達電#4爐空預(yù)器疊式密封改造及效果

李強

【摘 要】對達拉特電廠鍋爐回轉(zhuǎn)空預(yù)器密封系統(tǒng)改造前的設(shè)計、實際運行中存在的問題進行簡析，介紹空預(yù)器疊式密封技術(shù)系統(tǒng)原理、改造情況，并對改造前后的經(jīng)濟效益及安全性進行了對比。

【關(guān)鍵詞】空預(yù)器密封系統(tǒng)；改造；效益分析

0.前言

達拉特電廠ⅠⅡ期的四臺爐的空預(yù)器均為上海鍋爐廠產(chǎn)2-29VI（T）—2083MOD型容克式空預(yù)器，運行多年來存在空預(yù)器漏風(fēng)率高，煙側(cè)堵灰阻力大等問題，影響機組的安全經(jīng)濟運行。為解決此問題，在2011年10月份大修期間對#4爐空預(yù)器進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)器蓄熱模塊倉格由24分倉改48分倉，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)率及輔機電耗明顯改善，空預(yù)器煙側(cè)阻力降低，達到了密封改造的預(yù)期效果。

1.鍋爐特性及設(shè)備概況

達拉特電廠#4爐系采用美國B&WB;公司技術(shù)設(shè)計制造的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沖懸浮燃燒。尾部煙道呈倒L型布置，兩臺三分倉容克式回轉(zhuǎn)空預(yù)器布置于尾部豎井煙道中，離心式一次風(fēng)機，軸流式送、引風(fēng)機構(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CE公司的技術(shù)設(shè)計和制造的，型號為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)子采用模塊倉格結(jié)構(gòu)，直徑10330mm，轉(zhuǎn)子依靠側(cè)置的減速機輸出軸齒與轉(zhuǎn)子圍帶嚙合傳動，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.運行中出現(xiàn)的問題

（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)率高等問題，雖空預(yù)器經(jīng)過大修更換三向密封片運行數(shù)月內(nèi)漏風(fēng)增長變化不大，但在運行約一年時間后，漏風(fēng)又超標(biāo)嚴重，影響機組的安全經(jīng)濟運行。

（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，運行中較高壓頭的一、二次風(fēng)對其沖擊力很大，造成固定螺絲及下部墊鐵的多次松動，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)定運行帶來隱患威脅。

（3）熱端扇形板與殼體固定密封板在運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、振動等因素極易造成積灰變形等問題從而影響調(diào)節(jié)密封間隙而影響正常運行。

（5）軸向密封裝置因圓弧板原因，無法加裝有效密封形式，形成一個漏風(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#4號爐的空預(yù)器進行了漏風(fēng)測量，平均漏風(fēng)率分別為A側(cè)12.56%（300MW負荷）和B側(cè)13.14%（300MW負荷）。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)大的主要原因為：（1）空預(yù)器轉(zhuǎn)子在熱態(tài)會發(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疊式密封片進行密封，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)計不僅能保證空預(yù)器漏風(fēng)率在運行初期保持較低值（大約在5-6%），更重要的是能有效地保證其在鍋爐運行3-5年的周期內(nèi)，漏風(fēng)率變化不超過2%，從根本上消除回轉(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)隨時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隔倉改造為48 隔倉，相應(yīng)的冷、熱端徑向、軸向密封片由原來的24道增加為48道。為適應(yīng)新的密封轉(zhuǎn)子設(shè)計，對原有的蓄熱元件清理后切割，重新組裝，以適應(yīng)新的倉隔設(shè)計，同時，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為一道密封片，軸向密封由原來的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分倉改48分倉，蓄熱元件拆包切割組裝過程中全部清灰、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1.5mm，并對空預(yù)器上部的煙、風(fēng)道進行適當(dāng)?shù)南尬唬蛎浟坑缮喜康姆墙饘倥蛎浌?jié)來吸收。

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

（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保護焊接安裝，要求倉格板與框架之間的間隙保證不偏離設(shè)計值。因此處漏風(fēng)易影響空預(yù)器換熱效率，也會加大空預(yù)器熱端風(fēng)的壓頭，進而加大漏風(fēng)。

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

（10）轉(zhuǎn)子倉格板間的焊接以及與固定徑向密封片隔板均采用CO2保護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)，對改造后的空預(yù)器進行技術(shù)鑒定，測得機組滿負荷工況運行時，漏風(fēng)率 A側(cè)6.19%和B側(cè)6.32%，比改造前滿負荷工況漏風(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、引風(fēng)機、一次風(fēng)機的電耗也降低，節(jié)省了廠用電，同時也避免了因風(fēng)機出力不足而影響機組出力的故障。

（3）空預(yù)器檢修維護工作量大大減輕，延長了空預(yù)器的大小修及停機時間。

（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)計值），額定負荷下，空預(yù)器一次風(fēng)、二次風(fēng)阻力低于90.89mmH2O.（設(shè)計值）。

（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)計值高出1.05%。

6.空預(yù)器改造后效益簡析

經(jīng)濟明顯。

#4號爐空預(yù)器密封系統(tǒng)改造投運后，引、送、一次風(fēng)機的運行電流及輔助機運行單耗明顯下降，尤其是一次風(fēng)機單耗下降6-8A。按2010年5月至2011年5月的發(fā)電量進行推算，鍋爐的僅一次風(fēng)機，可降低電耗為95萬KW.h，按電價0.28元/KW.h計算，增加效益190萬元，而改造材料費用及安裝費用合計不到160萬元。

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，實測值為143℃。

綜上所述：空預(yù)器改造后的綜合經(jīng)濟效益是非常可觀的。

【參考文獻】

[1]容鑾恩主編.300MW機組叢書第一分冊.燃煤鍋爐機組.中國電力出版社，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)品說明書.