空预器及其漏风改造

1、1节能培训手册系列讲座空气预热器及其漏风改造合同能源管理中心合同能源管理中心- -丁兆勇丁兆勇2012014 4年年2 2月月 主要内容 一、基本概念 二、存在的问题 三、漏风改造 四、效益分析3一、基本概念 概念：概念：空气预热器（air pre-heater）就是锅炉尾部烟道中的烟气通过内部的散热片将进入锅炉前的空气预热到一定温度的受热面。空气预热器一般简称为空预器，多用于燃煤电站锅炉。 作用：作用：降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。改善燃料的着火与燃烧条件，降低不完全燃烧热损失，进一步改进锅炉热效率。节约金属，降低造价。改善引风机的工作条件。4一、基本概念 分类：管式空预器5 烟气在

2、管内流过，空气在管外流过，通过管壁交换热量。一、基本概念 分类：回转式空预器6主要有二分仓、三分仓和四分仓式转子旋转，储热单元吸收烟气的热量传给一次风和送风一、基本概念 分类：管式空预器 优点：密封性好、传热效率高、易于制造和加工。 缺点：体积大、钢管内容易堵灰、不易于清理和烟气进口处容易磨损。回转式空预器 优点：结构紧凑、密度小、换热面密度高、整机质量轻、金属耗用量少、利于安装布置、低温腐蚀轻。 缺点：结构复杂、制造工艺和安装要求高、运行维护工作量大、热态自动控制困难。7二、存在的问题 受热面着火 储热单元积灰堵塞 换热效率差 漏风率过高漏风率过高8二、存在的问题 受热面着火 原因：未燃尽碳

3、 未燃尽燃油 措施：油枪性能 保证点火成功率 长期低负荷运行保证吹灰 储热单元积灰堵塞 原因：灰分 未燃尽碳 措施：定期吹扫 降低未燃碳含量 换热效率差 原因：灰分堵塞 储热单元老化 腐蚀 措施：定期吹扫 定期更换换热单元 9二、存在的问题 漏风率过高 漏风？就是指通过一次风机和送风机引入到空预器的空气未进入炉膛而直接漏入了空预器烟气通道，然后由引风机抽走排入大气。10携带漏风一次风和送风在储热单元内随转子旋转漏入烟气通道转速 容积二、存在的问题 漏风率过高 11直接漏风空气通过空隙漏入烟气通道压差密封结构储热单元阻力热态变形二、存在的问题 漏风危害一次、送、引风机电耗增加，严重时因风机出力受

4、限，锅炉被迫降负荷运行；漏风造成排烟热损失增加，降低了锅炉的热效率；漏风还使烟气温度降低，导致受热面低温段腐蚀、堵灰。 12二、存在的问题 漏风率漏入某部位烟气的空气与进入该部位的烟气质量比 漏风率计算根据烟气经过空预器前后的二氧化碳量来计算：13和分别是空预器入口和出口烟气中 的体积百分比88规范规定，用此计算公司计算漏风率为漏风率，按重量百分比计算二、存在的问题 漏风率计算根据烟气经过空预器前后的量变化来计算：14为预热器中空气侧烟气侧的总漏风量（重量）,kg/s 和分别表示预热器入口和出口的烟气量（重量）,kg/s二、存在的问题 漏风率计算根据烟气经过空预器前后的氧气量变化来计算：15

5、三、漏风改造 管式空预器 回转式空预器16 查缺补漏 更换管路 耐磨金属 防冲刷布置 定期更换密封装置 改进密封技术 减小压差 漏风回收三、漏风改造 密封技术17 双道密封利用原理：减小漏风差压实现方法：加密转子仓格或放宽扇形板得到效果：降低30%直接漏风优 点：1. 30万以上机组漏风率能6% (有LCS 能达到5%）2. 漏风率指标稳定不足之处：1. 流通阻力略有上升(密封板变宽)2. 转子重量增加(采用较多仓格)使用情况：对30-50万机组预热器，能完全替代 LCS目前新机组已普遍使用三、漏风改造 密封技术18 三道密封利用原理：进一步减小漏风差压实现方法：加密转子仓格或放宽扇形板得到效

6、果：再降低12%的直接漏风优 点：1.30万以上机组漏风率能12KPa的三分仓预热器上采用2.在50-60万机组可以部分替代LCS目前新机组已部分使用三、漏风改造 密封技术19 刷式密封利用原理：增加漏风阻力系数实现方法：加软密封钢丝刷条得到效果：降低直接漏风优 点：1. 不必增加转子仓格2. 初投运阶段，漏风率较小（能短时间到4%以下）不足之处：1. 寿命短，钢丝软化快2. 成本高，损耗快3. 维持时间仅3个月左右部分机组使用过三、漏风改造 密封技术20 接触式（弹片式）密封利用原理：减小密封间隙实现方法：密封片设置弹簧结构得到效果：短期降低直接漏风优 点：1. 不必增加转子仓格2. 对密封

7、板平面度不敏感不足之处：1.结构复杂，维持时间较短2.弹簧寿命短，密封片交接处间隙大压缩次数 150万次/年）3.弹簧失效后漏风急剧上升本公司改造使用技术-北京华能达、德国巴克杜尔公司三、漏风改造 密封技术21 四分仓式密封利用原理：减小漏风压差实现方法：一次风设置在二次风之间得到效果：长期降低直接漏风优 点：1. 一次风漏风压差降低近半2. 漏风率较三分仓改善明显3. 一台炉布置一台预热器不足之处：1.结构复杂程度增加使用情况：1. 在大型CFB锅炉基本普及2. 一次风压力大于18kPa时可以考虑三、漏风改造 密封技术22 固定式密封（VN密封）利用原理：减小缝隙实现方法：预设定转子变形得到

8、效果：长期降低直接漏风优 点：1.计算精确，2.密封效果好3. 维护工作量小不足之处：1.需要预精确计算2.改造较复杂，施工要求严格使用情况：新空预器应用较多- Howden公司三、漏风改造 密封技术23 加压密封利用原理：增加密封区压力实现方法：风机将冷烟送入密封区得到效果：漏风率数值很小优 点：1. 能通过增加风机功率，降低漏风率表观数值2. 漏风率能控制在2%以下不足之处：1. 需高压头风机，功耗大2. 烟风系统整体未必节能GGH中使用过三、漏风改造 漏风回收技术24 利用原理：漏风回收实现方法：将漏风通过风机收回得到效果：漏风率数值很小优 点：1. 能通过增加风机功率，降低漏风率表观数

9、值2. 漏风率能控制在2%以下不足之处：1. 需高压头风机，功耗大2. 烟风系统整体节能不是很大3.系统复杂在部分新机组使用三、漏风改造 公司在空预器改造方面的业绩公司在空预器改造方面的业绩准大发电厂准大发电厂1#机组锅炉空预器改造等项目机组锅炉空预器改造等项目金山热电厂金山热电厂#1、#2机组锅炉的机组锅炉的4台空预器改造台空预器改造双辽发电厂双辽发电厂#2锅炉空预器柔性密封改造项目锅炉空预器柔性密封改造项目乌斯太热电厂乌斯太热电厂1机组锅炉空气预热器柔性密封机组锅炉空气预热器柔性密封改造项目改造项目锡林热电厂锡林热电厂1机组锅炉空气预热器柔性密封改机组锅炉空气预热器柔性密封改造项目造项目双

10、辽发电双辽发电有限公司有限公司#4锅炉空预器柔性密封改造锅炉空预器柔性密封改造EMC项目项目 25三、漏风改造 公司所做空预器密封改造及技术公司所做空预器密封改造及技术 采用柔性密封技术采用柔性密封技术-北京华能达北京华能达公司、沈阳龙源电站公司公司、沈阳龙源电站公司对原密封原件修复、调整，磨损严重的更换对原密封原件修复、调整，磨损严重的更换热端径向、冷端径向柔性接触式密封安装热端径向、冷端径向柔性接触式密封安装轴向密封元件进行更换调整轴向密封元件进行更换调整 26四、效益计算 改造技术应用前景 空预器密封设备属于损耗性材料，每隔几年就要更换或改造一次，因此空预器漏风方面的技术改造属于长期的，

11、一旦在此领域取得了先进的密封改造技术，可以持续获得收益，直至新的不漏风空预器代替现在漏风的空预器或者终身不磨损的密封技术产生。目前国内约有4500台回转式空预器投运，密封装置更换周期按照每3年更换一次，每年仍有1500台回转式空预器需要漏风装置更换或改造。27 四、效益计算 简单估算-密封技术 根据机组漏风率每变化1%所对应的供电煤耗变化数经验计算： 年节省标煤=机组年运行小时*机组功率*供电煤耗下降值 年收益=年节省标煤*标煤单价 例如： 600MW超临界湿冷机组，漏风率每变化1%供电标煤耗变化0.2g/kwh。按400MW、漏风率下降4%、年利用5000小时、每吨标煤600元算： 年节省标

12、煤：5000*0.2g/kwh*4%*400MW=1600吨 年收益：1600吨*600元/吨=96万元28 四、效益计算 详细计算-密封技术以以300MW300MW机组为例机组为例计算条件：送、引和一次风机电流下降值：110A；电动机电压: 6.3KV；机组容量：300MW；机组年运行小时：6000h；机组年利用小时：4000h；机组供电煤耗：330g/kwh；标准煤单价 : 700元/吨；改造前空预器漏风率：12%；改造后空预器漏风率：6%。a）节电收益计算分析：节约电量：W = 1.7326.3 1000 1100.95 6000 = 684.16万kwh节约供电煤耗 ： 684.16万

13、kwh 330g/kwh 300MW /4000h = 1.88g/kwh29 四、效益计算 详细计算-密封技术以以300MW300MW机组为例机组为例b)减少锅炉排烟热损失的节煤收益：空预器的三个漏风通道：冷端漏风不引起排烟热损失增加、热端漏风引起排烟热损失增加、周向、轴向漏风引起排烟热损失增加。一般漏风率下降14,可以提高锅炉效率1。节约标准煤:330g/kwh 6%14=1.41g/kwh。c)年收益计算分析：节约标准煤总量：1.88+1.41=3.3g/kwh。年收益:M=4000小时3.3g/kwh30010kw700元/吨=277万元d)静态投资回收期：T = 投资/M = 200/277= 0.7230 四、效益计算 详细计算-漏风回收 泄露的热量及标煤耗泄露热量：Q=V*Ck*t Q：热量，kj/h；V：体积流量，Nm3/h；Ck：比热容，Kj/Nm3.；t：平均温度，