空器风密技术研究报告

锅炉回转式空预器风密封技术研究报告2012年QQ:878159554前言

回转式空气预热器是热电厂大型锅炉普遍采用的烟气尾端换热装置,与管式空气预热器相比,回转式空气预热器具有结构紧凑、体积小、换热面密度高、整机质量轻、金属耗用量少、利于安装布置、

低温腐蚀较管式换热器轻等特点,适于在大型锅炉上使用。但回转式空气预热器的缺点是漏风量大,工况良好时为6％～8％,密封不良时为20％～30％,大于管式换热器5％以下的漏风量。另外回转式空气预热器的结构复杂、制造工四分仓回转式空气预热器简图

1—二次风室

2—热端刚性环

3—热端烟道转角4—外壳

5—烟气室

6—检修口数300MWCFB锅炉配一台四分仓容克式预热器,一、二次风间隔布置,二次风在两侧,一次风夹在中间,转子顺时针旋转,同时载着传热元件旋转,经过流入预热器的热烟气和冷空气,完成热交换。转子采用半项目单位设计参数（BMCR）BECR工况泄漏量一次风至烟气kg/s1.33二次风至烟气kg/s16.9317.11一次风至二次风kg/s18.1218.19总泄漏率%5.716.16压降烟气Pa1029909一次风Pa602596二次风Pa607476压差一次风至烟气（热端）Pa2313323138二次风至烟气（热端）Pa1252812659一次风至烟气（冷端）Pa2466424644二次风至烟气（冷端）Pa1416414044烟气入口温度℃311303.6烟气出口温度℃143.5（修正后）147.3二次风入口温度℃34.834.8二次风出口温度℃281.4277.4一次风入口温度℃44.844.8空预器漏风现状空预器密封形式保证了转子在转动的过程中，任何一个时刻都有两道密封片在扇形板下进行密封。

扇形板密封形式分两种，一种不随转子的变形而跟踪变化，另一种随转子变形自动跟踪调节密封间隙。扇形板与径向密封片之间的间隙冷态调整后，在热态运行时，扇形板与径向密封片之间形成了一个很大的楔形间隙，

产生较大的漏风。根据理论计算及现场测试的数据分析，大型空预器中，携带漏风约占总漏风的10%-20%，直接漏风空预器漏风分析

分析回转式空气预热器的热态漏风间隙时，首先分析空预器的转子的变形情况。由于转子的不断转动，转子上表面持续受到热风侧的高温烟气的加热，温度较高;而转子的下表面也连续受到冷风侧一、

二次冷风的冷却，温度较低。这样就使得转子的上部热膨胀大于下部的热膨胀，由于转子的下端受到推力轴承、中心驱动装置、支撑横梁的支撑作用，使得转子在受热后的热态变形为向下部膨胀。这种膨胀的结果使得转子中心的上表空预器"蘑菇状"变形

当锅炉处于起炉过程或是低负荷运行时，由于空预器转子的换热量较小，转子上部热端和下部冷端的热变形较锅炉满负荷时要小，造成空预器转子的"蘑菇状”变形不严重，

此时转子下部固定式密封板处的径向漏风量和转子圆周处的轴向漏风量成为空预器的主要漏风。而此时空预器上部活动式扇形密封板处的径向漏风量，由于转子的外延下翻而有所增加，通过恰当调节上部活动式扇形密封板，可以使上部漏风量得到有效控制。随着锅炉负荷和空预空预器"蘑菇状”变形图示

预热器运行时,转子的上下端面存在温度差,即沿着转子高度方向上的温度梯度引起了转子的热态蘑菇状变形,转子上端面外凸,下端面内凹。

变形量计算

根据空预器转子的下沉规律我们可以得知,转子半径越大热态时转子下沉量越大,转子高度越厚转子热态下沉量会相对减小,空预器冷热两端的温度差越大转子下沉量越大。由此可以通过公式来进行粗略的计算。

δ=0.006t

•

R

2/H漏风量计算漏风是由携带漏风和直接漏风两部分组成携带漏风量：L= ×0.94×60n [(R²-rf²)(E+a)×0.85+(R²-rp²)K](kg/h)0.94转子构件占据容积的修正系数;•n 转子转速（r/min)；进出口空气的平均速度（kg/m)；R 转子内半径（m)；rf 端板半径（m)；漏风量计算

直接漏风：直接漏风主要取决于烟空气的压差和密封间隙 LD= （508.7×A×K×（ p)1/2)（kg/h)••A 计算处的泄露面积(m²);计算处的空气密度（kg/m3);p计算处的烟空气之间压差（Pa);K 阻力系数，取用0.65；泄漏面积的大小涉及预热器型号大小、热力煤耗计算P=Q*(Tg-Ta)*Cp*h*b/(1000*q)P年节约费用（元)Q空气泄漏量

（Kg/h)Tg空预器出口烟气温度（℃)Ta环境温度（℃)Cp空气比热（KJ/Kg.℃)h 年运行时间（h)b 燃料价格（元/t)q 燃料发热量（KJ/Kg)风机功率P（KW)计算

公式为P=Q*p/（3600*1000*η0*η1）Q—风量，m3/h；p—风机的全风压，Pa；η0—风机的内效率，一般取0.75~0.85，小风机取低值、大风机取高值η1—机械效率，1、风机与电机直联取1；2、联轴器联接取0.95~0.98；3、用三角皮带联接取0.9~0.95；4.用平皮带传动取0.85电机的功率还要考虑储备系数，一般取1.15电机功率计算P＝√3*U*I*cosφP电动机的消耗功率kwU线电压kv I线电流A cosφ功率因素

电动机的消耗功率和额定功率不是一回事，消耗功率是指电动机的输入电功率（有功)；额定功率是指电机在额定工况下其主轴的机械输出功率，这两者之间有一个效率的系数，即Po=Pi*η。

风密封技术介绍风密封技术的密封气采用锅炉的热烟气。安装一风机引密封气至锅炉空预器空气侧一、二次风室的热端和冷端扇形板处，形成气膜密封体。

密封气取锅炉引风机前的热烟气，设计流速大于40m/s，风量只有原泄漏空气量的20%-30%左右，计算漏风率约1%。

空预器的密封只对空气与烟气的中间部位进行四周全向密封，即对中间扇形板处的径向风密封技术介绍风密封技术介绍

漏风率降低，可保证锅炉燃烧氧量充足，减少锅炉不完全燃烧热损失和排烟热损失，排烟温度降低19℃，锅炉效率大致提高1%。 600MW机组漏风系数每降低1%，则减少供电煤耗0.18g/kwh。 300MW机组漏风系数每降低1%，则减少供电煤耗0.14g/kwh。

漏风率降低，减少了空气和烟气流量，降低送风机、引风机电耗，同时也避免了因风机出力不足而影响整台机组的出力。

风密封技术的预期效果 1提高锅炉效率。按目前300MW机组,一般空预器漏风率每下降12%，锅炉效率可以提高1%。2降低能耗,降低风机功耗，减少厂用电。送、引风机出力及电耗有所降低，在炉膛负压一定的条件下，可减少送引风机出力，不仅烟风系统调节裕度增强，而且烟气流速下降，使炉内各受热面磨损程度减轻。3可以保证机组负荷变化时漏风率不变。由风密封技术运用的经济性分析（一)•300MWCFB锅炉空预器改造风机电耗（按5000小时)密封风量Km3/h30原泄漏量KNm3/h103.5115.6温度2815328153密度kg/m31.0122862360.7153584421.0122862360.715358442二次风泄漏量m3/h132201.2443147656.6555引风机泄漏量m3/h187074.7477208945.322增加的风机功率KW159.06159.06增加的电机功率KW176.74176.74二次风机减少功率KW408.72456.50二次风机电机减少功率KW454.13507.22引风机减少功率KW412.80461.06引风机电机减少功率KW458.67512.29风机减少的功率KW912.801019.51风机减少的电流A87.8498.11节约的电价(万元)123.14141.00风密封技术运用的经济性分析(锅炉空预器改造效益二计算（按)5000小时)机组300MW机组300MW机组电量(kw.h)15000000001500000000漏风率差值46降煤耗(g/kw.h)0.560.84节约煤耗(T)8401260标煤价（元/吨）750750节约煤价(元)630000945000运行小时（h)50005000电价(元/度)0.33460.3346风机能耗(元)295682.911295682.911年节约煤费用(万元)33.4364.93年节约总费用(万元)156.57

205.93风密封技术运用改的造费用经济性分析(三)材料规格单位数量单价（元）价格（元）风机风量30KNm3/h风压12KPa密度

0.72Kg/m3台1380000380000管道φ800*5米32118037760φ600*5米8097678080弯头φ800*5个215003000φ600*5个411004400法兰DN800

PN1.0件43001200DN600

PN1.0件62801680电动蝶阀DN800

PN1.0个16000060000DN600

PN1.0力电缆米30028084000控制电缆米20010020000压力变送装置只140004000铁板Kg650006390000控制柜套