容壳式空预器的维护与保养

刘涛 周文正 张现鹏 黄银柳

摘  要：漏风量高是容克式空气预热器的一个特点，只要保证设计和制造质量，装设良好的密封系统及合理的系统设计，精心检修和维护，这些缺陷都能够克服。本文就容壳式空预器的维护与保养进行研究。

关键词：预热器;漏风;控制;维护与保养

空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量加热燃料燃烧所需空气的设备。目前锅炉常用的空气预热器有管式和回转式两种，管式空气预热器在我国使用很广泛，但由于锅炉参数的提高和容量的增大，特别是300MW以上的锅炉，尾部烟道已经布置不下庞大的管式空气预热器受热面，而只能使用回转式空气预热器。回转式空气预热器分为受热面回转式（容克式）和风罩回转式（诺特谬勒式）两种，国内一般应用容克式空气预热器较多。与传统的管式空气预热器相比，回转式空气预热器具有结构紧凑、占地面积小、金属耗量少、更易于布置等优点，但是回转式空气预热器的一个致命缺点就是漏风量太高。管式空气预热器的漏风量一般不超过5%，而回转式空气预热器漏风量的设计值一般约为8%[1]。实际运行值往往超标，并且随着运行时间延长，漏风量越来越大，密封不好时可达30%或更高，这给机组的安全稳定运行带来了隐患，也严重影响了电厂的经济效益。

1漏风产生的原因

容克式空气预热器的漏风主要有两种，一种是携带漏风，另一种是密封漏风。分析容克式空气预热器漏风产生的原因，就必须从其结构和原理入手。

1.1容克式空气预热器的结构及原理

容克式空气预热器主要由圆筒形转子、固定的圆筒形外壳及传动装置等组成。转子由轴、中心筒、外圆筒和仓格板及扇形仓内装有的波形板传热元件组成;外壳由圆筒、上下端板和上下扇形隔板组成。上下端板都留有风、烟通道的开孔，并与风道、烟道相接，在风、烟道的中间装有上、下扇形隔板的密封区，这样把预热器分成三个区域。当受热面转子通过减速装置由电动机带动以1～4r/min的转速转动时，转子中的传热元件即蓄热板便交替地被烟气加热和空气冷却，烟气的热量也就传给了空气，使冷空气的温度得到提高。转子每转一周，传热元件吸热、放热一次。

1.2携带漏风的成因

由容克式空气预热器的结构我们知道，转子是具有一定的容积的，所以当转子在转动时，就像斗轮机一样，必然会携带一部分气体进入另一侧，不仅空气会通过这种方式进入烟气，烟气同样也会漏入空气。转子的转速越高，携带漏风量越大，但一般回转式空气预热器的转速都在2r/min以下[2]，故这部分漏风量只占空气预热器总漏风量很少的份额，并且这种携带漏风是所有回转式空气预热器固有的特点，是无法避免的。

1.3密封漏风的成因

容克式空气预热器的漏风主要是由密封漏风造成的。作为转动部分，转子必然会与外壳、扇形隔板等静止部分存在着间隙，而空气预热器的空气侧与烟气侧又同时分别处于锅炉烟风系统的最上游与最下游，因此，空气能够在压差的作用下通过转子与外壳或扇形隔板之间的间隙漏入烟气中。为了防止空气漏入烟气，在动、静之间就需设置良好的密封装置，一般设有径向密封、环向密封和轴向密封。当这些密封装置不良时，就相应的产生径向漏风、环向漏风和轴向漏风，统称为密封漏风。其中径向密封的弹簧钢片与外壳上的扇形隔板留有间隙，产生的径向漏风也是最严重的。

为了避免可调密封板与静态件之间的漏风，利用滑片密封条的节流效应阻碍气体漏泄。但是，运行中密封条经常受到烟气的冲刷而磨损，使静密封间隙增大，大量的空气和烟气可在密封板背后通过。这样，一方面造成漏风的増加，另一方面使灰尘进入扇形密封挡板背后，造成积灰，从而限制扇形密封挡板的调节作用。另外，径向密封系统的热端釆用接触式密封间隙自动控制系统，由于测量径向密封间隙的传感器为接触式，在运行中经常出现传感器的探头自身或探头与旁路密封的T形钢之间发生卡涩，造成探头损坏或间隙反馈值不准。为了保证机组的安全运行，只能解除自动控制，改为手动调整来将密封间隙值调大，从而造成了较大的漏风。

在上中心筒密封原始设计时为了使转子受热后向上膨脹不受限制，将中心筒设计成活动式，这样在中心筒与空预器壳体之间留有一定的间隙，采用硅酸铝保温毡作为填料的填料密封，并引一次风冷风作为密封风来密封。运行过程中由于一次风压很高，使密封室涡流较大，填料损坏较快，密封风不但不能够有效的平衡漏风，反而加重了上中心筒处的漏风。这种驱动方式，必然会使轴向密封留出一定间隙造成漏风，在转子受热膨胀后易使周向的围带间隙增大，且易造成转子偏斜，最终导致漏风增大[2]。

1.4原始安装质量差及运行维护不良

在空预器冷态时测量：A空预器的外缘轴向跳动最大达10mm，B空预器外缘轴向跳动最大达14mm（标准为+3.2mm）。由于轴向跳动大，为了保证机组安全运行，只能将密封间隙调大，造成大量漏风。在空预器安装中，旁路密封各“T”型钢的接口处有错口，导致旁路密封片在运行中刮卡损坏;同时“T”型钢径向椭圆度严重超差（最大径向跳动值达25mm），径向跳动值远大于标准值（径向跳动偏差在±3mm之内）。上述两点都使旁路密封的作用明显降低。由于蒸汽吹灰系统不能正常投入，造成蓄热片积灰严重，使密封片两端的压差增大，势必会造成漏风量的增加。空预器壳体、胀力节接口部位焊接不良，位置传感器吊杆穿壳体部位密封不严等，造成大量热风外漏，在一定程度上增大了漏风量。

2 漏风量的测算

2.1减小压力差

在径向密封中，一般情况下空气侧与烟气侧由一条径向隔板上的密封片与扇形板形成密封，这样的密封是单密封。假如在任何时候密封区都由两条密封片与扇形板相接触形成密封，那么就相当于在空气侧与烟气侧中间又加了一道过渡区，空气先漏入过渡区，再由过渡区漏入烟气侧，称为双密封。另外，控制空气侧与烟气侧的压力差，还应从减小锅炉系统阻力着手。在锅炉总设计时应选择合适的锅炉辅机，给锅炉及空气预热器装设良好的吹灰设备，以减小系统阻力，降低空气预热器的冷热端压差，从而减少漏风量。

2.2降低间隙面积

间隙面积为间隙宽度与长度的乘积。间隙宽度越小越好，但是不可能为零，否则会造成设备磨损。间隙长度与空气预热器的转子直径密切相关，直径越大，间隙越长。因此合理地选择转子直径以及有效的控制间隙宽度对于减小漏风量至关重要。另外一个重要原因是容克式空气预热器在运行时由于受热会发生较为复杂的变形，尤其是蘑菇状变形，严重影响了空气预热器的密封效果。对此可采取安装漏风自动控制系统来，通过实时调节扇形隔板来控制密封间隙。

3 结论

漏风量高是容克式空气预热器的一个特点，只要保证设计和制造质量，装设良好的密封系统及合理的系统设计，精心检修和维护，这些缺陷都能够克服。并且在实际运行中，采用双密封装置并安装可靠的漏风自动控制系统，可以有效减少空预器的漏风。

参考文献

[1] 施永红，云峰，贾相如.循环流化床锅炉空预器堵灰问题的研究[J].工业加热，2020，49（06）：47-49.

[2] 张根，何健，王铜.300MW锅炉三分仓容壳式回转式空预器电流摆动和漏风的治理[J].内蒙古石油化工，2013，39（06）：84-85.