙氣側中間又加了一道過渡區，空氣先漏入過渡區，再由過渡區漏入煙氣側，稱為雙密封。另外，控制空氣側與煙氣側的壓力差，還應從減小鍋爐系統阻力著手。在鍋爐總設計時應選擇合適的鍋爐輔機，給鍋爐及空氣預熱器裝設良好的吹灰設備，以減小系統阻力，降低空氣預熱器的冷熱端壓差，從而減少漏風量。

2.2降低間隙面積

間隙面積為間隙寬度與長度的乘積。間隙寬度越小越好，但是不可能為零，否則會造成設備磨損。間隙長度與空氣預熱器的轉子直徑密切相關，直徑越大，間隙越長。因此合理地選擇轉子直徑以及有效的控制間隙寬度對于減小漏風量至關重要。另外一個重要原因是容克式空氣預熱器在運行時由于受熱會發生較為復雜的變形，尤其是蘑菇狀變形，嚴重影響了空氣預熱器的密封效果。對此可采取安裝漏風自動控制系統來，通過實時調節扇形隔板來控制密封間隙。

3 結論

漏風量高是容克式空氣預熱器的一個特點，只要保證設計和制造質量，裝設良好的密封系統及合理的系統設計，精心檢修和維護，這些缺陷都能夠克服。并且在實際運行中，采用雙密封裝置并安裝可靠的漏風自動控制系統，可以有效減少空預器的漏風。

參考文獻

[1] 施永紅，云峰，賈相如.循環流化床鍋爐空預器堵灰問題的研究[J].工業加熱，2020，49（06）：47-49.

[2] 張根，何健，王銅.300MW鍋爐三分倉容殼式回轉式空預器電流擺動和漏風的治理[J].內蒙古石油化工，2013，39（06）：84-85.