回轉式空氣預熱器因其結構緊湊，占地面積小，鋼材消耗量小等特點而被廣泛應用于大型電站鍋爐上。但漏風大和漏風突變是目前電站鍋爐存在的普遍問題，漏風率在不長的時間突增到20%以上甚至更高，使風機在全力下仍滿足不了運行要求，機組不得不降出力運行，運行的安全及經濟性下降。通過對1025t/h鍋爐空氣預熱器漏風大的原因分析，并采用英國HOWDEN公司的VN技術對空氣預熱器進行局部改造，使空氣預熱器的漏風率大大降低，保證了機組的正常運行。經一年多的運行實踐表明，空氣預熱器的漏風率仍保持在10%以下，改造效果良好，為存在同類問題的回轉式空氣預熱器減少漏風提供了成功的改造經驗，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機、秸稈壓塊機壓制的生物質顆粒燃料。
1、設備概況
首陽山電廠3號鍋爐為東方鍋爐廠生產的DC1025/18.2-Ⅱ6型，亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環、冷一次風機正壓直吹式、固態排渣煤粉鍋爐，于1995年10月投產。所配回轉式空氣預熱器為東方鍋爐廠采用美國CE公司技術設計制造的三分倉容克式空氣預熱器，采用逆流式進行再生熱交換，空氣預熱器采用周邊驅動，轉速為1.14 r/min，轉子直徑為10 320 mm，米用模數倉格結構，全部蓄熱元件分別裝在24個倉格f每個倉格為15。1；蓄熱元件分3層，下層冷端蓄熱元件由厚度為1.2mm的耐腐蝕鋼材軋制而成，上部熱端二層蓄熱元件由厚為0.6 mm碳鋼板軋制而成；密封系統采用徑向一軸向、徑向一旁路密封系統，空氣預熱器間隙采用自動跟蹤調整裝置，原設計其他參數如下：
空氣預熱器進／出口煙氣溫度／℃ 390/144.3
空氣進口溫度／℃ 一次風／二次風20/38
空氣出口溫度／℃一次風／二次風351.7/341.7
漏風系數保證值 一年內0.08 -年后0.10
2、存在問題及原因分析
自機組投產以來，一直存在著空氣預熱器漏風大的問題，一般漏風率在20 010以上，最高達35.5 010f見表21。由于空氣預熱器漏風嚴重，機組負荷在280 MW以上時，引風機全開，爐膛冒正壓，爐膛內燃燒仍處于缺氧狀態，飛灰可燃物升高，從而影響鍋爐的正常運行和運行的經濟性。空氣預熱器雖經多次檢修調整，仍沒有得到徹底解決。
2.1空氣預熱器間隙自動調整裝置不能正常投入
空氣預熱器間隙自動調整裝置為東方鍋爐廠生產的配套產品，其探測部分為平面檢測線圈，采用渦流探測原理測量空氣預熱器的徑向密封間隙，自動裝置根據測量值自動控制熱端扇形板上抬或下落，來保證空氣預熱器的漏風在設計值范圍內。因平面檢測線圈及前置放大器難以在高溫下正常工作，運行中經常損壞，造成空氣預熱器間隙自動調整裝置不能正常投入，機組正常運行時熱端扇形板與轉子徑向密封的間隙達不到設計要求。另外，控制裝置設計功能不完善，缺乏應有的保護功能，一旦控制裝置失靈，易造成空氣預熱器卡死，密封片損壞，或間隙調整到最大位置，漏風增大。
2.2 固定密封使用壽命短
固定密封為熱端扇形板與鋼梁之間的密封，由兩塊厚度為6 mm的12CrIMoV鋼板搭接而成，一塊采用螺栓緊固在扇形板上，一塊緊固在鋼梁上，保證熱端扇形板能上下移動，隔絕熱風向煙氣側泄漏。因煙氣側的差壓大，且熱風中含有灰塵，熱風向煙氣側泄漏的同時，使固定密封磨損，特別是一次風與煙氣側的固定密封僅僅使用3個月就磨出孔洞，使漏風劇增。
2.3 下部徑向密封間隙過大
下部徑向密封片預留空氣預熱器轉子熱態時的“蘑菇”變形間隙，實際間隙外側預留為24mm，預留值偏大，這是一個主要漏風點。
2.4 上部徑向密封片損壞頻繁
由于空氣預熱器間隙自動調整裝置不可靠，有時會使扇形板過調，扇形板與密封片摩擦，密封片損壞。另外因固定密封板壽命短，密封板脫落在扇形板處，使密封片被擠壞。3號爐自投運到改造前，上部徑向密封片已多次進行更換。
2.5 上扇形板底部密封面易損壞
由于漏風及動靜摩擦等原因，上扇形板密封面損壞嚴重，平面凹凸不平，一次側與煙氣側扇形板底部密封面曾多次磨穿形成孔洞，致使徑向密封失效，造成漏風。
2.6 蓄熱元件易堵灰，銹蝕嚴重
由于空氣預熱器吹灰器長期沒有投運，引起蓄熱元件堵灰。蓄熱元件堵灰后，空氣預熱器一、二次風進口靜壓增加，風側與煙氣側差壓增大，引起漏風增加。
3、改造方案
3.1針對3號爐空預器存在的問題，經認真分析，決定采用英國HOWDEN公司的VN技術對其進行改造，VN技術主要有以下幾個特點：
(1)米用先進的理論進行熱態變形量的模擬計算，可準確地計算出轉子及殼體各部位熱態的變化量，從而設計各部位密封間隙，在冷態下進行設定，使其適應轉子及殼體熱態時的熱變形。機組滿負荷運行時密封間隙變為最小，密封效果最好，漏風量控制到最小。
(2)扇形板及軸向密封板不需調整，不設扇形板跟蹤調整裝置，運行可靠性高，漏風率穩定，檢修維護費用大大減少。
(3)徑向及軸向密封采用雙密封，即每塊扇形板及弧形板下同時有兩道密封片通過，可使空氣預熱器漏風率減少30%(與單密封比較1。
3.2本次改造屬于空氣預熱器的局部改造，其驅動裝置仍為周邊驅動，煙氣側與二次風側、一次風側與二次風側仍為單密封結構。
(1)取消空氣預熱器間隙自動跟蹤調整裝置，改進扇形板。扇形板是考慮各種工況下轉子熱變形經計算后制作的，施工時在扇形板與空氣預熱器殼體之間焊接新的鋼板，把扇形板固定到某一位置，形成完整的焊接結構，從而消除了原來固定密封的漏風。密封間隙按照設計值設定。由于運行中一次風壓高達9 kPa以上，一次風與煙氣側采用單密封結構密封效果難以保證，因此將一次風與煙氣側冷、熱端扇形板均加寬，形成雙密封，提高密封效果，減少此處漏風。一次風與煙氣側冷、熱端扇形板加寬后，排煙溫度將會升高及熱風溫度下降，并使原來煙氣側和一次風側的流通面積減小，將導致流動阻力的增加，但是由于改造后的漏風率大大降低，對機組運行中的風壓及煙壓影響不大。一次風與煙氣側扇形板由于一次風與煙氣的差壓大而磨損速度快，壽命短，為便于檢修維護，密封面采用帶可更換襯板的結構形式。由于扇形板磨損嚴重，扇形板全部更換為新扇形板。
(2)軸向密封采用固定式密封。其固定位置按照計算值設定，采用焊接結構。
(3)更換原有的軸向和徑向密封片，冷熱端內外緣環向密封也同時更換。
(4)原中心筒輪觳密封結構不可靠，導致空預器導向軸承處熱風外漏，難以治理。此次改造將原來的彈簧式自密封改為盤根壓蓋式擠壓密封，利用此處煙氣為負壓這一特點，將密封室與煙氣連通，形成負壓，將泄漏的熱風引入煙道，消除外漏。
(5)軸向密封改雙密封。將軸向密封由24道改為48道，由單密封改為雙密封，提高密封效果。
(6) -次風至煙氣側及二次風至煙氣側的扇形板分別加擴150，以達到多重密封的效果。
(7)由于蓄熱片銹蝕報廢達70%，在檢修中將蓄熱片全部更換為新型蓄熱元件。
4、改造效果
空氣預熱器密封改造后，運行3個月進行了性能試驗。從試驗數據看，改造后空氣預熱器漏風率下降到10.53%(兩側平均值1，比改造前漏風率降低20%以上，鍋爐排煙溫度降低了15℃左右，鍋爐排煙損失減少1%以上，飛灰含碳量下降2.98個百分點，鍋爐效率比改造前提高2個百分點，僅此項節約標煤價值200萬元左右；引風機、一次風機電流均有所降低，經濟效益十分顯著。后來，豪頓華工程公司對空氣預熱器密封進行了調整，近期的測試表明，空氣預熱器的漏風率平均已降到9%以下，改造前后參數對比見表2。
5、結論及建議
5.1空氣預熱器密封改造后，漏風率達到了10 010左右的水平，漏風率比改造前降低20 010以上，保證了機組的正常運行。到目前，空氣預熱器已經運行一年多的時間，其漏風率仍在此范圍內，說明改造是成功的。目前此技術已在安陽電廠鍋爐應用(2000年7月已投運1，近期測試結果表明，空氣預熱器漏風率已降到7 010左右，漏風問題得到根本解決；首陽山電廠4號鍋爐、三門峽火電廠2號鍋爐在大修中即將實施空氣預熱器改造。
5.2由于本次改造為空氣預熱器的局部改造，沒有對空氣預熱器進行全面改造，因此具有工程費用低，改造工期短、投資回收快的特點。為采用美國CE公司技術設計制造的回轉式空預器減少漏風提供了成功的改造經驗。
5.3建議在空氣預熱器蓄熱元件使用壽命結束前的大修中對空氣預熱器進行全面改造，即對空氣預熱器轉子進行改造，實現真正意義上的雙密封(24倉格改為48倉格1，達到進一步降低漏風的目的。
5.4加強空氣預熱器吹灰器的維護工作，確保吹灰器的正常投入，防止因吹灰器投運不正常造成空氣預熱器堵灰、蓄熱片銹蝕。
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