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[科普中国]-受热面回转式空气预热器

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简介

回转式空气预热器与管式空气预热器相比,主要有以下优点:①结构紧凑,占地面积小。回转式空气预热器传热面密度高达500m2/m3,其体积约为同容量的管式空气预热器的1/10。②质量轻,耗材少。因管式空气预热器的管壁厚为1.5mm,而回转式空气预热器的蓄热板其厚度不过0.5~1.25mm,而且蓄热板布置很紧凑,故回转式空气预热器金属耗量约为同容量管式空气预热器的1/3。

回转式空气预热器也存在以下几个缺点:①漏风量大,一般管式空气预热器的漏风量不超过5%,而回转式空气预热器在状态好时为8~10%,密封不良时达20~30%。②其结构复杂,制造工艺要求高,运行维护工作多,检修也复杂,热态自动控制也较为困难。较高的漏风量引起预热器入口风压降低、风机电流升高,预热器后的过量空气系数升高、尾部排烟气温降低、锅炉热效率降低、燃煤损耗增加,锅炉达不到额定负荷。

综合回转式空气预热器的优缺点,一般在300MW以上机组锅炉均采用回转式空气预热器。国内不少200MW机组原采用管式空气预热器也改造为回转式空气预热器。

回转式空气预热器作为锅炉运行的重要辅助设备,其运行状况直接影响锅炉的安全性和经济性。回转式空气预热器在运行中存在不同程度漏风率的问题。因此,减少回转式空气预热器漏风率成了摆在火力发电厂面前亟需解决的问题1。

刷式密封的原理针对空预器转子密封件容易产生热态变形的问题,经现场分析研究,采取如何减小泄露面积的对策,具体实施改造时采用刷式密封技术,即在径向、轴向的位置安装刷式密封片,刷式密封片可以在与扇形板接触时可以产生一定的弹性变形,可以有效地减小泄露面积,对环向密封片则进行修补处理,使之动静间隙符合规定范围。

刷式密封是一种柔性密封,广泛应用于回转式机械动静间隙的密封, 采用耐高温耐腐蚀性能的航天航空级合金材料制成刷丝,刷丝按一定的密度紧密排列,配合前后耐腐蚀性弹性护板,通过激光焊接与自适应密封片相连,顺空预器旋转方向安装在转子的密封隔板上。刷丝高度比原密封片高,当刷封运动至扇形板时,刷丝将在弹力的作用下紧贴扇形板,通过扇形板后又恢复到原来的形状。保证回转式预热器在任何工作状态下,刷式丝始终和扇形板之间保持最佳密封状态,它不会随转子作蘑菇状变形,同时自动补偿转子蘑菇状变形产生的间隙,减小泄露面积,避免了由于转子蘑菇状热变形,所衍生的更大的漏风间隙2。

刷式密封的特点(1)刷式密封件安装在原来各方向密封片的位置处,属于“软着落”的连接模式,通过高弹性和自润滑性的耐高温耐腐蚀合金丝与扇形板紧密配合, 在空气预热器电机启动时不会造成过流,在运行中还能保护刷丝不容易磨损脱落,从而保证了刷式密封的长期使用寿命。

(2)刷式密封内置了还自适应定位装置(安装在中间元件内)。初次热态运行时,密封片和扇形板之间的间隙会逐渐变小,直至接触到刷式密封片,铰链式密封片受到侧向力,会绕长螺杆的旋转中心偏转一定角度,从而改变扇形板与密封片的间隙,直到刚好与扇形板接触为止,它能够适应热膨胀引起的间隙变化。长螺杆和紧固螺栓需要采用合适力矩拧紧,一方面保证转子的转动力矩能使其偏转,另一方面又要保证两侧的风压差不至于使其偏转。因此,其和径向密封扇形板之间,不需要精确的预置间隙;而其他的密封装置都要预置间隙。

(3)刷式密封在空气预热器的任何工作状态下,刷丝的弹性性能都会自动地有效地补偿转子蘑菇状变形所增大的泄漏间隙3。

总结经过对回转式空气预热器的技术改造,该电厂300MW锅炉回转式空预器漏风率从改造前A侧10.6%和B 侧11.1%分别降至5.1%和5.3%,漏风率明显降低。从空气预热器的改造后运行的相关数据指标来看,本次改造非常成功,有效地解决了空气预热器漏风大、经济效率低的问题,由此产生了效益非常明显,达到了改造要求。该改造项目总投资约160万,改造后可产生年收益约199.17万元,一年内即可收回投资成本。本次改造施工难度较小,投入成本较低,对解决回转式空气预热器漏风率较大的问题具有一定的借鉴意义2。