劉濤 周文正 張現(xiàn)鵬 黃銀柳

摘 ?要：漏風(fēng)量高是容克式空氣預(yù)熱器的一個(gè)特點(diǎn)，只要保證設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量，裝設(shè)良好的密封系統(tǒng)及合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，精心檢修和維護(hù)，這些缺陷都能夠克服。本文就容殼式空預(yù)器的維護(hù)與保養(yǎng)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：預(yù)熱器;漏風(fēng);控制;維護(hù)與保養(yǎng)

空氣預(yù)熱器是利用鍋爐尾部煙氣熱量加熱燃料燃燒所需空氣的設(shè)備。目前鍋爐常用的空氣預(yù)熱器有管式和回轉(zhuǎn)式兩種，管式空氣預(yù)熱器在我國(guó)使用很廣泛，但由于鍋爐參數(shù)的提高和容量的增大，特別是300MW以上的鍋爐，尾部煙道已經(jīng)布置不下龐大的管式空氣預(yù)熱器受熱面，而只能使用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器分為受熱面回轉(zhuǎn)式（容克式）和風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式（諾特謬?yán)帐剑﹥煞N，國(guó)內(nèi)一般應(yīng)用容克式空氣預(yù)熱器較多。與傳統(tǒng)的管式空氣預(yù)熱器相比，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、金屬耗量少、更易于布置等優(yōu)點(diǎn)，但是回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的一個(gè)致命缺點(diǎn)就是漏風(fēng)量太高。管式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)量一般不超過(guò)5%，而回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)量的設(shè)計(jì)值一般約為8%[1]。實(shí)際運(yùn)行值往往超標(biāo)，并且隨著運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，漏風(fēng)量越來(lái)越大，密封不好時(shí)可達(dá)30%或更高，這給機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了隱患，也嚴(yán)重影響了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

1漏風(fēng)產(chǎn)生的原因

容克式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)主要有兩種，一種是攜帶漏風(fēng)，另一種是密封漏風(fēng)。分析容克式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)產(chǎn)生的原因，就必須從其結(jié)構(gòu)和原理入手。

1.1容克式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)及原理

容克式空氣預(yù)熱器主要由圓筒形轉(zhuǎn)子、固定的圓筒形外殼及傳動(dòng)裝置等組成。轉(zhuǎn)子由軸、中心筒、外圓筒和倉(cāng)格板及扇形倉(cāng)內(nèi)裝有的波形板傳熱元件組成;外殼由圓筒、上下端板和上下扇形隔板組成。上下端板都留有風(fēng)、煙通道的開(kāi)孔，并與風(fēng)道、煙道相接，在風(fēng)、煙道的中間裝有上、下扇形隔板的密封區(qū)，這樣把預(yù)熱器分成三個(gè)區(qū)域。當(dāng)受熱面轉(zhuǎn)子通過(guò)減速裝置由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)以1～4r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子中的傳熱元件即蓄熱板便交替地被煙氣加熱和空氣冷卻，煙氣的熱量也就傳給了空氣，使冷空氣的溫度得到提高。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，傳熱元件吸熱、放熱一次。

1.2攜帶漏風(fēng)的成因

由容克式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)我們知道，轉(zhuǎn)子是具有一定的容積的，所以當(dāng)轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就像斗輪機(jī)一樣，必然會(huì)攜帶一部分氣體進(jìn)入另一側(cè)，不僅空氣會(huì)通過(guò)這種方式進(jìn)入煙氣，煙氣同樣也會(huì)漏入空氣。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高，攜帶漏風(fēng)量越大，但一般回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的轉(zhuǎn)速都在2r/min以下[2]，故這部分漏風(fēng)量只占空氣預(yù)熱器總漏風(fēng)量很少的份額，并且這種攜帶漏風(fēng)是所有回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器固有的特點(diǎn)，是無(wú)法避免的。

1.3密封漏風(fēng)的成因

容克式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)主要是由密封漏風(fēng)造成的。作為轉(zhuǎn)動(dòng)部分，轉(zhuǎn)子必然會(huì)與外殼、扇形隔板等靜止部分存在著間隙，而空氣預(yù)熱器的空氣側(cè)與煙氣側(cè)又同時(shí)分別處于鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)的最上游與最下游，因此，空氣能夠在壓差的作用下通過(guò)轉(zhuǎn)子與外殼或扇形隔板之間的間隙漏入煙氣中。為了防止空氣漏入煙氣，在動(dòng)、靜之間就需設(shè)置良好的密封裝置，一般設(shè)有徑向密封、環(huán)向密封和軸向密封。當(dāng)這些密封裝置不良時(shí)，就相應(yīng)的產(chǎn)生徑向漏風(fēng)、環(huán)向漏風(fēng)和軸向漏風(fēng)，統(tǒng)稱(chēng)為密封漏風(fēng)。其中徑向密封的彈簧鋼片與外殼上的扇形隔板留有間隙，產(chǎn)生的徑向漏風(fēng)也是最嚴(yán)重的。

為了避免可調(diào)密封板與靜態(tài)件之間的漏風(fēng)，利用滑片密封條的節(jié)流效應(yīng)阻礙氣體漏泄。但是，運(yùn)行中密封條經(jīng)常受到煙氣的沖刷而磨損，使靜密封間隙增大，大量的空氣和煙氣可在密封板背后通過(guò)。這樣，一方面造成漏風(fēng)的増加，另一方面使灰塵進(jìn)入扇形密封擋板背后，造成積灰，從而限制扇形密封擋板的調(diào)節(jié)作用。另外，徑向密封系統(tǒng)的熱端釆用接觸式密封間隙自動(dòng)控制系統(tǒng)，由于測(cè)量徑向密封間隙的傳感器為接觸式，在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)傳感器的探頭自身或探頭與旁路密封的T形鋼之間發(fā)生卡澀，造成探頭損壞或間隙反饋值不準(zhǔn)。為了保證機(jī)組的安全運(yùn)行，只能解除自動(dòng)控制，改為手動(dòng)調(diào)整來(lái)將密封間隙值調(diào)大，從而造成了較大的漏風(fēng)。

在上中心筒密封原始設(shè)計(jì)時(shí)為了使轉(zhuǎn)子受熱后向上膨脹不受限制，將中心筒設(shè)計(jì)成活動(dòng)式，這樣在中心筒與空預(yù)器殼體之間留有一定的間隙，采用硅酸鋁保溫氈作為填料的填料密封，并引一次風(fēng)冷風(fēng)作為密封風(fēng)來(lái)密封。運(yùn)行過(guò)程中由于一次風(fēng)壓很高，使密封室渦流較大，填料損壞較快，密封風(fēng)不但不能夠有效的平衡漏風(fēng)，反而加重了上中心筒處的漏風(fēng)。這種驅(qū)動(dòng)方式，必然會(huì)使軸向密封留出一定間隙造成漏風(fēng)，在轉(zhuǎn)子受熱膨脹后易使周向的圍帶間隙增大，且易造成轉(zhuǎn)子偏斜，最終導(dǎo)致漏風(fēng)增大[2]。

1.4原始安裝質(zhì)量差及運(yùn)行維護(hù)不良

在空預(yù)器冷態(tài)時(shí)測(cè)量：A空預(yù)器的外緣軸向跳動(dòng)最大達(dá)10mm，B空預(yù)器外緣軸向跳動(dòng)最大達(dá)14mm（標(biāo)準(zhǔn)為+3.2mm）。由于軸向跳動(dòng)大，為了保證機(jī)組安全運(yùn)行，只能將密封間隙調(diào)大，造成大量漏風(fēng)。在空預(yù)器安裝中，旁路密封各“T”型鋼的接口處有錯(cuò)口，導(dǎo)致旁路密封片在運(yùn)行中刮卡損壞;同時(shí)“T”型鋼徑向橢圓度嚴(yán)重超差（最大徑向跳動(dòng)值達(dá)25mm），徑向跳動(dòng)值遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)值（徑向跳動(dòng)偏差在±3mm之內(nèi)）。上述兩點(diǎn)都使旁路密封的作用明顯降低。由于蒸汽吹灰系統(tǒng)不能正常投入，造成蓄熱片積灰嚴(yán)重，使密封片兩端的壓差增大，勢(shì)必會(huì)造成漏風(fēng)量的增加。空預(yù)器殼體、脹力節(jié)接口部位焊接不良，位置傳感器吊桿穿殼體部位密封不嚴(yán)等，造成大量熱風(fēng)外漏，在一定程度上增大了漏風(fēng)量。

2 漏風(fēng)量的測(cè)算

2.1減小壓力差

在徑向密封中，一般情況下空氣側(cè)與煙氣側(cè)由一條徑向隔板上的密封片與扇形板形成密封，這樣的密封是單密封。假如在任何時(shí)候密封區(qū)都由兩條密封片與扇形板相接觸形成密封，那么就相當(dāng)于在空氣側(cè)與煙氣側(cè)中間又加了一道過(guò)渡區(qū)，空氣先漏入過(guò)渡區(qū)，再由過(guò)渡區(qū)漏入煙氣側(cè)，稱(chēng)為雙密封。另外，控制空氣側(cè)與煙氣側(cè)的壓力差，還應(yīng)從減小鍋爐系統(tǒng)阻力著手。在鍋爐總設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇合適的鍋爐輔機(jī)，給鍋爐及空氣預(yù)熱器裝設(shè)良好的吹灰設(shè)備，以減小系統(tǒng)阻力，降低空氣預(yù)熱器的冷熱端壓差，從而減少漏風(fēng)量。

2.2降低間隙面積

間隙面積為間隙寬度與長(zhǎng)度的乘積。間隙寬度越小越好，但是不可能為零，否則會(huì)造成設(shè)備磨損。間隙長(zhǎng)度與空氣預(yù)熱器的轉(zhuǎn)子直徑密切相關(guān)，直徑越大，間隙越長(zhǎng)。因此合理地選擇轉(zhuǎn)子直徑以及有效的控制間隙寬度對(duì)于減小漏風(fēng)量至關(guān)重要。另外一個(gè)重要原因是容克式空氣預(yù)熱器在運(yùn)行時(shí)由于受熱會(huì)發(fā)生較為復(fù)雜的變形，尤其是蘑菇狀變形，嚴(yán)重影響了空氣預(yù)熱器的密封效果。對(duì)此可采取安裝漏風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)扇形隔板來(lái)控制密封間隙。

3 結(jié)論

漏風(fēng)量高是容克式空氣預(yù)熱器的一個(gè)特點(diǎn)，只要保證設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量，裝設(shè)良好的密封系統(tǒng)及合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，精心檢修和維護(hù)，這些缺陷都能夠克服。并且在實(shí)際運(yùn)行中，采用雙密封裝置并安裝可靠的漏風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以有效減少空預(yù)器的漏風(fēng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 施永紅，云峰，賈相如.循環(huán)流化床鍋爐空預(yù)器堵灰問(wèn)題的研究[J].工業(yè)加熱，2020，49（06）：47-49.

[2] 張根，何健，王銅.300MW鍋爐三分倉(cāng)容殼式回轉(zhuǎn)式空預(yù)器電流擺動(dòng)和漏風(fēng)的治理[J].內(nèi)蒙古石油化工，2013，39（06）：84-85.