空预器动静碰磨原因分析及应对措施

空预器动静碰磨原因分析及应对措施

罗晓斌

国电福州发电有限公司，福建 福清 350309

［摘 要］近期国电福州发电有限公司#2炉每当空预器进口烟温达385℃后就会发生空预器动静碰磨。本文从空预器结构入手深入分析了空预器动静碰磨的原因，并提出了处理及预防措施。

［关键词］空预器、烟温、碰磨、跳闸

Cause analysis and Countermeasures of static and dynamic friction of air preheater

Luo Xiaobin (Guodian Fuzhou Power Generation Co., Ltd., Fujian Fuqing 350309)

[Abstract] Recently, when the flue gas temperature at the inlet of air preheater reaches 385 ℃, the dynamic and static rubbing of air preheater will occur in No. 2 boiler of Guodian Fuzhou Power Generation Co., Ltd. Starting from the structure of air preheater, this paper analyzes the causes of static and dynamic rubbing of air preheater, and puts forward the treatment and preventive measures.

[Key words] Air preheater, flue gas temperature, rubbing and tripping

引言

回转式空气预热器是大型火电站的必备辅机，是提高锅炉热交换性能，降低热量损耗的一种预热设备，在工作时会缓慢的旋转，烟气会进入空预器的烟气侧后再被排出，而烟气中携带的热量会为空预器中的换热片所吸收，之后空预器缓慢旋转，换热片运动到空气侧，再将热量传递给进入锅炉前的空气。回转式空气预热器的主要优点是体积小、重量轻、传热元件允许有较大磨损，因此特别适合大型锅炉使用，缺点是结构复杂，漏风量较大。为了控制漏风率，提高经济性，空预器动静间隙都调整的很小，一旦运行工况剧烈变化将会引起空预器转子动静碰磨，严重威胁辅机安全运行。近期国电福州发电有限公司#2炉每当空预器进口烟温达385℃后就会发生空预器动静碰磨，其首要表现是空预器电流波动，处理不好将引起空预器跳闸机组RB动作甚至机组跳闸，严重威胁机组安全。

设备与系统简介

国电福州两台600MW机组采用的是哈锅HG-1913/25.4－YM3型单炉膛、一次再热、前后墙对冲、 Π型结构超临界直流炉，其空预器至电除尘烟道还布置了两级烟气余热利用换热面，一级用高温烟气来加热凝结水，二级低温烟气用来加热空预器进口二次风，对外供热汽源分别取自冷段再热蒸汽、热段再热蒸汽、主蒸汽，目前最大供热流量240顿/小时。所采用的空预器型号及参数如下：

空预器的转动方向为烟气侧→二次风侧→一次风侧，为了控制空预器漏风设置了径向密封、轴向密封、环向密封等密封元件。如下图：

原因分析

锅炉正常运行时，空预器也随之热态运行，锅炉尾部烟道的热烟气自上而下流动冲刷空预器换热片，烟气温度逐渐降低；而锅炉风烟系统中的冷空气自下而上流动，空气温度逐渐上升，这就使空预器转子的上端金属温度高于下端金属温度，转子的上端的径向膨胀量大于下端，再加上转子重量的影响，结果是转子产生蘑菇状变形，热变形程度与负荷有关，负荷越高则尾部烟道烟温越高，空预器转子变形越严重。

冷态空预器转子：

热态空预器转子：

国电福州发电有限公司#2机组高负荷时空预器进口烟温经常达到385℃之上夏季最高达400℃远超BMCR工况367℃的设计值，空预器转子变形严重。空预器转子热变形后与静止部分的摩擦主要有以下几方面：

（1）径向密封片与扇形板摩擦：在启炉、锅炉变工况运行、停炉过程中，由于温度变化，空预器转子的各部件膨胀不同，极易出现径向密封片与扇形板摩擦现象，造成电流轻微波动或上涨、空预器发出异音，一般不会造成空预器正常运行，但当空预器径向密封片与扇形板摩擦严重时，空预器转子旋转受阻，空预器转子卡涩跳闸。

（2）轴向密封片与轴向密封板的摩擦：由于在机组启、停工况、升降负荷过程中，若升降负荷速率太高的话，容易引起空预器转子与轴向密封板的膨胀不均，从而造成摩擦，严重时空预器转子发生卡涩，最终使空预器跳闸，影响机组出力。

（3）转子其它密封件与壳体摩擦：空预器还有一些辅助的密封件，如冷段T型密封钢中心筒密封组件、旁路密封组件等，在空预器长期运行后或空预器转子和这些密封件因受热不均而膨胀不匀时，这些密封组件也会出现不同类型的故障，从而造成空预器发生卡涩或其它故障。

四、空预器转子动静碰磨处理及防范措施：

1、处理措施

（1）发现空预器转子电流波动立即停止升负荷，立即派专人就地检查确认是否存在动静碰磨，确定碰磨部位。

（2）适当减小余热一级换热器出力，加大余热二级换热器出力，提高空预器二次风进风温度，减少空预器烟气侧与二次风侧温差，减小空预器热变形。

（4）投入空预器热端吹灰器，降低进口烟温。

（5）提升空预器径向密封装置扇形板直至空预器转子碰磨消失。

（6）联系检修人员在线调整轴向密封板，直至空预器转子碰磨消失。

（7）采取以上措施后转子碰磨未消失，立即降低机组负荷可有效降低空预器进口烟温，消除空预器转子碰磨。

（8）单台空预器跳闸，将会触发RB逻辑每隔10S跳一台磨煤机最终保留3跳磨煤机运行，但我厂未设置空预器跳闸联跳相应风组的逻辑应紧急手动停运同侧送风机、引风机、一次风机，盘前停运需将出力降至0后才能停运，否则应就地拍停，处理过程中要果断，避免出现低负荷炉膛总风量低低动作MFT、炉膛负压大幅波动MFT、一次风温快速下降造成剩余磨煤机出口温度低跳闸转湿态等极端恶略情况。空预器跳闸会联锁关闭通往空预器的各风、烟挡板，若关闭不正常应手动关闭。如果因热膨胀卡死无法转动，应将机组负荷降至最低同时将空预器热端检查孔打开通风降低烟温，使转子热变形减小恢复运行。

2、预防措施

（1）对空预器电流与进风温度加强监视，及时发现异常。

（2）两台机组合理分配供热量，避免锅炉过负荷，满负荷机组不要接带冷再供热，加强高温再热器吸热，降低空预器进口烟温。

（3）控制机组升降负荷，550MW以上时不要超过5MW/min。

（4）550MW负荷以上启动磨煤机注意控制锅炉不要瞬间过负荷。

加强空预器前各锅炉受热面吹灰，保持受热面清洁降低空预器进口烟温，加强空预器吹灰保持空预器换热面清洁，防止积灰堵灰。

加强炉膛漏风检查，保证炉膛不漏风

（7）加强燃烧调整，降低空预器进口烟温，具体措施如下：

① 尽量保持制粉系统在最大出力运行，减少磨煤机运行台数，降低炉膛出口烟温。合理安排制粉系统运行方式，尽量保持底层磨煤机运行，不要隔层使用，降低火焰中心。

② 适当调整煤粉细度，提高的磨煤机出口温度、减小一次风量，缩短火焰行程，使炉膛主燃烧区燃烧增强，减少燃烬区的火焰强度，降低炉膛出口烟温。

③合理配风，采用正塔配风保证炉膛主燃烧区氧量，尽早燃尽，降低炉膛出口烟温。

④严格控制氧量。适当降低风量运行可以有效地降低排烟温度，但要保证炉膛不缺氧。

结语：以上提出了的空预器碰磨处理及防治措施仅是从运行角度出发，仅仅做到尽量避免空预器碰磨，不使空预器跳闸。要从根本上解决空预器受热膨胀导致的碰磨要从两方面出发一是解决空预器进口烟温高的主要矛盾：二是要改善空预器密封结构达到更可调，更耐用，更高效。而空预器进口烟温高一是由于新改造的低氮燃烧器减小了二次风通流面积，延长了火焰行程抬高了火焰中心使炉膛出口烟温进一步升高。二是夏季循环水温高于设计值，造成真空太差加重了锅炉负荷，造成了空预器进口烟温的升高。故建议：利用检修机会对空预器密封装置进行改造，实现更大的调节余量并实现自动调节；对低氮燃烧器持续调整改造，降低火焰中心；对循环水系统进行全面清理减小压差，保证循环水量，有条件要更改循环水取水口位置降低循环水温，改善全厂循环效率。

参考文献:回转式空气预热器漏风原因及改进措施  作者：张丽 《中国新技术新产品》2015年第13期；浅议空预器安装与密封调整  作者：刘贵明 《青海电力》2011年第30卷Ⅰ期。

作者简介：罗晓斌 （1981.10-）男,汉族,河北省灵寿县人，现户口所在地为福建省福清市，工程师，中级职称，2005年毕业于南京工程学院电气工程及其自动化专业，现任国电福州发电有限公司集控运行值长。