受热面回转式空气预热器漏风率分析及控制

受热面回转式空气预热器漏风率分析及控制

张英涛

中国能源建设集团北京电力建设公司北京市100024

摘要：本文对回转式空预器漏风点进行了分析，并从安装角度对漏风控制进行阐述，提出在现场安装时有效控制其安装工艺的必要性及安装控制的关键控制点，减小空预器的漏风率，提高机组的效率。

关键词：空预器漏风率分析安装

引言：随着科学技术水平的不断提高，火力发电机组正向着大容量、高参数的方向发展。机组容量增大、参数提高，对机组的经济运行提出了更高的要求，同时对设备安装企业的安装质量也提出了更高的要求，为机组投产后的经济、安全、稳定运行提供可靠的保障。

1.空气预热器漏风原因分析及分类

1.1空气预热器漏风原因

1.1.1动静件间的间隙漏风

回转式空气预热器是一种转动装置，因此动静部件之间总要留有一定的间隙。流经预热器的烟气是负压，一次风及二次风是正压，其间存在一定的压差。空气在压差的作用下，会通过这些间隙进行泄漏。

1.1.2转子热态的蘑菇变形造成密封间增大，加大漏风量

因预热器在热态时，转子因受热后产生蘑菇变形；转子中心筒因受热膨胀，而支承轴承位移小，造成中心筒向上移位；转子扇形仓受热后，在重力作用下四周向下产生移位，形成转子的蘑菇变形。转子产生蘑菇变形后造成各部位密封间隙产生变化，径向密封外侧、轴向密封下部分及热端旁路密封间隙增大，从而使漏风量增大。

1.1.3空预器外壳及大梁热态变形，造成密封间增大，加大漏风量

空预器外壳、冷热端连接板、冷热端大梁在热态时膨胀变形，造成与之固定的密封片产生移位，造成密封间增大，加大漏风量。

1.1.4转子携带漏风

转子扇形仓在转动过程中把一部分空气带到烟气中。但由于转速很低，这部分携带漏风量很少，一般低于总漏风量的1%。

1.1.5设备安装件遗漏造成漏风

由于空预器设备单件数量多，易在安装过程中遗漏。例如固定螺栓未安装齐，形成孔洞；固定螺栓安装后未按设计要求进行密封焊，产生间隙；设计要求进行满焊的部位未进行满焊而形成漏风间隙等。

1.1.6如果燃烧器阻力较大，要求热空气的压头高，从而加大烟风之间压差，造成漏风量增大。

1.2空气预热器漏风分类

1.2.1冷、热端径向密封间隙漏风

1.2.2旁路密封间隙漏风

1.2.3轴向密封间隙漏风

1.2.4冷、热端中心筒密封间隙漏风

1.2.5携带漏风

1.2.6其它漏风

2．减小漏风量，保证空气预热器漏风率的过程控制

2.1设计、制造及运输的过程控制

在空预器的设计方面，空预器径向密封间隙可采用热端扇形板可调式及固定式；热端扇形板固定式径向密封间隙安装完成后，在空预器运行时不能进行调整，造成热态时热端径向密封间隙增大，漏风率增加；热端扇形板可调式径向密封间隙在热态时，可根据转子产生的蘑菇变形量进行及时调整，有效的控制径向密封间隙，减少漏风量，但漏风控制系统（LEAKAGECONTROLSYSTEM简称LCS）技术难度大，涉及到机械、控制、传感器、材料等诸多问题，会大大增加设备成本。

轴向密封板底座支座与转子外壳底部平板均设计为铰链结构或限位滑动结构，确保空气预热器在热态时外壳与轴向密封板能自由膨胀而使得冷态密封间隙设定为最佳值。

经科学计算后，根据转子与外壳等组件在热态时的变形量，给出冷态时各密封部位的最佳间隙设定值，使空气预热器在正常运行时的漏风量降至最小。

在设备的制造方面，空预器扇形板的平整度、转子椭圆度、轴向密封板的弧度偏差对密封间隙的影响很大。扇形板的平整度超标，造成径向密封片局部间隙超标，增加漏风量。转子椭圆度偏差过大，造成转子旁路密封及轴向密封间隙在安装时调整困难，密封间隙不易控制，同时对于采用侧驱动式的传动装置安装困难。轴向密封板的弧度偏差大，造成轴向密封片在转动时通过整个轴向密封板间隙不一致，从而增加漏风量。为此设备制造时应严格控制上述部位的制造偏差，减少因制造产生的空预器漏风量增大。

由于空预器各组件体积大，组件运输困难，在运输过程易造成组件变形，影响整体设备质量。特别是对扇形板、轴向密封板及转子中心筒等组件在运输前应合理进行加固，减少设备的变形量。扇形板及轴向密封板在运输前在动静件之间用钢板进行焊接加固，待组件安装就位后进行清除。转子中心筒组件在运输时应在支承端轴、导向端轴及中心筒部位进行固定，保证运输时设备不产生永久性变形。

2.2施工现场安装的过程控制

2.2.1设备检查、清理

检查设备件外型尺寸，检查设备件有无变形、裂纹、撞伤、龟裂、压扁、分层、锈蚀、重皮等，焊缝有无咬边、裂纹、气孔、夹渣缺陷，焊缝高度是否符合图纸要求。检查扇形板的平整度、轴向密封板弧度及转子中心筒组件的弯曲度，根据制造商的技术要求对偏差值超标部分，采取合理方案进行校正。检查密封片的外形尺寸、安装孔及折边角度是否符合制造商的技术要求，对不合格品进行标识，禁止使用。根据空预器定中心线程序图，划出各设备件定位中心线。依据设备发货及出厂装配标记，对各设备件及连接位置进行校核及编号，保证设备安装位置的正确。

2.2.2保障空预器在热态运行时，按设计要求方向进行膨胀。

以锅炉中心线为基准，在支撑钢架上划出空预器主支柱、副支柱的中心线位置。检查支承钢架横梁的水平度及开档、对角线；检查空预器主支柱、副支柱处横梁标高。

清理膨胀装置接合面，滑动面不可损伤，不能有毛刺、杂物。按设计要求依次安装基础底板、膨胀板、底脚板、垫片等组件；底脚板光洁面向下放置。检查主、副支座膨胀装置标高，调整主、副支座垫片。按图示要求焊接定位基础底板。

依据基础中心线及冷端梁安装中心线安装找正冷端梁、中心筒组件及热端梁；按设计要求调整冷、热端梁水平度。安装并牢固焊接支座限位装置，保证梁在热态时按设计方向膨胀。

按设计要求依次安装安装冷端一次中心部分、冷端连接板、外壳板、轴向密封板、转子扇形仓、热一次中心部分、热端连接板等。根据设备装配标记安装各连接件，防止配错。

外壳板与外壳板之间以及在各连接处出现的缺口一律密封焊接;所有壳板的搭接处均密封焊；所有外壳泄露处和法兰螺栓处都密封焊。

测量扇形板水平度，通过调节器调整扇形板，保证扇形板水平度。

2.2.3安装各部位密封件，保证动静件之间间隙。

严格按照设计要求数据调整各部位密封片，保证动静件之间的间隙的在冷态时符合设计要求，在热态时达到最佳密封间隙。

定位冷端转子角钢安装位置；安装并调整转子角钢，并按设计要求在螺栓两侧进行焊接。安装并调整热端T字钢，按设计要求进行焊接。因转子角钢及T字钢在焊接时会产生焊接变形，造成转子角钢及T字钢密封面存在局部凹凸不平，增大旁路密封间隙。为此，分别在外壳上对应转子角钢及T字钢位置安装专用车刀，根据安装实测数据，以转子角钢密封面上最高点及T字钢密封面上半径最小点为基准，盘动转子，利用车刀加工转子角钢及T字钢的密封面，消除密封面上的局部凹凸不平，保证表面光洁度。对于配LCS的预热器还要车削T字钢的上平面。

根据设计要求定位安装旁路密封片，密封片与转子角钢及T字钢间隙均匀且无局部变形；每片密封片的密封间隙最小测量4点以上，保证间隙符合规定的数据要求。安装密封片时，内外二层密封片应错开，以复盖密封片的槽孔，同时保证内外二层密封片安装固定后紧贴在一起。对局部存在变形的密封片要进行调整，必要时予以报费，保证密封安装间隙。扇形板侧面处的旁路密封片端部可进行修割至贴紧扇形板。

此文主要是从安装角度考虑，结合蓟县盘山发电厂二期工程、山西太原二期工程及大唐宁德发电厂二期工程的施工经验而编写，由于水平有限，定存在错误或不足之处，敬请指正。

参考文献

[1]燃煤锅炉用空气预器说明资料GADELIUS株式会社能源事业部。

[2]上海锅炉厂空气预器漏风控制系统的研制。