摘要：由于回转式空预器的结构特点，漏风是空预热不可避免的缺陷，空预器漏风率的大小直接影响机组负荷及锅炉效率。因此，降低空预器的漏风率具有很大的实用价值。分析回转式空预器的漏风机理，结合空预器自身存在的缺陷，提出改变空预器现有的密封结构，调整密封间隙，以实现降低空预器漏风率的目的。
关键词：空预器；漏风；间隙
1 前言
目前回转式空预器已成为大型火电厂普遍选取的烟气预热设备，它具有空间尺寸小、结构紧凑、便于安装、受热面壁温高、烟气腐蚀轻等优点。但是，漏风却是该种空预器不可避免的缺陷，空预器漏风率的大小直接影响到锅炉的热效率，漏风率超标则严重影响机组的安全经济运行。因此，为满足机组的安全经济运行，治理空预器漏风率超标缺陷，是一件关系企业利益的大事。
2 设备概述
黔北电厂300MW机组#2锅炉空预器采用的是豪顿华工程有限公司（Howden）VNT设计的垂直轴三分仓旋转式空预器，其型号为28.5 VNT 1800，厂家设计漏风率为6%～8%。#2机组于2003年投产运行，空预器运行中的漏风率逐年增大，2013年9月，我厂生技部对#2炉空预器漏风率进行了检测，#2炉A空预器漏风率达到10.55%，B侧空预器漏风率达到9.45%，A、B侧空预器漏风率达到平均为10%。同时，由于空预器的冷端径向柔性密封片在进行柔性改造时螺栓采取点焊形式加固，由于运行时间长，应力交替频繁，导致焊疤容易脱焊脱落，固定螺栓松动，柔性密封片下落致使空预器卡停。
3设备缺陷分析
3.1 柔性密封失效：300MW机组2号炉于2012年进行了空预器柔性密封改造，将空预器热端径向、冷端径向一半的硬密封片改装为柔性接触式密封装置。保证隔仓之间在经过扇形板时形成严密无间隙的密封系统，以此保证漏风率。同时弹簧的自由高度可以保证在空预器发生蘑菇状变形后隔仓之间依然保持严密无间隙的密封系统。见下图1.
图1 柔性密封示意图
柔性密封改造后，空预器运行初期漏风率控制到了6%以下，但随着时间的推移，柔性密封弹簧开始失效、滑脱，滑块不能回弹。冷端铰链腐蚀严重，部分密封装置甚至卡死失效。滑块与扇形板长期接触运行，滑块和扇形板均被磨损，滑块磨损高度达5-10mm，扇形板磨损厚度达6-12mm（如图2所示）。长时间运行后，柔性密封装置已不能实现接触式密封，加之扇形板磨损严重，柔性密封卡涩，密封片和扇形板间的间隙增大，反而增加了空预器漏风率。
3.2 空预器出口烟道漏风：空预器出口烟道受长期烟气冲刷，烟气走廊区域存在严重的磨穿现象。为均衡烟温，2010年在空预器出口烟道水平段安装了烟气扰流装置，导致烟道流通面积减小，烟气流速增加，加剧了烟道的磨损，空预器出口水平段烟道漏风现象严重。
3.3 蓄热原件堵塞：燃料当中的硫在燃烧时与水蒸汽作用形成硫酸蒸汽，当金属温度低于或接近酸露点时硫酸蒸汽就会凝结下来腐蚀金属，并可能大量粘灰形成堵灰。回转式空预器低温腐蚀不仅使金属蓄热元件严重腐蚀，破裂穿孔，而且造成整个空预器冷端的堵灰，一、二次风压头巨增，与烟气侧压差变大，进而通过冷端径向密封的漏风量也增大。
4 处理措施
4.1更换冷端扇形板
由于扇形板已被磨损，单凭修复密封片已无法解决空预器漏风率超标的问题，所以要解决漏风率超标问题，首先需要更换扇形板。经过测量热断扇形板磨损量在2-6mm之间，磨损情况相对较轻，且热端柔性不存在低温腐蚀情况，柔性密封锈蚀、卡死现象较轻，固本次空预器漏风治理只更换了冷端扇形板。
4.2改冷端柔性密封为硬密封
受热面降排烟温度和脱硝改造后，空预器出口烟温降低，加重了空预器冷端的低温腐蚀现象。低温腐蚀加快了冷端柔性密封磨损速度，停炉检查发现，柔性密封已全部磨平超标。且冷端柔性密封锈蚀、卡死、弹簧脱落现象严重，大部分密封装置失效，已失去了接触式密封的意义。鉴于以上原因，商定将所有柔性密封拆除，更换为耐腐性能较好的不锈钢硬密封。
4.3 修复热端柔性密封
停机检查发现，热端柔性密封损坏失效情况较轻，但仍有部分柔性密封卡死，不能动作。分析原因，大部分是由于空预器热态运行时，柔性密封片膨胀，密封片与密封片间的间距较小，密封片轴向膨胀受限而卡涩。为了恢复柔性密封的性能，特合理增大密封片与密封片见的距离，保证密封片在热态运行中有足够的膨胀间隙。
4.4 洗蓄热原件
由于蓄热原件堵塞会增加风侧和烟气侧的压差，导致空预器漏风率增加。所以，停机检修时需根据蓄热原件的堵塞情况对蓄热原件进行清洗。
4.5调整冷端密封间隙
经过分析，2号炉先后经过了受热面降排烟温度和脱硝改造后，运行工况有所变化，空预器入口烟温降低，空预器热态变形量减小，转子外围“蘑菇”状变形有所变化，扇形板和密封片间的三角形漏风区距离变小，且原有的密封间隙存在富裕，所以商定重新标定冷端扇形板和密封片的间隙，在原有密封间隙的基础上适量减小密封间隙。
4.6空预器出口烟道漏风治理
烟道的磨损和烟气的流速的三次方成正比，空预器出口烟道转向处和绕流装置区域的烟气流速最高，在设备结构无法改便的情况下，只有在修复好漏点后，对与磨损区域敷设龟甲网，加长烟道的使用寿命，保证烟道在一个大修周期内不发送磨损漏风现象。
5预期目标
针对2号炉空预器运行中漏风率超标及冷端密封片滑落导致空预器卡停的问题，对#2锅炉空预器进行密封改造。包括空预器出口烟道漏点治理，空预器支撑及导向轴承冷却油站检修，蓄热元件清洗，冷端扇形板更换，冷端柔性密封改为硬密封等工作，通过本次检修，使空预器漏风率不大于8%，避免空预器卡停事件再次发生。
6 治理效果
300MW机组#2炉空预器于5月完成漏风率超标治理工作，5月22日投入运行，现空预器漏风率为6.3%，较治理前可节约供电煤耗0.925g/kW·h左右（据统计漏风率下降1％，煤耗下降0.25g/kw。h），效果明显，达到了治理目的。机组按照100%符合，年利用小时按3000小时，煤价430元/吨计算，那么设备治理有一年的直接经济效益：300*1000*3000*0.925*430/1000000=35.8万元。不仅如此空预器漏风率降低的同时也降低送风机及引风机的电耗，降低了厂用电率。
7 结束语
本文中针对空预器漏风超标情况，在密封装置、烟道、扇形板上作了大量工作，效果明显。但蓄热原件积灰堵塞问题仍比较严重，在机组运行一段时间后空预器压差便会升高，尤其近年来煤炭资源紧张，不断掺烧劣质煤，燃煤灰分增加，进一步加大了蓄热原件的堵塞情况。欲，近一步降低空预器漏风率，提高锅炉效率，解决蓄热原件积灰堵塞问题是今后思考的方向。
参考文献：
[1]豪顿华工程有限公司《28.5VNT1800型空预器运行说明书》
[2]水利电力出版社《锅炉设备及运行》
作者简介：
张子文（1978），男，助理工程师，大学专科，现任黔北发电厂主机运行部单元长，从事锅炉运行专业
论文作者:张子文
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/13
标签：柔性论文; 扇形论文; 蓄热论文; 磨损论文; 烟气论文; 间隙论文; 烟道论文; 《电力设备》2018年第27期论文;