回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的漏風(fēng)原因及預(yù)控方案

張繼

國(guó)家能源集團(tuán)荊門發(fā)電有限公司 湖北荊門 448000

隨著火力發(fā)電機(jī)組蒸汽參數(shù)及容量越來越大，現(xiàn)代電站大型鍋爐普遍采用了三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。具有傳熱系數(shù)高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、金屬耗量較少、煙氣腐蝕輕、運(yùn)行維護(hù)成本低等特點(diǎn)。但由于回轉(zhuǎn)式空預(yù)器自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不可避免的會(huì)產(chǎn)生空預(yù)器漏風(fēng)問題，大部分空預(yù)器漏風(fēng)率約為10%。以荊門公司600MW機(jī)組空預(yù)器為例，分析空預(yù)器漏風(fēng)的原因及解決方法。

1 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的形成

目前，鍋爐不斷向大容量方向發(fā)展，作為鍋爐尾部熱交換設(shè)備的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，因其在鍋爐效率的提高、傳熱過程的強(qiáng)化方面有重要作用，而廣泛應(yīng)用于火電機(jī)組鍋爐。然而，當(dāng)前國(guó)內(nèi)發(fā)電機(jī)組的發(fā)電負(fù)荷與設(shè)計(jì)負(fù)荷對(duì)比，相對(duì)偏低?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器所受負(fù)荷不同，其轉(zhuǎn)子膨脹量也會(huì)也存在差異，最終出現(xiàn)空氣預(yù)熱器直接通風(fēng)、產(chǎn)生漏風(fēng)現(xiàn)象。

2 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)因素分析

（1）殼體漏風(fēng)。這部分漏氣的原因是設(shè)備安裝和制造中的錯(cuò)誤。空氣預(yù)熱器殼體由各種部件組成，然后與煙道連接。在施工過程中，如果接頭表面沒有緊密焊接或法蘭連接，如果不緊，則會(huì)導(dǎo)致漏氣。（2）空預(yù)器直接漏風(fēng)的原因。當(dāng)空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子處于高溫狀態(tài)時(shí)，熱煙氣端溫度高，轉(zhuǎn)子徑向膨脹大，冷空氣端和二次空氣端溫度低，膨脹小，并且由于中心軸向膨脹，中心部分向上移動(dòng)。外邊緣向上移動(dòng)小，形成“蘑菇狀”變形，導(dǎo)致扇形密封板與轉(zhuǎn)子和定子端面之間形成密封間隙，形成三角形漏氣區(qū)域，從而增加漏氣量空氣預(yù)成型機(jī)。（3）安裝方面?？諝忸A(yù)熱器主要安裝于煙風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)出口位置，這里會(huì)由于氣壓差而產(chǎn)生間隙漏風(fēng)；由于轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生攜帶漏風(fēng)。該空氣預(yù)熱器在安裝時(shí)，容易受場(chǎng)地限制，極有可能因?yàn)槭芰Σ痪鶎?dǎo)致設(shè)備變形，無法對(duì)轉(zhuǎn)子及扇形板正確矯正。如果不慎將空氣預(yù)熱器的構(gòu)件碰撞，就會(huì)使風(fēng)道受阻、傳感器失靈、轉(zhuǎn)子偏心，最終導(dǎo)致漏風(fēng)。

3 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的預(yù)控方案

3.1 優(yōu)化漏風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)作過程及控制面板

(1)漏風(fēng)自動(dòng)控制裝置投入運(yùn)行時(shí)，扇形板按照1.6mm/min的速率先進(jìn)行下行，當(dāng)達(dá)到位置底限時(shí)，觸發(fā)位置傳感器動(dòng)作，扇形板停止下行，并進(jìn)行上行，上行預(yù)設(shè)定值后停止，此時(shí)扇形板與轉(zhuǎn)子徑向密封片之間的間隙為正常間隙，自動(dòng)漏風(fēng)裝置完成一次跟蹤。當(dāng)扇形板停止后，漏風(fēng)裝置開始計(jì)時(shí)，達(dá)到預(yù)設(shè)定值(2h)后，扇形板將再次自動(dòng)跟蹤一次，重新達(dá)到正常間隙。(2)為防止扇形板同時(shí)下行導(dǎo)致的空預(yù)器電流突升，工廠增加了A，B側(cè)總控開關(guān)。當(dāng)投入總控開關(guān)后，A、B側(cè)空預(yù)器的3塊扇形板間隔15min下行，并2h跟蹤一次，從而避免了3塊扇形板同時(shí)下降導(dǎo)致的空預(yù)器電流突升的現(xiàn)象。

3.2 徑向彈簧密封控制

由于轉(zhuǎn)子“蘑菇”的變形和不規(guī)則的徑向間隙，考慮使用彈簧密封件將扇形板首先固定在合理的位置。 當(dāng)沒有插入風(fēng)扇板時(shí)，彈簧密封系統(tǒng)安裝在徑向轉(zhuǎn)子箱上，彈簧密封滑塊比扇形板高5mm-10mm。當(dāng)彈簧密封滑塊在扇形板下方移動(dòng)時(shí)，彈簧壓縮并變形，并且密封滑塊接觸扇形板以形成無間隙密封系統(tǒng)，該密封系統(tǒng)由彈簧自動(dòng)變形。補(bǔ)償轉(zhuǎn)子的不規(guī)則“蘑菇”變形，當(dāng)密封滑塊離開扇形板時(shí)，彈簧會(huì)自動(dòng)復(fù)位并按順序循環(huán)。

3.3 施工焊接控制

焊接應(yīng)按照?qǐng)D紙要求完成對(duì)應(yīng)的密封焊和間斷焊，不得漏焊。焊接時(shí)，環(huán)焊縫應(yīng)做到分段退焊，定位焊完成后，先完成0°、180°位置焊接，再完成90°、270°位置焊接，然后按順時(shí)針順序選擇一個(gè)區(qū)，焊接該區(qū)內(nèi)一段相鄰焊縫，每段焊道長(zhǎng)≤300mm，焊接方向?yàn)槟鏁r(shí)針。徑向、軸向焊道焊接參照回轉(zhuǎn)倉(cāng)安裝模式，按角度和位置調(diào)整焊接順序，保證均勻、對(duì)稱施焊，避免形變累加至一側(cè)，焊縫應(yīng)采取分段焊方式，總體上徑向焊縫自中心向外施焊，軸向焊縫自下向上施焊。焊接時(shí)，電流不得過大，以減少熱形變，焊接后做好清理打磨工作，保證各密封無雜物。關(guān)鍵部件如中心筒等位置焊接必須做好直接接地，以免軸承箱引弧受損。

焊接應(yīng)按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行，以完成相應(yīng)的密封和間歇焊接，不得焊接。焊接時(shí)，圓周焊縫應(yīng)部分回流。定位焊接完成后，首先完成0°和180°位置，然后完成90°和270°位置焊接，然后按順時(shí)針順序選擇一個(gè)區(qū)域，在區(qū)域內(nèi)焊接一段相鄰的焊縫，每個(gè)焊縫長(zhǎng)度小于等于300毫米，焊接方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。徑向，軸向焊接參考旋轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù)安裝方式根據(jù)角度和位置調(diào)整焊接順序，確保焊接均勻，對(duì)稱，避免變形并增加一側(cè)，焊縫應(yīng)采用分段焊接方式。

3.4 安裝方面

在進(jìn)行靜密封安裝時(shí)，需要做到兩點(diǎn):①使密封盤與圓弧板之間的距離調(diào)節(jié)到最佳，②使風(fēng)倉(cāng)間的密封效果得到保證。密封裝置的安裝包括:軸向密封安裝、徑向密封片安裝、中心筒密封片安裝、旁路密封片安裝。在軸向密封裝置的安裝中，使冷端與熱端的轉(zhuǎn)子密封角鋼跳動(dòng)量的最大點(diǎn)保持2mm；在徑向密封片的安裝中，以某塊徑向隔板為標(biāo)準(zhǔn)，來保證3塊扇形板的水平度處于同一平面，最終使扇形板與密封片之間的誤差保持在1mm；在中心筒密封片的安裝中，要控制好中心筒端面與靜密封卷筒之間的距離，使靜密封卷筒的密封面與中心筒密封之間的距離為1.5mm，使扇形板密封表面與中心筒密封之間的距離保持在0.5mm～1.5mm；在旁路密封片的安裝中，要使密封鋼角與其之間保持合理距離。

4 結(jié)語(yǔ)

2018年通過對(duì)荊門發(fā)電公司#7機(jī)組空預(yù)器系統(tǒng)自動(dòng)控制裝置系統(tǒng)優(yōu)化及徑向彈簧密封投入前后對(duì)比，空預(yù)器的漏風(fēng)率由10%下降至約4%，說明漏風(fēng)控制裝置及徑向彈簧密封降低空預(yù)器直接漏風(fēng)有效，而且裝置運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，自動(dòng)化程度高，操作方便?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器將在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，進(jìn)行完善和優(yōu)化，提高機(jī)組運(yùn)行效率，減少煤炭消耗量，提高穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。