锅炉空气预热器密封装置节能分析

2014-09-01廖耀煌

机电信息 2014年21期

关键词：回转式热端冷端

廖耀煌

(沙角A电厂，广东东莞 523908)

锅炉空气预热器密封装置节能分析

廖耀煌

(沙角A电厂，广东东莞 523908)

空气预热器的密封机构决定了其具有漏风量大的缺点，严重影响机组的安全运行和经济性。为达到节能目的，需要对现有的二分仓回转式空气预热器进行性能优化，改造后，电厂年创经济利益约64.23万元，漏风率由原来的20.37%降为12%，具有非常明显的节能效果。

空气预热器；漏风量；节能

0 引言

目前锅炉给水温度逐渐升高，仅采用传统的省煤器无法达到要求，逐渐使用空气预热器来改善燃料燃烧过程，空气预热器已成为锅炉必不可少的工具。通常空气预热器设置在省煤器的出口烟道中，由于工作环境温度很低以及腐蚀等原因，空气预热器常会出现漏风现象，造成很大的浪费，本文主要论述如何对二分仓回转式空气预热器进行节能优化，下面先简单分析设备现状。

1 二分仓回转式空气预热器工作现状

某厂锅炉采用德国STEINMULLER公司生产的自然循环锅炉，煤粉经由3只缝隙式燃烧器进入锅炉中，燃烧火焰呈U形，锅炉利用宽节距膜式水冷壁分为前后2个烟道，烟气先后经过3级过热器到达空气预热器中，再经引风机排入烟囱。空气预热器为二分仓回转式，空气侧和烟气侧各占据150°，转子转速为1.75 r/min，直径5.2 m，传热元件3层均属于常规波形设计，热端、中间层和冷端高度分别为400 mm、300 mm、315 mm，热端、中间层和冷端波形板厚度分别为0.5 mm、1 mm、1 mm，波形板材料主是09CuPCrNi-A。预热器密封装置分为环向密封和径向密封，为更好地进行节能改造，先分析二分仓回转式空气预热器状况，如表1所示。

表1 二分仓回转式空气预热器试验数据表

在设备初运行中发现，漏风率为14%左右，超过了设计值；近些年，随着磨损情况的逐渐增加，各元件的磨损进一步加大，在试验时漏风率已经达到了20.37%。此外，设备还出现了引风机载荷加大、排烟温度高以及热风温度低的问题。出现这些问题的原因主要有以下几方面：二分仓回转式空气预热器密封结构存在设计上的缺陷，缺乏漏风的计算方法，传热面积小以及磨损情况严重等。

2 二分仓回转式空气预热器节能改造

针对二分仓回转式空气预热器存在的上述问题，进行以下节能改造：在原先的设计中，该厂的二分仓回转式空气预热器应经过了多次调整，但是仍然存在引风机容量明显不足以及漏风率过高的问题，本文通过理论计算，确定对二分仓回转式空气预热器的局部高程进行双密封设计，并增加传热元件面积。

具体而言，将二分仓回转式空气预热器的单道径向密封布置形式转变为双道径向密封布置，从上到下在转子每个仓格的中间增加径向隔板，冷端和热端变为24道径向密封片，为使冷热两端径向密封在工作中时刻都起到密封作用，还需要将受热面的扇形角由30°转变为15°，改造前后密封片布置如图1所示，这个改变也能增加泄漏通道上的阻力，减少泄漏量。设备的单道环向密封变为双道环向密封，减小环向密封的密封间隙，结合分仓的改造，在空气预热器上增设轴向密封装置，如图2所示，保证了冷热两端的密封效果。

图1 改造前后密封片布置

图2 改造后的环向密封和轴向密封

在热端的传热单元加大传热面积，由原先的1 015 mm2转变为1 315 mm2，约增加30%传热面积。为防止出现堵灰情况，冷端材料选取具有更强防堵灰性能的专用板型，热端采用具有更强换热能力的DU板型。为减小空气预热器阻力以及设备磨损，需要对扇形板的角度进行调整，尽量加大烟气侧流通面积，把空气侧流通面积减小到120°，改善引风机状况。

3 改造后设备性能及节能效益分析

表2 二分仓回转式空气预热器数据

依照此设计，漏风率可降低8.37%，依照单机年发电量为17.5×108kW·h，煤单价为260元/t，设备每年运行7 500 h，年生产效益51.65万元；漏风率每降低1%，送风机电流可降低0.5 A进行计算，风机每年节电效益为48万元。排烟温度每下降1 ℃，发电耗煤量节省0.166 g/kW·h，年生产效益16.23万元。全面改造需要花费约110万元，设备投入生产后，不到3年的时间就能取得非常大的经济效益，具有非常明显的节能效果。