回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率過高的分析與對策

何有祿

摘要：大型電站目前普遍都是應(yīng)用鍋爐回轉(zhuǎn)預(yù)熱機，但是該設(shè)備長期因為出現(xiàn)漏風(fēng)量過高的問題影響工廠的經(jīng)濟收益，下文首先論述這種漏風(fēng)量的危害，其次對降低漏風(fēng)量，提出了幾點關(guān)鍵性的建議。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐;預(yù)熱器;漏風(fēng)率

當(dāng)前回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱機主要應(yīng)用鍋爐輔助設(shè)備，和傳統(tǒng)的預(yù)熱機相比，該設(shè)備具有傳熱面熱度大，結(jié)構(gòu)緊湊，容易操作的特點。但是該設(shè)備最大的缺點就是漏風(fēng)量不容易控制，因此下文將對回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱機漏風(fēng)率過高的問題進行分析和論述。

1 漏風(fēng)機模型工作原理

回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器由轉(zhuǎn)子和機械外殼兩個部分組成，前者負(fù)責(zé)運動部分，后者屬于靜置保護結(jié)構(gòu)，兩者之間時刻保持一定的空隙，該空隙也就是漏風(fēng)的主要渠道。空氣預(yù)熱機器位于鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)的出口和進口位置，內(nèi)部的側(cè)壓力較大，煙氣壓力和空氣壓力存在一定的差異，這也就是漏風(fēng)的主要原因。如果因為壓力差異以及間隙差異的存在而產(chǎn)生的漏風(fēng)則被成為直接漏風(fēng)。如果轉(zhuǎn)子內(nèi)部本身具有一定的活動空間，轉(zhuǎn)子在活動的時候會攜帶一部分的空氣進入到內(nèi)部，這就是結(jié)構(gòu)漏風(fēng)，根據(jù)統(tǒng)計直接漏風(fēng)將會占據(jù)總量的70%以上，結(jié)構(gòu)漏風(fēng)的總量為20%左右。

攜帶漏風(fēng)的原理在于：停留在蓄熱板內(nèi)部的空間將會隨著轉(zhuǎn)子的運動最終一起進入到煙氣中，所以轉(zhuǎn)子的速度越快漏風(fēng)的體積越大。直接漏風(fēng)主要是因為壓力差距導(dǎo)致的，因此該機器設(shè)備屬于機器運動，活動部件和靜置部件之間必然會存在間隔，空隙位置存在壓力差異必然會引起漏風(fēng)。在四分倉的預(yù)熱器中這種情況能夠用具體的公式表示出來[1]。

2 漏風(fēng)過高所帶來的生產(chǎn)危害

空氣通過回轉(zhuǎn)預(yù)熱器進入到煙氣管道內(nèi)部之后，將會對于附近的送風(fēng)機，引風(fēng)機造成強大的阻力，增加上述機器設(shè)備的電力損耗，如果漏風(fēng)量大于送風(fēng)機本身的荷載能力，還會導(dǎo)致燃燒的風(fēng)向不足，增加鍋爐機械設(shè)備的機械能損耗，更為嚴(yán)重的情況還會導(dǎo)致鍋爐的送粉能力下降。爐膛的持續(xù)負(fù)載工作將會最終導(dǎo)致鍋爐停運。其次空氣預(yù)熱器的持續(xù)漏風(fēng)將會增加鍋爐排煙系統(tǒng)中的空氣系屬，降低本身機器的工作效率，長時間持續(xù)這樣的工作狀態(tài)最終會造成葉輪毀壞，機組崩潰的后果，根據(jù)統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)每一年都會存在這樣的安全事故，并且空氣預(yù)熱機每泄漏1%的風(fēng)量，將會增加機組能耗0.166g/KW。無論從經(jīng)濟性還是社會性方面考慮，漏風(fēng)都會給帶來很大的損失。

3 降低漏風(fēng)的主要措施

回轉(zhuǎn)式預(yù)熱機器最大的特點就是具有攜帶漏風(fēng)的特點，并且屬于一種固定的性質(zhì)，無法進行避免，一臺預(yù)熱機器內(nèi)部的各種參數(shù)數(shù)據(jù)都是固定不變的，所以為了能夠降低這種漏風(fēng)所造成的影響，應(yīng)該能夠從其他方面進行考慮。

3.1 減低漏風(fēng)系屬K

預(yù)熱機直接漏風(fēng)的公式可以用：表示，當(dāng)前國內(nèi)比較有效的改造方法就是將原本的單密封裝置改造為雙或者多密封形式?；剞D(zhuǎn)預(yù)熱器的密封位置主要需要將徑向，軸向，旁側(cè)等位置進行密封。改造之后則需要保證每一塊扇葉在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的時候能夠相互配合，形成密封的效果。其次在密封效果下，能夠降低靜置設(shè)備內(nèi)部流入過多的煙氣，降低內(nèi)外密封的壓強，降低漏風(fēng)率。靜密封采用雙向密封模式，從實際的應(yīng)用效果來看，在外部條件類似的情況下，采用雙重密封能夠降低直接漏風(fēng)量20%以上，但是這并不意味著密封的面積越大越好，因為風(fēng)機內(nèi)部必須要留有一定的操作空間，過多的密封裝置還會消耗過量的經(jīng)濟成本，因此不建議采用多重密封的手段，有關(guān)研究表明當(dāng)密封層數(shù)在單層和雙重密封之間的時候，制造成本和密封效果能夠達到最為經(jīng)濟的平衡。

最后有關(guān)技術(shù)人員在改造機器設(shè)比的時候，可以嘗試采用其他的材料代替密封擋板，例如國內(nèi)某工程采用折向的密封板代替雙層密封板就起到了良好的應(yīng)用效果。該原理在于原本的密封擋板不具備良好的彈性，隨著使用頻率的不斷增加，板材和外部之間的摩擦阻力增加，但是改造之后因為具有良好的彈性，所以能夠降低這種摩擦力，有效控制密封空間的空隙[2]

3.2 降低漏風(fēng)面積

從上文的論述中可以發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)間隙大小直接影響到漏風(fēng)量的多少，間隙越小效果越明顯，但是因為實際條件的限制，機器設(shè)備內(nèi)部必須要存在微小的間隙，因此無法為0，同時過小的間隙會增加設(shè)備之間的摩擦效果，降低使用壽命，因此需要從經(jīng)濟和機器壽命兩個方向考慮。預(yù)熱器漏風(fēng)主要發(fā)生在熱端的間隙，因此需要嚴(yán)格控制該渠道。其次轉(zhuǎn)子的下垂量占據(jù)熱導(dǎo)漏風(fēng)的大部分，空氣預(yù)熱器的熱端用密封片進行封堵，在冷卻的時候開鑿一個小孔，但是機器在運行的時候因為熱端的溫度始終大于冷端，所以轉(zhuǎn)子徑向在熱端比冷端大。在溫度不斷升高之后，轉(zhuǎn)子的強度降低，因為轉(zhuǎn)子本身帶有一定的重量，所以轉(zhuǎn)子的外形會在溫度的影響下發(fā)生形變，轉(zhuǎn)子此時的上部出現(xiàn)一部分的空隙。資料顯示，該部分空隙造成的漏風(fēng)量大約占據(jù)整個漏風(fēng)量的一半以上。國內(nèi)某工廠嘗試采用扇形擋板改造這樣的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)能夠取得不錯的效果。

最后冷端的溫度始終低于熱端，所以該端的氣體密度大于后者，其漏風(fēng)的頻率也大于熱端。若想有效控制冷端的漏風(fēng)間隙，一般都是采用冷態(tài)預(yù)熱彌補方式，冷態(tài)端在調(diào)整的時候，內(nèi)部間隙為0，此時外部留有一定的間隙，冷端控制的關(guān)鍵技術(shù)即對于外側(cè)預(yù)留間隙的控制，該預(yù)制值能夠從大量計算和公式中得出，如果最后發(fā)現(xiàn)預(yù)留值和標(biāo)準(zhǔn)不符，可以手動進行調(diào)整。某工廠曾經(jīng)嘗試通過更換導(dǎo)向軸向的方式降低冷端漏風(fēng)量，將密封的扇形板面懸掛在導(dǎo)向軸上面，板面的下面能夠在熱態(tài)運行的時候隨著轉(zhuǎn)子的膨脹而移動，并且之前預(yù)留的間隙不會隨之改變，所以采用這種替換方法不需要再根部預(yù)留空隙[3]。

3.3 降低側(cè)面壓力

根據(jù)前文的論述，空氣和煙氣排除的壓力擦也是產(chǎn)生漏風(fēng)的主要原因。若想控制這個部分的壓力差距，應(yīng)該從煤爐型號，燃燒機型號，受熱面結(jié)構(gòu)等多個方面考慮，降低鍋爐系統(tǒng)在工作過程中的阻力，防止尾部出現(xiàn)結(jié)露的現(xiàn)象。另外預(yù)熱機在設(shè)計的時候可以添加沖洗，吹灰以及測量等外部裝置，否則會因為長時間的運行出現(xiàn)煤灰堵塞管道的情況造成阻力增加或者壓力差增加，漏風(fēng)率最終提高。如果出現(xiàn)了這樣的后果，則需要停止設(shè)備進行維護，立刻用水進行沖洗，保持受熱面干凈整潔，再次投入使用的時候一定要保證受熱面干燥，否則會重新吸附灰塵。某些工廠的這些操作步驟常常不符合標(biāo)準(zhǔn)，但是沒有經(jīng)濟條件去購置其他的吹灰機，隨著設(shè)備運行時間的增加，阻力增大，漏風(fēng)率達到極值。目前還可以將冷端的波紋板更換為搪瓷材料，這種板材具有耐磨性高，抗腐蝕等特點，這也是目前能夠解決預(yù)熱器板材積灰，磨損，腐蝕等問題的有效替代品[4]。

4 結(jié)語

本廠回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱機在內(nèi)部設(shè)計結(jié)構(gòu)良好的情況下漏風(fēng)量大約在5%以內(nèi)，但是如果內(nèi)部設(shè)計存在缺漏，漏風(fēng)量則會達到10%～15%左右。出現(xiàn)這種情況嚴(yán)重影響到工廠的經(jīng)濟效益，因為一臺預(yù)熱器的漏風(fēng)率每提升1%，將會多投入100萬的生產(chǎn)費用，因此有關(guān)技術(shù)人員需要根據(jù)預(yù)熱機的結(jié)構(gòu)特點進行升級改造，提高機器運行的經(jīng)濟性。

參考文獻：

[1]張輝.2008t/h鍋爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)因素分析及對策[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2014，000（013）：198-198.

[2]張萬軍.回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率超標(biāo)原因分析及對策[J].西北電力技術(shù)，2001（03）：22-25+1.

[3]高嵩.鍋爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率過高的原因與解決措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，No.156（08）：125.

[4]張學(xué)勝，劉為民，劉驚濤.從運行角度降低回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率[J].中國科技博覽，2013（35）：273-273.