容克式空預器是回轉式空預器，用裝在轉子上的傳熱元件在煙氣側吸熱轉動到空氣側放熱的再生式、尾部換熱設備。它具有結構緊湊、體積小、鋼耗少（比管式空預器輕）、耐磨損及腐蝕、壽命長、易布置等優點，被大、中型火電廠普遍采用。但該空預器結構復雜、漏風大、且隨運行時間延長，漏風越來越嚴重，設計漏風率8%，實際漏風達20%，且引、送、一次風機能耗大，排煙溫度高。因此，需改造密封系統、降低漏風率。下面敘述該空預器轉子熱變形、漏風情況及改造方案、過程和結果。
1、空預器熱態變形分析
空預器工作時，煙氣與空氣在預熱器中是倒流（逆流）換熱的。在上端：高溫煙氣進入，空氣吸熱后出口溫度高，轉子膨脹大；在下端：煙氣放熱后出口和低溫空氣進入空預器，溫度相對上端低。轉子上、下端溫差膨脹不一使轉子傳熱元件組產生上大、下小的蘑菇狀變形和徑向密封片外側下垂，因而增加了漏風間隙。實際運行中，轉子熱態變形復雜、是多個部件變形量的綜合值，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、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
2、空預器漏風分析
空預器回轉設備、轉子部分和固定部分存在間隙，熱態運行時，不可避免產生蘑菇狀變形，使動、靜間隙增大，正壓空氣從間隙漏入負壓煙氣處（包括正壓一次風漏入低壓二次風和漏入負壓煙氣處；低壓二次風漏入負壓煙氣處）產生直接漏風。概括起來，主要有徑向泄漏、軸向泄漏、旁路泄漏。
運行中，轉子熱交換元件間的空氣隨轉動會有一部分空氣帶入煙氣流中，產生攜帶漏風，攜帶漏風與轉子速度有關。因石門電廠空預器轉子速度降為1.15 r/min，攜帶漏風占的比例不大。有關資料介紹容克式空氣預熱器主要是直接漏風，占預熱器總漏風的80%以上（且轉子越大，該比例越大）。
(3)式表明漏風與間隙面積成正比，與空氣側和煙氣側壓力差的平方根成正比，因此要降低直接漏風，一要降低漏風間隙面積、堵死漏風渠道，二要降低空氣側與煙氣側之間的壓差，削弱漏風動力。基于以上2點對空預器進行密封改造。
3、空預器密封改造方案
以上為石門電廠空預器密封改造的理論依據。改造在現有設備基礎上，做到投入少、易行、密封好。
3.1 采用雙密封削弱空氣側與煙氣側漏風壓差
在空預器的過渡區任一時刻都至少有2道密封片與密封板連接，形成2個密封副。用(3)式計算，雙密封可使泄漏壓差降低1/2，漏風降低30%。
改造辦法有2個方案：(1)原扇形板與軸向弧形板幾何尺寸不變，將原24個模式扇形倉（每倉15。）改為48個模式扇形倉。此法可使空預器的每個過渡區在任一時刻都至少有2道密封副，密封效果好。但改造工作量大，要增加24個扇形倉的隔板，經計算，對換熱面流道橫截面減小約1%，對空、煙氣流阻力影響不大。但整個空預器轉子及換熱元件需拆出、重新裁割及安裝，工期長，投資大。(2)空預器轉子結構不動，根據風、煙壓差大小將扇形板及軸向弧形板加寬。這樣，一次風與煙氣側壓差最大，其過渡區由原20。向煙氣側加寬了8.50、向一次風側加寬了1.5。，圖3所示。此法使該過渡區在任意時刻構成雙密封，二次風與煙氣過渡區壓差較小，其過渡區由原20。向二次風側加寬5。，使該過渡區運行中83%以上的時刻形成雙密封，一次風與二次風之間壓差較小。其過渡區扇形板（軸向弧形板）仍按原制造廠設計值進行相應調整，考慮到扇形板加寬、換熱區和風煙阻力的變化，經核算流道橫截面減小約4%，經原制造廠核算，因空預器設計裕量、空預器中心桁架支撐、風煙進出空間流道面積、扇形板加寬后預熱器流道換熱面積足可滿足機組滿負荷和正常負荷調節要求。
綜合評價上述2個方案后，采取加寬過渡區扇形板及相對應的軸向弧形板的改造方案、該方案簡單、易行，可滿足要求。
3.2 扇形板和軸向弧形板與轉子間隙采取自密封
根據制造廠推薦、理論計算和同類機組的運行經驗，證明300 MW及以下空預器采用此法改造密封，方法簡單、可靠、免維護。
改造辦法如下：取消原熱態控制調節裝置，通過間隙計算，預留冷態間隙，熱態進行自動補償。根據原空預器設計，進、出口空氣（一、二次風）和煙氣溫度（參考燃煤時實際溫度及可能的變化）可按300MW滿負荷考慮。將有關參數代入(1)式算得轉子運行時產生的間隙值，以轉子中線為中心取不同半徑進行計算得出各間隙值；同時計算轉子及外殼上、下部和所有徑向及軸向膨脹值。該理論計算結果如圖1所示。
3.3密封片做成“V”形
密封片做成“V”形后，實現轉子熱落變形后與剛性扇形板彈性密封，達到零間隙的效果。在特殊情況下，因膨脹值波動，在彈性范圍內可實現密封的微調節。
3.4通過修理、調整，減小理論值與實際值的偏差
改造前，測量轉子徑向與軸向跳動值、中心筒與轉子外緣的水平度、轉子上及下部T型鋼圓度。通過修理、調整，減小其偏差，然后根據圖1中的理論值和調整后對應的偏差值分別進行冷態轉子徑向密封片與扇形板的調節、軸向密封片與軸向弧形板的密封調節、冷及熱端旁路環向密封間隙調節。
由于冷端轉子風煙壓差比熱端高，由于泄漏與壓力差的平方根成正比，因此，轉子冷端密封比熱端更重要。冷端轉子熱態中心向下膨脹很小，主要考慮外緣下垂、轉子和向外膨脹增大間隙等要求預置密封片。熱端轉子中心向上、向外膨脹較多，又換熱元件外緣下垂，冷態安裝熱端的預置密封片在熱態時可能間隙會變大，但空預器壓差下端比上端大，由于轉子上、下端熱膨脹的影
響，整體密封效果能滿足要求。
3.5對轉子中心筒進行密封檢修
檢查轉子中心筒的密封情況，如不符合要求，對其進行檢修。
4、密封改造的實施及改造后的效果
4.1密封改造的實施
根據理論分析和威海HOWDEN容克式空預器制造廠對各間隙值計算校核，制造廠提供部分改造部件。2001年2號機小修和2003年1號機大修時實施改造。圖3為空預器徑、軸向密封改造情況。圖3(a)為空預器上、下對應扇形板和軸向弧形板改造加寬示意圖；圖3(b)、3(c)、3(d)、3(e)分別為改造前、后徑向（軸向）密封片與扇形板（或軸向弧形板）密封示意圖。考慮漏風與壓差間的關系，加寬過渡區為：一次風與煙氣、二次風與煙氣（一、二次風間的過渡區只作檢修調整）。1，2號爐4臺空預器改造時冷態間隙調整值是以理論計算值為基礎，綜合考慮轉子上、下跳動，上、下水平度和轉子圓度等因素，得出各空預器實際冷態密封間隙值，其結果如表1。表中符號參見圖1、2，旁路冷態間隙同理論計算值，見圖2。
4.2 密封改造的具體步驟
密封改造的具體步驟如下：
4. 2.1 將所有的上、下扇形板、各軸向弧形板調整到間隙最大位置。
4.2.2 拆除原空預器的密封元件，包括徑向密封、軸向密封和部分環向密封。
4.2.3按方案分別加寬扇形板、軸向弧形板。
4.2.4將調節螺桿（或配套調節螺母）一端焊在扇形板（或軸向弧形板）上，另一端與其外殼支撐鋼梁焊接；之后，斷開原扇形板（軸向弧形板）調節機構。
4.2.5 測量空預器轉子上、下部與中心筒的水平度，不同圓環的徑向跳動和空預器轉子上、下的圓度，并做記錄，同時標記測點位置。
4.2.6 徑向密封的設置和調整。(1)以頂部和底部任一模式下的扇形倉1塊隔板為基準，將4.2.5中得到的水平度、徑向跳動值與以該基準板為基準得到的測量值（按測點標記測量）進行比較。取其中最大值加90 mm作為扇形板與隔板間距的標準值。轉動轉子，利用頂部和底部的調節螺桿調整扇形板，使頂部和底部的扇形板與該基準隔板的間距值達到間距標準值。(2)在頂部和底部任一模式下的扇形倉1塊隔板上，裝1塊徑向密封片，以4.2.5中得到的水平度、徑向跳動值與該裝了密封片的、作為基準隔板的測量值（按測點標記）進行比較，取其中最大值加理論密封間隙值作為扇形板與密封片的冷態間隙標準值（其值如表1，下同）。調整該徑向密封片，使其與扇形板的間隙達到冷態間隙標準值。轉動轉子，檢查該徑向密封片與各扇形板的間隙是否符合要求。(3)在空預器頂部和底部煙道內焊接支架，轉動轉子，對著上面步驟(2)己調好的徑向密封片來安裝徑向密封標尺并固裝于支架上，用此標尺依次完成各徑向密封片的安裝。(4)將扇形板用支撐槽鋼焊接到外殼鋼梁上（注意防止變形，焊時分多點、多區間焊）兩側（也可至少一側）用鋼板分別滿焊到外殼上，使原運行中可調節的扇形板靜密封變成全焊接，以保證零泄漏。
4.2.7 軸向密封的設置和調整。(1)以一塊軸向隔板為基準，以4.2.5中得到的圓度與以該基準板為基準得到的測量值（按測點標記測量）進行比較。上部取其中最大值加22 mm、下部取其中最大值加16 mm作為間距的標準值，來調節各軸向弧形板與該基準隔板的間距。(2)任選一軸向隔板裝上軸向密封片，以4.2.5中得到的轉子上、下部的圓度與該己裝軸向密封的基準板測量值（按測點標記測量）進行比較。上、下部分別取其最大值加理論計算值作為軸向密封片與軸向弧形板的冷態密封間隙標準值，調整此軸向密封片，使其與軸向弧形板間隙達到要求。(3)在轉子外殼上焊一支架，轉動轉子，對照上面步驟(2)己調好的軸向密封片來安裝軸向密封標尺并固裝于支架上，用此標尺依次完成各軸向密封片的安裝。(4)將軸向弧形板兩側用鋼板分別滿焊到外殼上，使原運行中可調節的弧形板靜密封變成全焊接，以保證零泄漏。
4.2.8環向旁路密封設置和調整。按理論計算值，調整熱端間隙為8 mm，冷端間隙為3 mm。
4.2.9 轉子中心筒密封。將中心軸密封環按方案焊在中心軸上，然后割除中心筒吊桿。
完成上述工作后，拆除原扇形板調節裝置和為改造用的臨時支架，封堵漏點，檢修其他未改造的部分，清檢場地，試運空預器。如正常，改造結束。
4.3密封改造后的效果
根據計算結果，采用冷態預留間隙、熱態膨脹補償的自密封方法，取消原控制、調整機構。這樣，減少了調節、維護工作量，運行中又不會出現密封調節失靈、卡死或漏風，設備工作更可靠。改造時，由于上扇形板與上梁、下扇形板與下梁、軸向弧形板與側梁三者都滿焊固定，避免了過去扇形板（或軸向弧形板）與支持梁連接存在的靜密封間隙泄漏。改造后，經湖南省電力試驗研究所對4臺預熱器進行漏風測試，機組負荷為180~ 300 MW時，空預器漏風為7%~9%；改造后，引、送、一次風機的電流在180 MW時，比改造前分別下降10.0~13.0、1.5～2.0、2.0A;在300 MW時，分別下降5.0~8.0、1.0、2.0~2.5 A。1，2號爐改造后，運行至今效果明顯。
