空氣預熱器漏風及倒排問題的處理和原因分析

陳益飛，楊定龍

(江蘇射陽港發(fā)電廠，江蘇射陽224362)

江蘇射陽港電廠4號鍋爐由上海鍋爐廠設計制造，型號為SG-425/13.7-M774型，為超高壓中間再熱自然循環(huán)鍋爐。引風機由成都風機廠生產，型號為Y4-73-12NO.27.5F型。鍋爐容克式空氣預熱器由上海鍋爐廠生產，型號為2-24.5VI-2032，轉子直徑為6 890 mm，傳熱元件總高度為2 032 mm，轉子采用圍帶傳動，轉子倉格為24分倉，采用徑向、軸向和周向密封，熱端徑向密封無自動間隙調整裝置。4號機組2005年6月投產，近年來空氣預熱器漏風率逐年升高，大修前甲、乙2臺空氣預熱器漏風率分別為10.52%和11.58%，超出國際慣例10%的標準[1]，高于設備設定8%的水平。同時鍋爐爐膛負壓波動比較大，絕對值達到200多Pa，超出鍋爐正常運行允許波動范圍，給鍋爐燃燒穩(wěn)定運行帶來安全隱患。文中介紹了2010年5月大修中對鍋爐空氣預熱器的處理情況和原因分析。隙，已無法做到精確調節(jié)。2009年11月至2010年4月跟蹤發(fā)現(xiàn)，其漏風率逐漸增大，如表1所示。

表1空氣預熱器漏風率統(tǒng)計

1空氣預熱器漏風率處理

1.1大修中密封的處理情況

圖1空氣預熱器布置圖

空氣預熱器布置如圖1所示。

該次大修發(fā)現(xiàn)空氣預熱器密封片中部已磨穿（如圖2所示），共更換了損壞嚴重的熱端、冷端密封片18片，舊的密封片都重新進行清理、打磨、修復，處理后的密封片如圖3所示。扇形板由于變形和磨損不具備更換條件，暫繼續(xù)使用。密封片全部回裝后將間隙調整到規(guī)定值，間隙的調整首先保證對稱位置的扇形板和軸向密封板在同一平面和同一圓周上，并以此作為基準點來調整密封片的間隙，這是密封調整成敗的關鍵。

空氣預熱器密封組件經長時間運行，由于磨損、腐蝕及密封動靜間的摩擦，多處已發(fā)生不同程度的不規(guī)則變形和磨損，在機組調停下調節(jié)密封間

1.2原因分析

（1）密封間隙超出標準間隙50%～60%，這是漏風率大的主要原因。

（2）密封片與密封板磨損比較嚴重，密封表面有大量磨損的波浪形溝槽，溝槽最深處達5 mm，同時扇形板肉眼觀察有明顯的拱起變形，這些局部的磨損和變形也是漏風率增大的原因。由于密封面不平造成停爐密封調整難度較大，打磨修復的工作量也比較大。

（3）空氣預熱器膨脹支座被水泥澆筑后不能自由膨脹[2]，空氣預熱器的梁體、支撐和密封組件等膨脹受阻發(fā)生變形，運行中密封動靜發(fā)生摩擦，且空氣預熱器電機電流上升不得不調大間隙，以保證設備運行，從而導致漏風率增大。在新建電廠中對空氣預熱器膨脹支座受阻的情況要引起足夠重視。

1.3調整措施

（1）密封間隙的調整數(shù)值不能參照設備說明書的數(shù)據(jù)越小越好，應遵循安全第一的原則，在不發(fā)生膨脹受卡的情況下，一般選擇廠家提供的中間數(shù)值，之后再根據(jù)運行情況利用機組停運機會循序漸進地縮小間隙。

（2）磨損的密封片由于更換費用低和工作量較小，為達到較好的密封效果應重新更換。軸向密封板由于面積相對不大，利用四角的調整螺栓進行調整，就可以降低軸向的漏風率。對于變形的扇形板，密封間隙進行測量調整時在圓周半徑位置上應多取幾個基準點，必要時可將密封片人為分段安裝，可降低由于扇形板變形導致的漏風增大。

（3）密封間隙調整后以1個人人工盤車稍費力為宜，如2個人才能盤動，說明摩擦力較大，密封間隙過小。同時盤車轉動轉子時密封片不應有任何摩擦聲，如有摩擦聲且聲音悶響，也說明密封間隙過小，熱態(tài)啟動后將會發(fā)生轉子卡死現(xiàn)象。

（4）密封調整的空氣預熱器在鍋爐點火啟動中應控制排煙的升溫速度，煙氣溫度上升太快，傳熱元件受熱不均變形會導致密封卡澀故障。開爐過程中要密切關注空氣預熱器電流情況，如發(fā)生電流突然增大，應立即停止增加負荷，穩(wěn)定排煙溫度，檢修人員根據(jù)現(xiàn)場密封摩擦情況，可適當調大摩擦部位的密封間隙。

2傳熱元件倒排的處理和原因分析

2.1傳熱元件倒排的危害

空氣預熱器熱端傳熱元件上表面發(fā)生明顯的倒排現(xiàn)象，打開檢查發(fā)現(xiàn)內部傳熱元件也發(fā)生彎曲變形，如圖4所示。由于倒排的傳熱元件流通方向發(fā)生改變，流通阻力增大，進一步造成流速低的部位和流通彎曲區(qū)域積灰嚴重，使倒排的傳熱元件喪失換熱的作用，二次風溫有所減低，降低了鍋爐的效率。傳熱元件倒排造成空氣預熱器系統(tǒng)阻力增大，增加了引風機的出力，由于倒排傳熱元件在圓周上不是均勻布置的，空氣預熱器在轉動過程中系統(tǒng)阻力周期性發(fā)生變化，造成了鍋爐負壓在相應周期內波動，一般在-80～120 Pa之間，嚴重影響鍋爐的安全運行。

圖4傳熱元件倒排情況

2.2傳熱元件清灰和倒排處理

在檢查中發(fā)現(xiàn)局部熱端傳熱元件倒排現(xiàn)象嚴重，倒排的換熱元件已經完全喪失了煙氣流通的性能。施工中將甲、乙側空氣預熱器熱端傳熱元件與冷端傳熱元件全部取出，共計更換熱端倒排元件24組。大修中對抽出的傳熱元件逐只進行高壓水沖洗，沖洗效果較好（如圖5所示）。同時為驗證沖洗效果，拆散進行抽查，傳熱元件內部也沖洗干凈。由于該次水沖洗對熱端、中間層和冷端都單獨分層逐只沖洗，其效果較以往空氣預熱器內部整體沖洗要徹底，也為以后空氣預熱器水沖洗積累了經驗。

圖5處理后的傳熱元件

2.3原因分析和預防

倒排只發(fā)生在熱端上層中圈位置的傳熱元件,表面可看到局部小面積的倒排，把整組傳熱元件拆開檢查發(fā)現(xiàn)內部已大面積彎曲變形。倒排位置剛好是吹灰器不吹灰時噴嘴的位置，同時該次檢修發(fā)現(xiàn)空氣預熱器吹灰總閥和吹灰器進汽閥都存在內漏現(xiàn)象，由此判斷傳熱元件倒排原因是由于空氣預熱器吹灰管道冷凝水進入空氣預熱器，傳熱元件遇到冷凝水熱脹冷縮產生變形。進入空氣預熱器的冷凝水可能是吹灰時疏水不盡大量進入，也可能是吹灰總閥和分路閥內漏，冷凝水長期漏入，或者是上述2種現(xiàn)象共同作用的結果。

因此，防止傳熱元件的倒排要從防止過冷水進入入手，運行人員在空氣預熱器吹灰前一定要疏水充分，檢修人員日常巡查中注意吹灰總閥和分路閥的內漏情況，配置的消防水和沖洗水系統(tǒng)要保證其嚴密性。在機組大小修中結合爐膛負壓運行情況，及時掌控傳熱元件運行動態(tài)，檢查傳熱元件是否發(fā)生倒排現(xiàn)象。

3取得的效果

該次空氣預熱器大修工作效果顯著，江蘇省蘇協(xié)環(huán)境技術研究院熱態(tài)檢驗報告顯示，甲、乙2臺空氣預熱器漏風率分別為8.09%，8.77%，比大修前下降近2%。根據(jù)中電投在漏風率上的校對標準，漏風率每變化 1%，影響供電煤耗 0.21 g/（kW·h），測算每年可節(jié)省標煤450 t，全年可節(jié)省36萬元（以800元/t計）。通過對倒排傳熱元件的處理，徹底解決了爐膛負壓波動大的問題，機組開啟后爐膛負壓維持在±40 Pa范圍內，保證了鍋爐穩(wěn)定燃燒運行，降低了空氣預熱器對系統(tǒng)的壓降，在節(jié)能方面也有可觀的經濟效益。

4結束語

通過對空氣預熱器密封間隙的調整處理，空氣預熱器漏風率得到大幅降低，日常要控制和掌握漏風率的發(fā)展趨勢，查找漏風率增大的原因，及早開展預防工作。對于傳熱元件的堵塞污染和變形情況，應從運行工況上加以判斷，加強定期吹灰，利用停爐機會對傳熱元件進行清洗和檢查，保證設備始終處于安全穩(wěn)定運行狀態(tài)。

[1]章德龍.鍋爐設備及其系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2]DL/T748.8—2001，火力發(fā)電廠鍋爐機組檢修導則.第8部分：空氣預熱器檢修[S].