发电机组锅炉空预器电流波动研究

广西华磊新材料有限公司发电厂 李冰铭

空预器的电流波动在产生之后将会对整体的运行情况和发电效率造成影响，可能会导致其换热性能的变化，从而直接影响锅炉的效率。该现象也可能对电厂锅炉运行的安全性和稳定性形成危害，所以相关问题在目前收到人们比较广泛的关注。

1 空预器的特点

空预器是在作用过程中通过利用烟气余热加热燃烧所需空气的热交换设备，其在使用过程中通过对烟气余热进行利用，从而可以有效地降低排烟温度，并推动锅炉热效率的提升，强化着火和燃烧的过程。现阶段，空预器可以分为蓄热式和传热式两种类型，其中蓄热式是在应用过程中通过统一受热面反复不同的经烟气和空气，并将自身所积累的热量传导至空气之中。而传热式则是让烟气和空气在不同的通道内经过对应的受热面，在这种方式之下达到热量传递的效果[1]。从整体结构来看，空预器主要分为外壳、转子和密封三个部分，其中空预器的转子是其核心结构，转子的组成包括转子中心轴、转子法兰面、径向密封片、内部蓄热单元、轴向密封片等，如图1所示。

图1 空预器主要结构

2 空预器电流波动现象及原因

2.1 空预器电流波动现象概述

空预器的电流波动过大会对设备的正常运行过程形成影响，甚至造成安全隐患，同时电流波动现象的表现也较为多样。以某机组为例，相关机组在运行过程中，空预器的电流处于15～18A 波动的状态，其空预器在工作之中对应入口烟气温度为340℃左右，在降负荷初期，空预器的电流在较短的时间之内达到18A 左右，而随着负荷降低至180MW 之后，空预器的电流恢复至15A，烟气温度也降低至130℃左右。

正常运行情况下，电流为15A，而此后则出现异常，其异常情况表现为空预器入口温度约300℃，电流波动至18A，设备无法正常运行，并影响到锅炉的工作。从这一案例中可以了解到，空预器电流波动现象往往具有一定的突然性，且可能造成的后果比较严重。在对应设备处于正常运行的状态下，其电流基本较为平稳，通常可以认为这种情况下的电流波动幅度为±5%，但是如果超过此范围，则认为是电流波动过大，其主要表现为高于正常电流的基础上摆动、在正常电流基础上向上爬升和摆动等情况[2]。

2.2 空预器电流波动原因分析

造成空预器电流波动的原因较为多样，在进行应对的过程中有必要对各项影响因素进行充分地了解，并在此基础上采取合理的方式进行排除。常见的原因通常包括初次启动磨合、壳体变形、传动装置故障、密封故障、油膜不佳和超温运行等情况，这些因素都可能在一定程度上导致空预器出现电流波动现象，相关原因具体介绍如下。

初次启动磨合。空预器旁路密封在设定的过程中往往会保留3～5mm 左右的磨损量，其主要目的是让设备达到最佳密封间隙，并会在进行初次运行磨合的阶段实现消除。如果在这个阶段，相关人员所采取的启动速度过快，则会导致空预器的转子膨胀程度超过壳体，从而引发设备各个密封部位的磨损，并导致设备的运行阻力显著提高，进而产生电流波动现象。从实际情况来看，如果对应的空预器在启动的阶段运行负荷达到70% 以上，其电流波动程度往往会出现偏高2～3A 的水平，并且这种电流波动现象还会随着设备的负荷提升而出现持续升高。从设备的角度来看，这种情况发生的时候，往往产生比较显著的摩擦声。

壳体变形。壳体变形也是导致空预器电流波动的重要原因，从既往的经验来看，如果相关设备的壳体出现变形的现象，将有可能造成雨水的渗入，或是导致设备的保温条件变差，这些现象都会引发密封间隙的减小，从而导致壳体与转子之间形成异常接触，进而引发电流波动现象，特别因为大量雨水的灌入，相关情况会尤为明显。而在这种情况出现之后，工作人员往往能够听到空预器发出比较显著的摩擦声和振动现象[3]。

传动装置故障。空预器的减速箱传动齿轮齿根底部，与相应的围带销之间的间隙一般为22mm左右，传动齿轮端面与下围带扁钢之间的间隙往往在13mm 左右。如果相关的传动齿轮齿根底部与围带销啮合的间隙过小，则会导致设备的受力增大，导致减速箱表现出明显的振动和噪声，而如果扁钢间隙过小，则会导致转子在受热膨胀之后整体的摩擦增大。随着此类情况的出现，减速箱的传动力矩会显著变大，从而引发设备的电流波动现象。

密封故障。从空预器的整体结构可以了解到，密封是相关设备比较关键的组成部分，如果其出现故障现象往往也会造成设备的电流波动问题。空预器的对应密封片如果出现松动脱落的现象，可能会出现蓄热片等部件掉落并卡在设备的转子上等情况，从而引发电流波动。这种情况在具体表现方面，一般表现为转子每旋转一圈，就会产生3次点电流波动，且尖峰脉动，整体波动数值缺乏规律可循。此外，如果密封弧板的螺栓出现故障现象，也有可能导致此类问题的产生，或者是出现堵灰等情况后，电流波动问题也可能出现。

油膜不佳。油磨不佳现象引发的电流波动常见于支撑轴采取轴瓦结构的空预器，在相关空预器的旋转推力盘镜板和推力瓦面之间，存在一层具有一定压力的油隔离层，其厚度与设备的运行速度、本身的黏度等之间存在密切的关联，而其一般厚度在0.03～0.07mm 之间，如果相关设备的旋转速度没有达到油膜形成的最佳速度，则会导致油膜不佳现象，造成推力瓦处于边界润滑的状态，增大摩擦力，进而会使得电流出现极为明显的波动现象。

超温运行。空预器的密封间隙是按照对应设备的具体设计排气温度来进行设置的，但锅炉在运行过程中其实际的排烟温度往往是高于设计值的，这种情况会导致空预器出现超温运行的现象，并导致径向密封与扇形板之间产生较大的摩擦，而摩擦情况若较严重，则会引发设备的电流波动现象。在具体表现方面，其通常为缓慢增加和规律波动，如果前往现场进行检查，一般还可以听见金属摩擦的声音，因此是比较容易被诊断出[4]，见表1。

表1 空预器电流波动特征及原因

3 空预器电流波动处置措施

由于电流波动现象对于空预器的正常运行，乃至于对电厂的整体生产而言都会产生比较严重的负面影响，因此，要及时采取措施对相关问题进行排除，以避免出现生产事故，这是现阶段工作之中需要重点关注的问题。在明确空预器电流波动现象产生的具体原因，以及其所具有的特征之后，则可以进行有针对性地排除，具体措施如下。

第一，针对初次启动磨合导致的电流波动的排除。从上述的分析之中可以了解到，如果在初次启动磨合的阶段之中，设备的负荷超过70%以上，则可能导致转子膨胀快于壳体的现象，从而增加运行阻力，引发电流的波动。有鉴于此，相关单位在进行除此启动磨合的时候，应当采取缓慢提升负荷的措施，来保证转子和壳体的膨胀速度相对均衡，进而达到避免电流波动过大问题的目的。同时，在初次运行过程中，每次负荷提升的时间不应当少于8h，为设备适应对应工况提供充足的时间，最终起到防止运行过程中摩擦过于强烈以至于电流偏大的情况。

第二，针对壳体变形导致的电流波动的排除。导致壳体变形的原因较为多样，尤其是天气因素，将有可能造成壳体与转子之间形成异常接触。为了避免这一系列问题，相关单位和人员在工作中应当对设备的壳体情况进行仔细检查，明确其是否存在壳体变形的情况。而针对天气导致的空预器壳体变形问题，则需要进行良好的防护和保温，从而规避天气因素所带来的影响。

第三，针对传动装置造成的电流波动排除。传动装置故障引发的电流波动现象在防范和排除过程中，需要对于空预器的各项设计值进行系统性把握，在安装过程中尽可能避免出现安装误差，从而防范围带销与传动齿轮齿根之间出现啮合间隙较小的现象。通过这种方式能够显著地减小齿轮齿根受力程度，并能够减小传动力矩，从而避免出现电流波动问题。同时相关人员在日常工作之中也应当对设备运行阶段可能出现的齿轮磨损、异响等情况保持关注，如果出现这些问题，则应当及时对减速箱进行检查。

第四，密封故障导致的电流波动排除。密封故障导致的电流波动现象通常表现为波动幅值无规律的现象，造成密封故障产生的原因较为多样，同时表现也各有一定程度的不同。在进行相关故障排除的过程中，相关人员需要对设备运行过程中存在的异响进行分析，并结合电流波动的情况明确其故障发生的具体原因。在此基础上，可以依托专业人员，利用停炉消缺的机会对设备进行细致检查，如果发现密封弧板、固定螺栓等故障则要及时进行更换和重新加固，在这种方式之下可以确保对应问题得到比较良好地解决，最终促进设备整体运行状况的正常。

第五，超温运行导致的电流波动。超温运行的现象通常是因为锅炉实际排烟温度超过设备的设计值，从而导致设备部件之间的摩擦现象，这种情况也会产生比较显著的电流波动问题。在进行处理时，相关人员应当控制锅炉排烟温度与设计问题之间的差值，尽可能确保其差值在30℃以内，这种情况下将能够确保设备的变形量在1～2mm，从而将不会对整体的电流情况形成过大的影响，当然，如果在运行过程中设备的变形量和温度控制可以维持在这一范围内，则无须进行对应的处理。而如果相关情况过于严重，则需要联系厂家对密封间隙进行重新计算。

第六，针对油膜形成不佳导致的电流波动排除。为了对这一故障进行排除，相关单位在工作中可以针对设备的乌金瓦面采取手工刮研的措施，来保证推力盘与瓦面之间形成比较充分的润滑，达到防范摩擦问题造成的电流波动的目的。如果空预器电流继续波动或扩大，需要立刻派人到现场进行详细检查。检查备用电机是否良好，以及波动原因是否是空预器本体问题。可能需要更换损坏的部件或调整空预器的位置以减少摩擦。

4 结语

综上所述，空预器电流波动现象在当前的火电厂生产过程中是一种比较常见的问题，相关情况产生之后将会对设备安全和正常的生产形成比较大的影响，因此，应当对其形成高度的关注。导致空预器电流波动的原因较为多样，在工作之中可以通过对设备的壳体、传动轴等进行关注，并采取合理的措施进行排除。同时在一些情况下，可以利用停炉机会对空预器进行全面的检查和维护，包括调整密封间隙、检查支撑轴承等。这可以确保空预器在重新启动后能够正常运行。