鍋爐預熱器密封調整方案鍋爐預熱器密封調整方案鍋爐預熱器密封調整方案資料僅供參考文件編號：2022年4月鍋爐預熱器密封調整方案版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發布日期：鍋爐預熱器密封調整方案概述：我廠空預器為三分倉容克式空氣預熱器。轉子直徑φ13010mm，冷端為低合金(CORTEN鋼)耐腐蝕傳熱元件，其余熱段蓄熱元件為碳鋼。轉子轉速轉/分。氣動盤車轉速:轉/分。熱端和熱端中間層由厚度為的型碳鋼波紋板疊制而成，冷端由厚度為mmDU3型H=300mm考登鋼(C0RTEN)波紋板疊制而成。

空氣預熱器的徑向、周向和軸向均有密封裝置，以防止和減少漏風，密封片由考登鋼制成。徑向密封片厚度δ=mm；轉子中心筒周向密封板厚度δ=6mm；軸向密封片厚度δ=mm，旁路密封片厚度δ=。空氣預熱器配有漏風控制系統和脈沖式吹灰器及多噴嘴清洗管。2.工作原理：回轉式空氣預熱器是一種以逆流方式運行的再生式熱交換器。加工成特殊波紋的金屬蓄熱元件被緊密地放置在轉子扇形倉格內，轉子以轉/分的轉速旋轉，其左右兩部分分別為煙氣和空氣通道。空氣側又分為一次風通道及二次風通道，當煙氣流經轉子時，煙氣將熱量釋放給蓄熱元件，煙氣溫度降低；當蓄熱元件旋轉到空氣側時，又將熱量釋放給空氣，空氣溫度升高。如此周而復始地循環，實現煙氣與空氣的熱交換。3.漏風發生的原因分析(1)回轉式空氣預熱器的一次風壓比二次風和煙氣側的風壓均高很多，加上轉子與外殼之間有間隙的存在，因此不可避免地存在一次風向二次風側和煙氣側的直接泄漏以及二次風向煙氣側的漏風。密封漏風是漏風的主要部分，而密封漏風是由軸向漏風、周向漏風、徑向漏風三部分組成。其中，徑向漏風約占總漏風量的60%～70%。

(2)由于回轉式空氣預熱器自身變形，引起密封間隙過大。裝滿傳熱元件的空氣預熱器轉子或靜子處于冷態時，扇形板與轉子端面為一間隙很小的平面。而當空氣預熱器運行時，轉子和靜子處于熱態，熱端轉子徑向膨脹大于冷端轉子；同時由于中心軸向上膨脹，加上自重下垂，使轉子產生蘑菇狀變形，扇形板與轉子或靜子端面密封的外緣間隙，在熱態時比冷態時增大很多，形成三角狀的漏風區，如下圖所示。(2).1轉子熱變形計算轉子熱變形量主要取決于轉子半徑和高度以及空氣和煙氣的進出口溫度。圖1示出轉子熱變形的各個幾何形狀和變形量。各個變形量的計算分別簡述如下：(2).轉子熱端的熱變形量（δ上）δ上=2/H0△t(1)式中：δ上—轉子熱端變形量(mm)；R—轉子半徑(m)；H0—轉子高度(m)；△t—轉子冷熱端溫差(?C)，△t=1/2（t?煙+t?空）－1/2（t?煙+t?空）式中：“t?”、“t?”分別為進口和出口溫度，（℃）。(2.)轉子中心筒的熱變形量（δ中）δ中=H0△t式中δ中—轉子中心筒的熱變形量（mm）；H0—轉子高度(m)；△t—平均溫度（?C）；△t=1/4（t?煙+t?煙+t?空+t?空）-t0，式中t?、t?分別為進口、出口溫度(?C)；t0—環境溫度(?C)。(2.)轉子冷端的熱變形量（δ下）由圖2可知：

H=Hx+δ上，H=H0+△+δ上，兩式合拼，整理后得δ下=δ上-(Hx--H0)+△=δ上-δ中+△。式中△值從現場實測中獲得，一般為1mm左右。(2.)漏風的機理及其規律容克式空氣預熱器主要有筒形轉子和外殼組成，轉子是運動部件，外殼是靜止部件，動靜部件之間肯定有間隙存在，這種間隙就是漏風的渠道。空氣預熱器同時處于鍋爐島煙風系統的進口和出口，空氣側壓力高，煙氣側壓力低，二者之間存在壓力差，這是漏風的動力。由于壓差和間隙的存在造成的漏風稱為直接漏風。還有一種漏風叫攜帶漏風，是由于轉子內具有一定的容積，當轉子旋轉時，就像水車一樣，必定攜帶一部分氣體進入另一側。(2.)

攜帶漏風量其計算公式為：

式中：△Vxd為結構漏風量，m3／s；D為轉子內徑，m；d為中心筒直徑，m；n為轉子旋轉速度，r／min；y為轉子內金屬所占容積份額；h為轉子高度，m。攜帶漏風是容克式空氣預熱器的固有特點，是不可避免的。由公式看出，攜帶漏風量與轉子內容積及轉速成正比，為了降低結構漏風量，在滿足換熱性能的前提下，盡量選擇較低的轉速，因為在轉速大于r／min時，提高轉速對傳熱不再有益；轉子內盡量充滿傳熱元件，增加金屬所占容積份額，提高y值，即轉子高度不要留有太多的剩余空間。(2.)直接漏風量

攜帶漏風量占預熱器總漏風量的份額較少，空氣預熱器的漏風主要是直接漏風，直接漏風量的計算公式可以按如下方法推導出來。把空氣側和煙氣側視為兩個一壁之隔的充滿氣體的無限大容器，空氣通過間壁上的微小間隙泄漏到煙氣側，如下圖，根據粘性流體的伯努利方程得到：這就是空氣預熱器漏風量的基本計算公式，式中△P為空氣側與煙氣側的壓力差，公式中氣體密度ρ是基本不變的，因此，影響漏風的主要因素是：系數K；間隙面積F；空氣側與煙氣側之間的壓力差△P。(3)空氣預熱器中間層波紋板積灰嚴重導致漏風增大。回轉式空氣預熱器長期運行，如不及時吹灰疏通，使冷、熱、中間受熱面積灰增多，引起風壓阻增大，出口煙氣負壓加大，漏風量上升。另外，波紋板堵灰使上下不通暢，引起預熱器冷、熱端溫差變大，也可以使轉子產生蘑菇狀的變形更嚴重。(4)漏風控制系統傳感器機械部分失靈或不敏感。回轉式空氣預熱器裝有漏風控制系統，對扇形板底面和徑向密封片之間的密封間隙進行自動跟蹤控制，并使密封間隙保持在一定的距離（一般為mm左右），從而達到對空氣預熱器漏風量進行自動控制的目的。但空氣預熱器運行一段時間后發現，因煙道內積灰較多，使探測頭通道堵塞，不能自由上下活動，影響了扇形板的跟蹤調節，使漏風增大。

(5)有少數徑向、環向、軸向密封片不整齊。由于長時間運行或受熱不均勻，環向、軸向密封片有少數偏斜或變形，使密封間隙變大而導致漏風增大。

(6)檢修、裝配問題，如轉子不垂直，漏風控制系統出現偏差，導致漏風增加。(7)鍋爐安裝質量較差，漏風、漏灰點較多，這些從外界漏入的空氣使煙氣側負壓加大，增加了回轉式空氣預熱器的漏風，導致漏風率上升。4漏風因素的分析由公式（8）看出，漏風量與泄漏系數K、間隙面積F、空氣與煙氣的壓力差△P的平方根成正比，要降低漏風量，就必須降低K，F，△P值。影響漏風率的其他因素鍋爐負荷對漏風率的影響因為空預器漏風主要與泄漏系數K、間隙面積F、空氣與煙氣的壓力差△P有關。當鍋爐負荷降低的時候，送風機的出力也將降低，這時假設鍋爐負荷降低到50%,風機的負荷是50%、泄漏系數K、間隙面積F不變，空氣與煙氣的壓力差△P（一次風與煙氣側冷端壓差）也將減小（2000Pa<△P<7000Pa）,△P取4500Pa。根據公式（8）可以得出漏風量G1，當滿負荷△P取7000Pa，可以得出漏風量G0。半負荷的漏風率AL1AL1=G1/Q總1

2Q總1=Q總1AL1=/Q總1，AL1=/Q總，AL1=/Q總，△P取4500Pa，AL1=/Q總，滿負荷的漏風率ALAL=G0/Q總，AL=/Q總，△P取7000Pa，AL=/Q總。式中Q總是滿負荷時的送風量，Q總1是半負荷時的送風量通過以上比較可得出半負荷時的漏風率要比滿負荷時候高倍。從上面的結論可以說明當鍋爐負荷降低將使空預器的漏風率顯著提高。據有關電廠的試驗，可以得出下列數據：鍋爐在100%出力工況下，空氣預熱器漏風率為%。鍋爐在70%出力工況下，空氣預熱器漏風率為%。鍋爐在50%出力工況下，空氣預熱器漏風率為%。以上數據說明，負荷對鍋爐空氣預熱器的影響非常大。空氣側與煙氣側壓差

對爐膛為負壓運行的鍋爐來說，空氣預熱器的空氣側為正壓，額定風壓為，煙氣側是負壓。兩者之間的壓差導致漏風，壓差越大，漏風越大。5.空預器漏風對風煙系統的影響空預器漏風嚴重，導致一次風壓降低，為了防止一次風管堵管，只好增大一次風機擋板開度，增加了一次風機和送風機的出力。一次風和二次風大量地漏到煙氣中，增加了引風機的出力。不僅造成電廠廠用電上升，而且還造成機組滿負荷運行時引風機調節余量不足，制約運行人員進行燃燒調整，影響機組出力。同時爐內燃燒所需氧送不進去，影響機組的安全運行。由于漏風嚴重，煙氣溫度降低，空預器受熱面腐蝕和堵塞較嚴重，鍋爐熱效率降低，這些都將影響機組的安全經濟運行。另外對于燃煤機組在一些情況下由于排煙量增加或磨煤機中的干燥風量不足，也會導致整個機組的出力下降。6.減少空氣預熱器漏風應采取的對策和措施(1)減小密封漏風。回轉式空氣預熱器的漏風主要是密封漏風，其中徑向漏風約占總漏風量的60%～70%。因此，解決回轉式空氣預熱器的漏風問題首先應盡量減小徑向漏風。利用機組臨檢、大、中、小修、技改的時候對空氣預熱器各種密封元件進行檢查調整。對少數徑向和環向密封片因受熱原因使材料在高溫區域發生一些塑性變形，著手進行更換處理，以保證減少密封間隙漏風發生；冷、熱端旁路密封按照間隙數值進行校正，更換不合格的旁路密封片，應采取兩片疊置交叉形式安裝，減少旁路漏風；對軸向密封檢修發現間隙超標，根據安裝時數據進行調整，避免軸向漏風；中心筒處由于密封材料沒有堵實，另外有的地方磨損，會造成漏風，發現后及時重新填實密封材料，磨損處及時補焊處理。

(2)加強對空預器傳熱元件的堵灰進行疏通。由公式知道，必須盡可能減小ΔT，才能使轉子變形量和漏風減少。如果傳熱元件堵灰無法疏通，將使ΔT增大，空預器的漏風增大。另外，大小修時用高壓水多嘴清洗管進行噴射除灰，對發現堵死的元件要加強疏通。大修時采取將傳熱元件盒取出，割開盒架，對堵死的傳熱元件一片一片清理，然后全部重新安裝。

(3)調節好漏風控制系統扇形板的水平位置。如果漏風控制系統扇形板本身不是水平的，扇形板可出現前后左右的傾斜，必然會導致因漏風控制系統出現偏差而使漏風增大。因此，減小空預器漏風必須保持扇形板的水平，要對扇形板的水平進行測量，即將任意一處徑向密封片轉到扇形板的兩側進行測量，如測量結果不水平要采取措施進行調節至水平。(4)消除空預器上部煙道的漏風。經常檢查空氣預熱器上部煙道的補償器。必要時更換為金屬補償器，增強其耐磨性能以消除漏風。

(5)摸索、改進扇形板控制系統，以煙溫或間隙為標準，降低漏風率。解決熱端徑向密封是在其上方設置扇形板控制系統，動態跟蹤轉子變形，以隔離煙道和空氣，從而達到消除漏風目的。比較溫度跟蹤與間隙跟蹤哪種方式好。（6）正確計算轉子變形量。作為各密封間隙的參考值。（7）保證各密封間隙的均勻一致性。、（8）保證轉子的水平度。7.結論

回轉式空氣預熱器的漏風是回轉式空氣預熱器普遍存在的問題。設備狀況不同，漏風的原因也不同。如何減少漏風應是火力發電廠不斷探索并加以解決的方向，不斷通過檢修實踐，采取一些檢修改造措施和改造設想，其漏風率是可以降低的，這有利于鍋爐排煙熱損失減少，降低煙溫引起的設備低溫腐蝕，減少送風機、引風機的運行負荷，降低其電耗，節約廠用電，防止由于回轉式空氣預熱器漏風而影響鍋爐出力問題的發生。

目前，我廠#1爐兩臺空氣預熱器漏風率已達到10%左右，為降低漏風率，(徑向漏風占總漏風量的70%以上，預熱器漏風的65%發生在熱端，所以我們的工作重點放在徑向密封間隙，特別是熱端。)制定方案如下：一、冷態調整：利用停機檢修機會，會同熱工、及策化部人員校核熱端調節裝置零位。測量冷端密封間隙，視情況調整。建議最外端值調為33mm。測量熱端密封間隙，掌握密封片不平整度。利用檢修機會測量調整軸向、環向密封間隙，必要時對環向密封進行改造。對空氣預熱器進行水沖洗。必要時在三向密封片處安裝指示鋁板，觀察密封間隙，在下次停機時進行調整。檢查2B空氣預熱器，存在的問題如下：A.各扇板中心處，間隙較大。約為4-5mm。打算調整為。B.一次風---二次風之間的扇形板零位較小，左右，打算調整到4mm左右。熱態調整：在機組負荷500MW-550MW穩定2h，記錄有關數據(送風機、一次風機、引風機、空氣預熱器電流，空氣預熱器進出口煙溫、一次風壓等)，先測出漏風率:空氣預熱器漏風率，為漏入空氣預熱器煙氣側的空氣質量流量與進入空氣預熱器的煙氣質量流量之（%）。根據GB/T10184中關于空氣預熱器漏風率的測定及計算，空氣預熱器漏風率計算公式為：AL式中：AL－空氣預熱器漏風率，％－空氣預熱器入口的過量空氣系數；－空氣預熱器出口的過量空氣系數。過量空氣系數的計算方法：過量空氣系數＝21/（21－該處的氧量）。改變熱端自動跟蹤裝置系數，減小間隙（通過調整扇形板），同時觀察空氣預熱器電流，并仔細傾聽上部扇形板處聲音，如遇異常停止調整。因熱端自動跟蹤裝置在積灰等因素情況下，可能造成失靈，易損壞設備，建議在熱態時，定一極限系數，使密封間隙達最小，不再自動跟蹤。(一般投入熱端自