摘要：回转式空预器是大型发电机组中重要辅机之一，对提高锅炉的燃烧效率、降低排烟损失有着非常重要的作用。由于回转式空预器自身的结构特点，而会产生漏风问题。分析三分仓回转式空预器的工作原理及漏风原因，并对百万机组空预器漏风控制装置进行研究，给出机组节能改造的方法。
关键词：空预器；漏风控制系统；可靠性
1前言
随着火力发电机组蒸汽参数及容量越来越大，现代电站大型锅炉普遍采用了三分仓回转式空预器。具有传热系数高、结构紧凑、体积小、金属耗量较少、烟气腐蚀轻、运行维护成本低等特点。但由于回转式空预器自身的结构特点，不可避免的会产生空预器漏风问题，大部分空预器漏风率约为 10%。空预器漏风也使引风机、送风机、一次风机的电耗增加，锅炉的排烟温度上升，从而降低了机组的经济性。以公司百万机组空预器漏风自动控制装置为例，分析空预器漏风的原因及解决方法。
2系统简介
2.1预热器工作原理
空预器的工作原理，是通过空预器转子缓慢地载着蓄热元件旋转，经过流入预热器的热烟气和冷一、二次风，而完成热交换的。传热元件首先从炉膛的高温烟气侧吸取热量，然后通过传热元件的转动，把高温的传热元件旋转至二次风、
一次风侧，不断地将热量传递给二次风、一次风，从而完成热交换。
2.2主要构造
公司单台百万机组配置 2 台型号为 2-34VI（T）-2300SMRC 的回转式空预器。回转式空气预热器是热交换器，分烟气入口、一次风入口和二次风入口。是由上下连接板、刚性环、转子、蓄热元件、红外线监测系统、三向密封、主辅电机、外壳、轴承润滑油系统、上下轴承、主副支座、传动装置、吹灰、清洗装置等组成。
3.回转式空预器漏风原因及分析
3.1预热器漏风
（1）直接漏风。空预器是一种转动机械，为防止动静之间产生摩擦，转子与空预器之间存在间隙，由于空预器内的一次风、二次风区域呈现的是正压，而热的烟气仓为负压，空气仓和烟气仓之间存在压差，导致一部分一、二次风漏入到烟气中去，这种漏风称为直接漏风。通过减小引起漏风的径向间隙、降低空气区和烟气区的压差，是降低预热器漏风的主要途径。
（2）携带漏风，是三分仓空气预热器所固有的漏风，是因旋转的转子经过一、二次风侧，再转到烟气侧时，转子的空腔携带空气而造成的，这部分漏风是不可避免的。空预器的转速越快，携带漏风量就越大。为满足加热空气温度的需要，提高换热器的效率，有效降低锅炉的排烟温度，空预器的设计转速大都较低，约为 1 r/min，因此携带漏风量在总漏风量中占比很小。所以回转式空预器的漏风以直接漏风为主。
3.2空预器直接漏风的影响因素
根据空预器漏风特点，主要研究如何有效降低空预器的直接漏风。直接漏风与密封装置间隙成正比，与烟气和一二次风压差的平方根成正比。空预器中各分仓之间的压差与空预器本身结构有一定关系，但当空预器的直径确定后，就不会通过空预器设计本身去减小空预器中各分仓气流之间的差压。因此，降低空预器直接漏风的唯一途径，是在保证转动部件不摩擦的前提下，将空预器密封间隙控制在最小限值。
3.3空预器直接漏风的原因分析
空预器转子在热态时，热烟气端温度高，转子的径向膨胀较大，冷一二次风端温度低，膨胀小，并且由于中心轴向上膨胀，中心部上移多，外缘上移小，形成“蘑菇状”变形，导致出现扇形密封板与转子、静子端面的密封间隙，形成三角状的漏风区，从而使空预器漏风量增大。
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3.2检测装置可靠性差
机械式传感器在长期运行过程中，受高温，磨损等因素影响，检测的安全性低，自动控制系统不能工作。当传感器本身发生机械变形，做出扇形板上下行动作时，由于会直接引发传感器故障，从而发出警报自动摆脱规则控制，转变为温度控制模式。另外，传感器的二级开关出现了调节异常。在长期运行中，传感挂钩杠杆存在生锈，刺刀等问题，使扇形板自动投入时，可直接按二级开关自动提高温度调控模式。另外，第二阶段开关的螺栓也被打开，出现了传感器故障导致的申报问题。当这种检测装置发生故障时，控制系统就无法进行可靠的投入，使空预器的间隙得到最大的调整，降低了正常运行的经济性。
3.3就地元件单一保护可靠性低
系统的所有控制信号都来自就地的开关。因此，开关坏掉后相应设备损坏的可能性很大。特别是漏风控制系统的安全保护开关都是单一的保护，保护控制的可靠性低，没有应有的保护功能。一旦得不到保护，特别是在扇形提升或向下移动的过程中，会发生一些设备损坏，例如螺栓的损坏，传感器的弯曲等，给空预器的正常工作带来一定的安全隐患。
4.可靠性优化
针对上述问题，从提高控制系统可靠性出发，从以下两个方面优化空气预热器漏风控制系统的安全可靠性，确保空气预热器漏风控制系统安全可靠运行。
4.1优化使用新的监控系统
目前，为了统一PLC的现场控制系统，这一系统类似于一种信息屏障。消除信息屏障是发电站近年来实时监控的发展方向。为此，充分利用DCS现有的信息资源和运营平台PLC，将综合采用就地控制的优点和产业以太网高速通讯技术、通讯方式，建立以PLC控制为基础的DCS网上监测系统，消除信息屏障，提高系统运营的可信度。使用Modbus通讯方式时，风险控制系统通过即时PLC控制信号通讯，将信号以打包方式发送，通过DCS系统的通讯组件（包下所有信号传送元件，并装上第16位模拟信号），专用数位转换模块在分组信号转换成数据格式后，在DCS系统生成逻辑组，这是预决算委员会用具遗漏时，危险控制系统的闭路电视画面。根据累计风险控制制的操作要求，DCS实现当地PLC的操作功能和监控数据。特别是提供自动跟踪、强制提升、紧急停止等3种功能，分阶段进行闭锁工作。通过这些基本PLC控制的DCS监测系统有效地避免了运营商对负荷模板投入情况无法实时监测的风险，根据实时情况进行网络操作，及时处理就地设备异常，提高了系统安全运行的可靠性。
4.2 漏风控制装置的运行
为防止由于空预器受热不均导致的扇形板与转子摩擦，在启停机或空预器隔离时，应将扇形板提升到完全回复位置；在启机 24 h 后，空预器受热膨胀结束，投入漏风自动控制装置。在投入该装置后，应加强监视空预器电流和空预器运行情况，发现电流增大和空预器内部有明显摩擦声时，及时退出漏风装置，并将扇形板提升到完全回复位。由于扇形板的摩擦及位置传感器探头磨损，会导致运行间隙变大，使空预器漏风量变大，所以应每3 个月进行 1 次间隙调整，保证扇形板与空预器装置在最小运行间隙，从而减小空预器的漏风率。
5.结束语
通过对漏风装置投入前后对比，空预器的漏风率由 10%下降至约 6%，说明漏风控制装置降低空预器直接漏风有效，而且装置运行维护费用低，自动化程度高，操作方便。漏风装置自投运以来空预器漏风量明显减少，厂用电率大幅下降，减少了空预器烟侧出口烟温的虚假下降，真实反映了锅炉的排烟温度，为运行
人员燃烧调整提供了真实依据。自动漏风控制装置的应用，能够有效降低空预器漏风率，锅炉热效率明显提高，大大降低了发电煤耗。
参考文献：
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论文作者:丁成刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/19
标签：预热器论文; 装置论文; 烟气论文; 扇形论文; 转子论文; 间隙论文; 控制系统论文; 《基层建设》2019年第6期论文;