回转式空预器的漏风原因及预控方案

张继

国家能源集团荆门发电有限公司 湖北荆门 448000

随着火力发电机组蒸汽参数及容量越来越大，现代电站大型锅炉普遍采用了三分仓回转式空预器。具有传热系数高、结构紧凑、体积小、金属耗量较少、烟气腐蚀轻、运行维护成本低等特点。但由于回转式空预器自身的结构特点，不可避免的会产生空预器漏风问题，大部分空预器漏风率约为10%。以荆门公司600MW机组空预器为例，分析空预器漏风的原因及解决方法。

1 回转式空气预热器漏风的形成

目前，锅炉不断向大容量方向发展，作为锅炉尾部热交换设备的回转式空气预热器，因其在锅炉效率的提高、传热过程的强化方面有重要作用，而广泛应用于火电机组锅炉。然而，当前国内发电机组的发电负荷与设计负荷对比，相对偏低。回转式空气预热器所受负荷不同，其转子膨胀量也会也存在差异，最终出现空气预热器直接通风、产生漏风现象。

2 回转式空预器漏风因素分析

（1）壳体漏风。这部分漏气的原因是设备安装和制造中的错误。空气预热器壳体由各种部件组成，然后与烟道连接。在施工过程中，如果接头表面没有紧密焊接或法兰连接，如果不紧，则会导致漏气。（2）空预器直接漏风的原因。当空气预热器转子处于高温状态时，热烟气端温度高，转子径向膨胀大，冷空气端和二次空气端温度低，膨胀小，并且由于中心轴向膨胀，中心部分向上移动。外边缘向上移动小，形成“蘑菇状”变形，导致扇形密封板与转子和定子端面之间形成密封间隙，形成三角形漏气区域，从而增加漏气量空气预成型机。（3）安装方面。空气预热器主要安装于烟风系统的进出口位置，这里会由于气压差而产生间隙漏风；由于转子高速转动而产生携带漏风。该空气预热器在安装时，容易受场地限制，极有可能因为受力不均导致设备变形，无法对转子及扇形板正确矫正。如果不慎将空气预热器的构件碰撞，就会使风道受阻、传感器失灵、转子偏心，最终导致漏风。

3 回转式空气预热器漏风的预控方案

3.1 优化漏风自动控制系统的动作过程及控制面板

(1)漏风自动控制装置投入运行时，扇形板按照1.6mm/min的速率先进行下行，当达到位置底限时，触发位置传感器动作，扇形板停止下行，并进行上行，上行预设定值后停止，此时扇形板与转子径向密封片之间的间隙为正常间隙，自动漏风装置完成一次跟踪。当扇形板停止后，漏风装置开始计时，达到预设定值(2h)后，扇形板将再次自动跟踪一次，重新达到正常间隙。(2)为防止扇形板同时下行导致的空预器电流突升，工厂增加了A，B侧总控开关。当投入总控开关后，A、B侧空预器的3块扇形板间隔15min下行，并2h跟踪一次，从而避免了3块扇形板同时下降导致的空预器电流突升的现象。

3.2 径向弹簧密封控制

由于转子“蘑菇”的变形和不规则的径向间隙，考虑使用弹簧密封件将扇形板首先固定在合理的位置。 当没有插入风扇板时，弹簧密封系统安装在径向转子箱上，弹簧密封滑块比扇形板高5mm-10mm。当弹簧密封滑块在扇形板下方移动时，弹簧压缩并变形，并且密封滑块接触扇形板以形成无间隙密封系统，该密封系统由弹簧自动变形。补偿转子的不规则“蘑菇”变形，当密封滑块离开扇形板时，弹簧会自动复位并按顺序循环。

3.3 施工焊接控制

焊接应按照图纸要求完成对应的密封焊和间断焊，不得漏焊。焊接时，环焊缝应做到分段退焊，定位焊完成后，先完成0°、180°位置焊接，再完成90°、270°位置焊接，然后按顺时针顺序选择一个区，焊接该区内一段相邻焊缝，每段焊道长≤300mm，焊接方向为逆时针。径向、轴向焊道焊接参照回转仓安装模式，按角度和位置调整焊接顺序，保证均匀、对称施焊，避免形变累加至一侧，焊缝应采取分段焊方式，总体上径向焊缝自中心向外施焊，轴向焊缝自下向上施焊。焊接时，电流不得过大，以减少热形变，焊接后做好清理打磨工作，保证各密封无杂物。关键部件如中心筒等位置焊接必须做好直接接地，以免轴承箱引弧受损。

焊接应按照图纸要求进行，以完成相应的密封和间歇焊接，不得焊接。焊接时，圆周焊缝应部分回流。定位焊接完成后，首先完成0°和180°位置，然后完成90°和270°位置焊接，然后按顺时针顺序选择一个区域，在区域内焊接一段相邻的焊缝，每个焊缝长度小于等于300毫米，焊接方向为逆时针方向。径向，轴向焊接参考旋转仓库安装方式根据角度和位置调整焊接顺序，确保焊接均匀，对称，避免变形并增加一侧，焊缝应采用分段焊接方式。

3.4 安装方面

在进行静密封安装时，需要做到两点:①使密封盘与圆弧板之间的距离调节到最佳，②使风仓间的密封效果得到保证。密封装置的安装包括:轴向密封安装、径向密封片安装、中心筒密封片安装、旁路密封片安装。在轴向密封装置的安装中，使冷端与热端的转子密封角钢跳动量的最大点保持2mm；在径向密封片的安装中，以某块径向隔板为标准，来保证3块扇形板的水平度处于同一平面，最终使扇形板与密封片之间的误差保持在1mm；在中心筒密封片的安装中，要控制好中心筒端面与静密封卷筒之间的距离，使静密封卷筒的密封面与中心筒密封之间的距离为1.5mm，使扇形板密封表面与中心筒密封之间的距离保持在0.5mm～1.5mm；在旁路密封片的安装中，要使密封钢角与其之间保持合理距离。

4 结语

2018年通过对荆门发电公司#7机组空预器系统自动控制装置系统优化及径向弹簧密封投入前后对比，空预器的漏风率由10%下降至约4%，说明漏风控制装置及径向弹簧密封降低空预器直接漏风有效，而且装置运行维护费用低，自动化程度高，操作方便。回转式空气预热器将在科学技术的不断发展下，进行完善和优化，提高机组运行效率，减少煤炭消耗量，提高稳定性和经济效益，实现快速发展。