29-Ⅵ-68型回转式空预器维护及故障处理.pdf

2 0 o 6 年 第9 期 东北电力技术 经 验 流 、 2 9 一v i 一6 8 型回转式空预器维护及故障处理 ma i n t e n a n c e a n d t r o u b l e s h o o t i n g o f 2 9 -vi -6 8 ro t a r y ai r p r e h e a t e r 于宏 良 ，任海东 ，王才刚 ( 1 ，辽宁省电力有限公司第一分公司，辽宁 铁岭1 1 2 0 0 0 ； 2 辽宁华电铁岭发电有限公司，辽宁铁岭1 1 2 0 0 0 ) 摘要：针对 2 9 一 一 6 8 型回转式空气预热器存在的漏风率高、受热面低温腐蚀、堵灰及磨损严重的问题，从设计和实际应 用出发，分析其产生原因，并在理论分析的基础上提出了采用双密封、安装扇形板的调节机构、采用中心传动、提高金属 壁温及选用耐腐蚀材料等措施，经实际应用后， 取得了显著的经济效益。 关键词：空预器；维护；故障处理 中图分类号t k 2 2 3 3 + 4 文章标识码b 文章编号 1 0 0 4 7 9 1 3( 2 o o 6 )0 9 0 0 2 5 0 3 空气预热器是大中型电站锅炉不可缺少的尾部 换热设备， 其作用是强化燃烧 ， 强化传热，提高锅 炉运行经济性。它一方面降低锅炉排烟温度，减少 排烟热损失 口 2 ，提高锅炉效率，节约能源；另一 方面加热燃烧用 的空气，有利于煤粉的干燥和燃 烧，减少化学不完全燃烧热损失 ( 口 3 )和机械不完 全燃烧热损失 ( 口 ) 。相对于管式空气预热器，回 转式空气预热器具有结构紧凑 、 体积小、钢耗少、 便于布置等优点，因而被广泛应用在大中型电站锅 炉上，尤其是 3 0 0 m w 以上锅炉，只能使用回转式 空气预热器。回转式空气预热器分为受热面回转 ( 容克式)和风罩 回转 ( 诺特谬勒式)2种型式， 受热面回转式空气预热器耗电较多，但漏风容易控 制 ；风罩回转式空气预热器耗电少，但密封 系统不 易控制。自 从 1 9 8 5 年我国引进美国 a b b公司预热 器技术后，国产机组几乎全部使用受热面回转式空 气预热器，只有进口机组中有使用风罩回转式预热 器的，因此本文主要论述受热面回转式 ( 容克式) 空气预热器的常见问题及处理措施。 1 常见问题 1 1 普遍性问题 1 1 1 漏风率高 空气预热器同时处于烟风系统的最上游和最下 游，空气侧压力高，烟气侧压力低，空气就会通过 动静部件之间的密封间隙泄漏到烟气侧 ，形成了漏 风。漏风率很高时， 就会影响锅炉燃烧和出力，增 加送风机和引风机电耗，降低电厂经济效益。我国 大型空气预热器漏风率设计值一般在 8 以下，但 在实际中运行值一般在 1 2 以上。随着运行时间 的延长，漏风率有可能超过 2 0 ；中小型预热器 漏风率设计值一般在 1 0 以下，但在工程实际中， 运行值一般在 1 5 以上，如果长期运行，漏风率 甚至有可能超过 3 0 。回转式空气预热器的致命 缺点是漏风率高，而且随着运行时间延长，漏风率 越来越高。为使回转式空气预热器得到更好地应 用，就必须改进密封系统，降低漏风率。 1 1 2 低温腐蚀和堵灰 回转式空气预热器的受热面是 由厚度为 0 5 n ln1 2 in to的薄板轧制成波纹板之后，叠在一 起压紧组装而成，当量直径很小 ( 8 6 或 9 8 ) ，流 通渠道狭窄，很容易造成积灰和堵塞。大中型电站 锅炉设计排烟温度一般低于 1 5 0 1 6 0，因而空 气预热器冷端受热面壁温较低，容易结露和腐蚀， 使受热面玷污和积灰，影响受热面传热，使金属壁 温进一步降低，从而又加剧了低温腐蚀。这种恶性 循环使排烟温度不断升高，降低了锅炉运行的经济 性，而且还促使烟风道的阻力增加，使引风机负荷 增加，堵灰严重时，会造成引风机电流升高，不能 维持正常炉膛负压，影响锅炉出力和燃烧 ，影响锅 炉和引风机的安全运行，有时不得不停炉冲洗或带 负荷冲洗 。 1 1 3 受热面磨损 受热面磨损主要发生在空气预热器的热段受热 面。烟气中含有大量飞灰，烟气冲刷受热面时， 造 成受热面磨损，长期运行后使受热面减薄，甚至被 穿洞。尤其是受热面顶部，飞灰动能最大，磨损最 快，磨损到一定程度，受热面失去刚性，就发生折 维普资讯 2 6 东北电力技术 2 0 0 6 年 第9 期 角现象，波纹板呈豆芽状，这样不仅降低了受热面 蓄热能力，还增加了通风阻力。 1 2 二分仓空气预热器热风带灰 烟气携带着灰尘，通过预热器时，由于阻力作 用，烟气流速越来越低，极易形成积灰，尤其是靠 近中心的仓格，灰尘积落更严重。当受热面从烟气 侧转到空气侧时，刚刚停滞的灰尘又被空气吹起， 并随空气进入热风道，造成热风带灰，使热一次风 机磨损严重。长山热电厂 4 1 0 t h锅炉热一次风机 的叶轮磨损严重，为减小磨损， 对叶轮和机壳进行 了防磨处理。 1 3 三分仓空气预热器一次风泄漏率高 三分仓空气预热器结构紧凑，布置方便 ，调节 灵活，热效率高，它代表了空气预热器的最新发展 趋势，广泛应用于正压中速磨热一次风机系统中。 这种制粉系统的优点是设计合理、经济，一次风机 效率高，无需投入排粉风机；缺点是热一次风机压 头和送风机压头叠加在三分仓预热器的一次风侧， 使一次风压很高，一次风不仅向烟气侧泄漏，同时 也向二次风侧泄漏。例如，济南锅炉厂为北京巴威 公司设计的 1 台 3 0 0 m w锅炉空气预热器，用 a b b 公司的计算程序进行漏风率计算为 3 4 。在工程 实际中，由于制造安装和运行的原因， 漏风率可能 还要高。一次风漏风率一般在 3 4 5 5 之间。 2 改进措施 2 1 降低漏风率的措施 回转式空气预热器漏风的原因是空气侧压力 高，烟气侧压力低，二者之间存在压力差，和动静 部件之间存在漏风间隙。漏风量为 g=k s ( p a p g )p ( 1 ) 式中：g为漏风量；k为系数；s为间隙面积； p a 为空气侧压力；p g 为烟气侧压力；p为空气密 度。 由式 ( 1 )看出，漏风量与间隙面积成正比， 与空气侧和烟气侧压力差的平方根成正比。 2 1 1 采用双密封技术 所谓双密封技术，就是在空气预热器的过渡 区，保证任何时刻都至少有 2 道密封片与密封板相 接触， 形成 2 个密封副。双密封主要是指双径向密 封和双轴向密封。双密封降低漏风的原理如图 1 所 示 。 在相同工况及间隙的情况下，采用双密封结构 时，漏风先从空气侧泄漏到过渡区，再从过渡区泄 漏到烟气侧，则有： g 1 =k s ( p a p c )p 要降低漏风必须遵循以下原则：要减少漏风间 隙面积，堵死漏风渠道；要降低空气侧与烟气侧之 间的压力差，削弱漏风的动力，因此可采取以下改 进措施。 中心架壳板 漏 风 -口； 一 扇 形 密 封 板 -】 垂 1 漏 。 且_ _ - 径向隔 主座架壳板 漏风 捌 向 隔 静密封 ( b ) 图 1 双密封结构 ( a )双径向密封和静密封；( b )双轴向密封和静密封 我国2 ；0 0 m w 以上锅炉空气预热器均安装 自动 跟踪式扇形板调节机构，对降低漏风是非常有效 的，某热电厂 4 1 0 t h 锅炉 3 m空气预热器安装 自动跟踪式扇形板调节机构后，漏风率由原来的 3 8 下降到 8 以下。 2 1 2 采用中心传动 回转式空气预热器的传动方式分为中心传动和 周边传动，我国基本上采用周边传动，中心传动近 两年才开始试用。周边传动是通过转子外围销轴组 成的传动围带与固定在外壳上的传动装置的大齿轮 维普资讯 2 0 0 6 年第9 期 东北电力技术 相啮合而驱动的。周边传动的优点是转矩小，易启 动 ，减速器速 比小 。其缺点是 围带圆度难 以保证 ， 造成运转不平稳，具有冲击声；轴向密封片被围带 分成上下两段，密封效果不好；在热态运行时，由 于大齿轮对围带的径向推力，造成转子偏斜，随着 运行时间的延长，偏斜越来越严重，造成旁路密封 片脱离t型钢密封面，使径向密封间隙增大，再加 上积灰和腐蚀，预热器漏风率将越来越高。 采用中心传动可以克服以上缺点，提高密封效 果，防止漏风率的回升和转子偏斜。 2 2 防止堵灰和低温腐蚀的措施 堵灰和腐蚀的机理是由于烟气中含有 s 0 2 和 s o 3 气体，如果排烟温度不高，金属壁温低于露点 温度就会形成结露和硫酸溶液，而硫酸溶液能粘住 烟气飞灰，形成堵灰；与金属材料发生化学反应， 形成腐蚀。要防止堵灰和低温腐蚀，外部可以进行 炉前和炉中的脱硫，并进行低氧燃烧，抑制 s 0 2 和 s o 3 的生成；内外需提高金属壁温和使用耐腐蚀材 料。 2 2 1 提高金属壁温 提高金属壁温的方法有提高排烟温度、采用暖 风器 ( 前置预热器)和实行热风再循环。这些方法 都切实有效，可以减轻低温腐蚀和堵灰， 但均以增 加排烟损失、降低锅炉效率为代价。我们认为提高 预热器排烟温度与使用热管预热器并用， 可获得理 想的效果，因为热管预热器中烟气和空气被隔开， 烟气侧温度高而且稳定，不易结露。将空气预热器 排烟温度提高到 1 7 0，然后再利用热管预热器把 烟气从 1 7 0冷却到 1 3 0，这样既能防止预热器 低温腐蚀和堵灰，又能防止排烟损失的增加和漏风 率的回升。 2 2 2 选用耐腐蚀材料 低温腐蚀主要发生在空气预热器冷端，因而冷 段受热面可以使用耐腐蚀材料，如 c o rt e n钢、 搪瓷和陶瓷材料等，这些材料国内都有专业生产厂 家。c o r t e n钢是一种低合金高强度钢，耐硫酸 腐蚀性能比不锈钢强，在一般情况下，回转式空气 预热器的冷段受热面都使用 c o r t e n钢。搪瓷传 热元件一般用于燃油和燃烧高硫分煤种锅炉的空气 预热器，搪瓷传热元件的防腐蚀性能是 c o r t e n 钢的56 倍。济南锅炉厂为广东省南海市 a电厂 制造的2 0 0 m w燃油锅炉，其空气预热器的热端受 热面采用 q 2 1 5一a钢，中间采用 c o rt e n钢， 冷端采用搪瓷波纹板。 2 3 防止受热面磨损的措施 一 般情况下，回转式预热器的转子外侧磨损严 重，内侧积灰严重。这是由于烟气进人时气流不均 造成的，因此要在烟气人口转弯处加导流板，并延 长垂直烟道。另外， 在预热器最上端设置防磨层受 热面，防磨层高度为 2 0 03 0 0 l11m，防磨层材质 选用耐热耐磨材料，并增加传热元件板厚，例如使 用 0 8 m l n 厚的波纹板，可以延长防磨层的使用寿 命，在防磨层失效后，更换少量传热元件，节约资 金的同时，提高了预热器的蓄热性能。长山热电厂 4 1 0 t h 锅炉预热器就是这样 改造的。 2 4 克服热风带灰的措施 克服热风带灰， 可以把热风道分为一次风道和 二次风道。在二分仓空气预热器空气出口风道内加 装隔板 ，隔板到预热器受热 面距离 为 3 0 0 m m。一 次风道和二次风道选择原则是受热面首先从烟气侧 进入二次风道 ，然后再进入一次风道 ，一次风道截 面积应和二次风量进行比较后确定， 这样受热面进 入二次风道后，上面的灰尘大部分被吹掉，再进入 一 次风道时，上面的积灰减轻，一次风带灰也变 少。长山热电厂6 号、7 号炉按上述方法改造后效 果显著，使中速磨气封环处漏风大大减少。 2 5 降低三分仓预热器一次风 泄漏率的措施 为了降低三分仓预热器一次风泄漏率 ，在进行 系统设计时，要选择合适的磨煤机型号和燃烧器型 式，降低系统阻力，减轻预热器一次风机负担和降 低一次风风压，同时采用双径向密封和双静密封技 术 以及漏风 自动控制技术 ，这样一次风泄漏率就不 会过高。一次风泄漏率稍高是三分仓预热器的特 点，不要因此而否定三