大型受热面回转式空气预热器漏风预控方法

大型受热面回转式空气预热器漏风预控方法

蒲小龙

（中国电建集团四川工程公司四川成都610000）

摘要：针对回转式空气预热器普遍存在漏风量偏高的问题,通过分析漏风因素，并结合大唐准东五彩湾北一电厂2×660MW工程三分仓回转式空气预热器(型号:35-VIT-2350)安装工程,提出了安装过程中应采取的预控方法。该方法在提高安装质量的基础上能有效降低空气预热器漏风量,而且可将设备漏风量限制在可控范围之内。

关键词：回转式空气预热器漏风密封预控

1前言

受热面回转式空气预热器是大型火力发电厂锅炉上广泛采用的换热设备,空气预热器漏风对锅炉运行的经济性有很大影响。较高的漏风量引起预热器入口风压降低、风机电流升高，预热器后的过量空气系数升高、尾部排烟气温降低、锅炉热效率降低、燃煤损耗增加，严重时甚至会导致锅炉达不到额定负荷。在回转式空气预热器安装过程中,安装质量对漏风的影响至关重要。因此,本文在分析了回转式空气预热器漏风因素的同时,结合大唐准东五彩湾北一电厂2×660MW工程回转式空气预热器(型号:35-VIT-2350，转子直径19.83m)安装工程,提出安装过程中降低空气预热器漏风的预控方法,从安装角度最大限度的减少了设备的漏风量。

2回转式空气预热器漏风种类分析

回转式空气预热器主要原理为利用锅炉烟气热量加热进入锅炉的一、二次风。空气预热器由布置在转子内的换热元件吸收、传递热量，转子外壳的两端同顶、底部结构相连,预热器设置有径向密封、轴向密封、内外缘环向密封和中心筒密封,形成了烟气、空气两个独立通道，并通过转子转动将热量不断从烟气侧带入空气侧。

2.1预热器漏风的情况可分为两类：

（1）由于转子转动，必然会将转子隔舱中的空气带入烟气中而形成携带漏风。

（2）由于转子转动，动静之间必然存在间隙，烟气侧为负压，空气侧为正压，因此由压差的存在而使空气漏向烟气负压侧而形成直接漏风。发生直接漏风的区域主要有四个部位：转子径向密封片和冷、热端扇形板之间；转子轴向密封片和弧形板之间；转子中心筒密封和外界环境之间；转子外缘环向密封与壳体之间。

由此可见，回转式空预器漏风占极大比例的直接漏风主要是动静部件之间的间隙造成的。要控制漏风，回转式空气预热器的所有动静部件之间必须装设质量优良的密封装置,在空气预热器热态时使密封装置与扇形、弧形板之间的间隙最小，且不产生刮擦，不影响驱动电机电流。

3安装过程中降低空气预热器漏风的预控方法

大唐准东五彩湾北一电厂2×660MW工程回转式空气预热器(型号:35-VIT-2350)安装工程,为典型VIT型三分仓结构,在其安装过程中,主要预控点有完成与空气预热器的所有烟风道接口及固定、转子垂直度的调整及导向轴承的固定、冷热端扇形板调整焊接、冷态（中心筒、径向、轴向、内外缘）密封设定、双介质吹灰器安装、保温施工等几个环节。

3.1完成与空气预热器的所有烟风道接口及固定

预热器作为一个烟气与空气热交换的设备，必然有与其相接口的一、二次风道及进出口烟道。然而回转式空气预热器作为一个间隙要求高、外对部荷载敏感的设备，原则上不允许承受任何来自现场烟风道或设备热位移产生的载荷，因此各烟风道与预热器接口都是采用柔性非金属膨胀节。在空预器密封调整前，将与空预器接口的烟风道安装固定完成，拆除膨胀节的临时固定尤为重要，如果有附加荷载承受在预热器上，那将影响密封设定过程中的测量数据，导致整个环节失去控制，所以必须保证空预器在没有任何外部荷载的情况下来进行数据测量及调整。

3.2转子垂直度的调整及导向轴承的固定

正确地安装并固定端轴、导向轴承，可保证转子的垂直度,并对其它依赖于转子水平的转子密封的安装和运行有利。转子与导向轴承组件(某些类型的预热器分成了端轴和轴承两个部分)与转子设计为螺栓连接方式，在安装完成后首先要紧固中心筒与驱动轴的连接螺栓至设计力矩。值得注意的是，紧固方式应为按顺时针或逆时针依次紧固，且需将额定力矩按阶段分为4-6次直道调整至额定力矩，最后用额定力矩复紧1-2圈视为合格，这种紧固方式也适用于导向轴承的钟罩式锁紧盘和驱动装置的锁紧盘。

精密调转子垂直度时，先将转子垂直度与合像水平仪度数进行换算，水平仪读数（mm/m）=转子垂直度（mm）/底部轴承至轴上表面距离（m）。将合像水平仪平放在端轴顶部的精加工面上，利用顶部结构和轴承支架臂之间的调整螺钉微调转子，使转子垂直度偏差控制在2mm以内。按照上述方法将水平仪依次转动90°测量调整，共调整记录0°、90°、180°、270°四个位置直到在要求以内并记录偏差值。合格后按图纸现场加设20mm厚双向限位挡块，并连续满焊。确保轴承支架臂与顶部结构之间相对位置牢靠。

3.3冷热端扇形板调整焊接

扇形板、弧形板是形成和调整径向密封的重要部件,它与径向、轴向密封片之间形成密封间隙,这个间隙是影响漏风量大小的要因，且此台预热器厂家要求扇形版调整完成后需要进行密封焊接，所以调整固定扇形版、弧形板的质量决定了整个密封设定工序的成功与否，安装中此环节必须经验收合格方可进入下道工序。

首先拆除扇形板与桁架的临时固定点，把标准密封片固定在径向隔板上，在扇形板直径方向按照厂家要求划出距离1-5的各点，并用油漆笔做好标识,并标记出A-E点的间隙标准值，如图1所示。

对转子进行手动盘车，当径向标准密封片转到扇形板处时,用楔形塞尺测量扇形板与标准密封片之间的间隙值，通过扇形板上布置的多个调节螺杆的松紧来调节A-E点的间隙，确保误差在0.5mm以内。重复上述步骤直到一端扇形板的4条与转子密封接触的位置均调节合格。调整完成后采用对称、间断焊接的方式密封扇形版与桁架，尽量减小焊接变形。

3.4冷态密封（轴向、径向、中心筒、内外缘）安装

3.4.1轴向密封的安装示意如图2所示，裁切密封条两端使轴向密封条能够装入转子外缘角钢之内的径向隔板上。按照厂家提供的密封间隙值及测量点用楔形塞尺调整密封片的位置，调整误差不得超过0.5mm，紧固压板螺栓，然后将密封条转过轴向弧形板，测量密封条与轴向弧形板另一侧之间的间隙。将密封条转到另外两块轴向弧形板边缘，测量间隙。

3.4.2径向密封的安装示意如图3所示，安装中第一步要裁切密封条内缘，使之与内缘环向密封条相密贴。手动盘车转动转子，使密封条转至扇形板边缘，按照厂家提供的密封间隙值及测量点调整密封片的位置，调整误差不得超过0.5mm。紧固压板螺栓，将转子转过另两块扇形板，重新检查密封间隙，必要时适当调整。

3.4.3中心筒密封的安装示意如图4所示，中心筒密封分为两道密封，第一道为固定在桁架上的二分式金属迷宫密封，第二道为压盖式盘根密封。因密封压盖为整体式结构，在安装转子和顶部轴承之前，必须预先套入密封压盖。这两道密封安装时主要控制密封体与整个中心筒之间的间隙均匀，在安装调整中以迷宫密封紧贴中心筒，依次拧紧螺栓即可。需要注意的是填料密封的现场接合填塞时要将V型尖顺转子方向压实，这样可以避免长时运行后填料刮损导致密封不严。

3.4.4内外缘密封的安装示意如图5、6所示。外缘密封密封在空气预热器的转子外壳的热端和冷端的空气侧和烟气侧,呈圆周分布。运行时,转子变形,热端和冷端密封角钢和静止的外缘密封之间的间隙达到最小，能防止烟气或空气在转子与壳体之间“短路”,作为轴向密封的第一道防线,减少漏风。外缘密封密封安装在冷端烟风道上、热端壳体的下方,与冷热端转子角钢构成密封,密封片与转子角钢密封面之间构成密封间隙。安装时首先要注意每块密封的间隙均匀,热端的密封片要紧贴转子外壳且加固筋局部修整至合适间隙后方可施焊,否则会影响设备运行和膨胀,使密封件损坏,漏风加大。

3.5双介质吹灰器安装

空预器吹灰器的吹扫效果不仅会堵塞转子换热元件，增大烟风阻力，影响转子内换热元件的换热效果，导致空预器效率降低，严重时附着在换热元件上的未燃尽的煤粉、油料将产生二次燃烧，导致空预器着火，造成停机、设备损坏等重大损失。

吹灰器作为空预器运行的一个重要辅助设备，安装中主要从两方面进行把控，一是要满足枪管的行程及喷头与换热元件的距离。在扇形板调整焊接，转子角钢安装完成后按照图纸设计在顶底部烟风道上开孔，并将吹灰器的头尾水平度调整一致，固定尾部的支吊架。利用吹灰器专用摇柄将吹灰器枪管摇至最大行程，按照设计要求提前测算带喷头枪管的距离，推算出与外侧枪管的接口部位是否合适，一般情况吹灰器摇至最大行程后吹灰器侧的枪管会偏长，这时将枪管多余的部分切除并与另一段带喷头的枪管连接。二是要保证枪管在运行过程中平稳不卡涩及内部托架稳固。吹灰器枪管支架的为托辊式结构，一般生根在管撑上，且没有具体的生根设计及焊接要求，因此施工中首先要调整枪管的标高，让枪管在支架处、墙箱处、尾部吊挂处标高一致，这是避免枪管磨损和卡涩的重要条件；焊接枪管支架要确保焊缝牢固可靠，不能存在虚焊、磨损和断裂等隐患，必要时采取加固措施，以防吹灰器支架脱落掉入空预器转子隔仓中而卡住空预器，造成密封片损坏和停机等事故。

3.6保温施工

在锅炉达到额定工况时，空预器烟气进口温度可达到386℃，而一、二次风进口设计温度仅为20-30℃，所以空预器转子外壳及顶底部结构的外表面必须进行保温，这样做从效率及可靠性的角度来讲是为了最大限度的减少热损失并使空预器转子周围静态密封体保持均匀的温度场。如果整个空预器在运行过程中各部件温度差异较大，或者预热器外表面收到雨雪、其他系统泄漏的低温工质的冷却，将导致空预器部件膨胀不均，局部异常形变，动静部分产生摩擦，驱动电机电流直升，严重时将卡死转子造成停机事故。

要避免上述隐患的发生，控制空预器的保温及外护板的施工质量就显得尤为重要。整个转子外壳、顶底部结构、扇形板支板、端柱、过渡烟风道都要按照设计进行保温，材料的性能及敷设厚度、钩钉的布置间距必须要符合图纸要求。值得注意的是预热器的顶部结构和端柱外形结构复杂，属于保温敷设中典型的异形结构，且温度高，所以上述位置的保温裁切、填塞必须密实，分层错缝。顶部结构为U型结构，外护板施工时为了防止漏水，可在外护板搭接位置涂抹粘性防水密封材料。

4结束语

4.1按照本文提出的回转式空气预热器安装预控方法,安装了大唐准东五彩湾北一电厂2×660MW工程回转式空气预热器,漏风率可控制在5%以内。

4.2在回转式空气预热器安装过程中,严格做好关键点质量控制是降低回转式空气预热器漏风率的重要环节。必须对冷热端扇形板、弧形板的调整、转子垂直度和导向轴承调整、冷态密封设定、附属设备及保温施工等重要部件、重要工序加以严格控制,能够有效消除回转式空气预热器安装质量通病,降低空气预热器的漏风量,对设备的安全、经济运行打下基础，并提高锅炉热效率效率,对单元机组的安全运行，以及经济指标的提升都将起到至关重要的作用。实践证明,该方法在提高安装质量的基础上能有效降低空气预热器漏风量,而且可将设备漏风量限制在可控范围之内。

参考文献：

[1]电力建设施工技术规范第2部分:锅炉机组.DL5190.2-2012

[2]大唐五彩湾电厂空预器安装手册.豪顿华工程有限公司.2017.04

[3]陈岩,李淑杰.回转式空气预热器漏风因素分析及安装中的预控方法[J].黑龙江电力

蒲小龙四川工程有限公司热机专业主任工程师

作者姓名：蒲小龙

职称：助理工程师

工作单位：中国电建四川工程有限公司

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