容克式空气预热器漏风治理技术培训

容克式空气预热器漏风治理技术培训勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01设备概述与漏风问题现状02漏风原因深度分析03密封系统设计与优化技术04漏风治理实施策略CONTENTS目录05治理效果评估方法06工程案例与经验总结01设备概述与漏风问题现状

容克式空气预热器工作原理核心作用：余热回收与燃烧强化利用锅炉尾部烟气热量加热燃烧所需空气，降低排烟温度，减少热损失；同时提高进炉空气温度，改善燃料着火条件，强化燃烧效率。

换热方式：蓄热式换热原理转子携带蓄热元件交替通过烟气侧和空气侧，在烟气侧吸收热量，在空气侧释放热量，实现烟气与空气间的热量传递，转子每旋转一周完成一次换热循环。

结构运行特点主要由圆柱形转子（内置传热元件）、固定外壳及传动装置组成，转子以1～4r/min的转速缓慢旋转，通过动静部件配合实现连续换热。

与管式预热器对比优势相比管式预热器，具有结构紧凑、占地面积小、金属耗量少、传热面密度高的特点，更适用于大容量电站锅炉，但存在漏风率较高的固有挑战。结构特点与应用优势核心结构组成主要由圆筒形转子、固定外壳、传动装置及密封系统构成，转子内装波形板传热元件，通过1～4r/min转速交替完成烟气加热与空气冷却过程。紧凑化设计特性传热面密度高，体积仅为管式预热器的1/3-1/2，600MW机组空预器直径约10-15m，高度约8-10m，显著节约锅炉尾部布置空间。材料与布置优势采用0.5-1.2mm薄板波纹板蓄热元件，金属耗量比管式减少30%-50%；支持三分仓结构设计，可同时加热一次风与二次风，适应正压直吹式制粉系统。大容量机组适配性因结构紧凑、耐磨损特性，成为300MW及以上电站锅炉首选，国内600MW机组标配容克式空预器，设计漏风率通常≤8%。

漏风问题对机组运行的影响

锅炉热效率降低，能耗增加漏风率每增加1%，机组热效率下降约0.06%-0.21%，标准煤耗上升约2.2g/kWh。漏风导致排烟热损失增大，空气预热器传热效率降低，需消耗更多燃料维持锅炉出力。

送引风机电耗剧增，设备负荷加重漏风使空气和烟气流量增加，送风机、引风机、一次风机等辅机出力增大。以300MW机组为例，漏风率每降低1%，风机总电流可降低约30A，年节约电耗约436kW·h。

加剧设备磨损与腐蚀，缩短寿命漏风携带的灰尘会磨损扇形密封挡板、换热元件等部件，同时低温腐蚀导致换热元件积灰、堵灰，形成恶性循环。如吉林长山热电厂热一次风机叶轮因热风带灰被磨出6mm深凹痕。

影响锅炉燃烧稳定性，存在安全隐患漏风过大导致炉膛风量不足，燃料燃烧不充分，可能引起锅炉结渣、炉膛负压波动。严重时因引风机过载失速，被迫降低机组负荷甚至停炉，威胁机组安全稳定运行。设计漏风率标准范围行业漏风率现状与标准要求国内大型预热器设计漏风率一般要求≤8%，600MW及以上机组目标值≤6%，国际先进水平可控制在5%以内。实际运行漏风率现状国内机组投运后1-2年内漏风率普遍升至12%-15%，长期运行后可达20%-30%，远超设计值。漏风率超标的主要危害漏风率每增加1%，300MW机组年多耗标煤约858吨，风机电耗增加约50万元，同时加剧低温腐蚀和堵灰。行业规范与考核指标DL/T468-2016《电站锅炉空气预热器运行与检修导则》规定，空预器大修后漏风率应≤8%，运行中每月监测不得超过10%。02漏风原因深度分析直接漏风：压差驱动的间隙泄漏漏风类型划分：直接漏风与携带漏风

直接漏风是空气侧与烟气侧存在压差，空气通过动静部件间的密封间隙漏向烟气侧的现象，占总漏风量的75%左右。其漏风量与密封间隙面积成正比，与压差的平方根成正比，公式为QZJ=K×A×(ρ×ΔP)^0.5，其中K为漏风系数，A为密封间隙面积(m²)，ρ为气体密度(kg/m³)，ΔP为压差(Pa)。携带漏风：转子旋转的固有现象

携带漏风是转子旋转时，仓格内空气随转子转移至烟气侧被带走的漏风，由结构型式决定，占总漏风量的25%左右，目前无法根本解决。其漏风量计算公式为Qxd=n×π×D²×H×(1-y)/240，其中D为转子直径(m)，n为转速(r/min)，H为转子高度(m)，y为蓄热板金属盒灰所占转子份额。漏风率定义与构成比例

漏风率=(进入烟气侧的湿空气量/进入烟气侧的湿烟气量)×100%。在容克式空气预热器中，直接漏风占比约75%，携带漏风占比约25%，大型机组设计漏风率通常要求不大于6%-8%，但实际运行中常因密封失效等因素超标。密封间隙问题：设计与热态变形影响密封间隙设计的关键目标密封装置设计核心在于研究预热器变形规律，确保在各种工况下，特别是MCR工况时密封间隙处于最小限值，以控制漏风率。转子热态蘑菇状变形机理运行中，转子因上、下端温差导致热膨胀不均，产生上大下小的蘑菇状变形，使径向密封片外侧下垂，显著增加漏风间隙，如国产600MW锅炉机组Φ15m空气预热器热态运行时，转子外缘下垂可达50mm。冷态与热态间隙的关联静态密封调整需根据转子热态温度场模型计算变形量，对径向、轴向、环向密封片进行冷态预设间隙，以实现热态运行时漏风率最小化。变形对漏风的量化影响漏风量与密封间隙面积成正比，转子热态变形导致间隙增大，漏风率随之上升，长期运行后若不治理，漏风率可能超过设计值数倍，严重影响锅炉效率。

漏风控制系统（LCS）失效机理01LCS系统功能与设计目标漏风控制系统（LCS）旨在通过自动跟踪转子热态蘑菇状变形，动态调整扇形密封挡板位置，使密封间隙最小化，设计目标是在MCR工况下将漏风率控制在7.5%以内。

02密封挡板磨损加剧失效带灰空气漏向烟气侧时，高速气流携带飞灰对扇形密封挡板造成持续冲刷磨损，导致密封间隙逐渐增大，形成“漏风-磨损-更大漏风”的恶性循环。

03滑片密封条老化与二次漏风扇形密封挡板与外壳间的滑片密封条长期运行后磨损，形成缝隙，空气和灰尘从挡板背后通过，不仅直接增加漏风量，还会因积灰限制挡板移动，削弱LCS调节功能。

04热态跟踪功能失效案例江油电厂2×330MW机组空预器因LCS长期工作不正常，热端扇形密封挡板无法跟踪转子变形，漏风率远高于设计值，最终采用取消LCS的VN设计技术进行改造。换热元件积灰与低温腐蚀影响积灰导致流通阻力增大锅炉燃用热值低、灰份高的煤种及低温腐蚀等因素，使空预器换热元件积灰、堵灰严重，流道堵塞后流通阻力增大，空气侧与烟气侧压差上升，漏风量与压差平方根成正比，进一步加剧漏风。低温腐蚀加剧漏风恶性循环低温段换热元件因壁温低易发生低温腐蚀，导致受热面脏污、积灰，传热效率下降，排烟温度升高，同时腐蚀使元件变形、间隙增大，形成漏风与腐蚀的恶性循环，严重时需停炉冲洗。对锅炉经济性的综合影响积灰和腐蚀使排烟温度升高，锅炉效率降低，引风机负荷增加；漏风率增大导致送、引风机电耗上升，如某300MW机组漏风率每增加1%，标煤耗约上升0.22g/kWh，年运行成本显著增加。01燃料特性与运行工况关联分析燃料特性对漏风的影响燃用热值低、灰份高的煤种（如广旺贫煤）会加剧空预器换热元件积灰、堵灰，增大流通阻力，导致空气侧与烟气侧压差增大，漏风量与压差平方根成正比，从而加剧漏风。02低温腐蚀与漏风的恶性循环低温段换热元件因低温腐蚀导致积灰、堵灰，流道堵塞后进一步增大压差，形成“腐蚀-堵灰-压差增大-漏风加剧”的恶性循环，严重影响空预器密封性能。03运行工况对漏风的作用机组运行时间增长，空预器漏风控制系统（LCS）易出现故障，热端扇形密封挡板无法自动跟踪转子蘑菇状变形，密封间隙增大；同时带灰空气加剧密封挡板磨损，导致漏风率随运行时间显著上升。03密封系统设计与优化技术径向密封结构与调整方法

径向密封的组成与作用径向密封主要由扇形板和径向密封片构成，密封片固定在转子径向隔板的热端和冷端，用于防止空气从转子上下端漏入烟道，径向漏风约占总漏风量的60%～70%。

静态密封调整技术根据转子热态温度场模型计算变形量，对径向密封片进行冷态调整，预留与扇形板的最小间隙，确保运行时漏风率最低，适用于中小型机组及静态工况。

动态密封跟踪系统（LCS）通过自动调节扇形密封板位置，跟踪转子热态蘑菇状变形，减少漏风间隙。某600MW机组应用后漏风率可控制在6%以内，但需定期维护以防止密封挡板磨损。

双道密封技术应用采用双重密封片设计形成中间压力过渡区，使压差降低50%，漏风量减少约30%。例如36仓空预器采用双道密封，48仓采用三道密封，有效提升密封效果。

冷态间隙调整标准热端径向间隙一般设置为0～0.5mm，冷端需考虑转子外缘下垂量，通过测量转子跳动、水平度后，按计算值预置密封片位置，确保热态运行时间隙补偿合理。

轴向密封与环向密封协同设计轴向密封结构与功能轴向密封片固定于转子外圆径向隔板，从热端延伸至冷端，与静止的轴向密封板配合，通过预留间隙控制漏风。其设计需考虑转子热态变形对间隙的影响，确保运行时密封片与密封板间间隙最小化。

环向密封（旁路密封）的作用环向密封沿转子外壳内侧圆周分布，安装于热端和冷端连接板的旁路密封角钢上，用于防止空气不经过转子受热面直接从转子与外壳间隙漏风，与轴向密封形成互补，减少旁路漏风路径。

协同设计的关键技术通过冷态调整三向密封间隙（径向、轴向、环向），结合转子热态温度场模型计算变形量，确保密封片与密封板在各种工况下保持最优间隙。例如，采用双道密封技术可使压力差降低50%，漏风量减少约30%。

典型案例：双密封技术应用某600MW机组空预器改造中，将轴向与环向密封均升级为双道密封结构，通过增加密封片数量形成中间压力过渡区，使漏风率从15%降至6%以下，年节约标煤858吨，风机电耗降低436kW。

双道密封技术原理与应用双道密封技术的基本原理双道密封通过设置过渡区，将空气侧与烟气侧的总压差分解为两段，使每段压差降低约50%。根据流体力学原理，漏风量与压差平方根成正比，因此可使漏风量减少近30%。

双道密封的结构实现方式主要有两种方案：一是将原24个扇形仓改为48个，使过渡区形成双密封副；二是加宽过渡区扇形板及轴向弧形板，如一次风与烟气侧过渡区由原20°加宽至28.5°，确保运行中83%以上时刻形成双密封。

双道密封技术的应用案例江油电厂29VIT68／62型空预器改造中，采用豪顿华VN设计技术，将径向和轴向密封由"单道密封"改为"双道密封"，即加倍密封片数量，形成迷宫式密封结构，有效降低了漏风率。

双道密封与其他密封技术的对比相较于传统单道密封，双道密封在不改变转子基本结构的前提下，通过增加密封阻力实现漏风控制，其漏风降低效果优于静态密封调整，但改造复杂度低于动态跟踪密封系统（LCS），适用于300MW及以下机组。

VN设计技术：取消LCS的固定密封方案VN设计技术的核心思路VN设计技术通过焊接新的板条将扇形密封挡板和轴向密封挡板固定在特定位置，形成完整焊接结构，消除LCS动态调节失效导致的二次漏风，预先计算密封板固定位置以适应转子热态变形。

LCS取消的必要性分析传统LCS因滑片密封条磨损易形成缝隙，导致空气和灰尘在密封挡板背后通过，增加漏风并限制挡板移动；恢复LCS需大量人力物力，而VN设计技术可从根本上消除此类问题，实现免维护密封。

双道密封的实施方式通过加装二次径向隔板，将径向和轴向密封片数量加倍，使烟气与空气流之间形成中间压力区，压差减小一半，相当于增加漏风阻力，可有效降低漏风率约30%。

结构优化与部件调整取消四根悬吊螺杆，将热端中心筒密封盘固定在上连接板并焊死轴封；根据转子隔仓变化重新设计换热元件外形尺寸，选用豪顿华板型，同时校核推力轴承承载能力，确保改造后设备安全运行。04漏风治理实施策略密封间隙冷态调整工艺

冷态调整的目标与原则目标是根据转子热态蘑菇状变形规律，预留合理冷态间隙，确保热态运行时密封片与密封板间隙最小。原则包括：基于热态变形计算值、结合机组实际运行参数、分区域精准调整。径向密封间隙调整方法测量转子径向跳动值与水平度，以转子中线为中心，按不同半径计算冷态间隙。热端径向密封片冷态预留间隙通常为0-0.5mm，冷端需考虑转子外缘下垂量，通过腰形螺栓孔调节密封片位置。轴向密封与旁路密封调整轴向密封片固定于转子外圆径向隔板，通过调节螺栓控制与轴向密封板间隙。旁路密封片安装于热端和冷端连接板的旁路密封角钢上，确保与转子法兰间隙符合设计值，一般冷态间隙控制在1-2mm。调整后的校验与记录使用塞尺检查各密封间隙是否符合计算值，转动转子一周复测，确保无卡涩或间隙超差。记录冷态调整数据，包括径向、轴向、旁路密封各测量点间隙值，作为热态运行评估依据。换热元件更换与板型优化

换热元件更换的必要性空预器换热元件长期运行后，会因低温腐蚀、积灰堵灰及飞灰冲刷导致换热效率下降，当达到使用寿命时需全部更换，以恢复其换热性能。豪顿华VN设计技术的板型应用委托豪顿华工程有限公司采用其容克式空预器VN设计技术，根据锅炉燃用煤种及掺烧天然气的MCR工况，重新设计换热元件板型及外形尺寸，提升换热效率。改造前后换热元件参数对比通过对比改造前后换热元件的板型结构、材质及几何尺寸，优化流通流道，减少积灰堵灰风险，降低空气侧与烟气侧压差，从而辅助降低漏风率。与密封系统改造的协同作用换热元件更换与密封系统改造（如固定扇形密封板、轴向密封板，加装二次径向隔板实现双道密封）相结合，可全面提升空预器的整体性能，确保漏风率有效降低。

扇形板与轴向挡板改造方案双密封技术应用在过渡区设置至少两道密封片与密封板接触形成双密封副，使空气侧与烟气侧之间形成中间压力区，将泄漏压差降低一半，漏风率可降低约30%。

扇形板加宽改造针对一次风与烟气侧压差大的区域，将过渡区扇形板向烟气侧加宽8.5°、向一次风侧加宽1.5°；二次风与烟气过渡区加宽5°，使83%以上运行时刻形成双密封，流道横截面减小约4%。

取消LCS系统与固定密封挡板采用豪顿华VN设计技术，取消漏风控制系统（LCS），通过焊接板条将扇形密封挡板和轴向密封挡板固定，消除二次漏风，预先计算固定位置以适应转子热态变形。

冷态间隙预设与热态补偿根据转子热态变形量计算结果，预留冷态间隙，热态时通过刚性扇形板与“V”形密封片的弹性接触实现零间隙补偿，确保不同负荷下密封效果。

积灰清理与防腐蚀措施积灰形成原因与危害锅炉燃用热值低、灰份高的煤种及空预器低温段换热元件低温腐蚀，易导致换热元件积灰、堵灰，增大流通阻力，使空气侧与烟气侧压差增大，漏风量随压差平方根成正比增加。

定期清理技术配置水冲洗装置及半伸缩吹灰清洗装置，利用机组停运时对预热器受热面进行清洗，保证传热元件清洁；运行中定期吹灰，防止飞灰集聚堵塞气流通道，维持正常通流面积。

低温腐蚀机理与影响大中型电站锅炉排烟温度设计值常低于130℃，冷端受热面壁温低易结露腐蚀，形成“积灰-腐蚀-传热恶化”恶性循环，导致排烟温度升高、引风机负荷增加，甚至引发堵灰和设备损坏。

防腐蚀应对策略采用耐腐蚀材料制作低温段换热元件，如涂覆防磨涂料；控制排烟温度高于酸露点温度，避免结露腐蚀；优化燃烧调整，减少硫氧化物生成，从源头降低腐蚀风险。推力轴承承载能力校核

原设计推力轴承参数空气预热器底部推力轴承为45BV型可倾瓦式滑动轴承，其设计承载能力为263083kg（即263t）。

改造前后转子重量对比改造前空气预热器转子重量为190t，改造后转子重量增加至200t，均低于推力轴承设计最大支撑重量。

校核结论改造后转子重量（200t）远小于推力轴承额定承载能力（263t），轴承承载能力满足改造后设备安全运行要求。05治理效果评估方法

漏风率测试标准与流程漏风率定义与计算标准漏风率定义为进入烟气侧的湿空气量与进入烟气侧的湿烟气量之比的百分数。计算公式：漏风率=（进入烟气侧的湿空气量/进入烟气侧的湿烟气量）×100%。国内大型预热器设计漏风率一般在8%以下，国际上300MW机组普遍指标为8%，600MW机组为6%，1000MW机组为5%。

测试准备与条件要求测试前需确保锅炉运行稳定，达到MCR工况或指定负荷；空预器密封系统、换热元件及漏风控制系统（如LCS）处于正常状态；测试所用仪器（如风量仪、压力计）需经校准并在有效期内。

测试方法与步骤采用风量平衡法，通过测量空气侧和烟气侧的流量及相关参数计算漏风量。具体步骤包括：1.测量烟气侧入口流量及参数；2.测量空气侧各风道流量；3.根据质量守恒原理计算漏风量及漏风率；4.重复测试3次取平均值。

数据记录与结果判定测试过程需详细记录烟气和空气的温度、压力、流量等数据，计算漏风率并与设计值对比。若漏风率超过设计值（如300MW机组超过8%），需分析原因并采取治理措施；达标后出具测试报告，作为设备性能评估依据。改造前后性能参数对比漏风率优化效果改造前漏风率普遍高于设计值7.5%，部分机组达20%以上；采用豪顿华VN设计技术及双道密封后，漏风率可控制在6%以内，接近国际先进水平。排烟温度与锅炉效率变化改造后排烟温度降低约19℃，锅炉效率提高1%，按300MW机组年运行6500h计算，年节约标煤约858t，折合经济效益超68万元。风机电耗与维护成本改善漏风率每降低1%，送、引风机等电耗减少约436kW·h，年节约电费超50万元；取消LCS系统后，减少密封件磨损，维护工作量降低40%。换热元件性能提升更换豪顿华优化板型换热元件后，流通阻力降低，积灰堵灰现象减少，受热面传热效率提升15%，延长元件使用寿命至8年以上。

能耗降低与经济效益计算漏风率降低对锅炉效率的提升漏风率每降低1%，锅炉效率可提高约0.06%-0.21%，标准煤耗下降约2.2g/kWh。以300MW机组为例，年运行6500h，漏风率降低1%可节省标煤约858吨。

风机电耗的节约效益漏风率降低1%，可使600MW机组一次风机、二次风机、引风机和增压风机总电流降低约30A，按6000V、功率因数0.7、年运行6500h、电价0.355元/kWh计算，年节约电费约50.36万元。

综合经济效益案例分析某电厂采用VN设计技术改造后，漏风率显著降低，每年可节约标煤7200吨，节约电耗约180万kW·h，同时减少下游设备磨损，提高静电除尘器效率，综合经济效益显著。设备磨损与维护成本分析漏风导致的设备磨损加剧漏风携带的灰尘会加剧扇形密封挡板、径向密封片等部件的磨损，如漏风控制系统(LCS)工作不正常时，带灰空气漏向烟气侧会造成扇形密封挡板严重磨损，进一步增大漏风间隙，形成恶性循环。漏风对下游设备的影响漏风率降低可减少空预器出口烟气流量和流速，降低静电除尘器下游设备的磨损，如吉林长山热电厂410t/h锅炉曾因热风带灰导致热一次风机叶轮被磨出6mm深凹痕，漏风治理后可显著减少此类维修工作量。维护成本的构成与节约漏风治理后，各易磨损件寿命延长，维修维护工作量减少。以某案例为例，取消漏风控制系统(LCS)后，径向滑片密封条、轴向正滑片密封条等维修工作完全取消，简化了检修工作，降低了维护成本。06工程案例与经验总结

300MW机组改造实例分析01改造背景与问题某300MW机组锅炉采用29VI（T）型容克式三分仓空预器，原设计漏风率8%，运行后漏风率达20%，引送风机能耗大，排烟温度高，影响机组经济性。

02改造方案与技术措施采用双密封技术，加宽一次风与烟气侧过渡区扇形板8.5°、二次风侧5°，形成双密封副；取消原热态调节装置，通过冷态间隙预留实现热态补偿；将密封片改为“V”形弹性结构，提升密封效果。

03改造效果与经济效益改造后漏风率从20%降至8%以下，排烟温度降低19℃，锅炉效率提高约1%，年节约标煤7200t，减少风机电耗约180万kW·h，下游设备磨损降低，维护工作量减少。双道密封漏风控制原理双道密封与LCS取消应用效果通过增加径向和轴向密封片数量形成双道密封，使空气侧与烟气侧之间形成中间压力区，将压差降低一半，理论上可使漏风量减少约30%，有效增大空气流向烟气侧的流动阻力。LCS取消的技术合理性原漏风控制系统（LCS）因扇形密封挡板背后滑片密封条易磨损，导致二次漏风且限制挡板移动，工作不可靠。采用豪顿华VN设计技术取消LCS，将扇形及轴向密封挡板焊接固定，消除二次漏风可能，简化检修维护。改造后漏风率显著降低以江油电厂2×330MW机组为例，改造前漏风率高于设计值7.5%，采用双道密封及取消LCS后，漏风率得到有效控制，结合换热元件更换，排烟温度降低19℃，提升锅炉运行经济性。综合效益提升表现漏风率降低使送引风机电耗减少约300kW·h，年节省厂用电约180万kW·h；锅炉效率提高约1%，年节约标煤7200吨，同时减少下游设备磨