1 000 MW火電機組空預器漏風控制系統改造及效益分析

0 空預器漏風概述

回轉式空氣預熱器（以下簡稱“空預器”）是提高火電廠鍋爐運行效率的重要設備。在實際運行中，空預器的受熱面傳熱效率、粘污積灰情況、整體漏風率等對鍋爐的運行效率有著直接的影響。其中，空預器漏風率的大小尤為重要，它嚴重影響了鍋爐機組的安全性和經濟性。由于空預器的煙氣溫度高、冷熱端溫差大、轉子熱變形情況明顯，造成較大的漏風間隙，影響整體漏風率的控制。

機組采用三分倉回轉式空氣預熱器，其漏風包括直接漏風和攜帶漏風。預熱器的轉子與外殼之間存在間隙，預熱器中空氣與煙氣由惰性區密封分開，轉子密封片與外殼密封板之間的密封間隙始終大于零，壓力較高的空氣必然要穿過密封間隙漏向壓力較低的煙氣中，這是直接漏風

。轉子倉格中所包容的風量隨著轉子的旋轉，會不斷地轉移到煙氣側，被煙氣帶走，這是攜帶漏風。攜帶漏風是由預熱器的結構型式決定，無法減小。直接漏風與密封間隙成正比，與壓差的平方根成正比

。預熱器中氣流間壓差的大小主要取決于鍋爐煙風道以及制粉系統的阻力，與預熱器本身結構也有一定的相關性。當爐體與預熱器的結構確定后，無法改變。因此，減小漏風的唯一途徑是將密封間隙控制在最小限度。

控制預熱器的漏風率主要是從預熱器的結構著手，目前主流的密封方式是采用實時跟蹤轉子的密封系統，如可調式自動漏風控制系統。可調式自動漏風控制系統主要由以下部件組成：驅動扇形板動作的加載機構(主要由電機、減速機、螺旋升降機等組成)、實時監測轉子變形情況的傳感器、反饋加載機構及扇形板狀態的傳感器、包含PLC(可編程邏輯控制器)的控制柜等組成。

密封間隙控制的關鍵在于研究預熱器變形的規律，使控制系統能使空預器在各種工況下都能將密封間隙處在最小限值(特別是MCR工況)。可調式自動漏風控制系統是實現此目標的一個有效手段。

1 各類密封技術對比

空預器運行時，轉子沿煙氣行進方向溫度逐漸降低，根據熱脹冷縮的原理，物體受熱形變量與物體比熱、尺寸及溫度變化值呈正相關的關系。由于空預器轉子熱端溫度高于冷端溫度，熱端金屬變形量大于冷端金屬變形量；同時，在重力的影響下，轉子靠近外緣的部分呈下垂狀態。在兩者綜合作用下，轉子總體呈蘑菇狀變形，煙氣溫度越高，蘑菇狀變形越顯著，空預器徑向密封見圖1，空預器熱態形變見圖2。

目前針對空預器漏風問題，主要采用各種不同的密封技術，包括：固定式密封、可調式密封、柔性密封、疏導式密封和四分倉等形式

；根據不同的機組容量、機組調峰運行情況、燃燒煤種成分、機組運行年限和機組實際維護情況等，不同的密封形式對不同情況的機組的密封效果亦是截然不同。

2）激光傳感器。如圖6所示，激光傳感器采用相位法進行測量，它發出已調制的650 nm紅外激光束，照射至被測物體表面形成漫反射，并同時接收從被測物體返回的光信號，與參考信號比較，根據相位差計算出測量結果，測量精度可達到毫米級。每塊扇形板配一個激光傳感器，為固定結構，不與扇形板一起聯動。冷態時，采集激光傳感器到轉子角鋼平面的距離作為零位基準值；預熱器熱態運行時，轉子受熱向下變形，測出此時激光傳感器到轉子角鋼平面的距離與冷熱態激光測距值之差即為轉子實際形變量。

固定式密封安裝初期對密封間隙的計算要求較高，且長時間運行后漏風率上升明顯，不易調整，若煤種變化導致煙溫變化明顯，或導致計算密封間隙不準確，造成轉子卡澀風險。

系統操作界面見圖10。

疏導式密封是將泄漏的空氣抽至二次風，從而降低漏風率，需增加疏導風機，產生較高的廠用電，且風機易故障，漏風控制效果一般。

②可根據自學習所得的控制曲線，實時、連續地控制扇形板保持與轉子的合理間隙；

UV法或HPLC法結合金屬離子沉淀法測定米索硝唑pH敏感脂質體中主成分含量的比較 ……………… 魏 巍等（24）：3321

柔性密封有多種密封結構，可始終貼合扇形板減少漏風，由于長期處于高溫高灰及受力狀態下，易造成密封片磨損嚴重，長期運行后漏風率偏高。

可調式密封，可根據轉子變形情況，自動調整間隙，漏風控制效果好，尤其是機組容量大，機組負荷變化較頻繁，轉子形變量大且轉子形變量變化頻繁，可調式密封形式可以更好地控制漏風間隙，減少漏風率。

目前1 000 MW機組通常采用可調式密封形式，即在熱端加裝間隙自動控制系統，在各種工況下，扇形板在規定的間隙內跟隨轉子徑向密封片。并結合柔性密封改造，增加密封道數，使空預器漏風控制效果進一步改善。

2 新型激光式間隙自動控制系統原理

基于高精度激光測距傳感器設計的一種自適應間隙控制系統，目前廣泛應用于大型電廠的空氣預熱器漏風控制系統中。由于空氣預熱器中的轉子受熱時不均勻地膨脹，發生蘑菇狀變形，使扇形板和轉子徑向密封之間存在著間隙，間隙越大漏風面積越大，壓力較高的空氣必然要穿過密封間隙漏向壓力較低的煙氣側，將使送風機和引風機的負荷和電耗率增加，嚴重時會限制鍋爐出力，影響鍋爐的安全經濟運行。為了減少空氣預熱器熱端的漏風，須在其中設一個傳感器來監測間隙的變化，然后再根據傳感器的返回值，通過執行機構提升或放低扇形密封板，以達到空氣預熱器的動靜兩部分既不相碰，間隙也不致過大的目的。通過在扇形板上安裝激光測距傳感器，能實時檢測到轉子隨溫度變化的量，從而驅動執行機構提升或放低扇形板，保證扇形板與轉子角鋼平面始終保持在安全的最小間隙，從而減少漏風，提高鍋爐燃燒效率。

3 改造前后對比

原有漏風控制系統缺點：

1）六塊扇形板的控制相對獨立，但其控制系統采用硬件回路控制，技術落后，不便于調試和維護，不利于遠程監控。

2）機械結構復雜，功能區分不完善，故障率較高。

3）采用機械式傳感器測量轉子形變量，為開關量輸出，無法實時、精確測量轉子形變量。

為促使種子迅速發芽、出苗，育苗床溫度以白天25～28℃、夜間15℃為宜。在子葉展開前，一般不揭膜通風。芽剛出土和出齊后各覆土1次，填補幼苗出土造成的縫隙和防止幼苗“帶帽”及徒長。當幼苗長到2～3片真葉和1心時，選擇無風晴天分苗。分苗時最好帶小土坨，行株距8～10厘米見方。分苗后澆小水，覆蓋好膜及保溫材料，以提高床溫，促使緩苗。一般5～7天后澆緩苗水，以后中耕1～2次。定植前7～10天降溫煉苗，期間還可以進行適當的囤苗。

綜上所述，原有系統在實際運行中并未投用，造成空預器較大的漏風損失，影響了鍋爐運行效率。

企業在開展個性化激勵活動時，需要科學合理的優化管理內容，明確個性化激勵的價值，并以此為前提，構建系統化的激勵體系。此外，在完善應用個性化激勵體系時，企業需要充分征求企業員工的意見，真正做到個性化激勵從員工中來，再到員工中去。當前企業競爭環境在不斷變化，需要引導企業員工積極參與企業經營活動，對企業發展狀況建言獻策，通過不斷優化參與機制，從而讓員工能夠有效融入企業經營體系。

改造后的漏風控制系統：

1）取消原有控制柜，更換新的控制柜，見圖3。

2）遠程進行數據采集與邏輯控制。

提高教育國際化水平與來華留學生教育整體水平是解決留學生博士論文問題的根本辦法。黨的十九大也提出推進教育對外開放法治化進程，以加快我國教育走出去戰略，提高我國教育國家化水平，相信隨著整體教育水平的提高，來華留學生博士論文上反映出的種種小問題也會最終解決。

3）采用激光探頭測量轉子變形量，能夠適應惡劣環境，且精確度更高。

對于鑒定意見的采信程度上，法院對于醫療機構鑒定結果的采信程度較高，少部分未予以全部采納的原因主要包括鑒定結果與事實情況不符，鑒定人員的意見與專家輔助人的意見相互沖突等。部分案件由法官結合案件事實進行裁判，充分體現了自由裁量權。如“原告陳某與被告北海市某附屬醫院醫療損害責任糾紛一案”[5]法院結合實際情況對鑒定意見予以部分采納，認為被告不具備進行核磁共振、肌電圖檢查或神經傳導試驗的醫療條件，從而無法明確診斷原告是否左臂叢神經損傷，也無法告知原告該疾病的存在，對鑒定意見中“漏診”及“履行告知義務不充分”的意見不予采納。

4）采用多層密封結構的拖曳式徑向密封，進一步控制漏風率。

5）采用新型絕對位移檢測裝置進行上、下行程限位，見圖4。提升裝置執行機構見圖5。

4 間隙自動跟蹤控制系統

該控制系統在投運時，通過激光傳感器檢測空預器轉子角鋼的形變量，由直線電位器測量扇形板的絕對位置，從而實時計算漏風間隙值并控制扇形板跟蹤轉子的熱態變形。通過實時調整扇形板位置，使其與轉子徑向密封片之間的間隙值保持在合理的設定范圍內，從而減少漏風量。

1）扇形板提升加載機構。每一塊扇形板配一套加載機構。為了確保控制扇形板同步調節，加載機構利用雙級減速器同時驅動兩臺螺旋升降機的布置方式。電動機作為動力源，經過減速器降速后傳遞力矩至兩側螺旋升降機，最終通過提升桿等與扇形板連接，實現控制扇形板能夠水平地上、下運動。在螺旋升降機頂部裝有絕對值位移裝置用于顯示扇形板的實際跟蹤距離，同時安裝“完全回復”“最大變形”限位開關來控制扇形板的上、下極限位置。

加載機構配有力矩保護裝置。當傳動機構過載時，力矩保護裝置動作，斷開減速機與傳動軸之間扭矩傳遞，電機空轉，從而達到保護加載機構的目的。

1.3.1 制作血涂片 使用EDTA-K2真空抗凝的采血技術進行血樣采集,樣本常溫下2小時內完成檢測操作。取一滴血液樣本放置在載玻片上,傾斜玻片45°,推動玻片讓血細胞均勻的分布風干。然后,在載玻片中滴入瑞氏-吉姆薩復合型染色試劑,保證試劑徹底覆蓋住樣本血膜,持續3~5 min,再把二倍體積磷酸鹽藥液滴放于染色液上面,持續15 min。最后采取雙蒸水洗滌玻片,等自然風干后可實施鏡檢。

經調試，設定激光測距量程為2 800～3 200 mm,對應4～20 mA電信號，其中零位值A側為2 980 mm，B側為2 960 mm。

3）位移傳感器。行程開關箱內的滑阻電位器裝置反饋扇形板的絕對位移值。A1-A3，B1-B3共6個。冷態時扇形板位移值為0 mm。

經調試，扇形板位移量程為：-25 mm～75 mm，對應4～20 mA電信號。上提限位為-10 mm，下壓限位理想值約為40 mm。

該系統在自動控制過程中，當A側或B側激光傳感器或者電位器出現故障時，相應的扇形板控制系統將會自動進入溫控模式。該控制模式由安裝在煙氣進口處的熱電偶負責溫度信號采集，送至PLC進行計算處理，根據當前煙氣的溫度來控制扇形板的投放位置。

氣溫高的季節，由于空預器的空氣和煙氣側熱端的溫度差異，導致空預器轉子的熱端并不處于同一平面，一般情況下，A3、B3所在的一次風側與二次風交界處轉子形變量最大，且外緣低于熱端徑向切面，見圖8。

因此，系統需要引入轉子預設形變量。通過熱態調試時確定每塊扇形板的下壓極限值來調整每塊扇形板的預設形變量，此次形變量設定見表1。扇形板分布見圖7，轉子形變示意圖見圖8。

密封間隙值=激光測距值-激光零位值-扇形板絕對位置-轉子預設形變量

學校場館資源在課余時間首先要向廣大學生群體開放，在保證學生鍛煉的基礎上，有條件的學校再合理安排對其他社會群體開放。為了提高使用效益，建議學校可以通過體育俱樂部吸納普通學生參與課外鍛煉。要充分利用好校內宣傳動員的便利，推動學生課余時間在學校場館鍛煉。

扇形板動作判定：當計算出的間隙值大于設定范圍且持續1 min，扇形板執行下放動作。當間隙值小于設定范圍且持續5 s，扇形板執行提升動作。

關于將中國傳統文化融入高職英語教學的思考 ……………………………………………………………………… 盧麗媛（5/70）

動作時間計算：激光傳感器采集轉子角鋼平面在旋轉一周中的間隙最小值，在PLC中通過式（1）計算，得出扇形板提升、下壓的動作時間，當根據實時間隙值判斷出間隙大/小，則觸發下壓/上提指令脈沖，持續時間為相對應的動作時間。使扇形板行至預設位置，從而保持預設間隙值。

如圖9，轉子角鐵表面有積灰、褶皺，需要對激光測距值進行濾波，以免間隙測量值頻繁波動。

5）溫控模式

還是那句話：該說的話要說，該做的事要做。把媒體和球迷當成自家人，坦誠地把真實情況告訴他們，爭取他們的理解和支持。現在做有點晚，好在還來得及！

4）間隙控制模式。轉子角鋼變形量與扇形板位移值之差即為扇形板與空預器轉子徑向密封片之間的間隙。將最終計算出的實際間隙值與設定間隙值進行比較，當實際間隙值大于設定值時，控制扇形板下行動作，當實際間隙值小于設定值時，控制扇形板上行動作，保持扇形板始終與徑向密封片處于最佳的間隙設定值。

（1）當空預器在某一溫度穩定一段時間后，下放扇形板至轉子電流開始變大，然后提升1 mm，此時記錄當前溫度值和扇形板位置；變化一個溫度段，再使用上述方法，測量出溫度和扇形板位置的關系，通過幾次測量后，進行函數擬合，求出轉子形變量與空氣進口溫度和空氣出口溫度的函數A。

放風時，定植后棚外溫度還不是太穩定，相對較低，所以要放腰風，不能放底風。進入6月份以后，外界溫度逐漸升高，可以加大放風量。進入7～8月份高溫季節，可以把風一放到底，同時可以晝夜放風。下雨時要及時關風，防止雨水進入棚內。溫度計要掛在棚的中央，高度在作物生長點以上10厘米。隨著作物生長溫度計不斷提升，最后定位在1.2米左右。

（2）設定漏風間隙設定值，通過函數A，即可算出扇形板當前最佳位置：

轉子形變量-間隙設定值。

（3）為防止扇形板連續跟隨溫度變化，因此對漏風間隙值設定死區。當漏風間隙實際值持續大于漏風間隙設定值與死區值之和5 min，則向下動作至漏風間隙設定值；當漏風間隙實際值持續小于漏風間隙設定值與死區值之差1 min，則向上動作至漏風間隙設定值。

溫控模式有如下特點：

①通過自學習的方式計算出轉子形變量，而非傳感器碰撞的方式，減少材料損耗；

四分倉密封是需要重新設計煙道，一般是和新建機組同步投入使用，現役機組很難進行升級換型。

③發生故障的概率減小，從而投運率大幅提升，進而保障較小的漏風率。

4）采用接觸式彈簧密封，彈簧已脫落，扇形板損壞嚴重。

采用氧化鎂半熔法處理樣品、熱水浸提時發現，因氧化鎂顆粒較細且帶有電荷，其在水中不易凝聚，形成的沉淀體積較大，對高錸酸根有一定的吸附作用，故試驗嘗試采用加入凝聚劑的方式來凝聚沉淀以減少其對錸的吸附。選取2g氧化鎂和錸標準溶液為試驗對象，按照實驗方法，分別以氨水、硝酸銨、聚乙烯醇和氫氧化鈉為凝聚劑進行試驗，以錸的測定值除以理論值計算錸回收率，結果見表2。

5 多層密封結構

1）結構原理

在空預器的直接漏風中，徑向漏風占比最大，可達60%以上，因此，降低徑向漏風，對空預器換熱效率及鍋爐性能的提高最為顯著。

直接漏風量可按照漏風間隙公式進行計算：

式（2）中，

k——常數；

A——漏風通道面積，m

；

在這種情形下，偵查成本與偵查效益的關系將會出現向經濟學中的“邊際效用遞減”① 所謂邊際效用遞減，是經濟學中的一個專業術語，指的是在一定時間內，在其他商品數量保持不變的條件下，當消費超過一定量后，隨著消費者對某種商品消費量的增加，消費者從每一消費單位中所得到的效用增量，即邊際效用是遞減的。現象。那么偵查成本與偵查效益會有一定的交叉點，這一交叉點就是成本和效益的最佳結合點，也就是經濟學中的“均衡點”。能夠實現這一點的偵查決策方案就是在決策時能夠滿足偵查工作需要的，就是我們可以實施的決策方案。

ρ——各產生漏風部位的實際空氣密度，kg/m

；

ΔP——泄漏縫隙兩側的壓力差，kPa；

Z——密封道數。

根據以上計算可知，能控制的因素僅為減小漏風間隙大小和增加密封道數，因為空預器轉速、煙/空氣壓差和轉子容積在空預器和鍋爐系統完成設計后即無法改變。

天然氣分布式能源站可實現能源梯級利用，具有效率高、污染少等優點，可滿足島內用電、冷、熱水等需求[8]。目前氣電三聯供系統中主要應用的發電機包括燃氣輪機、燃氣內燃機和微燃機等[9-10]。根據天然氣電廠占地面積、經濟性、調峰能力等因素，本文以技術成熟、應用廣泛的6B、LM2 500和J920三種容量不同的機型[6]為例，對島內建設天然氣電廠方案進行分析比較。參考國內已投產的項目情況，上述各類機組單機容量和平均造價如表1所示。

以此為基礎，在原有硬密封的基礎上，增加兩道柔性密封片，一方面可以增加密封道數，另一方面對空預器原始結構沒有改動和破壞，并且成本最低，效果最明顯。

根據仿真模擬，設定條件為密封片與扇形板之間的間距為2.5 mm，泄漏通道兩側壓差為15 kPa，因為迷宮密封效應的影響，使每個腔體之間壓差顯著降低，增設兩道柔性密封與原單道密封片相比，泄漏通道的局部流速可下降30%左右，從而起到直接降低徑向漏風的作用。不同密封道數密封情況的仿真模擬見圖11。

2）結構特點

徑向密封采用拖曳式密封裝置，密封組件為類彈性片結構，本身有較高的柔韌性、彈性及耐腐蝕性，兼具迷宮效應，起到減小漏風、延長軟密封壽命、方便維護調整的作用。見圖12。

徑向拖曳式密封裝置具有如下特點：

（1）結構簡單，成本低，僅為接觸式彈簧密封設計的1/3～1/2。

（2）軟密封片上的調節開孔可以保證反復調整間隙2~3次，一旦出現過量磨損后可以再次調整位置，無需頻繁更換密封片。軟密封片的使用壽命不低于厚密封片（5年），可與厚密封片同步更換。

（3）軟密封片上沒有任何接縫以外的漏風縫隙，封閉性好于接觸式彈簧密封，強度高，采用耐高溫氧化、耐低溫腐蝕材料制造，在熱態運行不會因強度原因和漏風壓差作用而倒伏。軟密封片厚度適中，采用大折角來調整軟密封和密封板的接觸壓力，不會造成密封板過量磨損。

（4）采用軟密封間隙比厚密封片設置間隙小一定數值的方式，軟密封片并不是在任何負荷下都始終接觸密封板，可以有效控制軟密封片和密封板的磨損量，延長設備使用壽命。

（5）重新設定軟密封間隙時，軟密封片和厚密封片分裝于徑向隔板兩側，不影響厚密封片的位置，軟密封片可以單獨操作，施工或重新調整速度快，數天內即可完成安裝或軟密封片調整設定工作。新安裝時可采用專用密封直尺，一次完成厚密封片和軟密封片的安裝和調節。

6 系統投運預期效果

系統投用后，A、B側空預器漏風率由8%分別降至4.6%和3.9%。表2為該系統投運前后三大風機電流對比。

根據統計，在機組不同出力下，三大風機平均每天節電量為1.4萬kWh，耗電率平均下降0.1個百分點。一年節電量為511萬kWh，節省電費為204萬元。

［1］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，2009，25(4):33-34.

［2］林光銳，張國明，蔣贏凱，杜艷青.基于激光測距機理的空預器系統改造.浙江電力，2018，37(9):41-44.

［3］孫劍鋒，朱鵬，王野.空氣預熱器不同密封形式應用效果分析［J］.熱力發電，2020，49(12):146-150.