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        達(dá)電#4爐空預(yù)器疊式密封改造及效果

        2013-10-30 03:53:52李強(qiáng)
        關(guān)鍵詞:效益分析改造

        李強(qiáng)

        【摘 要】對(duì)達(dá)拉特電廠鍋爐回轉(zhuǎn)空預(yù)器密封系統(tǒng)改造前的設(shè)計(jì)、實(shí)際運(yùn)行中存在的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)析,介紹空預(yù)器疊式密封技術(shù)系統(tǒng)原理、改造情況,并對(duì)改造前后的經(jīng)濟(jì)效益及安全性進(jìn)行了對(duì)比。

        【關(guān)鍵詞】空預(yù)器密封系統(tǒng);改造;效益分析

        0.前言

        達(dá)拉特電廠ⅠⅡ期的四臺(tái)爐的空預(yù)器均為上海鍋爐廠產(chǎn)2-29VI(T)—2083MOD型容克式空預(yù)器,運(yùn)行多年來(lái)存在空預(yù)器漏風(fēng)率高,煙側(cè)堵灰阻力大等問(wèn)題,影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為解決此問(wèn)題,在2011年10月份大修期間對(duì)#4爐空預(yù)器進(jìn)行雙密封及三片式徑向密封改造,改造的主要內(nèi)容包括空預(yù)器蓄熱模塊倉(cāng)格由24分倉(cāng)改48分倉(cāng),冷熱端徑向相應(yīng)改為48道三片式密封裝置,蓄熱元件全部清灰、除垢,更換冷端蓄熱元件,旁路密封改為疊式密封,扇形板A、B側(cè)熱端分別更換2塊扇形板。減速機(jī)及上下端軸正常檢修等內(nèi)容。改造后的空預(yù)器漏風(fēng)率及輔機(jī)電耗明顯改善,空預(yù)器煙側(cè)阻力降低,達(dá)到了密封改造的預(yù)期效果。

        1.鍋爐特性及設(shè)備概況

        達(dá)拉特電廠#4爐系采用美國(guó)B&WB;公司技術(shù)設(shè)計(jì)制造的B&WB;—1025/18.44—M型,自然循環(huán)燃煤,單汽包、單爐膛,具有一次中間再熱的壓臨界鍋爐,平衡通風(fēng),固態(tài)排渣,全懸吊結(jié)構(gòu)。燃燒系統(tǒng)采用冷、熱一次風(fēng)正壓直吹式,內(nèi)外二次風(fēng)擋板調(diào)風(fēng),火焰為前后墻四層對(duì)沖懸浮燃燒。尾部煙道呈倒L型布置,兩臺(tái)三分倉(cāng)容克式回轉(zhuǎn)空預(yù)器布置于尾部豎井煙道中,離心式一次風(fēng)機(jī),軸流式送、引風(fēng)機(jī)構(gòu)成甲已兩側(cè)雙煙風(fēng)系統(tǒng)。該爐于98年04月投產(chǎn)。

        容克式回轉(zhuǎn)空預(yù)器由上海鍋爐廠根據(jù)美國(guó)CE公司的技術(shù)設(shè)計(jì)和制造的,型號(hào)為2-29VI(T)—2083MOD。預(yù)熱器為主軸垂直布置,煙氣和空氣以逆流方式換熱,轉(zhuǎn)子采用模塊倉(cāng)格結(jié)構(gòu),直徑10330mm,轉(zhuǎn)子依靠側(cè)置的減速機(jī)輸出軸齒與轉(zhuǎn)子圍帶嚙合傳動(dòng),轉(zhuǎn)數(shù)為1.14r/min, 密封系統(tǒng)采用徑向—軸向,徑向—旁路密封系統(tǒng),密封片與密封板設(shè)計(jì)采用單道密封。預(yù)熱器結(jié)構(gòu)主要由轉(zhuǎn)子、蓄熱元件、密封系統(tǒng)、殼體、支撐梁、煙風(fēng)道、W125減速箱、上下端軸承及密封調(diào)節(jié)裝置等組成。

        2.運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題

        (1)自投產(chǎn)2年后一直存在空預(yù)器煙側(cè)阻力大(阻力1.9-2.1KPa)空預(yù)器漏風(fēng)率高等問(wèn)題,雖空預(yù)器經(jīng)過(guò)大修更換三向密封片運(yùn)行數(shù)月內(nèi)漏風(fēng)增長(zhǎng)變化不大,但在運(yùn)行約一年時(shí)間后,漏風(fēng)又超標(biāo)嚴(yán)重,影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

        (2)冷端扇形板每塊板下有3套調(diào)節(jié)裝置采用螺絲、密封、墊鐵固定,運(yùn)行中較高壓頭的一、二次風(fēng)對(duì)其沖擊力很大,造成固定螺絲及下部墊鐵的多次松動(dòng),導(dǎo)致扇形板與徑向密封片發(fā)生撞擊,給設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患威脅。

        (3)熱端扇形板與殼體固定密封板在運(yùn)行中由于磨損和高溫變形,易出現(xiàn)漏風(fēng)。

        (4)冷端扇形板靜密封由于空預(yù)器的磨損、振動(dòng)等因素極易造成積灰變形等問(wèn)題從而影響調(diào)節(jié)密封間隙而影響正常運(yùn)行。

        (5)軸向密封裝置因圓弧板原因,無(wú)法加裝有效密封形式,形成一個(gè)漏風(fēng)的通道,使扇形板的端部部件磨損很大,漏風(fēng)與磨損成正比例關(guān)系。

        2010年底對(duì)#4號(hào)爐的空預(yù)器進(jìn)行了漏風(fēng)測(cè)量,平均漏風(fēng)率分別為A側(cè)12.56%(300MW負(fù)荷)和B側(cè)13.14%(300MW負(fù)荷)。規(guī)定漏風(fēng)系數(shù)<0.12。

        3.空預(yù)器疊式密封改造

        空預(yù)器疊式密封技術(shù)原理。

        漏風(fēng)分析:回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的徑向漏風(fēng)占總漏風(fēng)的70%以上,漏風(fēng)大的主要原因?yàn)椋海?)空預(yù)器轉(zhuǎn)子在熱態(tài)會(huì)發(fā)生蘑菇狀變形。(2)在扇形板上起密封作用的冷、熱端徑向、軸向密封片只有一道在起密封作用,這樣造成空預(yù)器煙、空氣的壓差非常大,漏風(fēng)隨之而高。

        解決思路:空預(yù)器疊式密封改造的理念是增加軸向、徑向密封片數(shù)量,使轉(zhuǎn)子在任意位置都有兩個(gè)疊式密封片進(jìn)行密封,從而降低密封片兩側(cè)煙與空氣、一次風(fēng)與二次風(fēng)的壓差,有效地減小空氣到煙氣、一次風(fēng)到二次風(fēng)的泄漏,此設(shè)計(jì)不僅能保證空預(yù)器漏風(fēng)率在運(yùn)行初期保持較低值(大約在5-6%),更重要的是能有效地保證其在鍋爐運(yùn)行3-5年的周期內(nèi),漏風(fēng)率變化不超過(guò)2%,從根本上消除回轉(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)隨時(shí)間大幅度增加的癥結(jié)。

        空預(yù)器的疊式密封結(jié)構(gòu)包括徑向和軸向密封結(jié)構(gòu),采用雙疊式密封結(jié)構(gòu)將會(huì)使密封片兩側(cè)煙、空氣的壓差降低53%,直接漏風(fēng)量下降32%。

        結(jié)構(gòu)改造:空預(yù)器密封改造是使現(xiàn)有轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的的24隔倉(cāng)改造為48 隔倉(cāng),相應(yīng)的冷、熱端徑向、軸向密封片由原來(lái)的24道增加為48道。為適應(yīng)新的密封轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì),對(duì)原有的蓄熱元件清理后切割,重新組裝,以適應(yīng)新的倉(cāng)隔設(shè)計(jì),同時(shí),冷、熱端旁路密封再增加一道,徑向密封片改為3片式疊式密封,提高密封效果,進(jìn)一步降低漏風(fēng)。

        4.改造內(nèi)容

        (1)增加雙疊式密封系統(tǒng)工程。原空預(yù)器為單密封系統(tǒng),即軸向和徑向密封片與軸向圓弧板和扇形板相交時(shí)為一道密封片,軸向密封由原來(lái)的24道改為48道,改變了單密封形式,有效增加了密封模式。

        (2)空預(yù)器蓄熱模塊由24分倉(cāng)改48分倉(cāng),蓄熱元件拆包切割組裝過(guò)程中全部清灰、除垢,更換冷端低溫腐蝕后的蓄熱元件。

        (3)冷、熱端旁路密封片全部更換為疊式密封片,冷、熱端T形鋼全部更換車削,要求轉(zhuǎn)子的外側(cè)“T”形鋼橢圓度不超過(guò)1.5mm,并對(duì)空預(yù)器上部的煙、風(fēng)道進(jìn)行適當(dāng)?shù)南尬唬蛎浟坑缮喜康姆墙饘倥蛎浌?jié)來(lái)吸收。

        (4)冷、熱端扇形板在間隙范圍內(nèi)進(jìn)行焊接固定。徹底消除密封調(diào)節(jié)裝置漏灰失效問(wèn)題。

        (5)加裝疊式3片式密封片前要求轉(zhuǎn)子有水平度最高和最低點(diǎn)的水平之差不大于 0.2mm。

        (6)蓄熱元件的框架改為成型鋼CO2保護(hù)焊接安裝,要求倉(cāng)格板與框架之間的間隙保證不偏離設(shè)計(jì)值。因此處漏風(fēng)易影響空預(yù)器換熱效率,也會(huì)加大空預(yù)器熱端風(fēng)的壓頭,進(jìn)而加大漏風(fēng)。

        (7)扇形板水平度偏差不能大于0.5mm,同時(shí)焊接中要消除熱應(yīng)力。此工作是改造中重點(diǎn)環(huán)節(jié),也是難點(diǎn)。

        (10)轉(zhuǎn)子倉(cāng)格板間的焊接以及與固定徑向密封片隔板均采用CO2保護(hù)焊焊接以減少熱變形。

        5.改造后成效

        (1)改造后由內(nèi)蒙電科院鍋爐室對(duì)鍋爐在100%、70%、50%出力工況下、依據(jù)空預(yù)器性能法規(guī)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)改造后的空預(yù)器進(jìn)行技術(shù)鑒定,測(cè)得機(jī)組滿負(fù)荷工況運(yùn)行時(shí),漏風(fēng)率 A側(cè)6.19%和B側(cè)6.32%,比改造前滿負(fù)荷工況漏風(fēng)明顯下降,成效顯著。

        (2)由于漏風(fēng)減少,煙氣和空氣的流量也相應(yīng)減少,送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)的電耗也降低,節(jié)省了廠用電,同時(shí)也避免了因風(fēng)機(jī)出力不足而影響機(jī)組出力的故障。

        (3)空預(yù)器檢修維護(hù)工作量大大減輕,延長(zhǎng)了空預(yù)器的大小修及停機(jī)時(shí)間。

        (4)空預(yù)器蓄熱元件經(jīng)徹底清灰后,煙側(cè)阻力低于109mmH2O.(設(shè)計(jì)值),額定負(fù)荷下,空預(yù)器一次風(fēng)、二次風(fēng)阻力低于90.89mmH2O.(設(shè)計(jì)值)。

        (5)改造后空預(yù)器出口一、二次風(fēng)溫比修前分別提高12℃和10℃。比設(shè)計(jì)值分別高出13℃和22℃。

        (6)改造后鍋爐效率比修前提高0.8%,比設(shè)計(jì)值高出1.05%。

        6.空預(yù)器改造后效益簡(jiǎn)析

        經(jīng)濟(jì)明顯。

        #4號(hào)爐空預(yù)器密封系統(tǒng)改造投運(yùn)后,引、送、一次風(fēng)機(jī)的運(yùn)行電流及輔助機(jī)運(yùn)行單耗明顯下降,尤其是一次風(fēng)機(jī)單耗下降6-8A。按2010年5月至2011年5月的發(fā)電量進(jìn)行推算,鍋爐的僅一次風(fēng)機(jī),可降低電耗為95萬(wàn)KW.h,按電價(jià)0.28元/KW.h計(jì)算,增加效益190萬(wàn)元,而改造材料費(fèi)用及安裝費(fèi)用合計(jì)不到160萬(wàn)元。

        空預(yù)器改造后,漏風(fēng)率比大修前有較大程度的降低,由此導(dǎo)致排煙溫度有一定程度的上升,實(shí)測(cè)值為143℃。

        綜上所述:空預(yù)器改造后的綜合經(jīng)濟(jì)效益是非??捎^的。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]容鑾恩主編.300MW機(jī)組叢書第一分冊(cè).燃煤鍋爐機(jī)組.中國(guó)電力出版社,1998.

        [2]應(yīng)靜良,李永華主編.電站鍋爐空氣預(yù)熱器.中國(guó)電力出版社,2002.

        [3]空預(yù)器VN密封技術(shù).毫頓公司.內(nèi)部資料.

        [4]上??疹A(yù)器廠提供.29VI(T)—2083MOD空預(yù)器產(chǎn)品說(shuō)明書.

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