回转式空预器漏风防治探讨

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1、回转式空预器漏风防治探讨苏昆，耿向瑾（云南电力试验研究院，昆明650051）摘要：针对云南省目前火力发电机组锅炉选配回转式空预器运行现状，结合我方空预器漏风测试经验和监测分析，归纳回转式空预器漏风主要影响因素，总结减少回转式空预器漏风整改措施。关键词：回转式空预器；漏风率；密封；传热有效度；端差1.引言由于回转式空预器具有布置结构紧凑、受热面金属壁温较高、冷端腐蚀比管式空预器轻等优点。近年来，该类型空预器已广泛被我国设计高参数、大容量锅炉时采用。回转式空预器漏风率是衡量其运行经济性的一项重要经济指标。统

2、计我省300MW、600MW燃煤发电机组空预器漏风率，投产一年以内基本在5.0～7.0%；投产一年后,漏风率根据各发电企业运行管理水平以及空预器设计选型情况就不尽相同，大致范围为6.0～20.0%。空预器漏风直接影响锅炉机组运行经济性。根据计算，对于电站锅炉，一般炉膛漏风系数每增加0.1～0.2，排烟温度将上升3～8℃，锅炉效率降低0.2～0.5%；锅炉效率提高1%，300MW燃煤机组直接供电煤耗降低1.5～2.0g/kWh；600MW燃煤机组直接供电煤耗降低3.0～4.0g/kWh。现以锅炉排烟氧量由

3、7.0%降为6.0%为例，炉膛漏风系数降低0.1，锅炉效率提高以0.25%计算，则300MW燃煤机组供电煤耗可降低0.5g/kWh。由此，在设备选型基础上调整降低回转式空预器漏风率的重要性不言而喻。2.回转式空预器工作概述降低回转式空预器漏风率是必要的。下面，先简要介绍回转式空预器结构、布置；再针对该设备特点分析影响回转式空预器经济性的主要因素，结合实际探讨调整降低回转式空预器漏风率的整改措施。回转式空预器按仓位划分为：三分仓、四分仓；按动、静部分划分为转子旋转式、风罩旋转式。目前通常采用的是受热面旋转

4、（转子旋转）式预热器，该类型代表是三分仓容克式空预器。预热器主要部件有：转子（受热面布置其上）、主轴与轴承装置、传动装置、密封装置、罩壳五大部分。详见下图：容克式空预器密封装置配有径向密封，圆周旁路密封和轴向密封。径向密封通过布置在烟气与空气通道之间密封区的扇形密封板来实现，上部扇形密封板内侧支承在上轴；下部径向密封板由于转子特定变形，只要冷态预留适当的密封间隙，热态时间隙自然闭合。圆周旁路密封是通过布置在上下封板的圆周方向，与转子圆周方向的密封圈形成密封，其密封间隙在热态时是闭合的。轴向密封布置在与径

5、向密封相对应的转子与外壳之间的通道中，它有效阻挡从圆周方向漏过的空气漏向烟气。轴向密封板可以方便的进行调整，使其过到最小密封间隙状态。为便于分析，现引入概念“传热有效度”，定义为实际传热量与最大可能传热量之比，即Q/Qmax,通常以“ε”表示。由定义可知。对两种流体（无相变）流通的任一换热器:ε=δtmax/(t1,-t2,)，式中t1,表示高温流体放热前温度，t2,表示低温流体吸热前温度，δtmax表示两种流体中温度变化较大者（热容量小者）。以某300MW机组选配HOWDEN容克预热器为例：烟气侧进/

6、出口温度大致分别为370/125℃；一、二次风侧进/出口温度大致分别为20/350℃。由于烟气含有粉尘及尾气，故其热容量大于空气热容量，则ε=0.94。同时，由ε-NTU法，ε=f(R,NTU),R=MhCph/McCpc,NTU=KF/(MC)min。简化后回转式空预器设计校核计算时“传递常数G、S”分别可写为：G=g(R,NTU)；S=h(R,NTU)。通过上式很直观地，对选型后的空预器：烟气、空气进/出口参数确定，ε极限可知；运行过程中为提高经济性，需要关注的便是传递常数G、S。从上式可以看出，空

7、预器运行经济性相关参数为，热源（烟气）流量、冷源（一、二次风）流量以及冷/热源介质出/入口焓值。因焓值h=F(p,t),空气量可由烟气量与炉膛漏风反推得到。故确定选型的空预器运行经济性决定因素：①预热器进/出口端差；②参与换热烟气量；③本体漏风与本体阻力；④高温热源初、终温度。锅炉尾部烟道烟气量通过燃烧氧量控制调节；排烟温度下限为烟气酸露点限定；预热器进/出口端差由图四可以看出，过分提高预热器入口烟气温度，其热端差将逐渐减小，传热效果升速率减缓。最终，通过改造适当提高空预器入口烟温；降低预热器本体漏风率

8、（降至8%以内）是有效手段。3.空预器漏风防治措施通常情况，锅炉燃用“灰份高、低热值的劣质烟煤”或“燃用高硫煤及长期运行不当造成换热元件低温腐蚀”等原因，造成空预器密封和蓄热片磨损、积灰严重。一旦流道堵塞，系统阻力增加，造成空气侧与烟气侧压差增大，理论经验“漏风量的大小与该压差平方根成正比”，最终加剧漏风。因此，必须注重空预器漏风防治。防治措施：3.1回转式空预器作为末及受热面被布置在锅炉尾部烟道。“积灰、磨损、低温腐蚀”回转式空预器运行中