摘要：简要介绍回转式空预器特点，并探讨降低漏风率的意义及其优化方法；阐述回转式空预器密封改造的方法，为全面了解空预器系统及其运行提供参考。
关键词：回转式空预器密封系统；漏风率分析；空预器改造方案
近年来我国电力需求与日俱增，我国电力结构以火电为主，火电厂其耗煤量很大，现今提倡建设节约型社会，节约燃料将成为节约能源的重要部分。火电厂空预器的运用有效地节约了煤炭资源。空预器一般分为板式、回转式和管式三种，本文主要针对某电厂俄供500MW机组回转式空预器密封结构优化进行论证。该空预器为上世纪70年代初设计的产品，型号为 PBп--9.8，转子由径向隔板分隔成24个扇形仓格，仓格内装满蓄热板，作为传热元件。外壳的扇形板把转子通流截面分为三个部分，即烟气流通部分、空气流通部分和密封区。转子直径为8380mm，预热器转速为1.5r/min，密封系统采用径向、轴向、环向密封系统，空预器漏风率达18％左右。
1 空预器漏风率分析
回转式空气预热器的漏风主要是由于动静之间有间隙，这种间隙就是漏风的主要渠道，同时空气预热器同时处于锅炉烟风系统的进口和出口，空气侧和烟气侧之间存在较高压力差，这是漏风的动力。回转式空预器的漏风分为两部分：直接漏风和结构漏风（或称携带漏风）。直接漏风是由差压引起的，且占主要部分；结构漏风是由自身构造引起的。
由于转子转速较低，携带漏风率一般在2 %以下，而间隙漏风率却在l0 %以上。在空预器的径向、轴向、旁路三种密封间隙中，漏风量最大的是径向间隙，它约占总漏风量的2/3，其次是旁路间隙漏风，轴向间隙的漏风量最小。空预器冷端烟风压差大于热端烟风压，在同样间隙条件下，冷端径向间隙漏风量约占径向密封总漏风量的2/3。
具体到实处空预器漏风量大小的主要因素有：密封间隙，烟风压差，密封片数，烟风温差：烟风温度不同，转子转速，转子晃动度。
2 空预器密封改造
2.1 采用多层密封技术，进行优化改造。
2.1.1 径向密封改造，原径向密封设计采用单到密封片改造后采用耐候钢密封片前后配置双道，兼具迷宫效应，增加漏风阻力，起到减小漏风、方便维护调整的作用用并具有以下特点：
（1）结构简单，安装方便。
（2）弹性密封片上的调节开孔可以保证反复调整间隙3-4次，一旦出现过量磨损后可以再次调整位置，每年只需调整1次左右，无需频繁更换密封片。
（3）弹性密封片上没有任何接缝以外的漏风缝隙，封闭性好于钢丝刷和叠钢片，强度也较高，采用耐高温氧化、耐低温腐蚀材料制造，在热态运行不会因强度原因和漏风压差作用而倒伏。密封片厚度适中和扇形板的接触压力，不会造成扇形板过量磨损。
（4）密封间隙比普通厚密封片设置间隙小，可以有效控制漏风率。
（5）重新设定密封间隙时，密封片分装于径向隔板两侧，施工或重新调整速度快，一天就能完成安装密封片调整设定工作。
2.1.2 旁路多重密封改造，将空预器原有上部及下部的旁路弹性滑块密封进行修复，增加弹性板式密封。
2.2 降低烟风两侧压力差进行优化改造。
原俄供空预器采用24个模数仓格（15°为1个隔仓），径向密封、轴向密封为单密封系统的基础上，将转子由15°改造为7.5°改为48道密封，当空气预热器运行时，转子上至少有二道径向密封片、轴向密封片与扇形板、轴向密封弧板，形成两个密封仓，从而大大降低空气预热器的直接漏风。
图4 密封片与扇形板示意图
图5 密封片与轴线弧形板示意图
2.3 减小密封间隙进行优化改造
空气预热器漏风量与间隙面积成正比，控制间隙面积可以有效地控制漏风。漏风间隙包括热端径向密封间隙、冷端径向密封间隙、轴向密封间隙、周向密封和静密封间隙。间隙越小越好，但是间隙不可能为零，因为间隙太小会造成设备磨损，影响使用寿命。密封间隙调整采用的反翘密封片法。所谓反翘密封片，就是把径向密封片在冷态安装时，事先算出转子的变形量，找出每段密封片两端的在投运中的变形坐标位置（X，Y），确定每段密封片两端在投运时的高差，在冷态安装时，按镜象转子变形曲线所在位置设置密封片，以期在投运中密封片的边缘呈直线与扇形板的密封面贴合。
图6 反翅密封片法图示
2.3.1 热端径向间隙的控制
热端径向间隙的控制是空气预热器漏风的主要渠道，必须严格控制。热端径向密封片在安装调整时，一般安装成折线，内外侧间隙均为0 mm，这样预热器发生蘑菇状变形时折线就接近成直线。但转子的蘑菇状变形，使热端径向间隙增大。预热器发生变形之后，热端扇形内侧随着转子中心轴膨胀向上移动，所以内侧间隙是不变的。而外侧间隙则由于转子的蘑菇状下垂和外壳增长而增大，为了弥补这一间隙，可以采取以下措施。
（1）安装漏风手动控制系统。热态运行时，可以根据转子的变形适当提升或下放扇形板外端。使密封间隙始终保持在设定的范围内从而达到对漏风控制的目的。
（2）确保转子垂直度。
（3）径向密封片的安装的高度差小于1mm。
2.3.2 冷端径向间隙的控制
由于冷端压差大于热端压差，冷端气体密度大于热端密度。因此冷端径向漏风是空气预热器漏风的重要渠道。冷端间隙的控制一般采用冷态预留热态弥补的办法，即在冷态安装调整时，冷端内侧间隙为-3 mm．而外侧预留出一定间隙：热态运行时，内侧间隙由-3 mm变为0支撑端轴的膨胀值，外侧间隙由于转子的蘑菇状下垂变为0 mm。也可以通过安装漏风手动控制系统，在热态运行时，进行间隙调整。
3 改造后运行情况
从空预器漏风的各个因素入手，结合现场实际，采取相应的优化措施，从而实现漏风率的大幅降低，给企业带来了巨大的经济效益。现4台俄供空预器均已完成优化改造完成，改造后空预器漏风率由18%降低至6.2%，送风机电流合计下降5.9A，两台引风机电流合计下降96.73A，发电煤耗降低0.5g/kwh。
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论文作者:杨世祥
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：间隙论文; 预热器论文; 转子论文; 扇形论文; 空气论文; 旁路论文; 回转式论文; 《电力设备》2018年第29期论文;