回转式空气预热器漏风原因分析及控制措施

南云星 李 森

（中国电建集团河北工程有限公司，石家庄 050000）

1 回转式空气预热器概述

回转式空气预热器主要应用于电站锅炉，属于炉后换热设备。目前，三分仓空气预热器的应用较为广泛。回转式空气预热器运行中，空气与烟气会在受热表面交替流动，并在与烟气接触时，加热转子内的蓄热元件。当转子转到空气侧后，蓄热元件的热量会释放到流经转子的空气中加热空气，并不断重复这一过程。

回转式空气预热器最主要的作用体现在以下几个方面[1]。第一，降低了锅炉的排烟温度，提高了锅炉效率。空气预热能确保锅炉燃烧稳定，强化辐射热交换，减少炉内损失，降低排烟温度，从而减少不完全燃烧带来的损失，提高锅炉热效率。第二，稳定了锅炉火焰，提高了燃烧的效率。在预热器的作用下，空气形成热空气，热空气进入锅炉内部，可有效提高煤粉燃烧效率，且具有良好的燃烧稳定性，可有效降低由于不完全燃烧造成的热损失，有利于提高锅炉的热效率，进一步改善锅炉的燃烧状态。第三，在所需空气被加热后，提高了炉膛温度，在烟气和水汽测温差加大后，强化了锅炉传热。热空气进入锅炉后，通过炉内燃烧状态强化和改善提高了炉内的热风温度，确保有效提升其平均温度，强化炉内的辐射传热作用，对提高锅炉运行经济性具有重要作用。第四，热空气可作为制粉设备系统中煤的干燥介质。热空气的作用较为广泛，根据结构可以将空气预热器分为3种，分别是板式空气预热器、管式空气预热器以及回转式空气预热器。另外，与管式预热器相比，回转空气预热器的钢耗较少，结构紧凑，但是回转预热器的漏风率较高，容易引发其他致命问题。因此，在空气预热器技术中，有效防止或降低漏风较为关键。

2 回转式空气预热器漏风及原因分析

空预器漏风主要包含间隙漏风、携带漏风、壳体漏点以及附件部分漏风等多种，较为常见的是间隙漏风和携带漏风，占总漏风量的80%[2]。比如，回转式空气预热器旋转部分在受热面积和静止冷却面积之间存在一定的间隙，此时空气侧压力明显高于烟气侧。当空气通过转子与外壳或扇形之间的间隙时就会产生漏气现象，称为间隙漏风。另外，还有回转式空气预热器的受热表面使烟气侧和空气侧的空气互相交换发生漏风，因此被称为携带式漏风。导致空气预热器漏风的原因多种多样，主要有以下几种。

2.1 设计问题

回转式预热器在设计过程中虽然增加了轴向、径向和环向方向密封，但仍有漏风现象。在运行过程中，热端温度较高时，转子径向受热膨胀，冷端径向膨胀较小，从而形成蘑菇云。即使在设计时设置了转子自动跟踪系统，其效果也不明显。

2.2 制造问题

空气预热器的制造过程中，由于工艺不符合设计要求、设备质量不合格、密封板与密封件有较大偏差以及焊接不合格等，导致空气预热器出现密封不严的问题[3]。

2.3 安装方面问题

空气预热器在实际安装过程中会受到场地的限制导致受力不均匀，从而造成设备变形，致使转子、扇板无法正确校正。任何一个部件的意外碰撞都会造成风道受阻、传感器失效、转子偏心，最终导致漏风。在安装过程中，较为常见的漏风类型有间隙漏风和携带式漏风等。

3 回转式空气预热器漏风控制措施

3.1 设计环节漏风控制

在设计环节，漏风控制措施主要包含几个方面：一是改善焊接方式，以减少静密封片和密封板之间的间隙；二是改进空气预热器的设计结构，缩小动静部件，减少间隙漏风情况的发生；三是改进和调整监控漏风系统，改变点阵布局和布置方式，确保监控漏风系统中传感器的灵敏度；四是在热端径向密封上方安装扇形板控制系统，做好跟踪，实现烟道与空气的隔离；五是对空气预热器密封性的核心进行设计，降低径向漏风，从而减少漏风的携带量。

3.2 制造环节漏风控制

在制造阶段引进国外的先进技术，凡是参与生产过程的工人要严格进行培训，确保各个部件的焊接满足工艺要求，从而确保设备质量。

3.3 安装环节漏风控制

回转式空气预热器的安装流程为“找正→支座安装→刚性环安装→膨胀装置安装与调整→支承轴承组件安装→转子安装→调整转子角钢→控制转子垂直度→密封装置安装”[4]。

3.3.1 找正

找正环节的漏风控制主要体现3个方面：一是在下梁安装时，确保一次风中间梁与下梁在同一平面上，可采用水平玻璃管测量保证下横梁的整体水平度符合要求；二是转子找正时，可通过调整导向轴承和顶丝，有效控制其水平偏移；三是在焊接结束后，测量围带回转半径与销轴间距，确保误差在允许范围内。

3.3.2 支座安装

回转式空气预热器的支座对整体性能的发挥具有重要影响，因此在支座安装过程中要确保弧形板的垂直度，并及时调整锁紧螺栓，防止弧形板位置和垂直度发生变化产生漏风。

3.3.3 刚性环安装

刚性环可分为冷端刚性环和热端刚性环。安装前，要按照图纸尺寸放样，校正刚性环的弯曲角度，根据编号进行安装。安装时要与图纸要求保持一致，控制偏差范围，减少上下、左右错口和搭接，并打磨接口焊接处。

3.3.4 膨胀装置安装与调整

按照空气预热器安装标高和膨胀装置布置图安装膨胀装置。每组膨胀装置的表面水平度偏差不超过2 mm，标高偏差在2 mm以内。膨胀装置的相互标高应符合设备技术文件中的规定。安装过程中应注意滑动垫聚四氟乙烯面朝上，底垫光洁度高的一面朝下，使底垫铁组形成相对滑动。

3.3.5 支承轴承组件安装

支承轴承是回转式空气预热器组成结构中的重要组成部分，承载了整个转子的重量。支承轴承的安装与转子密封件、中心筒及导向轴承有直接关系。把支承轴承安装在冷端中心杵架的中间，确定冷端中心杵架的位置，然后调整支承轴承箱体的水平度，用水平仪测量上部中心桁架中心点最远的4个角从而保证中心桁架的水平度。另外，要清洗组件和轴承箱，测定轴承箱与支承轴底部垫板间的间隙。同时，为了达到支承轴承箱纵横中心线与冷端中心桁架中心线完全吻合的目的，控制支承轴承箱的水平度，调整支承轴承箱下部的垫板和垫片，促使支承轴承箱下部的垫板组的厚度大于理论值，以便有效减小支承轴承箱受力向下变形造成的不利影响。

3.3.6 转子安装

模块安装后，转子垂直度会发生变化。转子垂直度与预热器的最终安装质量、预热器的性能和轴承的使用寿命有很大关系，因此在模块安装前要先对转子进行找正，并对轴承座的止动块进行分段焊接，待模块安装完成后再重新进行检查、调整，以保证这一重要工序的安装质量。

3.3.7 调整转子角钢转子角钢是圆周密封中的一类重要构件，与密封片结合后能形成独特的密封间隙。转子角钢安装时，安装人员应注意控制圆度，以确保转子的圆度在合适的范围内。在确认满足特定安装要求后，才能进行后续的焊接加工。焊接工艺以跳焊和小电流焊接为主，能最大限度地避免焊接变形。如果偏差大于3 mm，则需要在后期进行调整，确保圆度适中。

3.3.8 控制转子垂直度

在安装过程中要加强对回转空气预热器转子垂直度的控制，避免垂直度偏差较大出现摩擦，增加间隙，造成漏风。在安装过程中要及时校正导向轴承位置，使其处在水平状态，并安装贝母固定。

3.3.9 密封装置安装

密封装置分为中心筒、径向和轴向密封片。在中心筒密封片安装的过程中，为了使转子热态向上膨胀不受影响，需要调整静密封卷筒，保证中心筒与静密封卷筒端面尺寸一致，并确保静密封卷筒保持在水平状态。在径向密封片安装过程中，以径向隔板为标准，在转子转动一圈的情况下，要检查3块扇形板的高度是否一致。当所有的密封片安装到径向隔板上后，要对径向密封校正装置进行安装。先固定螺栓，在槽钢焊接时，其位置要在冷端及热端连接的空气侧或者烟气侧。如果密封卷筒的高度不一，在对中心筒下端面距离和标尺内测进行测量时，从标尺向上进行测量，从而避免扇形板和密封片内侧间的间隙达不到零的现象。测量完成后，应转动转子，使校正装置的左下方为带密封片的隔板，并调整两者之间的间距，控制其间距在±0.5 mm。待调整完成后，再调整密封片与扇形板的间距，控制其间距在±0.5 mm即可。最后，轴向密封片安装。安装过程中，要将冷端转子的密封角钢和冷端最大向外点跳动的间距控制在2 mm之内，之后转动转子，将转子轴置于校正装置前方，拧紧螺栓。

4 空气预热器安装的安全要求

安装空气预热器时，有关作业人员必须要正确佩戴安全帽和正确使用安全带、速差器等各种安全防护用品。安装设备时，安装人员需要进行技术安全交底，且全体人员必须持证上岗。当进入施工现场时，工作人员需要严格遵守现场的规章制度进行施工。施工现场一定要保持干净整洁，并且要及时清除施工中产生的垃圾和废料。施工完成后，要确保所有的废料和垃圾都清理干净，保证现场整洁。施工中如果遇到紧急情况，应当根据项目部所制定的应急预案执行。施工中，施工人员不得随意移动和乱拆安全警示标志[5]。在未取得施工负责人同意的情况下，施工人员不得擅自操作任何按钮和手柄。此外，对于不熟悉和没有充足照明的区域，施工人员不得擅入，以免发生危险。在进入内部作业前，需要有专人在外面进行监护，并且要采用低压照明，还要保证照明充足，确保满足施工要求。如果作业地点风力在5级以上，要控制起吊作业的面积。如果风力达到6级，则不能开展起吊作业。起重人员需要进行有关部门的安全技术培训，培训完要进行考试，考试合格拿到证书后才可以上岗指挥。需要注意的是，起重指挥人员在用对讲机指挥工作时，需要设定专用的频道，并将此频道锁定。

5 结语

回转式空气预热器常见的问题是漏风，要有效控制空气预热器的安装工艺，避免出现漏风现象，将锅炉内的热损失降到最低，保持锅炉良好的性能，降低送引风机的负荷，达到节能降耗的目的，保证机组安全运行。