回转式空气预热器密封系统改造及经济效益分析

回转式空气预热器密封系统改造及经济效益分析

张玉根

大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂，河北 张家口 075000

摘要：介绍了某发电有限责任公司600M W机组回转式空气顶热器存在的设备缺陷及改造措施。改造后，经东北省电力科学院的测试表明，漏风率由改前的14%~20%降低到6%以内，取得巨大的经济效益。 关键词：空气预热器；漏风率；密封改造；经济效益 中图分类号：TK223.34 文献标识码：A 文章编号：1671-5810（2015）27-0077-01

1 空气预热器密封系统存在的问题

1.1 堵灰

回转式空气预热器受热面是由只有0.5到1.2m m的厚度的波纹状薄板拼凑组成。波纹板之间的空隙很小，一般直径只有8.6到9.8m m，当烟气中的飞灰颗粒进过受热面时，由于空间狭窄所以很容易发生堵灰现象。金属壁面一旦发生低温腐蚀也将很可能堵塞烟气通道，将会进一步加剧受热面堵灰故障的发生。受热面发生堵灰时，使导热面存积污垢积灰，将降低受热面传热效果，使金属壁温进一步降低，影响锅炉平稳安全运行。

受热面堵灰后常常给电厂正常运行带来一系列的危害。主要危害如下：

受热面堵灰后，导致本来就相对狭小的传热面积进一步减小，烟气的流通阻力增加，使得电厂不得不加大送风引风风机的负载，提高暖风机的温度，增加了投入成本，减低了电厂运行的经济性。

传热面积减小，加大了受热面进出口两侧的烟气与空气压力差，一次风压差、二次风压差，同时压力还会不稳定，上下波动，引起震动，进一步增加了漏风的发生，影响空气预热器的使用寿命，也影响了机组的满负荷运行。

空气预热器发生堵灰后，金属壁面传热面积的减小，单位面积烟气的换热量减小，传热效果变差。炉膛入口烟气的温度进一步降低，炉膛出口排烟温度变高，容易引起传热元件低温腐蚀故障，同时低温腐蚀与堵灰两者会相互促进，产生恶性循环，影响电厂机组的安全运行。

当空气预热器堵灰后，产生的烟气和空气的压力差还会使得流通烟气中的飞灰速度增加，从而增加了了飞灰的动能，一旦飞灰撞击到受热面上，会加大受热面的磨损。

如果空气预热器都会严重时，二次风压会大幅摆动，锅炉炉膛很难继续保持负压运行，并且摆动的幅度还会进一步会加大，当摆动周期与空气预热器转动一个循环所用的时间相同时，会呈现周期性变化，此时很容易发生喘振现象，引风机无法正常调节，影响机组安全运行。

1.2 漏风

1.2.1 结构漏风

筒形转子内具有一定的容积，旋转时必定携带一部分气体进入另一侧，这种漏风称之为结构漏风，这是受热面回转式空气预热器的固有特点，是不可避免的。这部分漏风所影响的漏风率一般为1%。为了降低结构漏风量，在满足换热的前提下，尽量选择较低的转速。

1.2.2 直接漏风

发生直接漏风的区域主要部位转子上部热端径向密封片和扇形板之间；转子侧面轴向密封片和轴向圆弧板之间；转子下部冷端径向密封片和扇形板之间；转子中心筒上、下固定的密封盘和中心密封片之间；扇形板和轴向圆弧板侧面和两端的静密封区域；转子上、下部端头T型钢和旁路密封片之间。

3 密封系统改造 3.1 改造内容

第一，转子水平度检查调整、密封角钢磨损检查调整，保证转子水平度、密封角钢径向、轴向跳动值在标准范围内，以确保转子在调整后与密封系统有良好的配合。第二，固定扇形板及轴向密封弧型板，由原来的可调改为固定式不可调。第三，更换全部密封片，调整密封间隙；采用固定式密封系统，彻底取消原有的密封调节装置。第四，治理预热器壳体泄漏，对空气预热器壳体局部磨损、变形、漏点进行堵漏、修补，保证改造效果。

3.2 质量标准

转子水平度必须在0.4m m/m以内；转子外缘角钢的径向跳动必须在3m m以内；预热器顶部及底部扇形板与转子径向隔板距离为83±1 m m；预热器各部密封间隙（径向、轴向、外缘环向）与规定值不超过±0.5m m。

4 改造效果

第一，改造后经过性能测试，A/B空气预热器漏风率分别为5.27%和5.02%。第二，空气预热器改造前后，机组负荷600M W，对送引风机、一次风机电机的运行电流进行了记录，引风机和一次风机电流比改造前下降20%，送风机电流比改造前下降10%。

5 效益分析

空气预热器密封改造前后送引风机及一次风机电机电流相差297A/h，节省电耗1 782kW/h，机组可利用小时数5000h，电价0.328元/度计算，每年节约电费292.248万元。空气预热器密封改造后漏风率降至设计水平，根据上述指标和相关资料进行估算，空气预热器漏风率每降低1%，可将低发电煤耗0.2g/kw.h。A空气预热器改造后由20%降到了5.27%，B空气预热器改造后由20%降到了5.02%，2台空气预热器漏风率合计降低了14.855%，煤耗降低约2.971g/KW.h，机组可利用小时数5 000h，可节约标煤8 913吨，每年可节约燃煤费用约450万元。按上述粗略估算，每年可节约运行检修费用约740万元。

6 结束语

本发电有限责任公司四号600M W机组，选用锅炉厂H G-2023/17.5-H M 11型亚临界控制循环汽包炉，配两台CE三分仓容克式空气预热器，空气预热器转子由36个装有蓄热元件的扇形仓格组成，转子正常转速1转／分，采用中心驱动，空预器漏风率的设计保证值为6%。机组于2011年5月投产运行。机组投产后，空预器的漏风率最高达20%，严重影响着机组的经济运行。在2012年机组检修中，采用豪顿华工程有限公司VN技术对空预器密封系统进行了技术改进，漏风率达到了设计要求，改造后经济效益显著。

参考文献

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[3]李君.电站锅炉深度余热利用系统设备选型以及经济性分析[D].华北电力大学，2014.

2015年27期 77