达电#4炉空预器叠式密封改造及效果

李强

【摘 要】对达拉特电厂锅炉回转空预器密封系统改造前的设计、实际运行中存在的问题进行简析，介绍空预器叠式密封技术系统原理、改造情况，并对改造前后的经济效益及安全性进行了对比。

【关键词】空预器密封系统；改造；效益分析

0.前言

达拉特电厂ⅠⅡ期的四台炉的空预器均为上海锅炉厂产2-29VI（T）—2083MOD型容克式空预器，运行多年来存在空预器漏风率高，烟侧堵灰阻力大等问题，影响机组的安全经济运行。为解决此问题，在2011年10月份大修期间对#4炉空预器进行双密封及三片式径向密封改造，改造的主要内容包括空预器蓄热模块仓格由24分仓改48分仓，冷热端径向相应改为48道三片式密封装置，蓄热元件全部清灰、除垢，更换冷端蓄热元件，旁路密封改为叠式密封，扇形板A、B侧热端分别更换2块扇形板。减速机及上下端轴正常检修等内容。改造后的空预器漏风率及辅机电耗明显改善，空预器烟侧阻力降低，达到了密封改造的预期效果。

1.锅炉特性及设备概况

达拉特电厂#4炉系采用美国B&WB;公司技术设计制造的B&WB;—1025/18.44—M型，自然循环燃煤，单汽包、单炉膛，具有一次中间再热的压临界锅炉，平衡通风，固态排渣，全悬吊结构。燃烧系统采用冷、热一次风正压直吹式，内外二次风挡板调风，火焰为前后墙四层对冲悬浮燃烧。尾部烟道呈倒L型布置，两台三分仓容克式回转空预器布置于尾部竖井烟道中，离心式一次风机，轴流式送、引风机构成甲已两侧双烟风系统。该炉于98年04月投产。

容克式回转空预器由上海锅炉厂根据美国CE公司的技术设计和制造的，型号为2-29VI（T）—2083MOD。预热器为主轴垂直布置，烟气和空气以逆流方式换热，转子采用模块仓格结构，直径10330mm，转子依靠侧置的减速机输出轴齿与转子围带啮合传动，转数为1.14r/min， 密封系统采用径向—轴向，径向—旁路密封系统，密封片与密封板设计采用单道密封。预热器结构主要由转子、蓄热元件、密封系统、壳体、支撑梁、烟风道、W125减速箱、上下端轴承及密封调节装置等组成。

2.运行中出现的问题

（1）自投产2年后一直存在空预器烟侧阻力大（阻力1.9-2.1KPa）空预器漏风率高等问题，虽空预器经过大修更换三向密封片运行数月内漏风增长变化不大，但在运行约一年时间后，漏风又超标严重，影响机组的安全经济运行。

（2）冷端扇形板每块板下有3套调节装置采用螺丝、密封、垫铁固定，运行中较高压头的一、二次风对其冲击力很大，造成固定螺丝及下部垫铁的多次松动，导致扇形板与径向密封片发生撞击，给设备的安全稳定运行带来隐患威胁。

（3）热端扇形板与壳体固定密封板在运行中由于磨损和高温变形，易出现漏风。

（4）冷端扇形板静密封由于空预器的磨损、振动等因素极易造成积灰变形等问题从而影响调节密封间隙而影响正常运行。

（5）轴向密封装置因圆弧板原因，无法加装有效密封形式，形成一个漏风的通道，使扇形板的端部部件磨损很大，漏风与磨损成正比例关系。

2010年底对#4号炉的空预器进行了漏风测量，平均漏风率分别为A侧12.56%（300MW负荷）和B侧13.14%（300MW负荷）。规定漏风系数<0.12。

3.空预器叠式密封改造

空预器叠式密封技术原理。

漏风分析：回转式空预器的径向漏风占总漏风的70%以上，漏风大的主要原因为：（1）空预器转子在热态会发生蘑菇状变形。（2）在扇形板上起密封作用的冷、热端径向、轴向密封片只有一道在起密封作用，这样造成空预器烟、空气的压差非常大，漏风随之而高。

解决思路：空预器叠式密封改造的理念是增加轴向、径向密封片数量，使转子在任意位置都有两个叠式密封片进行密封，从而降低密封片两侧烟与空气、一次风与二次风的压差，有效地减小空气到烟气、一次风到二次风的泄漏，此设计不仅能保证空预器漏风率在运行初期保持较低值（大约在5-6%），更重要的是能有效地保证其在锅炉运行3-5年的周期内，漏风率变化不超过2%，从根本上消除回转式空预器漏风随时间大幅度增加的症结。

空预器的叠式密封结构包括径向和轴向密封结构，采用双叠式密封结构将会使密封片两侧烟、空气的压差降低53%，直接漏风量下降32%。

结构改造：空预器密封改造是使现有转子结构的的24隔仓改造为48 隔仓，相应的冷、热端径向、轴向密封片由原来的24道增加为48道。为适应新的密封转子设计，对原有的蓄热元件清理后切割，重新组装，以适应新的仓隔设计，同时，冷、热端旁路密封再增加一道，径向密封片改为3片式叠式密封，提高密封效果，进一步降低漏风。

4.改造内容

（1）增加双叠式密封系统工程。原空预器为单密封系统，即轴向和径向密封片与轴向圆弧板和扇形板相交时为一道密封片，轴向密封由原来的24道改为48道，改变了单密封形式，有效增加了密封模式。

（2）空预器蓄热模块由24分仓改48分仓，蓄热元件拆包切割组装过程中全部清灰、除垢，更换冷端低温腐蚀后的蓄热元件。

（3）冷、热端旁路密封片全部更换为叠式密封片，冷、热端T形钢全部更换车削，要求转子的外侧“T”形钢椭圆度不超过1.5mm，并对空预器上部的烟、风道进行适当的限位，膨胀量由上部的非金属膨胀节来吸收。

（4）冷、热端扇形板在间隙范围内进行焊接固定。彻底消除密封调节装置漏灰失效问题。

（5）加装叠式3片式密封片前要求转子有水平度最高和最低点的水平之差不大于 0.2mm。

（6）蓄热元件的框架改为成型钢CO2保护焊接安装，要求仓格板与框架之间的间隙保证不偏离设计值。因此处漏风易影响空预器换热效率，也会加大空预器热端风的压头，进而加大漏风。

（7）扇形板水平度偏差不能大于0.5mm，同时焊接中要消除热应力。此工作是改造中重点环节，也是难点。

（10）转子仓格板间的焊接以及与固定径向密封片隔板均采用CO2保护焊焊接以减少热变形。

5.改造后成效

（1）改造后由内蒙电科院锅炉室对锅炉在100%、70%、50%出力工况下、依据空预器性能法规有关标准，对改造后的空预器进行技术鉴定，测得机组满负荷工况运行时，漏风率 A侧6.19%和B侧6.32%，比改造前满负荷工况漏风明显下降，成效显著。

（2）由于漏风减少，烟气和空气的流量也相应减少，送风机、引风机、一次风机的电耗也降低，节省了厂用电，同时也避免了因风机出力不足而影响机组出力的故障。

（3）空预器检修维护工作量大大减轻，延长了空预器的大小修及停机时间。

（4）空预器蓄热元件经彻底清灰后，烟侧阻力低于109mmH2O.（设计值），额定负荷下，空预器一次风、二次风阻力低于90.89mmH2O.（设计值）。

（5）改造后空预器出口一、二次风温比修前分别提高12℃和10℃。比设计值分别高出13℃和22℃。

（6）改造后锅炉效率比修前提高0.8%，比设计值高出1.05%。

6.空预器改造后效益简析

经济明显。

#4号炉空预器密封系统改造投运后，引、送、一次风机的运行电流及辅助机运行单耗明显下降，尤其是一次风机单耗下降6-8A。按2010年5月至2011年5月的发电量进行推算，锅炉的仅一次风机，可降低电耗为95万KW.h，按电价0.28元/KW.h计算，增加效益190万元，而改造材料费用及安装费用合计不到160万元。

空预器改造后，漏风率比大修前有较大程度的降低，由此导致排烟温度有一定程度的上升，实测值为143℃。

综上所述：空预器改造后的综合经济效益是非常可观的。

【参考文献】

[1]容銮恩主编.300MW机组丛书第一分册.燃煤锅炉机组.中国电力出版社，1998.

[2]应静良，李永华主编.电站锅炉空气预热器.中国电力出版社，2002.

[3]空预器VN密封技术.毫顿公司.内部资料.

[4]上海空预器厂提供.29VI（T）—2083MOD空预器产品说明书.