摘要：对空气预热器漏风的机理及三分仓容克式空气预热器漏风大的原因进行分析。以渭河发电有限公司空气预热器改造为例,详细介绍了该厂4号机组空气预热器的改造方案与改造成果。总结介绍了随后几年陆续进行的3台机组空气预热器的改造效果。陕西渭河发电有限公司4号炉的2台空预器为美国CE空气预热器公司生产的三分仓容克式空气预热器，其型号为29V1(T)-2083-MOD，该型号的空气预热器在全国各地安装、使用较多，多年使用下来，该型号空气预热器的各项技术指标已落后于目前国际和国内的技术要求。故在对该类型空气预热器漏风大的原因进行分析的基础上，结合该类型空气预热器的实际情况，对比可行改造方案,详细介绍了最后所选择的改造实施方案，并对改造后效果进行比较和总结。
关键词：容克式空预器；漏风率；改造；渭河电厂
1空气预热器漏风的危害分析及漏风机理
1.1空气预热器漏风的危害分析
回转式空气预热器是一种转动机构,转动部分与固定部分存在一定间隙。同时流经空气预热器的空气与烟气之间存在压差,因此空气预热器的泄漏是无法完全避免的。但过大的泄漏会对机组的性能带来严重的危害。空气预热器漏风率过大主要有三大危害。首先过大的漏风率会导致锅炉热力工况发生变化,造成一级过热器超温。其次,影响锅炉运行的经济性。漏风一方面增加了排烟热损失,降低了锅炉的热效率;另一方面增加了风机的功率消耗。当漏风超过送风机的负荷能力时,会使燃烧风量不足,导致锅炉的机械、化学燃烧损失增加,严重时会导致一次风的送粉能力下降,降低机组出力;当漏风超过引风机的负荷能力时,会使炉膛负压维持不住,迫使锅炉降负荷运行。最后,漏风过大加快了空气预热器冷端腐蚀。由于烟气中掺入空气,使排烟温度虚假下降,排烟温度下降又导致冷端受热面壁温降低,加速了低温腐蚀的过程。据统计,300 MW的机组空气预热器的漏风率每增加1%,将使机组煤耗增加0.66g/(kW•h)。
1.2空气预热器的漏风机理
1.2.1直接漏风
直接漏风量的计算公式:
Qzj=KA(ρΔp)12
式中:Qzj———直接漏风量,m3/s;
K———泄漏系统;
A———密封间隙(漏风间隙)面积,m2;
ρ———气体密度,m3/s;
Δp———烟气间的压差,Pa。
1.2.2携带漏风
携带漏风计算公式:
Qxd=n60×πD24H(1-y)
式中:Qxd———携带漏风量,m3/s;
D———空气预热器转子直径,m;
n———转子转速,r/min;
y———蓄热板金属和灰污所占转子容积的份额;
H———转子高度,m。
2 空气预热器漏风大的原因分析及改造方案的比较
2.1空气预热器漏风过大的原因
机组运行时,由于空气预热器运行工况下转子冷热端温度不一样,热端膨胀大于冷端,形成了通常所说的蘑菇状变形,即转子中心部位向上膨胀,扇形板内侧跟随导向端轴随动向上,转子外侧因自重向下,热端间隙却越来越大,形成了一定的漏风通道。而冷端逐渐弥合预留间隙。空气预热器密封间隙预留值是根据机组设计工况,按热变形公式计算得来,由于实际工况与设计工况存在一定差别,因此热变形量也会有所差异。
2.2渭河发电有限公司#4机组空气预热器改造前存在的主要问题
渭河发电有限公司型号为29V1(T)-2083-MOD空气预热器限于当时的技术水平,空气预热器在设计、制造、安装中技术不够成熟,在机组投运初期,漏风率就已经超过10.5%的设计值。其次,空气预热器的静密封经多年的运行,由于其腐蚀和磨损严重,虽经多次修补已不能达到原有的密封效果。空气预热器的扇形板已严重磨损和变形。
3 空气预热器主要改造方案
(1)将空气预热器单密封系统改为双密封系统,即把原来24格仓的转子分成48格仓;径向密封片和轴向密封片,由原来的24道改为48道;轴向密封片与轴向圆弧板和径向密封片与径向扇形板由1道密封副改为在任何瞬间不少于2道密封副。
(2)重新计算冷、热端扇形板,轴向弧形板的密封间隙并按此值重新调整。
(3)改原可调节的冷端扇形板为固定式。冷端扇形板调整好间隙后,通过静密封板与下梁全部密封焊死,与下梁成为一个整体。消除了静密封滑板处的泄漏。
4 空气预热器改造前后的数据分析
空气预热器经过改造后,进行了漏风率的测量,表5.1.1将改造前和改造后的测量进行了对比:
表5.1.1 渭河发电有限公司4号机组空气预热器
改造前后性能参数对比
试验数据表明,空气预热器改造后预热器风率大大下降,低于预热器改造的设计保证值。排烟温度较锅炉改造前下降约24℃。
5 结论与展望
渭河发电有限公司4号机组在2007年12月正式投入运行,空气预热器改造是此次机组改造的重要组成部分。4号机组空气预热器改造前后的试验数据为西安热工研究院所测。从改造后的数据看空气预热器改造的效果非常明显。4号机组改造后一直连续运行。
在总结已往的改造经验及教训后,在2007年及2008年分别对电厂的3号,5号,6号机组亦进行了类似改造。经西安热工院所测,现3台机组空气预热器漏风率分别为3号机组A/B(6.15%/6.09%),5号机组(7.03%/7.05%),6号机组A/B(6.94%/6.98%),空气预热器阻力大都在950Pa左右。从4台机组的改造效果来看,经过了时间的检验并达到了预期效果。目前该类型的空气预热器在国内安装较多,改造经验值得推广。
表5.1.2 渭河发电有限公司4号机组空气预热器
改造前后风机性能参数对比
参考文献
[1]陕西渭河发电有限公司4号机组空气预热器改造项目安装及运行维护手册（豪顿华工程有限公司 2008.03.25）
[2]渭河发电有限公司No3锅炉空气预热器改造前后性能试验报告
[3]渭河发电有限公司No4锅炉空气预热器改造前后性能试验报告
[4]渭河发电有限公司No5锅炉空气预热器改造前后性能试验报告
[5]渭河发电有限公司No6锅炉空气预热器改造前后性能试验报告
论文作者:杜站峰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/18
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