浙江开尔-空气预热器技术(武辉版)

1、预热器设计知识二零一三年七月四日二零一三年七月四日 回转式空气预热器技术介绍武 辉20142014年年8 8月月浙江开尔新材料股份有限公司浙江开尔新材料股份有限公司股票代码：股票代码：300234300234 目 录预热器选型和性能计算预热器选型和性能计算1预热器系统和结构设计预热器系统和结构设计2部件和主要部件介绍部件和主要部件介绍3新技术的研发与介绍新技术的研发与介绍4预热器的安装预热器的安装5一、预热器选型和性能计算设计基本参数和技术要求设计基本参数和技术要求u每台锅炉布置预热器的台数要求，布置方式要求（立式每台锅炉布置预热器的台数要求，布置方式要求（立式 或卧式），分仓要求（二分仓、三

2、分仓、四分仓）。或卧式），分仓要求（二分仓、三分仓、四分仓）。u安装现场的海拔高度。安装现场的海拔高度。u烟气入口流量、温度、压力。烟气入口流量、温度、压力。u空气（二次风和一次风）出口要求流量、压力，对三分仓预空气（二次风和一次风）出口要求流量、压力，对三分仓预 热器，还要提供进入磨煤机的一次风流量和磨煤机前混合温热器，还要提供进入磨煤机的一次风流量和磨煤机前混合温 度，离开预热器的一次风压力；一次风和二次进入预热器的度，离开预热器的一次风压力；一次风和二次进入预热器的 温度。温度。u对预热器参数的限值要求，如：对预热器参数的限值要求，如：BMCRBMCR工况排烟温度上限值、工况排烟温度上限

3、值、 允许烟气或空气流通阻力上限值，或允许烟气或空气流通阻力上限值，或BMCRBMCR空气出口温度下空气出口温度下 限值。限值。u提供设计和校核燃料的工业分析数据，提供进入预热器的烟提供设计和校核燃料的工业分析数据，提供进入预热器的烟 气成分数据；提供燃料灰份分析数据；采用的预热器冷端保气成分数据；提供燃料灰份分析数据；采用的预热器冷端保 护手段。如采用暖风器或热风再循环。护手段。如采用暖风器或热风再循环。容克式预热器计算需要已知下列参数：容克式预热器计算需要已知下列参数：一、预热器选型和性能计算性能计算结果性能计算结果空预器型号空预器型号确定型号确定型号型式型式回转式回转式比热比（空气比热比

4、热比（空气比热/ /烟气比热）烟气比热）出口烟温（修正前）出口烟温（修正前）出口烟温（修正后）出口烟温（修正后）出口一次风温出口一次风温出口二次风温出口二次风温混合温度混合温度预热器出口一次风量预热器出口一次风量 ( (含旁通风含旁通风) )Kg/hKg/h烟气侧阻力烟气侧阻力 kPakPa一次风侧阻力一次风侧阻力 kPakPa二次风侧阻力二次风侧阻力 kPakPa漏风量漏风量KgKg漏风率漏风率%烟气侧效率烟气侧效率空气侧效率空气侧效率极限极限0.930.93导向轴承导向轴承确定型号确定型号支承轴承支承轴承确定型号确定型号轴功率轴功率KWKW确定电机大小确定电机大小烟气与金属壁温三维分布烟气

5、与金属壁温三维分布确定冷端传热元件高度确定冷端传热元件高度 某电厂某电厂600MW600MW机组预热器性能数据机组预热器性能数据回回 转转 式式 空空 气气 预预 热热 器器名名 称称单位单位设计煤种设计煤种校核煤种校核煤种BMCRBMCRTRLTRLTHATHA75%75%THATHA50%50%BMCRBMCR30%30%BMCRBMCRHTOHTOBMCRBMCR型式型式三分仓回转式空预器三分仓回转式空预器型号型号32-VI(T)-1800-32-VI(T)-1800-预热器一次风进口温度预热器一次风进口温度 C C20202020202020202020202020202020预热器二

6、次风进口温度预热器二次风进口温度 C C20202020202020202020202020202020预热器进口烟温预热器进口烟温 C C415415404404389389358358349349318318367367420420出口一次风温度出口一次风温度 C C390390379379366366333333321321304304342342394394出口二次风温度出口二次风温度 C C365365357357346346319319306306298298324324369369去磨煤机的风温去磨煤机的风温 C C34534533633632532530830831031027

7、3273303303356356排烟温度排烟温度( (修正前修正前) ) C C1501501461461391391201201071079595134134153153排烟温度排烟温度( (修正后修正后) ) C C1431431391391331331141141011018888128128147147进口一次风量进口一次风量t/ht/h863.6863.6851.4851.4838.2838.2719.7719.7624.7624.7447.0447.0913.6913.6940.8940.8进口二次风量进口二次风量t/ht/h1384.41384.41295.41295.41177

8、.71177.7936.9936.9882.3882.3514.0514.01134.51134.51383.21383.2进口烟气量进口烟气量t/ht/h2595.22595.22483.92483.92319.32319.31844.31844.31595.81595.8984.0984.02381.02381.02685.62685.6出口一次风量出口一次风量t/ht/h710.3710.3698.5698.5686.7686.7577.7577.7487.3487.3313.6313.6764.4764.4786.6786.6一次风旁通风量一次风旁通风量t/ht/h102.6102.6

9、100.7100.794.594.552.652.618.918.940.640.6109.7109.793.393.3出口二次风量出口二次风量t/ht/h1404.41404.41315.81315.81198.11198.1955.1955.1882.3882.3514.0514.01134.51134.51403.61403.6出口烟气量出口烟气量t/ht/h2728.62728.62609.12609.12450.42450.41968.11968.11717.41717.41099.61099.62509.92509.92819.42819.4空气到烟气总漏风量空气到烟气总漏风量t/

10、ht/h133.4133.4132.5132.5131.1131.1123.8123.8121.6121.6115.7115.7128.9128.9133.8133.8一次风到二次风侧的漏风量一次风到二次风侧的漏风量t/ht/h81.281.281.281.280.780.776.776.774.474.473.573.580.380.381.781.7二次风到烟气侧的漏风量二次风到烟气侧的漏风量t/ht/h61.261.260.860.860.360.358.558.558.558.555.855.859.959.961.261.2一次风到烟气侧的漏风量一次风到烟气侧的漏风量t/ht/h72

11、.172.171.771.770.870.865.365.363.163.159.959.968.968.972.672.6容克式预热器的主要特征参数型号型号转子内径转子内径常用转速（常用转速（rpmrpm）转子可用转子可用结构形式结构形式转子可用转子可用仓格数仓格数转子自由流通转子自由流通面积（）面积（）（m)m)V VH H19194.1974.1972.622.622.352.35646412,2412,2411.54311.54319.519.54.3504.3502.532.532.272.27646412,2412,2412.64912.64920204.5404.5402.432

12、.432.172.17646412,2412,2413.87013.87020.520.54.7754.7752.312.312.072.07646412,2412,2415.48215.48221214.9284.9282.242.242.002.00646412,2412,2416.47516.47521.521.55.1945.1942.132.131.911.91646412,2412,2418.28218.28222225.5375.5372.002.001.791.79646412,2412,2420.29020.29022.522.55.8105.8101.951.951.731

13、.73646412,2412,2422.67022.67023236.0776.0771.861.861.651.65646412,2412,2424.59324.59323.523.56.3066.3061.801.801.591.59646412,2412,2426.95026.95024246.5796.5791.731.731.531.53646412,2412,2429.53129.53124.524.56.8906.8901.561.561.461.4664, SM64, SM12,18,24,4812,18,24,4831.41131.41125257.2007.2001.501

14、.501.401.4064, SM64, SM12,18,24,4812,18,24,4834.74634.74625.525.57.6207.6201.421.421.321.3264, SM64, SM12,18,24,4812,18,24,4839.24239.24226267.9317.9311.361.361.271.2764, SM64, SM12,18,24,4812,18,24,4842.93042.93026.526.58.2498.2491.491.491.241.2464, SM64, SM12,18,24,4812,18,24,4846.81446.81427278.6

15、558.6551.421.421.181.1864, SM64, SM12,18,24,4812,18,24,4852.10052.10027.527.59.0119.0111.361.361.141.1464, SM64, SM12,18,24,4812,18,24,4856.91356.91328289.4689.4681.301.301.081.0864, SM64, SM12,18,24,4812,18,24,4863.15563.15528.528.59.9259.9251.201.201.201.2064, SM64, SM24,36,4824,36,4866.82566.8252

16、92910.33110.3311.151.151.151.1564, SM, M64, SM, M24,36,4824,36,4873.02273.02229.529.510.83910.8391.101.101.101.1064, SM, M64, SM, M24,36,4824,36,4881.03981.039303011.29711.2971.051.051.051.0564, SM, M64, SM, M24,36,4824,36,4888.80688.80630.530.511.83011.8301.121.121.111.1164, SM, M64, SM, M24,36,482

17、4,36,4898.22698.226313112.38912.3891.071.071.061.0664, SM, M64, SM, M24,36,4824,36,48108.204108.20431.531.512.94812.9481.031.031.011.0164, SM, M64, SM, M24,36,4824,36,48119.111119.111323213.50613.5060.990.990.970.9764, SM, M64, SM, M24,36,4824,36,48129.795129.79532.532.514.24914.2491.281.281.311.316

18、4, SM, M64, SM, M24,36,4824,36,48143.712143.712333314.94814.9481.231.231.251.2564, SM, M64, SM, M24,36,4824,36,48159.208159.20833.533.515.62115.6211.241.241.321.3264, SM, M64, SM, M24,36,4824,36,48174.964174.964343416.39616.3961.191.191.261.2664, SM, M64, SM, M24,36,4824,36,48193.350193.35034.534.51

19、7.23417.2341.001.001.001.0064, SM, M64, SM, M24,36,4824,36,48216.269216.269353518.09818.0981.001.001.001.0064, SM, M64, SM, M24,36,4824,36,48237.107237.10735.535.518.91118.9111.001.001.001.0064, SM, M64, SM, M24,36,4824,36,48261.401261.401363619.82519.8251.001.001.001.0064, SM, M64, SM, M24,36,4824,

20、36,48286.689286.689二、预热器系统和结构设计在完成预热器的初步设计后，可以进行预热器系统设计和结构设计。在完成预热器的初步设计后，可以进行预热器系统设计和结构设计。主要完成下列内容：主要完成下列内容：（1 1）进行转子（含中心筒、端轴和转子模块）、下部支梁、）进行转子（含中心筒、端轴和转子模块）、下部支梁、 传动装置主要受力构件等主要本体构件强度和变形计算。传动装置主要受力构件等主要本体构件强度和变形计算。（2 2）计算预热器支点载荷、接口膨胀量计算。）计算预热器支点载荷、接口膨胀量计算。（3 3）计算预热器密封预留间隙。）计算预热器密封预留间隙。（4 4）完成本体结构配合节

21、点图设计。）完成本体结构配合节点图设计。（5 5）完成消防、清洗、吹灰系统设计。）完成消防、清洗、吹灰系统设计。（6 6）完成停转报警、漏风控制系统（热端间隙跟踪系统）、火灾）完成停转报警、漏风控制系统（热端间隙跟踪系统）、火灾 报警系统设计。报警系统设计。（7 7）安装总图、预热器系统图，完成本体组件和零件图纸设计，）安装总图、预热器系统图，完成本体组件和零件图纸设计， 编写部件清单、组件清单和零件清单。编写部件清单、组件清单和零件清单。（8 8）编制安装、运行维护说明书等文件资料。）编制安装、运行维护说明书等文件资料。三、部件和主要部件介绍部件总类部件总类序号序号名称名称备备 注注1 1空

22、气预热器总图空气预热器总图2 2转子转子3 3模式扇形仓模式扇形仓4 4转子外壳转子外壳5 5转子径向密封转子径向密封6 6中心筒和端轴装置中心筒和端轴装置7 7热端一次风桁架热端一次风桁架8 8冷端一次风桁架冷端一次风桁架7 7热端传热元件及元件盒热端传热元件及元件盒8 8冷端传热元件及元件盒冷端传热元件及元件盒1010热端过渡烟风道热端过渡烟风道包括热端中心桁架包括热端中心桁架1111冷端过渡烟风道冷端过渡烟风道包括冷端冷端桁架包括冷端冷端桁架1212扇形板扇形板( (热、冷热、冷) )1313导向轴承导向轴承1414支承轴承支承轴承1515静密封装置静密封装置1616轴向密封和旁路密封轴

23、向密封和旁路密封1717转子传动装置转子传动装置1818传动装置电气控制柜传动装置电气控制柜1919转子停转报警装置转子停转报警装置2020油润滑和温度检测油润滑和温度检测2121吹灰装置（冷端双介质）吹灰装置（冷端双介质）2222高压水泵高压水泵系统系统2323外护板（镀锌铁皮）外护板（镀锌铁皮）+ +保温保温2424漏风控制系统漏风控制系统三、部件和主要部件介绍传热元件传热元件 N F U N F D U C U D U N F N C 几种常用蓄热元件板型图三、部件和主要部件介绍 DNF型传热元件（涂有搪瓷）三、部件和主要部件介绍常用燃料和板型配置常用燃料和板型配置燃料品种燃料品种热段和

24、中温段波型热段和中温段波型冷段波型冷段波型说明说明无烟煤，贫煤无烟煤，贫煤FNC,DUN,DU,CUFNC,DUN,DU,CUDU,NF,CU,DNF,UNFDU,NF,CU,DNF,UNF灰量小、但磨蚀性强，防止热段磨损灰量小、但磨蚀性强，防止热段磨损烟煤烟煤（酸性灰成分）（酸性灰成分）FNC,DUN,DU,CUFNC,DUN,DU,CUDU,NF,CU,DNF,UNFDU,NF,CU,DNF,UNF灰量较大时，需防止热段磨损灰量较大时，需防止热段磨损烟煤烟煤（碱性灰成分）（碱性灰成分）DU,DL,DUNDU,DL,DUNNF,DNF,UNFNF,DNF,UNF灰量大，冷段和热段均可能出现堵

25、灰，灰量大，冷段和热段均可能出现堵灰，热段尽量使用松排列元件热段尽量使用松排列元件褐煤褐煤DLDLNF,DNFNF,DNF灰量大、水分高，冷、热段均容易堵灰灰量大、水分高，冷、热段均容易堵灰低硫油燃料低硫油燃料FNC,DUN,DU,CUFNC,DUN,DU,CUDU,NF,CU,DNF,UNFDU,NF,CU,DNF,UNF冷段表面区域易堵灰冷段表面区域易堵灰高硫油燃料高硫油燃料FNC,DUN,DU,CUFNC,DUN,DU,CUNF,DNF,UNFNF,DNF,UNF冷段全长都易堵灰冷段全长都易堵灰气体燃料气体燃料FNC,DUN,DU,CUFNC,DUN,DU,CUDU,NF,CU,DNF,

26、UNFDU,NF,CU,DNF,UNF一般不限制板型一般不限制板型三、部件和主要部件介绍导向轴承和支承轴承导向轴承和支承轴承u导向轴承采用双列向心球面滚子轴承，采用新的结构，轴导向轴承采用双列向心球面滚子轴承，采用新的结构，轴承承 随转子热胀和冷缩可上下自由滑动，消除扇形板与导向轴随转子热胀和冷缩可上下自由滑动，消除扇形板与导向轴承承 膨胀不同步的问题。同时为减少导向轴承处的热风泄漏，膨胀不同步的问题。同时为减少导向轴承处的热风泄漏，导导 向轴承空气密封改为铜环式新型密封，提高密封效果，延向轴承空气密封改为铜环式新型密封，提高密封效果，延长长 使用寿命，并可防止因为热风泄露而产生的导向轴承运行

27、使用寿命，并可防止因为热风泄露而产生的导向轴承运行环环 境温度过高现象。境温度过高现象。u导向轴承结构简单，更换、检修方便，配有润滑油冷却水导向轴承结构简单，更换、检修方便，配有润滑油冷却水系系 统，并有温度传感器接口。由于导向轴承运行环境温度较统，并有温度传感器接口。由于导向轴承运行环境温度较高，高， 采用的在导向轴承箱上设计内外冷却水环，用循环水直接采用的在导向轴承箱上设计内外冷却水环，用循环水直接冷冷 却油温，代替了油循环装置，比润滑油站使用可靠，既保却油温，代替了油循环装置，比润滑油站使用可靠，既保证证 了轴承的使用寿命，又不存在因油站运行时管路中存有润滑了轴承的使用寿命，又不存在因油

28、站运行时管路中存有润滑 油，导致轴承箱油位减少，油站不运行时，导致轴承箱油油，导致轴承箱油位减少，油站不运行时，导致轴承箱油位位 增加，向外漏油的现象。增加，向外漏油的现象。u空气预热器的支承轴承采用向心球面滚子推力轴承，油浴空气预热器的支承轴承采用向心球面滚子推力轴承，油浴润润 滑的冷却方式，配有油温检测装置，温度传感器及时检测滑的冷却方式，配有油温检测装置，温度传感器及时检测油油 温。具有使用可靠，维护简单，更换容易等特点。温。具有使用可靠，维护简单，更换容易等特点。三、部件和主要部件介绍导向轴承导向轴承 三、部件和主要部件介绍支承轴承支承轴承 三、部件和主要部件介绍中心筒和端轴装置中心筒

29、和端轴装置三、部件和主要部件介绍转子，四十八仓，模式结构转子，四十八仓，模式结构三、部件和主要部件介绍冷端过渡烟风道冷端过渡烟风道三、部件和主要部件介绍热端过渡烟风道热端过渡烟风道三、部件和主要部件介绍扇形板扇形板三、部件和主要部件介绍转子外壳转子外壳三、部件和主要部件介绍采用空心轴中心传动装置技术采用空心轴中心传动装置技术u每台预热器配有一套中心传动装置，包括主、备电机和手动每台预热器配有一套中心传动装置，包括主、备电机和手动 盘车装置，有些工程应业主要求还配有气动马达。电机配备盘车装置，有些工程应业主要求还配有气动马达。电机配备 变频调速启动装置，实现软启动、无级变速。当主传动电机变频调速

30、启动装置，实现软启动、无级变速。当主传动电机 发生故障时，能自动切换备用电机投入运行，确保预热器不发生故障时，能自动切换备用电机投入运行，确保预热器不 停转。一旦停转、转子停转报警器发出声光报警。停转。一旦停转、转子停转报警器发出声光报警。u传动装置减速机采用涡轮蜗杆或齿轮减速机，输出轴采用空传动装置减速机采用涡轮蜗杆或齿轮减速机，输出轴采用空 心轴方式，减速机体积小、重量轻，安装调整方便，运行可靠。心轴方式，减速机体积小、重量轻，安装调整方便，运行可靠。三、部件和主要部件介绍采用空心轴中心传动装置技术采用空心轴中心传动装置技术三、部件和主要部件介绍采用三径向、轴向（烟风之间）密封系统采用三径

31、向、轴向（烟风之间）密封系统可降低直接漏风可降低直接漏风30%30%左右。对于大型号机组同时采用新技术控制左右。对于大型号机组同时采用新技术控制空气预热器的漏风率。空气预热器的漏风率。三、部件和主要部件介绍空气预热器总图空气预热器总图- -平面布置图平面布置图三、部件和主要部件介绍空气预热器总图空气预热器总图- -剖视图剖视图三、部件和主要部件介绍空气预热器总图空气预热器总图- -立体分解图立体分解图四、新技术的研发与介绍1 1、预热器热端烟风速度过高，不、预热器热端烟风速度过高，不利传热，排烟温度高，热风温度利传热，排烟温度高，热风温度达不到要求，能耗增加。达不到要求，能耗增加。2 2、预热

32、器冷端烟风速度过低，不、预热器冷端烟风速度过低，不利传热，排烟温度高，热风温度利传热，排烟温度高，热风温度达不到要求，能耗增加。达不到要求，能耗增加。3 3、预热器热端烟风速度过高，加、预热器热端烟风速度过高，加快了对热端传热元件冲刷磨损，快了对热端传热元件冲刷磨损，热端传热寿命短，维护成本增加。热端传热寿命短，维护成本增加。4 4、预热器冷端烟风速度过低，自、预热器冷端烟风速度过低，自清洗能力差，易堵塞积灰，造成清洗能力差，易堵塞积灰，造成烟风阻力增加，传热效率下降，烟风阻力增加，传热效率下降，电厂运行的经济性下降。电厂运行的经济性下降。圆柱式预热器的缺点圆柱式预热器的缺点一、圆台式预热器研

33、发与应用一、圆台式预热器研发与应用（专利号：（专利号：ZL 2012 2 0073575.2ZL 2012 2 0073575.2 ）四、新技术的研发与介绍1、降低了进入空气预热器烟速，降低了离开空气预热器风速，解决了预热器热端烟风流速偏高问题。2、提高了进入空气预热器风速，提高了离开空气预热器烟速，解决了预热器冷端烟风流速偏低问题。3、预热器冷端和热端烟风流速更接近换热效率最高流速范围内，换热能力更接近最大化。4、由于热端烟风流速与冷端烟风流速更接近，烟风阻力损耗降低，阻力更接近最小化。5、预热器冷端烟风速度提高，自清洗能力增加，预热器抗堵塞能力增强。6、预热器热端烟风速度降低，减轻对热端传

34、热元件的冲刷，热端元件寿命会提高7、在总换热量相等时，传热元件重量会降低，预热器的支承载荷会下降，投资成本下降。8、在总传热面积相等时，换热量增加，排烟温度下降，烟风阻力降低。圆台式预热器的优点圆台式预热器的优点一、圆台式预热器研发与应用一、圆台式预热器研发与应用（专利号：（专利号：ZL 2012 2 0073575.2ZL 2012 2 0073575.2 ）四、新技术的研发与介绍一、圆台式预热器研发与应用一、圆台式预热器研发与应用（专利号：（专利号：ZL 2012 2 0073575.2ZL 2012 2 0073575.2 ）圆台式预热器的结构圆台式预热器的结构四、新技术的研发与介绍一、圆台式预热器研发与应用一、圆台式预热器研发与应用（专利号：（专利号：ZL 2012 2 0073575.2ZL 2012 2 0073575.2 ）经济效益分析经济效益分析1 1、传热效率最小提高、传热效