容克式空气预热器漏风率偏大原因分析及综合治理.pdf

第 卷第 期 ∀ 年 ∃月 东 北 电力学 院 学报 6 . , ∗ . 6 ∀ 一 ∀ 一 ≅Α 一 容克式空气预热器漏风率偏大原因分析及综合治理 孟晓曦 ‘, 郝金刚 , 王金龙≅ , 张军≅ ∃ . 东北电网有限公司丰满培训 中心 , 吉林吉林∃ ≅ ∃ ΒΧ . 白山热电有限贵任公司 , 吉林白山∃ ≅ Α以∀ Χ≅ . 眺南市 热电厂 . 吉林挑南 ∃≅Δ ∃ ∀ 摘要 以某发电厂≅ . 锅炉空气预热器为例 , 分析容克式空气预热器漏风率偏大的原因 , 根据运行 过程中发现的问题 , 提出容克式空气预热器密封系统的改造方案 , 并对改造存在的问题进行探讨 。 关健 词 空气预热器 Χ轴向密封Χ径 向密封Χ旁路密封Χ 漏风率 中圈分类号 ΕΦ ≅ . ≅ Α 文献标识码 Γ 某发电厂三号机组锅炉为哈尔滨锅炉厂设计制造的亚临界一次中间再热控制循环汽包炉 , 配有 两台哈锅Β 年代引进美国 ΓΗΗ 一Γ 8 1公司技术制造的三分仓回转式容克式空气预热器 。 自 Β年 机组投产以来 , 空预器的漏风率一直很高 , 经测试空预器漏风率分别达 ≅ . Ι和 . Ι 。 空预器 的漏风率偏大不但严重制约机组的负荷能力和经济性 , 而且由于热风 同时 向外漏泄 , 造成不安全隐 患 , 尤其是经常造成上导轴承温度高 , 严重影响机组的安全稳定运行 , 所以进行空预器漏风的综合治 理势在必行 。 在对容克式空气预热器漏风原因的分析方面已有人作过一些有益的研究 , 吕兆聚等〔 ’分析了容克 空预器的漏风规律并提出了相应的对策Χ江丽芳〔 〕 对容克空预器的漏风影响因素进行了分析 , 并分析 了对锅炉排烟温度的影响Χ童红政〔 ≅〕 以嘉兴电厂空气预热器改造为实例分析了容克式空气预热器存在 的问题及改进的方法 。 本文以某发电厂三号机组的容克式空气预热器为研究对象 , 分析了漏风率偏大 的原因 , 并提出了综合治理的措施及效果 。 ∃ 空预器漏风率偏大的原因分析 ∃ . ∃ 密封系统设计不合理 6 单密封副结构 空预器的径向 、轴 向 、旁路密封系统采 用密封形式的密封原理是靠气体经过密封间隙时产生的节流 效应来阻碍气体漏泄 , 达到密封的目的 。 该空预器的径向 、 轴向 、旁路密 封系统都采用如图 ∃的单密封副结构 , 漏风量的计算公式ϑ ’ Κ 为 Λ Μ ΦΝ「 8 Γ 一 8 Η产Κ ’Ο 6 式中口为漏风量 , Φ 为漏风系数 , Ν 为密封间隙面积 , Π , 为空气侧压力 , Π 。 为烟气侧压力 , Π 为空气密 度 。其中 Φ 值与密封副的多少有关 , 密封副越多 Φ 值越小 , 则密封效果越好 。 因此 , 该空预器的密封效果 收稿日期 . 一 巧 作者简介 孟晓曦∃ Δ 一 , 男 , 辽宁省喀左县人 , 东北电网有限公司丰满培训中心中级工程师 . 第 期孟晓曦等 容克式空气预热器漏风率偏大原因分析及综合治理 比较差 。 接触式密封间隙自动控制系统 空预器可调密封板的静密封采用的结构见图 ∃ 所示 。 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 , 一方面造成漏风的增加 , 另一方面使灰尘进 人扇形密封挡板背后 , 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采用接触式密封间隙 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 Ε 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 几 了较大的漏风 。 ≅中心筒密封 在上中心筒密封原始设计时为了使转子受热后向上膨胀不 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 中心挡壳板 可调 径向密封 径向用板 八 图 ∃ 单密封副结构及静密封 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 。 Α周向驱动方式 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 。 ∃ . 原始安装质,差及运行维护不良 6 转子轴向跳动较大 在空预器冷态时测量 Γ空预器的外缘轴向跳动最大达∃ Θ Θ , Η空预器外缘轴向跳动最大达∃ΑΘ Θ 标准为 Ρ ≅ . ΘΘ 。 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 。 Ε型钢安装较差 在空预器安装中 , 旁路密封各 “Ε ’’型钢的接 口处有错口 , 导致 旁路密封片在运行中刮卡损坏 Χ 同时 “Ε ’, 型钢径向椭圆度严重超 差最大径向跳动值达 Θ Θ , 径向跳动值远大于标准值径向 跳动偏差在 土≅Θ Θ 之内 。 上述两点都使旁路密封的作用明显 降低 。 烟气人口 驱动装,空气出口 图空顶器的中心驭 动 ≅ 蒸汽吹灰系统运行可靠性差 由于蒸汽吹灰系统不能正常投人 , 造成蓄热片积灰严重 , 使密封片两端的压差增大 , 根据公式6 , 势必会造成漏风量的增加 。 Α 原始安装的漏风点较多 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 。 东北电力学院学报 第卷 空预器漏风的综合治理 6 改周向驱动为中心驱动 将空 预器的驱动方式由周向驱动改为中心驱动见图 , 同时将支持轴承由原来的滑动轴承改为 滚动轴承 , 可以使空预器启动平稳 , 运行更可靠 , 并在一定程度上降低了空 预器的漏 风 。 调整转子轴向跳动和径向偏差 对转子垂直度进行调整 , 将转子轴向跳动调整到误差允许的范围 士 ≅ 。,。 之内 Χ 更换外缘旁路密 封的 “ Ε ” 型钢 。 在更换新的 “ Ε ” 型钢的同时 , 调整 “ Ε ” 型钢及外缘旁路密封 片支撑角钢的 圆度 , 使之达 到安装标准径向跳动值在 ≅Θ Θ之内Χ 安装新的外缘旁路密封片 , 按照额定工况下转子变形量来设定密封间隙值 。 ≅ 一次风与烟气侧之间采用 双密封副结构 原密封档板新增密封档板 由于一次风与烟气侧的压差较大 , 两者间 的漏 风量最大 , 所 以改造过程重点考虑了此处的漏风治理 , 将原来的单密封副结构 改为双密封副结构 。 治理过程中考虑到空预器投人运行时间仅 为 Α 4− , 如使转子完全达到双密封副结构 , 就必须全部更换蓄 热片 , 造成大量的浪费 。 因此改造采取加宽一次风与烟气间密封 档板宽度的方式来实现双密封副如图≅ , 即将密封档板角度由 原来的 ∃ 。增至 ≅ 。 密封档板加宽后 , 其阻力增加约∃ Ι , 经计 算 , 阻力的增 加在一次风机和送 风机的设计裕度内 , 不会对风机 的运行带来影响 卜径向密封 径向隔板 图≅双密封刚结构 由于采用两个密封副的结构 , 可以看出 , 在空气区和烟气区之间存在一个过度区 。 根据公式6 可 以得出下列关系式 Λ 6Μ ΦΝϑΠ ,一 Π,户」 ’ Ο Λ Μ Φ ΝϑΠ , 一 Π 。户Κ’Ο ≅ 由于 口, Μ Π Σ , 所以得出 8, Μ . 8 注Ρ 8。 Α 将式Α 带人式≅得出双密封结构的漏风量 Λ 、 哭 . ΔΦ Ν〔 Π ,一 Π 。尸Κ’ Ο, 比较式 与式6 可以看出双密封结构比单密封结构漏风量降低 ≅ Ι , 起到了减小漏风 的作用 。 Α 上中心筒密封改造 按 照转子与壳体总轴向膨胀量差值 , 在满足膨胀量差值的情况下将转子中心筒固定在壳体上 , 对中 心筒与空预器壳体之间原有间隙进行密封焊接 , 杜绝此处的漏 风 。 同时 , 将中心筒下部与转子间的内缘 旁路密封间隙也按照该差值预留 , 取消原上部中心筒处密封风 , 将中心筒内微弱漏风引向烟气侧 。 取消接触式密封间隙自动控制系统 由于在机组的负荷从 ∃ Ι降到 Ι 时 , 烟气温度的变化仅为 一 ≅ ℃ , 这个过程中转子的变形 量较小 , 密封间隙变化并不大 , 可调的密封系统可改为固定密封系统 。 根据空预器热态变形量的模拟计 算 , 得 出精确的转子及壳体各部位热态 的变化量 , 从而设计出冷态各部位密封间隙值 , 按照间隙值将空 预器的密封挡板与密封片设定在固定位置 。 由于采用 不可 调密封挡板 , 静密封被取消 , 密封档板直接与 壳体进行焊接 , 所以杜绝了 由密封挡板静密封处造成的漏泄 。 第 期 孟晓曦等 容克式空气预热 器 漏风率偏大原因分析及练合治理 其它 对空预器蓄热元件进行清洗 , 由于清除了蓄热元件积灰 , 一方面增强了传热 , 另一方面减小了流动 阻力和两侧压差 , 降低了空预器的漏风 Χ 对空预器的漏风点进行焊补 。 ≅ 漏风治理效果及思考 ≅ . , 漏风治理的效果 在漏风治理前后 , 东北电科院分别对两台空气空预器做了性能实验 , 实验数据如见表 ∃所示 。 表 ∃ 机组在倾定负街下炉侧抽机各, 傲对比 测试结果 项目改造前机组实际负荷 Α Τ9 改造后机组实际负荷印∃ΤΥ Γ 空气空预器 Η空气空预器Γ空气空预器Η空气空预器 烟气侧压差Φ8 ∋ 空气侧压差Φ8 ∋ 人口烟温℃ 排烟温度℃ 修正后漏风率Ι 一次风机电流Γ 一次风量 ςΘ ≅Ο− 一次人口风温℃ 一次出口风温℃ 一次风调节挡板开度Ι 引风机 电流Γ 引风机调节挡板开度Ι 送风机 电流Γ 送风机出口风压Φ8 ∋ 送风机风量ςΘ ≅Ο − 送风机人口风温℃ 送风机出口风温 ℃ ∃ . Δ ∃ . ≅ . ≅Α . ∃ Α∃≅Α∃ ∃ Δ . Α∃Δ ∃ . ≅ . . ≅的 . Β≅ Α . ≅Δ Β≅ . ≅Β≅ . ∃≅ Α≅ ≅Δ ΑΒ∃ Δ , ∃ ∃ . ∃ . ≅ . ≅∃≅ . ΑΒ 叨 Α ∃ ∃Δ∃ . ∃Δ ∃ . Α . . ΒΔ ∃≅ . Δ . 翻 Α . Α Α . ΔΑ Α ∃Α ∃ ≅ΔΒ≅Δ . ,∃ . ∃ ≅ Δ . Β≅ . Α Δ . Β Δ≅ . . ∃Β Δ Δ . ∃≅ . Α ≅ . ΔΔΔ Β ≅∃≅ ≅Δ≅Δ≅ Δ . Β ΑΔ ≅ Β .Α ∃ . . 双 ∃ ≅ Α ≅ Δ Δ Α ,盆 4 Χ ‘ Κ叉Α注训 厂 飞 心 压 从表 的实验数据可以看出 , 综合治理后 , 空预器的漏风率由原来的 ∀ ∀ ∃ 、 ∀ ∃ 分别降低到 ∋ 、 ∗ , 供电煤耗下降了近 扩, −.空预器 、 一次风机 、送风 机 、引风 机的出力降低 , 一次风 机电流分别下降了 ∋ /和 ∗ / , 引风机电流分别下降了 0 / 和∀ ∗ ∀0/ , 降低了厂用 电率. 在额定负荷下 , 使厂用电率下降了 ∋ ∀ 。 一次风及热风温度提高 , 锅炉燃烧状况得以改普.锅炉排烟 温度降低 , 锅炉效率提高显著.大幅减小了空预器运行维护量 。 ∀ 漏风综合治理后的思考 12临时性双密封结构的影响 在综合治理过程中 , 通过加宽一次风与烟气侧扇型板宽度以 形成双密封副结构 。 密封档板加宽后 , 其阻力相应增加 , 给 机组带来一些不利影响 。 如果在适 当条件下 , 应对空预器进行彻 底的双密封副结构改造 , 恢 复一次风与烟气侧密封档板宽度 , 把 隔仓和密封片数由∀ ∋个增加到∋ 个 , 使空预 器实现真正的双密 封副结构 , 可最终消除这一影响 , 但投资较大 。 在某些电厂是在 两个隔板间的蓄热元件上增加一道假的径向密封片1如图∋2 , 由 于在蓄热元件内部存在着烟气和风混合 , 会使新增的径向密封片 弃弃弃弃 弃 ‘加“ ’’’ 娜娜份沙 冲 冲冲 图∋假的径向密封 东北 电力学院学报 第卷 形同虚设 , 所以这种设计是不合理 的 。 蓄热元件的积灰对漏风 的影响 在 ≅ Ω 炉 空预器的清洗过程中 , 由于检修工期限制的原因 , 造成 Η 侧空 预器的蓄热元件积灰只清除 了ΒΙ , 而 Γ 侧空 预器达到 Ι以上 , 我们从治理后 漏风率的 比较来看 , Η侧比Γ侧的漏 风率要高 。 Α 结论 容克式空预器存在漏风大的 问题 , 通过本文的讨论可以看出 采用双密封副的结构是降低容克式空预器漏风的关键技术 Χ 上中心筒 、 密封档板的 固定是降低容克式空预器漏风的重 要手段 Χ 合理的运行维护及时吹灰 、转子倾斜度 的调整 、正 常的一次风压等是减小容克式空 预器漏风的基 本保证 。 参考 文献 〕吕兆聚 , 刘敬之 . 邢学山 . 容克式空气预热器漏风的规律及对策【〕 , 电力情报 , ∃ , ≅ ∃ Α 一 ∃Β . 」江丽芳 . 关于容克式空气预热器的漏风仁 Κ . 发电设备 , , Β卜Β Α . 」童红政 . ≅ Τ9 机组空气预热器改造【 Κ . 锅炉技术 , ≅ , ≅Α Α Α Δ 一 Α . 6 吕兆聚 , 刘立圣 , 余琴清 . 容克式空气预热器的常见问题及改进措施〔 〕 . 发电设备 、 ∃ , Δ一 ∃ . 〕徐濒 . 密封仁 Τ〕 . 冶金工业出版社 . ∃ Ξ 3∋ 2 0 Γ 0∋6Ψ2/2 0 Ζ ∋ 3 Γ /Ζ 3 ∋ ς ∋ 3 ,−3 与[ 0 2 ,Θ Γ /8 3−3 ∋,3 Τ5 ∗∴兀 ∋ ]⊥/’ , _ Γ /0 一沙0 犷 , 9Γ ∗∴/ 0 一6 0 扩 , Σ _ Γ ∗ ∴ [ 0 ≅ ∃ . Ν3 0 Θ ∋0 Ε ∋/0/0 ⎯3 03 ∗ ,−3∋ 2, ⎯−/0 ∋∴ /α ⎯Θ砷0Ψ1,α . , /6/0/6/0 ∃≅ ∃ΒΧ . Η∋/2−∋ 0Ε −3 Θ ∋6 Π93 86 ∋ 0,, /6/0 Η∋/2−∋0∃≅Α Χ≅ . Ε∋ 0 ∋ 0 Ε−3Θ∋ 689 3 86∋0, , /6/0Ε ∋0 ∋ 0 6≅Δ 6 , ⎯1 一/0∋ Γ β2, ∋ 7,Γ 2 ,−3 3 ⊥ ∋Θ Π63 , ,−3 3 ∋ 2 一 6 ∋3 63∋ς∋ 3∋,3 ∋/ Π 3−3 ∋,3 2 /0 2,∋ 6 63α/0β/63 ∗ . ≅ χ[ ∋ 0Η∋ 2−∋ 0363 7,/3 ∋ 6Π6 ∋一 /,,∋ 3∋ 0 ∋ 6Ψδ 3α/0 ,−/2Π∋Π3 Γ 3 3 α/0 ,,−3 Π3 ∋,/ 0 Πβ63Θ 2 , ,−3 3, /, 2 3−3Θ3 2∋ 3 Π 3 2 3 0,3α∋0 αα/ 2 3 [ 2 2 3α ,−3 23 ∋62Ψ2,3Θ ,−3 ∋/ Π3−3 ∋,3 Φ3 Ψ9 记2 Γ/Π3−3 ∋,3ΧΓ ⊥/∋ 6 23 ∋6Χ Ξ ∋α/∋623 ∋6 ΗΨ 一Π∋ 2 2 2 3 ∋6Χ Γ/6 3∋ς∋3∋,3