華電青山熱電廠12號爐是哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)制造的配300 MW機組的鍋爐，蒸汽流量1 025 t/h，過熱蒸汽溫度540℃，主蒸汽壓力18.25 MPa，給水溫度279.4℃。在鍋爐尾部煙道下面配置了2臺直徑中=10.318 m的三分倉立式倒流回轉(zhuǎn)式空氣預熱器，其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較小，由轉(zhuǎn)子、外殼板、軸承傳動元件、傳動裝置、自控系統(tǒng)等組成，空預器轉(zhuǎn)子的高度為1780 mm，在滿負荷和低負荷時的轉(zhuǎn)速分別為1.139 r/min和0.32 r/min。熱端和熱端中間層由厚度為0.6 mm的DU型碳鋼波紋板疊制而成，冷端由厚度為1.2 mm NF-6型H=300 mm考登鋼(CORIEN)波紋板疊制而成。富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機、
木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
空氣預熱器的徑向、周向和軸向均有密封裝置，以防止和減少漏風，密封片由考登鋼制成。徑向密封片厚度δ= 2.5 mm；轉(zhuǎn)子中心筒周向密封板厚度δ=6 mm；軸向密封片厚度δ=2.5 mm，旁路密封片厚度δ=1.6 mm。空氣預熱器配有漏風控制系統(tǒng)和2臺伸縮式吹灰器及多噴嘴清洗管。
回轉(zhuǎn)式空氣預熱器轉(zhuǎn)子為圓筒形，外殼的扇形板把轉(zhuǎn)子流通截面分為煙氣流通部分、空氣流通部分和密封區(qū)3個部分。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一圈就完成一次熱交換循環(huán)，當蓄熱板轉(zhuǎn)到煙氣側(cè)時，吸收煙氣流中的熱量，而當這部分蓄熱板再轉(zhuǎn)到空氣側(cè)時，再把熱量放出來加熱空氣。
經(jīng)幾年的投產(chǎn)實踐來看，華電青山熱電廠12號爐回轉(zhuǎn)式空氣預熱器在運行中存在漏風量偏大的問題，漏風率最高時曾達到33%，漏風不僅增大鍋爐排煙熱損失，而且加重了因煙溫降低所造成的設(shè)備低溫腐蝕，也增加了風機電耗，漏風問題嚴重時還會因風量不足直接影響鍋爐出力。
1、漏風發(fā)生的原因分析
(1)回轉(zhuǎn)式空氣預熱器的一次風壓比二次風和煙氣側(cè)的風壓均高很多，加上轉(zhuǎn)子與外殼之間有間隙的存在，因此不可避免地存在一次風向二次風側(cè)和煙氣側(cè)的直接泄漏以及二次風向煙氣側(cè)的漏風。密封漏風是漏風的主要部分，而密封漏風是由軸向漏風、周向漏風、徑向漏風三部分組成。其中，徑向漏風約占總漏風量的60%~70%。
(2)由于回轉(zhuǎn)式空氣預熱器自身變形，引起密封間隙過大。裝滿傳熱元件的空氣預熱器轉(zhuǎn)子或靜子處于冷態(tài)時，扇形板與轉(zhuǎn)子端面為一間隙很小的平面。而當空氣預熱器運行時，轉(zhuǎn)子和靜子處于熱態(tài)，熱端轉(zhuǎn)子徑向膨脹大于冷端轉(zhuǎn)子；同時由于中心軸向上膨脹，加上自重下垂，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生蘑菇狀變形，扇形板與轉(zhuǎn)子或靜子端面密封的外緣間隙，在熱態(tài)時比冷態(tài)時增大很多，形成三角狀的漏風區(qū)，如圖1所示。
(3)空氣預熱器中間層波紋板積灰嚴重導致漏風增大。回轉(zhuǎn)式空氣預熱器長期運行，如不及時吹灰疏通，使冷、熱、中間受熱面積灰增多，引起風壓阻增大，出口煙氣負壓加大，漏風量上升。另外，波紋板堵灰使上下不通暢，引起預熱器冷、熱端溫差變大，也可以使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生蘑菇狀的變形更嚴重。空氣預熱器轉(zhuǎn)子運行時其變形規(guī)律為
式中，y為轉(zhuǎn)子變形量，mn；△r為預熱器冷、熱端溫差，℃；H為轉(zhuǎn)子高度，m；R為轉(zhuǎn)子半徑，m。轉(zhuǎn)子高度H和轉(zhuǎn)子半徑R都是固定的，所以，轉(zhuǎn)子變形量），與預熱器冷、熱端溫差△T成正比。空氣預熱器積灰多時上下不通暢，使△T增加，進而轉(zhuǎn)子變形量增加，導致回轉(zhuǎn)式空氣預熱器的漏風增大。
(4)漏風控制系統(tǒng)傳感器機械部分失靈或不敏感。回轉(zhuǎn)式空氣預熱器裝有漏風控制系統(tǒng)，對扇形板底面和徑向密封片之間的密封間隙進行自動跟蹤控制，并使密封間隙保持在3.0 mm左右，從而達到對空氣預熱器漏風量進行自動控制的目的。本回轉(zhuǎn)式空氣預熱器安裝了漏風控制傳熱器，中心有一根傳感棒，棒的下端裝有針式探測頭。安裝時該探頭與轉(zhuǎn)子周圍“T”字鋼上的傳感器保持2.4 mm間隙。當轉(zhuǎn)子熱態(tài)下彎時，扇形板向下跟蹤，裝在記憶形板側(cè)部的探測頭隨之向下，直到與傳感器接觸，這時扇形板已與轉(zhuǎn)子間的間隙處在最小允許值，使傳感器向上移動，觸發(fā)上面探頭組件中的初級限位開關(guān)，此開關(guān)使電動機停轉(zhuǎn)2s后倒轉(zhuǎn)，使扇形板組升高，扇形板與轉(zhuǎn)子密封片的最佳間隙為3.2 mm。但空預器運行一段時間后發(fā)現(xiàn)，因煙道內(nèi)積灰較多，使探測頭通道堵塞，不能自由上下活動，影響了扇形板的跟蹤調(diào)節(jié)，使漏風增大。
(5)有少數(shù)徑向、環(huán)向、軸向密封片不整齊。由于長時間運行或受熱不均勻，環(huán)向、軸向密封片有少數(shù)偏斜或變形，使密封間隙變大而導致漏風增大。
(6)檢修、裝配問題，如轉(zhuǎn)子不垂直，漏風控制系統(tǒng)出現(xiàn)偏差，導致漏風增加。
(7) 12號爐回轉(zhuǎn)式空氣預熱器A側(cè)、B側(cè)煙氣入口處各有擋板16塊，擋板軸封處密封不嚴。另外，空氣預熱器上部煙道第四波、第六波伸縮節(jié)破損。這些從外界漏入的空氣使煙氣側(cè)負壓加大，增加了回轉(zhuǎn)式空氣預熱器的漏風，導致漏風率上升。
2、減少空氣預熱器漏風應采取的對策和措施
(1)減小密封漏風。回轉(zhuǎn)式空氣預熱器的漏風主要是密封漏風，其中徑向漏風約占總漏風量的60%~ 70%。因此，解決回轉(zhuǎn)式空氣預熱器的漏風問題首先應盡量減小徑向漏風。利用機組臨檢、大、中、小修、技改的時候?qū)諝忸A熱器各種密封元件進行檢查調(diào)整。對少數(shù)徑向和環(huán)向密封片因受熱原因使材料在高溫區(qū)域發(fā)生一些塑性變形，著手進行更換處理，以保證減少密封間隙漏風發(fā)生；冷、熱端旁路密封按照間隙數(shù)值進行校正，更換不合格的旁路密封片，應采取兩片疊置交叉形式安裝，減少旁路漏風；對軸向密封檢修發(fā)現(xiàn)間隙超標，根據(jù)安裝時數(shù)據(jù)進行調(diào)整，避免軸向漏風；中心筒處由于密封材料沒有堵實，另外有的地方磨損，會造成漏風，發(fā)現(xiàn)后及時重新填實密封材料，磨損處及時補焊處理。
(2)加強對空預器傳熱元件的堵灰進行疏通。由公式(1)知道，必須盡可能減小△T，才能使轉(zhuǎn)子變形量和漏風減少。如果傳熱元件堵灰無法疏通，將使△r增大，空預器的漏風增大。一方面應使用吹灰器進行吹灰外，還要使用空預器底部新裝的“空氣炮”定期除灰。另外，大小修時用高壓水多嘴清洗管進行噴射除灰，對發(fā)現(xiàn)堵死的元件要加強疏通。大修時采取將傳熱元件盒取出，割開盒架，對堵死的傳熱元件一片一片清理，然后全部重新安裝。
(3)調(diào)節(jié)好漏風控制系統(tǒng)扇形板的水平位置。如果漏風控制系統(tǒng)扇形板本身不是水平的（從表1A側(cè)和B側(cè)空氣預熱器中二次風側(cè)與一次風側(cè)之間的扇形板，B側(cè)二次風側(cè)與煙側(cè)之間的扇形板都明顯不為水平），扇形板可出現(xiàn)前后左右的傾斜，必然會導致因漏風控制系統(tǒng)出現(xiàn)偏差而使漏風增大。因此，減小空預器漏風必須保持扇形板的水平，要對扇形板的水平進行測量，即將任意一處徑向密封片轉(zhuǎn)到扇形板的兩側(cè)進行測量，如測量結(jié)果不水平要采取措施進行調(diào)節(jié)至水平。
(4)避免空預器上部煙道擋板軸封的漏風。原甲側(cè)空氣預熱器上部煙氣入口處擋板各有4組，每組有4塊擋板，共計16塊擋板，每組擋板由電動裝置SMC-03/H2BC控制。乙側(cè)空氣預熱器情況與甲側(cè)空氣預熱器一樣。設(shè)備運行一段時間后甲乙側(cè)空預器上部擋板軸封密封不嚴有漏風，并且一些擋板卡澀不能運行或關(guān)閉不嚴密。針對上述情況，2003年10月青山熱電廣檢修部門對空預器煙氣人口處擋板軸密封進行了改造，改為A、B側(cè)空預器上部煙氣入口處擋板各有4組，每組有5塊擋板，共計20×2=40塊擋板，保留原電動裝置。煙氣擋板為洛陽芳華機械制造有限公司生產(chǎn)的耐磨型煙道關(guān)閉擋板，型號：SD-YDB．規(guī)格：890 mm×3 774 mm×10 406 mm。該煙道關(guān)閉擋板有2個優(yōu)點：一是擋板主軸密封采用的是全密封，徹底解決了漏風及卡澀；二是耐磨，如圖2所示。
(5)消除空預器上部煙道的漏風。更換空氣預熱器上部煙道的第四波、第六波伸縮節(jié)。伸縮節(jié)材質(zhì)改為lCr18N19T1．增強其耐磨性能以消除漏風。
(6)改進扇形板控制系統(tǒng)，降低漏風率。解決熱端徑向密封是在其上方設(shè)置扇形板控制系統(tǒng)，動態(tài)跟蹤轉(zhuǎn)子變形，以隔離煙道和空氣，從而達到消除漏風目的。2000年8月300 MW機組鍋爐技改中，我廠采用南京華能中電電力有限公司的ZD/LCS-II型空氣預熱器漏風系統(tǒng)的聲頻傳感器改造原設(shè)備中不敏感的機械式傳感器。聲頻傳感器包括發(fā)聲片、聲頻接收器、聲頻傳導管、傳感探頭、前置處理器5個組成部分。在A、B側(cè)空預器的三分倉中各安裝1個聲頻傳感器，共計配置6套聲頻傳感器。安裝發(fā)聲片的高度比徑向密封片高1 mm，聲頻接收器裝在扇形板上，傳導管伸入空氣預熱器內(nèi)壁約10cm，與水平面成約450，傳導管在空氣預熱器倉內(nèi)的一端與聲頻接收器連接，另一端接傳感探頭。傳感探頭將收到的聲頻信號傳送到前置處理器，其信號經(jīng)選頻放大處理后輸出至自動控制柜。改造前，技術(shù)人員對徑向密封片與扇形板冷態(tài)密封間隙進行了測量。具體方法是：檢修人員手動盤車，對24分區(qū)大塊徑向密封片編號，每大塊共有5片密封片，每塊用塞尺進行測量，A側(cè)空預器徑向密封片編號為：(24)(18)(12)(6)，B側(cè)為：(19)(13)(7)(1)，先后對A、B側(cè)空氣預熱器測量，根據(jù)測量結(jié)果找到最佳新傳感元件的發(fā)聲片安裝位置。徑向密封片在外圓至圓心500 mm處焊接L=150 mm聲音發(fā)聲金屬片，并使發(fā)聲金屬片高出徑向密封片2 mm(有利于漏風系統(tǒng)的控制)。實際測量數(shù)據(jù)如表1所示，富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
改造后經(jīng)本廠生技部門試驗組進行測試運行數(shù)據(jù)結(jié)果對比，空氣預熱器漏風率比未改造前的漏風率下降了10%，證實了優(yōu)化空氣預熱器漏風控制系統(tǒng)對漏風率的降低是有效的。
(7)回轉(zhuǎn)式空氣預熱器漏風控制系統(tǒng)改造運行一段時間后，尤其是啟停爐，控制系統(tǒng)恢復能力差（指示器原始刻度數(shù)值與實際指示間隙值有誤差），使間隙跟蹤出現(xiàn)偏差，如發(fā)生故障退出運行，扇形板控制強制抬起，反而增加了空氣預熱器漏風。2000年技改后空氣預熱器漏風降低后又出現(xiàn)反彈。因此，2003年10月華電青山熱電廠12號爐大修采用北京豪頓公司的VN密封系統(tǒng)進行改造，改造部件的材質(zhì)為(1235 -A。改造步驟為：
1)割除原扇形板控制系統(tǒng)（調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器）并用配件封堵6處。一次風／煙氣側(cè)、一次風／二次風、煙氣側(cè)，二次風之間均用重新設(shè)定加寬的豪頓扇形板替換，安裝新的扇形板調(diào)節(jié)器，現(xiàn)場安裝支撐槽鋼時，根據(jù)需要修整頂部結(jié)構(gòu)，以便槽鋼正確就位。
2)拆掉原來的頂部輪鼓密封管道，然后用鋼板封堵，最后將配件一端焊到煙道，另一端焊到輪鼓密封罩出口。
3)拆除所有徑向密封片、軸向密封片、轉(zhuǎn)子中心軸密封、外環(huán)密封片、扇形板固定密封，安裝新的改造部件。安裝密封時，不要拆下徑向隔板間墊片，拆下徑向密封時，不要拆下軸向密封，安裝好徑向密封后再拆下軸向密封，徑向密封螺栓擰緊力矩244 N-M，軸向密封螺栓擰緊力矩476 N-M。
將徑向密封安裝就位；拆掉原調(diào)節(jié)桿、拆掉托架、拆掉原軸向板，從現(xiàn)有設(shè)備拆掉所有連接件。在轉(zhuǎn)子外側(cè)殼板上割一個孔用于焊接軸向密封板時作為穿過門，安裝軸向密封板分組件（煙氣／一次風）1件，軸向密封板分組件（一次風／二次風、二次風／煙氣）2件，軸向密封板調(diào)整到位后，焊接及調(diào)整軸向密封片；轉(zhuǎn)子中心軸密封按以下程序安裝就位：①在嵌入填密環(huán)的剩余部分前，把油涂到填密環(huán)上，將填密環(huán)兩端的一部分送入密封座套中，采用木制墊塊與內(nèi)壓套將其輕輕嵌入密封座套的底部。②重復上述操作將填密環(huán)的其余部分嵌入密封座套中，確保填密環(huán)的接縫相互錯開900。③緊固壓套螺母至中心軸被輕輕夾住，隨之將密環(huán)壓套旋松到能用手指緊固即可。④在現(xiàn)場將螺母旋動兩圈，以作進一步的調(diào)整直到獲得較為滿意的密封效果。⑤與軸接觸的編織式填密環(huán)，其“V”形結(jié)構(gòu)的頂尖指向應與軸的旋轉(zhuǎn)方向相反。⑥在安裝中密封座套、壓套、填密環(huán)、密封墊的接口位置相互錯開。
外環(huán)密封片安裝尺寸：轉(zhuǎn)子T型鋼半徑5.283 m，旁路密封角鋼內(nèi)半徑5.325 m。靠近扇形板處密封片和改造后，煙氣側(cè)密封片總長14.800 m，一次風密封片總長2.550 m，二次風密封片總長10.775 m。
扇形板固定密封是調(diào)整好扇形板后，將26處150mm×150 mm的孔封焊堵嚴。
華電青山熱電廠12爐大修回轉(zhuǎn)式空氣預熱器改造完畢后，本廠生技部門試驗組進行測試運行數(shù)據(jù)：回轉(zhuǎn)式空氣預熱器漏風率為7.4%。兩次改造探索實踐降低了漏風系統(tǒng)的漏風率，提高了鍋爐效率，取得了較為明顯的經(jīng)濟效益。
(8)其他措施。檢查徑部密封的鑄鐵滑塊在槽內(nèi)是否卡死，上下能否自如。檢查轉(zhuǎn)軸的垂直度。使用水平儀以檢驗輪軸是否垂直，符合要求，從理論上講，下軸承座端面到上部軸端測量線所允許的組裝偏差：偏差<1 mm。若垂直度有偏差建議聯(lián)系設(shè)備生產(chǎn)廠家處理。
3、結(jié)論
回轉(zhuǎn)式空氣預熱器的漏風是回轉(zhuǎn)式空氣預熱器普遍存在的問題。設(shè)備狀況不同，漏風的原因也不同。如何減少漏風應是火力發(fā)電廠不斷探索并加以解決的方向，通過青山熱電廠幾年的檢修實踐，采取上述檢修改造措施和改造設(shè)想，其漏風率是可以降低的，這有利于鍋爐排煙熱損失減少，降低煙溫引起的設(shè)備低溫腐蝕，減少送風機、引風機的運行負荷，降低其電耗，節(jié)約廠用電，防止由于回轉(zhuǎn)式空氣預熱器漏風而影響鍋爐出力問題的發(fā)生。
相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機產(chǎn)品：
1、
生物質(zhì)熱風空調(diào)
2、
木屑顆粒機
2、
秸稈顆粒機
