華電青山熱電廠12號(hào)爐是哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)制造的配300 MW機(jī)組的鍋爐，蒸汽流量1 025 t/h，過(guò)熱蒸汽溫度540℃，主蒸汽壓力18.25 MPa，給水溫度279.4℃。在鍋爐尾部煙道下面配置了2臺(tái)直徑中=10.318 m的三分倉(cāng)立式倒流回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較小，由轉(zhuǎn)子、外殼板、軸承傳動(dòng)元件、傳動(dòng)裝置、自控系統(tǒng)等組成，空預(yù)器轉(zhuǎn)子的高度為1780 mm，在滿負(fù)荷和低負(fù)荷時(shí)的轉(zhuǎn)速分別為1.139 r/min和0.32 r/min。熱端和熱端中間層由厚度為0.6 mm的DU型碳鋼波紋板疊制而成，冷端由厚度為1.2 mm NF-6型H=300 mm考登鋼(CORIEN)波紋板疊制而成。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(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。
    空氣預(yù)熱器的徑向、周向和軸向均有密封裝置，以防止和減少漏風(fēng)，密封片由考登鋼制成。徑向密封片厚度δ= 2.5 mm；轉(zhuǎn)子中心筒周向密封板厚度δ=6 mm；軸向密封片厚度δ=2.5 mm，旁路密封片厚度δ=1.6 mm�？諝忸A(yù)熱器配有漏風(fēng)控制系統(tǒng)和2臺(tái)伸縮式吹灰器及多噴嘴清洗管。
    回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子為圓筒形，外殼的扇形板把轉(zhuǎn)子流通截面分為煙氣流通部分、空氣流通部分和密封區(qū)3個(gè)部分。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一圈就完成一次熱交換循環(huán)，當(dāng)蓄熱板轉(zhuǎn)到煙氣側(cè)時(shí)，吸收煙氣流中的熱量，而當(dāng)這部分蓄熱板再轉(zhuǎn)到空氣側(cè)時(shí)，再把熱量放出來(lái)加熱空氣。
    經(jīng)幾年的投產(chǎn)實(shí)踐來(lái)看，華電青山熱電廠12號(hào)爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器在運(yùn)行中存在漏風(fēng)量偏大的問(wèn)題，漏風(fēng)率最高時(shí)曾達(dá)到33%，漏風(fēng)不僅增大鍋爐排煙熱損失，而且加重了因煙溫降低所造成的設(shè)備低溫腐蝕，也增加了風(fēng)機(jī)電耗，漏風(fēng)問(wèn)題嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因風(fēng)量不足直接影響鍋爐出力。
1、漏風(fēng)發(fā)生的原因分析
    (1)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的一次風(fēng)壓比二次風(fēng)和煙氣側(cè)的風(fēng)壓均高很多，加上轉(zhuǎn)子與外殼之間有間隙的存在，因此不可避免地存在一次風(fēng)向二次風(fēng)側(cè)和煙氣側(cè)的直接泄漏以及二次風(fēng)向煙氣側(cè)的漏風(fēng)。密封漏風(fēng)是漏風(fēng)的主要部分，而密封漏風(fēng)是由軸向漏風(fēng)、周向漏風(fēng)、徑向漏風(fēng)三部分組成。其中，徑向漏風(fēng)約占總漏風(fēng)量的60%~70%。
    (2)由于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器自身變形，引起密封間隙過(guò)大。裝滿傳熱元件的空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子或靜子處于冷態(tài)時(shí)，扇形板與轉(zhuǎn)子端面為一間隙很小的平面。而當(dāng)空氣預(yù)熱器運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子和靜子處于熱態(tài)，熱端轉(zhuǎn)子徑向膨脹大于冷端轉(zhuǎn)子；同時(shí)由于中心軸向上膨脹，加上自重下垂，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生蘑菇狀變形，扇形板與轉(zhuǎn)子或靜子端面密封的外緣間隙，在熱態(tài)時(shí)比冷態(tài)時(shí)增大很多，形成三角狀的漏風(fēng)區(qū)，如圖1所示。
    (3)空氣預(yù)熱器中間層波紋板積灰嚴(yán)重導(dǎo)致漏風(fēng)增大�；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器長(zhǎng)期運(yùn)行，如不及時(shí)吹灰疏通，使冷、熱、中間受熱面積灰增多，引起風(fēng)壓阻增大，出口煙氣負(fù)壓加大，漏風(fēng)量上升。另外，波紋板堵灰使上下不通暢，引起預(yù)熱器冷、熱端溫差變大，也可以使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生蘑菇狀的變形更嚴(yán)重。空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子運(yùn)行時(shí)其變形規(guī)律為
    式中，y為轉(zhuǎn)子變形量，mn；△r為預(yù)熱器冷、熱端溫差，℃；H為轉(zhuǎn)子高度，m；R為轉(zhuǎn)子半徑，m。轉(zhuǎn)子高度H和轉(zhuǎn)子半徑R都是固定的，所以，轉(zhuǎn)子變形量），與預(yù)熱器冷、熱端溫差△T成正比。空氣預(yù)熱器積灰多時(shí)上下不通暢，使△T增加，進(jìn)而轉(zhuǎn)子變形量增加，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)增大。
    (4)漏風(fēng)控制系統(tǒng)傳感器機(jī)械部分失靈或不敏感�；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器裝有漏風(fēng)控制系統(tǒng)，對(duì)扇形板底面和徑向密封片之間的密封間隙進(jìn)行自動(dòng)跟蹤控制，并使密封間隙保持在3.0 mm左右，從而達(dá)到對(duì)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)量進(jìn)行自動(dòng)控制的目的。本回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器安裝了漏風(fēng)控制傳熱器，中心有一根傳感棒，棒的下端裝有針式探測(cè)頭。安裝時(shí)該探頭與轉(zhuǎn)子周圍“T”字鋼上的傳感器保持2.4 mm間隙。當(dāng)轉(zhuǎn)子熱態(tài)下彎時(shí)，扇形板向下跟蹤，裝在記憶形板側(cè)部的探測(cè)頭隨之向下，直到與傳感器接觸，這時(shí)扇形板已與轉(zhuǎn)子間的間隙處在最小允許值，使傳感器向上移動(dòng)，觸發(fā)上面探頭組件中的初級(jí)限位開(kāi)關(guān)，此開(kāi)關(guān)使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)2s后倒轉(zhuǎn)，使扇形板組升高，扇形板與轉(zhuǎn)子密封片的最佳間隙為3.2 mm。但空預(yù)器運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，因煙道內(nèi)積灰較多，使探測(cè)頭通道堵塞，不能自由上下活動(dòng)，影響了扇形板的跟蹤調(diào)節(jié)，使漏風(fēng)增大。
    (5)有少數(shù)徑向、環(huán)向、軸向密封片不整齊。由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行或受熱不均勻，環(huán)向、軸向密封片有少數(shù)偏斜或變形，使密封間隙變大而導(dǎo)致漏風(fēng)增大。
    (6)檢修、裝配問(wèn)題，如轉(zhuǎn)子不垂直，漏風(fēng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致漏風(fēng)增加。
    (7) 12號(hào)爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器A側(cè)、B側(cè)煙氣入口處各有擋板16塊，擋板軸封處密封不嚴(yán)。另外，空氣預(yù)熱器上部煙道第四波、第六波伸縮節(jié)破損。這些從外界漏入的空氣使煙氣側(cè)負(fù)壓加大，增加了回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)，導(dǎo)致漏風(fēng)率上升。
2、減少空氣預(yù)熱器漏風(fēng)應(yīng)采取的對(duì)策和措施
    (1)減小密封漏風(fēng)�；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)主要是密封漏風(fēng)，其中徑向漏風(fēng)約占總漏風(fēng)量的60%~ 70%。因此，解決回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)問(wèn)題首先應(yīng)盡量減小徑向漏風(fēng)。利用機(jī)組臨檢、大、中、小修、技改的時(shí)候?qū)�空氣預(yù)熱器各種密封元件進(jìn)行檢查調(diào)整。對(duì)少數(shù)徑向和環(huán)向密封片因受熱原因使材料在高溫區(qū)域發(fā)生一些塑性變形，著手進(jìn)行更換處理，以保證減少密封間隙漏風(fēng)發(fā)生；冷、熱端旁路密封按照間隙數(shù)值進(jìn)行校正，更換不合格的旁路密封片，應(yīng)采取兩片疊置交叉形式安裝，減少旁路漏風(fēng)；對(duì)軸向密封檢修發(fā)現(xiàn)間隙超標(biāo)，根據(jù)安裝時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，避免軸向漏風(fēng)；中心筒處由于密封材料沒(méi)有堵實(shí)，另外有的地方磨損，會(huì)造成漏風(fēng)，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)重新填實(shí)密封材料，磨損處及時(shí)補(bǔ)焊處理。
    (2)加強(qiáng)對(duì)空預(yù)器傳熱元件的堵灰進(jìn)行疏通。由公式(1)知道，必須盡可能減小△T，才能使轉(zhuǎn)子變形量和漏風(fēng)減少。如果傳熱元件堵灰無(wú)法疏通，將使△r增大，空預(yù)器的漏風(fēng)增大。一方面應(yīng)使用吹灰器進(jìn)行吹灰外，還要使用空預(yù)器底部新裝的“空氣炮”定期除灰。另外，大小修時(shí)用高壓水多嘴清洗管進(jìn)行噴射除灰，對(duì)發(fā)現(xiàn)堵死的元件要加強(qiáng)疏通。大修時(shí)采取將傳熱元件盒取出，割開(kāi)盒架，對(duì)堵死的傳熱元件一片一片清理，然后全部重新安裝。
    (3)調(diào)節(jié)好漏風(fēng)控制系統(tǒng)扇形板的水平位置。如果漏風(fēng)控制系統(tǒng)扇形板本身不是水平的（從表1A側(cè)和B側(cè)空氣預(yù)熱器中二次風(fēng)側(cè)與一次風(fēng)側(cè)之間的扇形板，B側(cè)二次風(fēng)側(cè)與煙側(cè)之間的扇形板都明顯不為水平），扇形板可出現(xiàn)前后左右的傾斜，必然會(huì)導(dǎo)致因漏風(fēng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)偏差而使漏風(fēng)增大。因此，減小空預(yù)器漏風(fēng)必須保持扇形板的水平，要對(duì)扇形板的水平進(jìn)行測(cè)量，即將任意一處徑向密封片轉(zhuǎn)到扇形板的兩側(cè)進(jìn)行測(cè)量，如測(cè)量結(jié)果不水平要采取措施進(jìn)行調(diào)節(jié)至水平。
    (4)避免空預(yù)器上部煙道擋板軸封的漏風(fēng)。原甲側(cè)空氣預(yù)熱器上部煙氣入口處擋板各有4組，每組有4塊擋板，共計(jì)16塊擋板，每組擋板由電動(dòng)裝置SMC-03/H2BC控制。乙側(cè)空氣預(yù)熱器情況與甲側(cè)空氣預(yù)熱器一樣。設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后甲乙側(cè)空預(yù)器上部擋板軸封密封不嚴(yán)有漏風(fēng)，并且一些擋板卡澀不能運(yùn)行或關(guān)閉不嚴(yán)密。針對(duì)上述情況，2003年10月青山熱電廣檢修部門對(duì)空預(yù)器煙氣人口處擋板軸密封進(jìn)行了改造，改為A、B側(cè)空預(yù)器上部煙氣入口處擋板各有4組，每組有5塊擋板，共計(jì)20×2=40塊擋板，保留原電動(dòng)裝置。煙氣擋板為洛陽(yáng)芳華機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的耐磨型煙道關(guān)閉擋板，型號(hào)：SD-YDB．規(guī)格：890 mm×3 774 mm×10 406 mm。該煙道關(guān)閉擋板有2個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是擋板主軸密封采用的是全密封，徹底解決了漏風(fēng)及卡澀；二是耐磨，如圖2所示。
    (5)消除空預(yù)器上部煙道的漏風(fēng)。更換空氣預(yù)熱器上部煙道的第四波、第六波伸縮節(jié)。伸縮節(jié)材質(zhì)改為lCr18N19T1．增強(qiáng)其耐磨性能以消除漏風(fēng)。
    (6)改進(jìn)扇形板控制系統(tǒng)，降低漏風(fēng)率。解決熱端徑向密封是在其上方設(shè)置扇形板控制系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)跟蹤轉(zhuǎn)子變形，以隔離煙道和空氣，從而達(dá)到消除漏風(fēng)目的。2000年8月300 MW機(jī)組鍋爐技改中，我廠采用南京華能中電電力有限公司的ZD/LCS-II型空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系統(tǒng)的聲頻傳感器改造原設(shè)備中不敏感的機(jī)械式傳感器。聲頻傳感器包括發(fā)聲片、聲頻接收器、聲頻傳導(dǎo)管、傳感探頭、前置處理器5個(gè)組成部分。在A、B側(cè)空預(yù)器的三分倉(cāng)中各安裝1個(gè)聲頻傳感器，共計(jì)配置6套聲頻傳感器。安裝發(fā)聲片的高度比徑向密封片高1 mm，聲頻接收器裝在扇形板上，傳導(dǎo)管伸入空氣預(yù)熱器內(nèi)壁約10cm，與水平面成約450，傳導(dǎo)管在空氣預(yù)熱器倉(cāng)內(nèi)的一端與聲頻接收器連接，另一端接傳感探頭。傳感探頭將收到的聲頻信號(hào)傳送到前置處理器，其信號(hào)經(jīng)選頻放大處理后輸出至自動(dòng)控制柜。改造前，技術(shù)人員對(duì)徑向密封片與扇形板冷態(tài)密封間隙進(jìn)行了測(cè)量。具體方法是：檢修人員手動(dòng)盤車，對(duì)24分區(qū)大塊徑向密封片編號(hào)，每大塊共有5片密封片，每塊用塞尺進(jìn)行測(cè)量，A側(cè)空預(yù)器徑向密封片編號(hào)為：(24)(18)(12)(6)，B側(cè)為：(19)(13)(7)(1)，先后對(duì)A、B側(cè)空氣預(yù)熱器測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果找到最佳新傳感元件的發(fā)聲片安裝位置。徑向密封片在外圓至圓心500 mm處焊接L=150 mm聲音發(fā)聲金屬片，并使發(fā)聲金屬片高出徑向密封片2 mm(有利于漏風(fēng)系統(tǒng)的控制)。實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示，富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(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。
    改造后經(jīng)本廠生技部門試驗(yàn)組進(jìn)行測(cè)試運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)比，空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率比未改造前的漏風(fēng)率下降了10%，證實(shí)了優(yōu)化空氣預(yù)熱器漏風(fēng)控制系統(tǒng)對(duì)漏風(fēng)率的降低是有效的。
  (7)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)控制系統(tǒng)改造運(yùn)行一段時(shí)間后，尤其是啟停爐，控制系統(tǒng)恢復(fù)能力差（指示器原始刻度數(shù)值與實(shí)際指示間隙值有誤差），使間隙跟蹤出現(xiàn)偏差，如發(fā)生故障退出運(yùn)行，扇形板控制強(qiáng)制抬起，反而增加了空氣預(yù)熱器漏風(fēng)。2000年技改后空氣預(yù)熱器漏風(fēng)降低后又出現(xiàn)反彈。因此，2003年10月華電青山熱電廠12號(hào)爐大修采用北京豪頓公司的VN密封系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造部件的材質(zhì)為(1235 -A。改造步驟為：
    1)割除原扇形板控制系統(tǒng)（調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器）并用配件封堵6處。一次風(fēng)／煙氣側(cè)、一次風(fēng)／二次風(fēng)、煙氣側(cè)，二次風(fēng)之間均用重新設(shè)定加寬的豪頓扇形板替換，安裝新的扇形板調(diào)節(jié)器，現(xiàn)場(chǎng)安裝支撐槽鋼時(shí)，根據(jù)需要修整頂部結(jié)構(gòu)，以便槽鋼正確就位。
    2)拆掉原來(lái)的頂部輪鼓密封管道，然后用鋼板封堵，最后將配件一端焊到煙道，另一端焊到輪鼓密封罩出口。
    3)拆除所有徑向密封片、軸向密封片、轉(zhuǎn)子中心軸密封、外環(huán)密封片、扇形板固定密封，安裝新的改造部件。安裝密封時(shí)，不要拆下徑向隔板間墊片，拆下徑向密封時(shí)，不要拆下軸向密封，安裝好徑向密封后再拆下軸向密封，徑向密封螺栓擰緊力矩244 N-M，軸向密封螺栓擰緊力矩476 N-M。
    將徑向密封安裝就位；拆掉原調(diào)節(jié)桿、拆掉托架、拆掉原軸向板，從現(xiàn)有設(shè)備拆掉所有連接件。在轉(zhuǎn)子外側(cè)殼板上割一個(gè)孔用于焊接軸向密封板時(shí)作為穿過(guò)門，安裝軸向密封板分組件（煙氣／一次風(fēng)）1件，軸向密封板分組件（一次風(fēng)／二次風(fēng)、二次風(fēng)／煙氣）2件，軸向密封板調(diào)整到位后，焊接及調(diào)整軸向密封片；轉(zhuǎn)子中心軸密封按以下程序安裝就位：①在嵌入填密環(huán)的剩余部分前，把油涂到填密環(huán)上，將填密環(huán)兩端的一部分送入密封座套中，采用木制墊塊與內(nèi)壓套將其輕輕嵌入密封座套的底部。②重復(fù)上述操作將填密環(huán)的其余部分嵌入密封座套中，確保填密環(huán)的接縫相互錯(cuò)開(kāi)900。③緊固壓套螺母至中心軸被輕輕夾住，隨之將密環(huán)壓套旋松到能用手指緊固即可。④在現(xiàn)場(chǎng)將螺母旋動(dòng)兩圈，以作進(jìn)一步的調(diào)整直到獲得較為滿意的密封效果。⑤與軸接觸的編織式填密環(huán)，其“V”形結(jié)構(gòu)的頂尖指向應(yīng)與軸的旋轉(zhuǎn)方向相反。⑥在安裝中密封座套、壓套、填密環(huán)、密封墊的接口位置相互錯(cuò)開(kāi)。
    外環(huán)密封片安裝尺寸：轉(zhuǎn)子T型鋼半徑5.283 m，旁路密封角鋼內(nèi)半徑5.325 m�？拷�扇形板處密封片和改造后，煙氣側(cè)密封片總長(zhǎng)14.800 m，一次風(fēng)密封片總長(zhǎng)2.550 m，二次風(fēng)密封片總長(zhǎng)10.775 m。
    扇形板固定密封是調(diào)整好扇形板后，將26處150mm×150 mm的孔封焊堵嚴(yán)。
    華電青山熱電廠12爐大修回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器改造完畢后，本廠生技部門試驗(yàn)組進(jìn)行測(cè)試運(yùn)行數(shù)據(jù)：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率為7.4%。兩次改造探索實(shí)踐降低了漏風(fēng)系統(tǒng)的漏風(fēng)率，提高了鍋爐效率，取得了較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
    (8)其他措施。檢查徑部密封的鑄鐵滑塊在槽內(nèi)是否卡死，上下能否自如。檢查轉(zhuǎn)軸的垂直度。使用水平儀以檢驗(yàn)輪軸是否垂直，符合要求，從理論上講，下軸承座端面到上部軸端測(cè)量線所允許的組裝偏差：偏差<1 mm。若垂直度有偏差建議聯(lián)系設(shè)備生產(chǎn)廠家處理。
3、結(jié)論
    回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)是回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器普遍存在的問(wèn)題。設(shè)備狀況不同，漏風(fēng)的原因也不同。如何減少漏風(fēng)應(yīng)是火力發(fā)電廠不斷探索并加以解決的方向，通過(guò)青山熱電廠幾年的檢修實(shí)踐，采取上述檢修改造措施和改造設(shè)想，其漏風(fēng)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(shè)備低溫腐蝕，減少送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，降低其電耗，節(jié)約廠用電，防止由于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)而影響鍋爐出力問(wèn)題的發(fā)生。


相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、生物質(zhì)熱風(fēng)空調(diào)
2、木屑顆粒機(jī)
2、秸稈顆粒機(jī)