回转式空气预热器漏风问题探讨

刘建勋

摘要：回转式空气预热器是确保锅炉运行热效率的重要组成部分，由于回转式空预器自身结构的问题，在运行的过程中，会因为空气侧和烟气侧的压差以及结构的间隙而导致直接漏风，严重影响着锅炉运行的热效率以及电厂的经济效益。因此要对漏风的原因进行分析，进而制定改进的措施，以降低漏风现象的发生，从而提高锅炉运行的稳定性和电厂的经济效益。

关键词：回转式；空气预热器；漏风；原因；措施

1、引言

回转式空气预热器其结构较为紧凑，钢消耗量较少，而且容易进行布置，可以有效的降低锅炉排烟温度，节约燃料，能够提高燃料的燃尽程度，有利于燃烧效率的提高，对于整台设备的烟气温度水平提升具有极为重要的意义。但回转式空气预热器存在着一个致命缺点，即漏风率较高。这样势必会导致机组热力工况变化较大，极易导致受热面壁温受到低温的腐蚀，影响机组运行的热效率，增加企业煤炭的消耗量，不利于企业运行经济效益的提升。

2、回转式空气预热器的工作原理

该种预热器在工作期间，空气与烟气会交替流过受热面，在与烟气接触过程中，加热转子内部的蓄热元件，转子转到空气侧后，将蓄热元件所带热量释放给流经转子的空气，达到预热空气的目的。交替环节是重复进行的，温度也在逐渐地积累，直到达到使用需求的标准。根据使用需求选择合理的旋转方向，受热面转动是最常见的形式，工作期间如果检测得到的温度低于设计温度，则要考虑是否在转速上出现问题。对气体的循环利用是回转式设备与传统设备的主要差别，实现了废气重复利用，运行更轻巧便捷，不会受到场地因素的影响，对气体的加热效果明显。

3、空气预热器的作用

（1）改善并强化燃烧。空气经过预热器后形成热空气，这部分热空气进入到锅炉内部，可以有效的提高煤粉的燃烧效率，对燃烧的稳定性具有非常好的效果，并且能够有效的降低不完全燃烧产生的热损失，有利于更好的提高锅炉热效率，进一步改善锅炉的燃烧条件。（2）提高锅炉热效率。空气预热器可以确保锅炉内燃烧的稳定性，强化辐射热交换，减小炉内损失，降低排烟温度，从而降低锅炉内不完全燃烧产生的损失和排烟损失，确保了锅炉热效率的提升。（3）强化传热。热空气进入锅炉内有效的改善和强化炉内的燃烧工况，使进入炉内的热风温度得以提高，有效的确保了炉内平均温度的提升，对炉内辐射传热起到了强化作用，对提高锅炉运行的经济性具有非常重要的作用。（4）热空气可作为制粉设备系统中煤的干燥介质。热空气不仅可以作为制粉系统的干燥剂，同时还是煤粉输送的介质。空气预热器由于结构不同，可以分为管式、板式和回转式三类。在一些工业锅炉中管式空气预热器应用较为广泛。而在一些大型电站及钢铁企业中，回转式空气预热器应用较为广泛。

4、回转式空气预热器漏风原因的分析

4.1受热不均问题

空气预热器动静部件的间隙就是漏风的渠道，由桶式转子和外壳组成，每一格都是15°的圆周角热端转子膨胀变大，转子是运动部件容易出现变形，酸雾会对金属设备产生腐蚀，从而出现漏风区，造成较大漏风量。

4.2低温腐蚀和堵灰问题

设备使用期间各零件结构紧密，精密部位一旦进入灰尘会对使用安全造成严重的影响。空气中不含有杂质，相比之下烟气的成分比较复杂，长时间与受热面接触其中一些悬浮的飞灰会聚集在其中，造成管道堵塞。这种现象在锅炉使用频繁的季节中常常会出现。烟气在低温状态下其中部分物质会凝结在设备表面，并且带有腐蚀性，不利于预热器运行。材质在腐蚀作用下逐渐破损，此时便会引发漏风故障，预热器一旦出现漏风率偏大问题便会降低预热器的换热效果，空气不能得到良好的加热，使预热器冷端处在低温环境下运行，形成了恶性循环，最终造成严重的预热器损坏问题。堵塞物质如果过多也不利于清除，在技术方法上也要不断地改进，虽然有明确的故障产生原因，但仍然需要设计环节的创新优化。

4.3特殊结构问题

回转式空预器的外壳是静止部件，三分仓结构只有一条径向密封片，这种结构会使密封片发生故障，造成设备漏风率提高。使其受热面承受较大的两侧压力，被分成24仓格，一般情况下冷端转子径向变小，形成单径向密封状态，与扇形密封板接触。

4.4设备使用中的管理问题

空预器在各项因素的影响下，比如飞灰、腐蚀、密封件磨损等因素的影响下，空预器密封受到影响，从而使空预器风侧的高压介质漏入负压的烟气侧，这样就会使送入炉内的氧量有所降低，为了维持炉内氧量，运行人员则必须提高送风机挡板开度，增加送风机的出口风压。我们上面已经分析过，送风机出口风压增加后，必然会导致空预器漏风的进一步扩大，从而形成恶性循环，因此空预器漏风状态的监控非常重要。现在电厂运行中将空预器漏风率的检测作为一项定期工作，也就是出于以上原因。通过对空预器漏风率的监控了解空预器的漏风状态，漏风率不大时可以维持机组运行，但是如果由于各种原因导致空预器漏风率超标，则必须将其纳入检修项目。

5、回转式空气预热器漏风的解决措施

5.1适当改进密封结构和使用LCS自动控制系统

现阶段已经有一些厂商针对预热器的控制系统进行整改，并且取得了显著成果，应用自动控制系统，预热器使用期间系统会定期对温度进行检测，并反馈至控制系统中，与输入的额定数据相比较。发现参数不准确或者有空气泄漏现象，控制系統会提示，技术人员了解形式后能够在短时间内确定有效的调试方案。在传热元件处安装传感器，将监测到的温度实时传递，间隔一段时间后对数据变化进行分析，判断预热器是否存在安全影响。与传统的控制方法相比较，自动化系统更精准，维修人员也要提升个人技术能力，总结预热器维修经验，日常管理过程中通过观察运行情况也可以发现一些隐患问题。LCS控制技术中有完善的检测系统，测量漏风精准度有明显的提升，通过控制系统的内部调节，能够降低40%的故障发生几率，这一点是传统控制技术中所不具备的。

5.2合理设置转子直径间隙面积

做好热端径向间隙控制，热端径向间隙是空气预热器漏风的主要渠道，必须做到严格控制，静态密封间隙的控制，为了保障空气预热器扇形板和轴向密封板的可调性，在扇形板与中心桁架之间，轴向密封板与外壳之间都需要安装静密封，从而有效降低间隙面积。但是在热态运行时，预热器会发生复杂的综合变形，尤其转子会发生蘑菇状变形，使得热端间隙增大，如果不采取措施的话，预热器65%的漏风都发生在热端径向间隙。将热端扇形板内侧吊挂于中心轴，外端吊挂于中心桁架，所以内侧间隙不变，外侧间隙由于转子蘑菇状下垂和外壳增长而增大。冷端间隙控制，冷端压差大于热端压差，冷端气体密度大于热端气体密度，因此冷端径向漏风是空预器漏风的重要因素，必须对冷端间隙做好有效控制。通常采用冷端预热，热端弥补的方法进行调整与控制。

5.3加強空气预热器吹灰装置的运行管理

预热器中飞灰堆积问题常常发生，引起了锅炉设备维护人员的关注，在技术方面也得到了很大进步。安装吹灰器能够解决这～问题，锅炉运转期间飞灰如果聚集在预热器中，在吹灰器的作用下能够得到清理，为设备运行提供有力保障条件。吹灰器内涉及到很多精密零件，安装期间要对精密零件进行保护，发现变形或者损坏要及时更换。对于已碳化的烟油垢，将化学药剂平均撒到传热元件上部，然后喷少量的水，药剂受潮后与垢作用，待垢润湿乳化后及时对其冲洗，直到冲洗干净为止。但化学清洗不能经常进行，因为清洁度一般为90%～95%，也就是说，每次清洗完后有5%～10%的面积没有清理干净，机组运行后这些面积中的灰垢将被烧烤成坚固的硬块，下次停机很难将其清洗掉，如此循环下去，清洗工作会越来越困难。建议将工作的重心前移，在运行中尽量减少空气预热器的积灰，加强蒸汽吹灰装置的运行管理。

5.4优化检修管理流程

加强检修管理，确保设备稳定运行。回转式空预器漏风率的有效降低，设备管理流程的优化必不可少。检修部需要针对空预器的运行状态和检修次数做出记录并形成表格，通过对空预器历年来运行状态的分析，来预估空预器的健康状态，同时运行部需要根据空预器的相关参数来进行必要的分析，如果发现空预器漏风量已经快达到临界点，则检修部要根据空预器的实际情况做出分析，判断空预器漏风产生的根本原因，并形成检修方案。另一方面要根据分析结果积极采购备品备件，保证一旦有机会进行检修，不会因为备品备件等问题耽误检修进度，保证检修的及时性及有效性，第一时间完成空预器检修，保证机组的安全运行。

6、结语

空气预热器是提高锅炉运行热效率的重要装置，对于稳定锅炉的运行工况具有重要的作用。本文对于回转式空预器漏风的原因进行了分析，并进一步提出了改进措施。随着科学技术的快速发展，回转式空预器的密封性能会不断地改进和优化，为提高锅炉运行效率创造有利的条件。

参考文献：

[1]三分仓回转式空预器异常问题分析[J].张建彪，赵建光，冯军涛，姚学会.黑龙江科学.2016（01）.

[2]回转式空预器换热元件积灰和腐蚀的分析及处理[J].殷礼.科技风.2017（17）.

（作者单位：山西平朔煤矸石发电有限责任公司）