（大唐黄岛发电有限责任公司 青岛 266500）
摘要：该论文主要介绍了670MW超临界直流锅炉的空气预热器漏风控制系统的改进和应用情况。通过对漏风控制系统机械、电气回路的改进，提升了设备运行的可靠性、安全性，改进后的漏风控制系统对机组负荷的适应性明显提高，漏风率控制在4%左右，锅炉热效率相应提高近1.1%，机组效率提高0.44%，单台机组每年可节约生产运营成本约450万元。
关键词：670MW；空气预热器；漏风率；改进；应用
前言
空气预热器（以下简称空预器）是火力发电机组的主要辅机，其作为热量回收装置用待排放烟气的余热来加热助燃空气（主要是指一、二次风），在降低排烟温度的同时提高了锅炉的热效率，做到了节能减排。热力实验表明：助燃空气温度每提高100℃，炉膛的理论燃烧温度可提高30~40℃[1]。大容量锅炉普遍采用容克式三分仓回转空预器，回转式空预器出于其自身的结构特点普遍存在漏风问题，漏风严重时漏风率高达20%。严重的漏风问题在很大程度上限制了锅炉的安全、经济运行，高漏风率不得不迫使锅炉限力运行或通过对一次风机\送风机\引风机的增容来削弱漏风对锅炉出力所带来的负面影响，因此如何降低回转式空预器的漏风问题成为提高锅炉热效率的重要途径之一。高建强等对空预器不同部位漏风对锅炉效率的影响进行了研究；金生祥等提出运用柔性接触式密封技术对空预器内部的换热部件进行改造；杨宇等提出了一种基于专家控制器的漏风控制系统。本文所介绍的空预器漏风控制系统改进具有改进投资小、安全性高、效益明显等优点。
1 空预器漏风
按照空预器漏风形成的原因，可分成携带漏风和压力漏风，压力漏风按照其发生的位置又可分为径向、周向和轴向漏风
1.1 携带漏风
携带漏风作为空预器固有的漏风特性，约占空预器漏风总量的10%左右，其大小主要取决于空预器的空间体积、转速等因素。
1.2 压力漏风
图1 空预器内部气压分布图
压力漏风是空预器漏风的主要组成部分，其漏风比例约占空预器漏风总量的80~90%，而且随着机组运行过程中空预器内部换热部件的磨损、漏风间隙的不断增大导致压力漏风不断增大，这也是空预器漏风率不断增大的主要原因。对于三分仓空预器而言，假设一、二次风入口侧压力为P1，出口侧压力为P2；烟气侧入口侧压力为P3，烟气侧出口压力为P4（如图1）。空预器内部气压分布会呈现如式⑵所示的规律。
1.3 漏风率计算
2 漏风控制
2.1 漏风控制流程
每台发电机组标配两台回转式三分仓空预器，每台空预器装有三套扇形板。每台扇形板配有独立的间隙调整装置，通过基于PLC的漏风控制系统（LCS）调整扇形板与空预器转子间隙来控制空预器的漏风率。
2.2 漏风控制改进
在空预器漏风控制系统改进前，负荷稳定时空预器的漏风率可以保持在8% ~10%，这一值与空预器漏风率设计值持平。但当机组负荷变化较频繁（如投入AGC模式）时，空预器漏风率波动较大。针对这一情况，对空预器漏风控制装置机械部分以及电气回路进行改造。
空预器初级限位由原有单一触点改为双触点，在空预器扇形板间隙调整装置的电气回路上加装双交流接触器，保证了空预器扇形板动作的安全性。传感装置机械部分加装过渡支架，使其初/次级限位开关远离热源以其因环境温度过高而失灵，提高装置的运行可靠性。
3.结果与讨论
3.1 漏风率计算
本文利用空预器出入口氧量，即式⑸⑹⑺⑻所示方法计算空预器漏风率，空预器出、入口氧量变化情况如图5、图6所示。
图5 空预器入口氧量随负荷变化曲线
图6 空预器出口氧量随负荷变化曲线
图7所示为空预器漏风率与负荷之间的变化关系，由图7可以看出改造后空预器的漏风率保持在4%左右。
图7 空预器漏风率随负荷变化曲线
3.2 风机电流
漏风控制系统改造后，送/引/一次风机电流下降明显，图8所示为漏风控制系统改造后风机电流随负荷变化曲线。本文选取了改造前后机组500MW负荷时，各风机平均电流的对比情况，如表1所示。
图8 送/引/一次风机电流随负荷变化曲线
表1 500MW负荷风机电流改造前后对比
据表1所示数据，若每年机组运行按7000小时，上网电价按0.375元/（KWH）计，单纯风机电流一项，每年可节省厂用电费用250万元。
4 结论
1.空气预热器漏风率由改造前的8~10%下降到改造后的平均4%左右，且无论锅炉负荷如何变化，空预器的漏风率始终在改造控制范围内，并不随机组负荷的变化而改变。
2.空预器漏风控制系统改造提高了锅炉热效率，若按每降低20℃排烟温度提高1%锅炉效率计，锅炉效率提高近1.1%，相应机组效率提高0.44%，1KW.H电煤耗350G/KW.H，一年节约燃煤400吨。每年节省燃煤成本200万元。
3. 空预器漏风控制系统改造减少了送/引/一次风机的功耗。根据运行记录，同是在500MW负荷的情况下，送/引/一次风机的电流分别有了显著下降。若按每年运行7000H计。电价按0.355元/（KW.H）计，每年电厂节省厂用电共计250万元。
参考文献：
[1] 刘勇. 锅炉设备及系统[M]. 武汉大学，山东黄岛发电厂. 2006：208-224.
[2] 电站锅炉性能实验规程 GB10184-88[M]. 原机械电子工业部，中国，1988.
论文作者:孙嘉伟,戚鹏,朱礼祝
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/17
标签：锅炉论文; 负荷论文; 控制系统论文; 机组论文; 风机论文; 预热器论文; 所示论文; 《电力设备》2018年第17期论文;