回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)問(wèn)題探討

劉建勛

摘要：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是確保鍋爐運(yùn)行熱效率的重要組成部分，由于回轉(zhuǎn)式空預(yù)器自身結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，在運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)榭諝鈧?cè)和煙氣側(cè)的壓差以及結(jié)構(gòu)的間隙而導(dǎo)致直接漏風(fēng)，嚴(yán)重影響著鍋爐運(yùn)行的熱效率以及電廠的經(jīng)濟(jì)效益。因此要對(duì)漏風(fēng)的原因進(jìn)行分析，進(jìn)而制定改進(jìn)的措施，以降低漏風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生，從而提高鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性和電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)式；空氣預(yù)熱器；漏風(fēng)；原因；措施

1、引言

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器其結(jié)構(gòu)較為緊湊，鋼消耗量較少，而且容易進(jìn)行布置，可以有效的降低鍋爐排煙溫度，節(jié)約燃料，能夠提高燃料的燃盡程度，有利于燃燒效率的提高，對(duì)于整臺(tái)設(shè)備的煙氣溫度水平提升具有極為重要的意義。但回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器存在著一個(gè)致命缺點(diǎn)，即漏風(fēng)率較高。這樣勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致機(jī)組熱力工況變化較大，極易導(dǎo)致受熱面壁溫受到低溫的腐蝕，影響機(jī)組運(yùn)行的熱效率，增加企業(yè)煤炭的消耗量，不利于企業(yè)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益的提升。

2、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的工作原理

該種預(yù)熱器在工作期間，空氣與煙氣會(huì)交替流過(guò)受熱面，在與煙氣接觸過(guò)程中，加熱轉(zhuǎn)子內(nèi)部的蓄熱元件，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到空氣側(cè)后，將蓄熱元件所帶熱量釋放給流經(jīng)轉(zhuǎn)子的空氣，達(dá)到預(yù)熱空氣的目的。交替環(huán)節(jié)是重復(fù)進(jìn)行的，溫度也在逐漸地積累，直到達(dá)到使用需求的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)使用需求選擇合理的旋轉(zhuǎn)方向，受熱面轉(zhuǎn)動(dòng)是最常見(jiàn)的形式，工作期間如果檢測(cè)得到的溫度低于設(shè)計(jì)溫度，則要考慮是否在轉(zhuǎn)速上出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)氣體的循環(huán)利用是回轉(zhuǎn)式設(shè)備與傳統(tǒng)設(shè)備的主要差別，實(shí)現(xiàn)了廢氣重復(fù)利用，運(yùn)行更輕巧便捷，不會(huì)受到場(chǎng)地因素的影響，對(duì)氣體的加熱效果明顯。

3、空氣預(yù)熱器的作用

（1）改善并強(qiáng)化燃燒?？諝饨?jīng)過(guò)預(yù)熱器后形成熱空氣，這部分熱空氣進(jìn)入到鍋爐內(nèi)部，可以有效的提高煤粉的燃燒效率，對(duì)燃燒的穩(wěn)定性具有非常好的效果，并且能夠有效的降低不完全燃燒產(chǎn)生的熱損失，有利于更好的提高鍋爐熱效率，進(jìn)一步改善鍋爐的燃燒條件。（2）提高鍋爐熱效率。空氣預(yù)熱器可以確保鍋爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性，強(qiáng)化輻射熱交換，減小爐內(nèi)損失，降低排煙溫度，從而降低鍋爐內(nèi)不完全燃燒產(chǎn)生的損失和排煙損失，確保了鍋爐熱效率的提升。（3）強(qiáng)化傳熱。熱空氣進(jìn)入鍋爐內(nèi)有效的改善和強(qiáng)化爐內(nèi)的燃燒工況，使進(jìn)入爐內(nèi)的熱風(fēng)溫度得以提高，有效的確保了爐內(nèi)平均溫度的提升，對(duì)爐內(nèi)輻射傳熱起到了強(qiáng)化作用，對(duì)提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性具有非常重要的作用。（4）熱空氣可作為制粉設(shè)備系統(tǒng)中煤的干燥介質(zhì)。熱空氣不僅可以作為制粉系統(tǒng)的干燥劑，同時(shí)還是煤粉輸送的介質(zhì)?？諝忸A(yù)熱器由于結(jié)構(gòu)不同，可以分為管式、板式和回轉(zhuǎn)式三類(lèi)。在一些工業(yè)鍋爐中管式空氣預(yù)熱器應(yīng)用較為廣泛。而在一些大型電站及鋼鐵企業(yè)中，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器應(yīng)用較為廣泛。

4、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)原因的分析

4.1受熱不均問(wèn)題

空氣預(yù)熱器動(dòng)靜部件的間隙就是漏風(fēng)的渠道，由桶式轉(zhuǎn)子和外殼組成，每一格都是15°的圓周角熱端轉(zhuǎn)子膨脹變大，轉(zhuǎn)子是運(yùn)動(dòng)部件容易出現(xiàn)變形，酸霧會(huì)對(duì)金屬設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，從而出現(xiàn)漏風(fēng)區(qū)，造成較大漏風(fēng)量。

4.2低溫腐蝕和堵灰問(wèn)題

設(shè)備使用期間各零件結(jié)構(gòu)緊密，精密部位一旦進(jìn)入灰塵會(huì)對(duì)使用安全造成嚴(yán)重的影響。空氣中不含有雜質(zhì)，相比之下煙氣的成分比較復(fù)雜，長(zhǎng)時(shí)間與受熱面接觸其中一些懸浮的飛灰會(huì)聚集在其中，造成管道堵塞。這種現(xiàn)象在鍋爐使用頻繁的季節(jié)中常常會(huì)出現(xiàn)。煙氣在低溫狀態(tài)下其中部分物質(zhì)會(huì)凝結(jié)在設(shè)備表面，并且?guī)в懈g性，不利于預(yù)熱器運(yùn)行。材質(zhì)在腐蝕作用下逐漸破損，此時(shí)便會(huì)引發(fā)漏風(fēng)故障，預(yù)熱器一旦出現(xiàn)漏風(fēng)率偏大問(wèn)題便會(huì)降低預(yù)熱器的換熱效果，空氣不能得到良好的加熱，使預(yù)熱器冷端處在低溫環(huán)境下運(yùn)行，形成了惡性循環(huán)，最終造成嚴(yán)重的預(yù)熱器損壞問(wèn)題。堵塞物質(zhì)如果過(guò)多也不利于清除，在技術(shù)方法上也要不斷地改進(jìn)，雖然有明確的故障產(chǎn)生原因，但仍然需要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新優(yōu)化。

4.3特殊結(jié)構(gòu)問(wèn)題

回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的外殼是靜止部件，三分倉(cāng)結(jié)構(gòu)只有一條徑向密封片，這種結(jié)構(gòu)會(huì)使密封片發(fā)生故障，造成設(shè)備漏風(fēng)率提高。使其受熱面承受較大的兩側(cè)壓力，被分成24倉(cāng)格，一般情況下冷端轉(zhuǎn)子徑向變小，形成單徑向密封狀態(tài)，與扇形密封板接觸。

4.4設(shè)備使用中的管理問(wèn)題

空預(yù)器在各項(xiàng)因素的影響下，比如飛灰、腐蝕、密封件磨損等因素的影響下，空預(yù)器密封受到影響，從而使空預(yù)器風(fēng)側(cè)的高壓介質(zhì)漏入負(fù)壓的煙氣側(cè)，這樣就會(huì)使送入爐內(nèi)的氧量有所降低，為了維持爐內(nèi)氧量，運(yùn)行人員則必須提高送風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度，增加送風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)壓。我們上面已經(jīng)分析過(guò)，送風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓增加后，必然會(huì)導(dǎo)致空預(yù)器漏風(fēng)的進(jìn)一步擴(kuò)大，從而形成惡性循環(huán)，因此空預(yù)器漏風(fēng)狀態(tài)的監(jiān)控非常重要?，F(xiàn)在電廠運(yùn)行中將空預(yù)器漏風(fēng)率的檢測(cè)作為一項(xiàng)定期工作，也就是出于以上原因。通過(guò)對(duì)空預(yù)器漏風(fēng)率的監(jiān)控了解空預(yù)器的漏風(fēng)狀態(tài)，漏風(fēng)率不大時(shí)可以維持機(jī)組運(yùn)行，但是如果由于各種原因?qū)е驴疹A(yù)器漏風(fēng)率超標(biāo)，則必須將其納入檢修項(xiàng)目。

5、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的解決措施

5.1適當(dāng)改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)和使用LCS自動(dòng)控制系統(tǒng)

現(xiàn)階段已經(jīng)有一些廠商針對(duì)預(yù)熱器的控制系統(tǒng)進(jìn)行整改，并且取得了顯著成果，應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)，預(yù)熱器使用期間系統(tǒng)會(huì)定期對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)，并反饋至控制系統(tǒng)中，與輸入的額定數(shù)據(jù)相比較。發(fā)現(xiàn)參數(shù)不準(zhǔn)確或者有空氣泄漏現(xiàn)象，控制系統(tǒng)會(huì)提示，技術(shù)人員了解形式后能夠在短時(shí)間內(nèi)確定有效的調(diào)試方案。在傳熱元件處安裝傳感器，將監(jiān)測(cè)到的溫度實(shí)時(shí)傳遞，間隔一段時(shí)間后對(duì)數(shù)據(jù)變化進(jìn)行分析，判斷預(yù)熱器是否存在安全影響。與傳統(tǒng)的控制方法相比較，自動(dòng)化系統(tǒng)更精準(zhǔn)，維修人員也要提升個(gè)人技術(shù)能力，總結(jié)預(yù)熱器維修經(jīng)驗(yàn)，日常管理過(guò)程中通過(guò)觀察運(yùn)行情況也可以發(fā)現(xiàn)一些隱患問(wèn)題。LCS控制技術(shù)中有完善的檢測(cè)系統(tǒng)，測(cè)量漏風(fēng)精準(zhǔn)度有明顯的提升，通過(guò)控制系統(tǒng)的內(nèi)部調(diào)節(jié)，能夠降低40%的故障發(fā)生幾率，這一點(diǎn)是傳統(tǒng)控制技術(shù)中所不具備的。

5.2合理設(shè)置轉(zhuǎn)子直徑間隙面積

做好熱端徑向間隙控制，熱端徑向間隙是空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的主要渠道，必須做到嚴(yán)格控制，靜態(tài)密封間隙的控制，為了保障空氣預(yù)熱器扇形板和軸向密封板的可調(diào)性，在扇形板與中心桁架之間，軸向密封板與外殼之間都需要安裝靜密封，從而有效降低間隙面積。但是在熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，預(yù)熱器會(huì)發(fā)生復(fù)雜的綜合變形，尤其轉(zhuǎn)子會(huì)發(fā)生蘑菇狀變形，使得熱端間隙增大，如果不采取措施的話，預(yù)熱器65%的漏風(fēng)都發(fā)生在熱端徑向間隙。將熱端扇形板內(nèi)側(cè)吊掛于中心軸，外端吊掛于中心桁架，所以內(nèi)側(cè)間隙不變，外側(cè)間隙由于轉(zhuǎn)子蘑菇狀下垂和外殼增長(zhǎng)而增大。冷端間隙控制，冷端壓差大于熱端壓差，冷端氣體密度大于熱端氣體密度，因此冷端徑向漏風(fēng)是空預(yù)器漏風(fēng)的重要因素，必須對(duì)冷端間隙做好有效控制。通常采用冷端預(yù)熱，熱端彌補(bǔ)的方法進(jìn)行調(diào)整與控制。

5.3加強(qiáng)空氣預(yù)熱器吹灰裝置的運(yùn)行管理

預(yù)熱器中飛灰堆積問(wèn)題常常發(fā)生，引起了鍋爐設(shè)備維護(hù)人員的關(guān)注，在技術(shù)方面也得到了很大進(jìn)步。安裝吹灰器能夠解決這～問(wèn)題，鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)期間飛灰如果聚集在預(yù)熱器中，在吹灰器的作用下能夠得到清理，為設(shè)備運(yùn)行提供有力保障條件。吹灰器內(nèi)涉及到很多精密零件，安裝期間要對(duì)精密零件進(jìn)行保護(hù)，發(fā)現(xiàn)變形或者損壞要及時(shí)更換。對(duì)于已碳化的煙油垢，將化學(xué)藥劑平均撒到傳熱元件上部，然后噴少量的水，藥劑受潮后與垢作用，待垢潤(rùn)濕乳化后及時(shí)對(duì)其沖洗，直到?jīng)_洗干凈為止。但化學(xué)清洗不能經(jīng)常進(jìn)行，因?yàn)榍鍧嵍纫话銥?0%～95%，也就是說(shuō)，每次清洗完后有5%～10%的面積沒(méi)有清理干凈，機(jī)組運(yùn)行后這些面積中的灰垢將被燒烤成堅(jiān)固的硬塊，下次停機(jī)很難將其清洗掉，如此循環(huán)下去，清洗工作會(huì)越來(lái)越困難。建議將工作的重心前移，在運(yùn)行中盡量減少空氣預(yù)熱器的積灰，加強(qiáng)蒸汽吹灰裝置的運(yùn)行管理。

5.4優(yōu)化檢修管理流程

加強(qiáng)檢修管理，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行?；剞D(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)率的有效降低，設(shè)備管理流程的優(yōu)化必不可少。檢修部需要針對(duì)空預(yù)器的運(yùn)行狀態(tài)和檢修次數(shù)做出記錄并形成表格，通過(guò)對(duì)空預(yù)器歷年來(lái)運(yùn)行狀態(tài)的分析，來(lái)預(yù)估空預(yù)器的健康狀態(tài)，同時(shí)運(yùn)行部需要根據(jù)空預(yù)器的相關(guān)參數(shù)來(lái)進(jìn)行必要的分析，如果發(fā)現(xiàn)空預(yù)器漏風(fēng)量已經(jīng)快達(dá)到臨界點(diǎn)，則檢修部要根據(jù)空預(yù)器的實(shí)際情況做出分析，判斷空預(yù)器漏風(fēng)產(chǎn)生的根本原因，并形成檢修方案。另一方面要根據(jù)分析結(jié)果積極采購(gòu)備品備件，保證一旦有機(jī)會(huì)進(jìn)行檢修，不會(huì)因?yàn)閭淦穫浼葐?wèn)題耽誤檢修進(jìn)度，保證檢修的及時(shí)性及有效性，第一時(shí)間完成空預(yù)器檢修，保證機(jī)組的安全運(yùn)行。

6、結(jié)語(yǔ)

空氣預(yù)熱器是提高鍋爐運(yùn)行熱效率的重要裝置，對(duì)于穩(wěn)定鍋爐的運(yùn)行工況具有重要的作用。本文對(duì)于回轉(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)的原因進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步提出了改進(jìn)措施。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的密封性能會(huì)不斷地改進(jìn)和優(yōu)化，為提高鍋爐運(yùn)行效率創(chuàng)造有利的條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器異常問(wèn)題分析[J].張建彪，趙建光，馮軍濤，姚學(xué)會(huì).黑龍江科學(xué).2016（01）.

[2]回轉(zhuǎn)式空預(yù)器換熱元件積灰和腐蝕的分析及處理[J].殷禮.科技風(fēng).2017（17）.

（作者單位：山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司）