生物质锅炉新闻动态
富通新能源 > 动态 > 生物质锅炉新闻动态 > > 详细
300MW锅炉容克式空气预热器的密封改造
发布时间：2013-09-12 08:36 来源：未知
湖南石门电厂一期2×300 MW锅炉空气预热器（以下简写为空预器）为立式倒流三分仓容克式，每炉2台，每台24个模式结构扇形仓，单密封、热态控制调整，转子周边传动，转子直径~10 338 mm，传热元件总高2 180 mm，正常运行转速1.15 r/min。
容克式空预器是回转式空预器，用装在转子上的传热元件在烟气侧吸热转动到空气侧放热的再生式、尾部换热设备。它具有结构紧凑、体积小、钢耗少（比管式空预器轻）、耐磨损及腐蚀、寿命长、易布置等优点，被大、中型火电厂普遍采用。但该空预器结构复杂、漏风大、且随运行时间延长，漏风越来越严重，设计漏风率8%，实际漏风达20%，且引、送、一次风机能耗大，排烟温度高。因此，需改造密封系统、降低漏风率。下面叙述该空预器转子热变形、漏风情况及改造方案、过程和结果。
1、空预器热态变形分析
空预器工作时，烟气与空气在预热器中是倒流（逆流）换热的。在上端：高温烟气进入，空气吸热后出口温度高，转子膨胀大；在下端：烟气放热后出口和低温空气进入空预器，温度相对上端低。转子上、下端温差膨胀不一使转子传热元件组产生上大、下小的蘑菇状变形和径向密封片外侧下垂，因而增加了漏风间隙。实际运行中，转子热态变形复杂、是多个部件变形量的综合值，富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；⒛拘伎帕；怪频纳镏士帕Ｈ剂稀�
2、空预器漏风分析
空预器回转设备、转子部分和固定部分存在间隙，热态运行时，不可避免产生蘑菇状变形，使动、静间隙增大，正压空气从间隙漏入负压烟气处（包括正压一次风漏入低压二次风和漏入负压烟气处；低压二次风漏入负压烟气处）产生直接漏风。概括起来，主要有径向泄漏、轴向泄漏、旁路泄漏。
运行中，转子热交换元件间的空气随转动会有一部分空气带入烟气流中，产生携带漏风，携带漏风与转子速度有关。因石门电厂空预器转子速度降为1.15 r/min，携带漏风占的比例不大。有关资料介绍容克式空气预热器主要是直接漏风，占预热器总漏风的80%以上（且转子越大，该比例越大）。
(3)式表明漏风与间隙面积成正比，与空气侧和烟气侧压力差的平方根成正比，因此要降低直接漏风，一要降低漏风间隙面积、堵死漏风渠道，二要降低空气侧与烟气侧之间的压差，削弱漏风动力�；谝陨�2点对空预器进行密封改造。
3、空预器密封改造方案
以上为石门电厂空预器密封改造的理论依据。改造在现有设备基础上，做到投入少、易行、密封好。
3.1 采用双密封削弱空气侧与烟气侧漏风压差
在空预器的过渡区任一时刻都至少有2道密封片与密封板连接，形成2个密封副。用(3)式计算，双密封可使泄漏压差降低1/2，漏风降低30%。
改造办法有2个方案：(1)原扇形板与轴向弧形板几何尺寸不变，将原24个模式扇形仓（每仓15。）改为48个模式扇形仓。此法可使空预器的每个过渡区在任一时刻都至少有2道密封副，密封效果好。但改造工作量大，要增加24个扇形仓的隔板，经计算，对换热面流道横截面减小约1%，对空、烟气流阻力影响不大。但整个空预器转子及换热元件需拆出、重新裁割及安装，工期长，投资大。(2)空预器转子结构不动，根据风、烟压差大小将扇形板及轴向弧形板加宽。这样，一次风与烟气侧压差最大，其过渡区由原20。向烟气侧加宽了8.50、向一次风侧加宽了1.5。，图3所示。此法使该过渡区在任意时刻构成双密封，二次风与烟气过渡区压差较小，其过渡区由原20。向二次风侧加宽5。，使该过渡区运行中83%以上的时刻形成双密封，一次风与二次风之间压差较小。其过渡区扇形板（轴向弧形板）仍按原制造厂设计值进行相应调整，考虑到扇形板加宽、换热区和风烟阻力的变化，经核算流道横截面减小约4%，经原制造厂核算，因空预器设计裕量、空预器中心桁架支撑、风烟进出空间流道面积、扇形板加宽后预热器流道换热面积足可满足机组满负荷和正常负荷调节要求。
综合评价上述2个方案后，采取加宽过渡区扇形板及相对应的轴向弧形板的改造方案、该方案简单、易行，可满足要求。
3.2 扇形板和轴向弧形板与转子间隙采取自密封
根据制造厂推荐、理论计算和同类机组的运行经验，证明300 MW及以下空预器采用此法改造密封，方法简单、可靠、免维护。
改造办法如下：取消原热态控制调节装置，通过间隙计算，预留冷态间隙，热态进行自动补偿。根据原空预器设计，进、出口空气（一、二次风）和烟气温度（参考燃煤时实际温度及可能的变化）可按300MW满负荷考虑。将有关参数代入(1)式算得转子运行时产生的间隙值，以转子中线为中心取不同半径进行计算得出各间隙值；同时计算转子及外壳上、下部和所有径向及轴向膨胀值。该理论计算结果如图1所示。
3.3密封片做成“V”形
密封片做成“V”形后，实现转子热落变形后与刚性扇形板弹性密封，达到零间隙的效果。在特殊情况下，因膨胀值波动，在弹性范围内可实现密封的微调节。
3.4通过修理、调整，减小理论值与实际值的偏差
改造前，测量转子径向与轴向跳动值、中心筒与转子外缘的水平度、转子上及下部T型钢圆度。通过修理、调整，减小其偏差，然后根据图1中的理论值和调整后对应的偏差值分别进行冷态转子径向密封片与扇形板的调节、轴向密封片与轴向弧形板的密封调节、冷及热端旁路环向密封间隙调节。
由于冷端转子风烟压差比热端高，由于泄漏与压力差的平方根成正比，因此，转子冷端密封比热端更重要。冷端转子热态中心向下膨胀很小，主要考虑外缘下垂、转子和向外膨胀增大间隙等要求预置密封片。热端转子中心向上、向外膨胀较多，又换热元件外缘下垂，冷态安装热端的预置密封片在热态时可能间隙会变大，但空预器压差下端比上端大，由于转子上、下端热膨胀的影
响，整体密封效果能满足要求。
3.5对转子中心筒进行密封检修
检查转子中心筒的密封情况，如不符合要求，对其进行检修。
4、密封改造的实施及改造后的效果
4.1密封改造的实施
根据理论分析和威海HOWDEN容克式空预器制造厂对各间隙值计算校核，制造厂提供部分改造部件。2001年2号机小修和2003年1号机大修时实施改造。图3为空预器径、轴向密封改造情况。图3(a)为空预器上、下对应扇形板和轴向弧形板改造加宽示意图；图3(b)、3(c)、3(d)、3(e)分别为改造前、后径向（轴向）密封片与扇形板（或轴向弧形板）密封示意图。考虑漏风与压差间的关系，加宽过渡区为：一次风与烟气、二次风与烟气（一、二次风间的过渡区只作检修调整）。1，2号炉4台空预器改造时冷态间隙调整值是以理论计算值为基础，综合考虑转子上、下跳动，上、下水平度和转子圆度等因素，得出各空预器实际冷态密封间隙值，其结果如表1。表中符号参见图1、2，旁路冷态间隙同理论计算值，见图2。
4.2 密封改造的具体步骤
密封改造的具体步骤如下：
4. 2.1 将所有的上、下扇形板、各轴向弧形板调整到间隙最大位置。
4.2.2 拆除原空预器的密封元件，包括径向密封、轴向密封和部分环向密封。
4.2.3按方案分别加宽扇形板、轴向弧形板。
4.2.4将调节螺杆（或配套调节螺母）一端焊在扇形板（或轴向弧形板）上，另一端与其外壳支撑钢梁焊接；之后，断开原扇形板（轴向弧形板）调节机构。
4.2.5 测量空预器转子上、下部与中心筒的水平度，不同圆环的径向跳动和空预器转子上、下的圆度，并做记录，同时标记测点位置。
4.2.6 径向密封的设置和调整。(1)以顶部和底部任一模式下的扇形仓1块隔板为基准，将4.2.5中得到的水平度、径向跳动值与以该基准板为基准得到的测量值（按测点标记测量）进行比较。取其中最大值加90 mm作为扇形板与隔板间距的标准值。转动转子，利用顶部和底部的调节螺杆调整扇形板，使顶部和底部的扇形板与该基准隔板的间距值达到间距标准值。(2)在顶部和底部任一模式下的扇形仓1块隔板上，装1块径向密封片，以4.2.5中得到的水平度、径向跳动值与该装了密封片的、作为基准隔板的测量值（按测点标记）进行比较，取其中最大值加理论密封间隙值作为扇形板与密封片的冷态间隙标准值（其值如表1，下同）。调整该径向密封片，使其与扇形板的间隙达到冷态间隙标准值。转动转子，检查该径向密封片与各扇形板的间隙是否符合要求。(3)在空预器顶部和底部烟道内焊接支架，转动转子，对着上面步骤(2)己调好的径向密封片来安装径向密封标尺并固装于支架上，用此标尺依次完成各径向密封片的安装。(4)将扇形板用支撑槽钢焊接到外壳钢梁上（注意防止变形，焊时分多点、多区间焊）两侧（也可至少一侧）用钢板分别满焊到外壳上，使原运行中可调节的扇形板静密封变成全焊接，以保证零泄漏。
4.2.7 轴向密封的设置和调整。(1)以一块轴向隔板为基准，以4.2.5中得到的圆度与以该基准板为基准得到的测量值（按测点标记测量）进行比较。上部取其中最大值加22 mm、下部取其中最大值加16 mm作为间距的标准值，来调节各轴向弧形板与该基准隔板的间距。(2)任选一轴向隔板装上轴向密封片，以4.2.5中得到的转子上、下部的圆度与该己装轴向密封的基准板测量值（按测点标记测量）进行比较。上、下部分别取其最大值加理论计算值作为轴向密封片与轴向弧形板的冷态密封间隙标准值，调整此轴向密封片，使其与轴向弧形板间隙达到要求。(3)在转子外壳上焊一支架，转动转子，对照上面步骤(2)己调好的轴向密封片来安装轴向密封标尺并固装于支架上，用此标尺依次完成各轴向密封片的安装。(4)将轴向弧形板两侧用钢板分别满焊到外壳上，使原运行中可调节的弧形板静密封变成全焊接，以保证零泄漏。
4.2.8环向旁路密封设置和调整。按理论计算值，调整热端间隙为8 mm，冷端间隙为3 mm。
4.2.9 转子中心筒密封。将中心轴密封环按方案焊在中心轴上，然后割除中心筒吊杆。
完成上述工作后，拆除原扇形板调节装置和为改造用的临时支架，封堵漏点，检修其他未改造的部分，清检场地，试运空预器。如正常，改造结束。
4.3密封改造后的效果
根据计算结果，采用冷态预留间隙、热态膨胀补偿的自密封方法，取消原控制、调整机构。这样，减少了调节、维护工作量，运行中又不会出现密封调节失灵、卡死或漏风，设备工作更可靠。改造时，由于上扇形板与上梁、下扇形板与下梁、轴向弧形板与侧梁三者都满焊固定，避免了过去扇形板（或轴向弧形板）与支持梁连接存在的静密封间隙泄漏。改造后，经湖南省电力试验研究所对4台预热器进行漏风测试，机组负荷为180~ 300 MW时，空预器漏风为7%~9%；改造后，引、送、一次风机的电流在180 MW时，比改造前分别下降10.0~13.0、1.5～2.0、2.0A;在300 MW时，分别下降5.0~8.0、1.0、2.0~2.5 A。1，2号炉改造后，运行至今效果明显。
