0、現(xiàn)狀
    田家庵發(fā)電廠#2鍋爐系1972年波蘭進(jìn)口的OP - 380型鍋爐，配置兩臺(tái)B2311300型垂直軸、受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，其工作原理是轉(zhuǎn)子中受熱元件連續(xù)不斷地在煙氣側(cè)吸收熱量，然后轉(zhuǎn)到空氣側(cè)將受熱元件的蓄熱釋放給需預(yù)熱的空氣。它的作用是利用鍋爐排煙余熱來(lái)加熱即將進(jìn)入爐膛的空氣，提高熱風(fēng)溫度，以強(qiáng)化燃燒，節(jié)省鍋爐的蒸發(fā)受熱面，提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。由于設(shè)計(jì)落后（原設(shè)計(jì)空預(yù)器漏風(fēng)率高達(dá)23%），以及多年運(yùn)行等原因，兩臺(tái)空預(yù)器實(shí)際漏風(fēng)率皆高于35%。并且，空預(yù)器還存在下列問(wèn)題：
    (1)轉(zhuǎn)子變形，上下扇形板磨損嚴(yán)重。
    (2)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)為12分倉(cāng)，徑向單密封設(shè)計(jì)，固有漏風(fēng)率高。
    (3)密封的上、下靜密封板由于轉(zhuǎn)子的磨損，多次焊補(bǔ)，現(xiàn)無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)的密封要求。
    (4)周向密封的上、下靜密封板由于轉(zhuǎn)子的磨損，多次焊補(bǔ)，現(xiàn)無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)的密封要求。
    (5)中心筒密封失效，漏灰嚴(yán)重。
    (6)傳動(dòng)裝置采用圍帶傳動(dòng)，傳動(dòng)圍帶銷(xiāo)磨損嚴(yán)重，已磨損達(dá)原直徑的l／3，且更換困難。
    (7)傳熱元件的波形設(shè)計(jì)不適合現(xiàn)燃用的煤種，低溫段局部堵灰，吹灰裝置不能投用，局部磨損嚴(yán)重，傳熱效果差。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
l、空預(yù)器漏風(fēng)的原因分析
    回轉(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)主要有兩部分組成：
    (1)機(jī)械攜帶漏風(fēng)：空預(yù)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，空氣側(cè)轉(zhuǎn)子隔倉(cāng)內(nèi)的空氣不可避免地被攜帶到煙氣側(cè)，即所謂的攜帶漏風(fēng)。這部分的漏風(fēng)占整個(gè)空預(yù)器漏風(fēng)的比例較少，且與轉(zhuǎn)速有關(guān)，不易消除。一般轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于5rpm時(shí)，其漏風(fēng)量不會(huì)超過(guò)1%。
    (2)由于壓差造成的直接漏風(fēng)：煙風(fēng)道與轉(zhuǎn)子間存在相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)部會(huì)和靜止的外殼體總存在一定間隙，由于流經(jīng)空預(yù)器的煙、空氣之間存在壓差，對(duì)于負(fù)壓鍋爐來(lái)說(shuō)，空預(yù)器的空氣側(cè)是正壓，煙氣側(cè)是負(fù)壓，因此空氣就經(jīng)過(guò)動(dòng)靜之間的間隙漏入煙氣側(cè)，形成了直接漏風(fēng)。直接漏風(fēng)的大小取決于兩者之間間隙的大小，為了減小直接漏風(fēng)，回轉(zhuǎn)式空預(yù)器基本都根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置的不同安裝了徑向、軸向和周向密封裝置。由予空預(yù)器運(yùn)行工況是煙氣自上而下逐漸降溫，空氣自下而上逐漸升溫，因此上端為熱端，下端為冷端。熱端的膨脹大于冷端，形成了通常所說(shuō)的蘑菇狀變形，即轉(zhuǎn)子中心部位向上膨脹，扇形板內(nèi)側(cè)跟中心端隨動(dòng)向上，轉(zhuǎn)子外側(cè)因自重向下。這樣熱態(tài)時(shí)，冷端逐漸彌合預(yù)留間隙，而熱端間隙卻越來(lái)越大，形成了一定的漏風(fēng)通道�？疹A(yù)器密封間隙預(yù)留值是根據(jù)機(jī)組設(shè)計(jì)工況，按熱變形公式計(jì)算得來(lái)，由于實(shí)際工況與設(shè)計(jì)工況與設(shè)計(jì)工況存在一定的誤差，因此計(jì)算熱變形量與實(shí)際變形量有所差異。另外，熱端扇形板內(nèi)側(cè)雖然跟中心筒一起膨脹，但外側(cè)基本固定不變，運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)子隨著溫度升高而增加熱膨脹，其熱端外側(cè)向間隙不斷增加，即增加空預(yù)器直接漏風(fēng)。
2、改造方案的確定
    要降低空預(yù)器的漏風(fēng)率，傳統(tǒng)的方案是，提高檢修質(zhì)量，盡可能減少動(dòng)靜密封間隙，消除可能的靜漏風(fēng)點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)外300MW以上機(jī)組上，有增裝．LCS控制系統(tǒng)裝置來(lái)減少熱態(tài)運(yùn)行時(shí)的徑向間隙，以及采用氣力密封裝置來(lái)達(dá)到減少漏風(fēng)的目的。但這些改造，實(shí)踐證明在空預(yù)器運(yùn)行一段時(shí)間后漏風(fēng)率即會(huì)大大增加，而且運(yùn)行狀況不穩(wěn)定。
    英國(guó)HOWDEN公司經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)隨使用時(shí)間延長(zhǎng)漏風(fēng)增加的主證結(jié)所在，從而改進(jìn)了空預(yù)器的設(shè)計(jì)，在通過(guò)大量的計(jì)算及多臺(tái)空預(yù)器改造的驗(yàn)證，將密封系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一整體結(jié)構(gòu)，取消了可調(diào)密封系統(tǒng)。這種稱(chēng)為VN的設(shè)計(jì)，在很大程度上控制漏風(fēng)的產(chǎn)生，并得以持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。我們經(jīng)過(guò)多方調(diào)研比較后，選擇了由豪頓公司提出的這種VN改造方案，其改造的特點(diǎn)是：
    (1)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況，重新計(jì)算冷熱端徑向、周向密封間隙并按此值重新調(diào)整。
    (2)根據(jù)實(shí)際燃用煤種的特點(diǎn)，重新設(shè)計(jì)傳熱元件。
    (3)冷熱端扇形板根據(jù)計(jì)算的內(nèi)、外熱態(tài)變形量進(jìn)行機(jī)械彎曲預(yù)留間隙安裝為不可調(diào)整。
    (4)軸向弧形板根據(jù)計(jì)算的轉(zhuǎn)子上、下外緣膨量預(yù)留間隙安裝為不可調(diào)整。
    (5)轉(zhuǎn)子熱態(tài)變形時(shí)其軸向及冷端密封間隙將會(huì)變小，而熱端間隙將會(huì)增大。
    (6)徑向及軸向密封改為雙密封設(shè)計(jì)（轉(zhuǎn)子改為24分倉(cāng)，并增設(shè)軸向密封）。
    (7)傳動(dòng)裝置改為頂部中心驅(qū)動(dòng)，并配主、輔兩臺(tái)電機(jī)。
    (8)吹灰裝置采用半伸縮式蒸汽吹灰器，增設(shè)了轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)報(bào)警裝置。
3、改造內(nèi)容
    空預(yù)器的改造設(shè)計(jì)由北京豪頓華工程有限公司完全按英國(guó)HOWDEN公司VN技術(shù)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和制造。本次改造的空預(yù)器主要涉及以下各部件組成：
    (1)傳熱元件更換為2.78DU，計(jì)80噸；
    (2)更換轉(zhuǎn)子隔倉(cāng)及中心筒，隔倉(cāng)與中心筒在現(xiàn)場(chǎng)焊接，由轉(zhuǎn)子2分倉(cāng)改為24倉(cāng)，實(shí)現(xiàn)雙密封。
    (3)更換頂部扇形板，共4塊；
    (4)更換底部扇形板，共4塊；
    (5)增設(shè)軸向密封板雙密封系統(tǒng)；
    (6)重新設(shè)計(jì)中心筒密封系統(tǒng)；
    (7)傳動(dòng)裝置由圍帶傳動(dòng)改為中心驅(qū)動(dòng)裝置，共2套；
    (8)吹灰系統(tǒng)改為半伸縮式蒸汽吹灰器，共4臺(tái)；
    (9)加裝轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)報(bào)警系統(tǒng)，共2套。
4、性能試驗(yàn)
    #2機(jī)組大修后于2000年3月8日并網(wǎng)進(jìn)行，2000年6月由安徽省電力試驗(yàn)研究所、田家庵電廠及豪頓華工程有限公司共同對(duì)#1、2空預(yù)器進(jìn)行了漏風(fēng)試驗(yàn)測(cè)定。漏風(fēng)試驗(yàn)主要依據(jù)美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(ASME) PTC4.3節(jié)要求，同時(shí)適當(dāng)參照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)<電站鍋爐性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)>( GB10184 - 88)進(jìn)行，采用網(wǎng)格法分別對(duì)兩臺(tái)空預(yù)器進(jìn)、出口的氧量進(jìn)行測(cè)量。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。測(cè)試結(jié)果為：
    #1空預(yù)器漏風(fēng)率為4.45%
    #2空預(yù)器漏風(fēng)率為4.31%
    由上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出，改造后的漏風(fēng)率平均為4.38%，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)保證8%的要求．改造是成功的。
5、經(jīng)濟(jì)效益分析
    1、OP - 380型鍋爐空氣預(yù)熱改造總投資（設(shè)備+人工）：350.00萬(wàn)元。預(yù)熱器改造后漏風(fēng)率平均為4.38%。
    2、由于預(yù)熱器改造后漏風(fēng)率降低，使引、送風(fēng)機(jī)明顯下降，同機(jī)單耗按機(jī)組每年運(yùn)行7000小時(shí)計(jì)算，節(jié)電約35萬(wàn)KWH．按每度電網(wǎng)電價(jià)0.30元／KWH計(jì)，折合人民幣約10 .50萬(wàn)元。
    3、漏風(fēng)率的降低，使鍋爐的燃燒狀況得到明顯改善，飛灰損失減少，鍋爐含氧量上升，鍋爐效率因此提高約1.5%，按每年運(yùn)行7000小時(shí)計(jì)算，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約4500噸，按每噸160元計(jì)算，每年可節(jié)約投資72.00萬(wàn)元。
    4、由于改造扣的傳熱元件在8年內(nèi)不需更換，而以前每隔4年就更換一次，更換一次所需費(fèi)用（設(shè)備+施工）至少約100萬(wàn)元，靜態(tài)分擔(dān)每年可節(jié)省投資12. 50萬(wàn)元。
    總上所述：改造總費(fèi)用：350.00萬(wàn)元
    年節(jié)電折合人民幣：10. 50萬(wàn)元
    年節(jié)煤折合人民幣：72. 00萬(wàn)元
    年減少維修投資：12. 50萬(wàn)元
    按此計(jì)算，機(jī)組運(yùn)行一個(gè)大修期內(nèi)（四年）就可完全收回設(shè)備改造的投資，改造方案具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。