空氣預熱器培訓教材

1、空氣預熱器培訓教材空氣預熱器是利用鍋爐尾部煙氣熱量來加熱燃燒所需 要空氣的一種熱交換裝置，由于它工作在煙氣溫度較低的區(qū) 域，回收了煙氣熱量，降低了排煙溫度，因而提高了鍋爐效 率。同時由于燃燒空氣溫度的提高，有利于燃料著火和燃燒，減少了不完全燃燒損失。現(xiàn)代高參數(shù)大容量火力發(fā)電機組都采用具有多級回熱 的朗肯循環(huán)，利用汽輪機多級抽汽加熱凝結(jié)水，所以進入鍋 爐的給水溫度已相當高。例如亞臨界壓力機組，進入省煤器 的給水溫度達 280C左右。因此應用省煤器已無法將煙氣冷 卻到合乎經(jīng)濟要求的溫度。而冷空氣溫度很低，所以可通過 應用空氣預熱器吸收煙氣熱量，加熱空氣，達到降低排煙溫 度的目的?？諝忸A熱器不僅能降

2、低排煙溫度，提高鍋爐效率，而且經(jīng)過預熱的空氣參加燃燒能改善燃料的著火和燃燒條 件，減少燃料的不完全燃燒損失，進一步提高鍋爐效率。這 對于難著火的燃料尤為重要。例如燃用無煙煤時，要求熱空 氣溫度高達380420Co其次，預熱空氣助燃可以提高爐內(nèi) 火焰溫度，強化爐膛內(nèi)輻射換熱?？諝忸A熱器已成為現(xiàn)代鍋 爐的重要受熱面。、空氣預熱器的類型及特點空氣預熱器按傳熱方式分可以分為傳熱式和蓄熱式（再 生式）兩種。前者是將熱量連續(xù)通過傳熱面由煙氣傳給空氣， 煙氣和空氣有各自的通道。后者是煙氣和空氣交替地通過受 熱面，熱量由煙氣傳給受熱面金屬，被金屬積蓄起來，然后 空氣通過受熱面，將熱量傳給空氣，依靠這樣連續(xù)不斷

3、地循 環(huán)加熱。隨著電廠鍋爐蒸汽參數(shù)和機組容量的加大，管式空氣預 熱器由于受熱面的加大而使體積和高度增加，給鍋爐布置帶 來影響。因此現(xiàn)在大機組都采用結(jié)構緊湊、重量輕的回轉(zhuǎn)式 空氣預熱器。管式空預器和回轉(zhuǎn)式空預器兩者相比較各有以下特點：1） 回轉(zhuǎn)式空氣預熱器由于其受熱面密度高達500m2，因而結(jié)構緊湊，占地小，體積為同容量管式預熱器的1/10 ；2）重量輕 因管式預熱器的管子壁厚 1.5mm，而回轉(zhuǎn)預熱器的蓄熱板厚度為 0.5 1.25mm，布置相當緊湊，所以回 轉(zhuǎn)式預熱器金屬耗量約為同容量管式預熱器的1/3;3）回轉(zhuǎn)式預熱器布置靈活方便，在鍋爐本體更容易得 到合理的布置；4）在相同的外界條件下，

4、回轉(zhuǎn)式空氣預熱器因受熱面 金屬溫度較高，低溫腐蝕的危險較管式預熱器輕些；5）回轉(zhuǎn)式空氣預熱器的漏風量比較大，一般管式預熱器不超過5%,而回轉(zhuǎn)式預熱器在狀態(tài)好時為8% 10%, 密封不良時可達 20% 30%;6）回轉(zhuǎn)空氣預熱器的結(jié)構比較復雜，制造工藝要求高， 運行維護工作多，檢修也較復雜?；剞D(zhuǎn)式空氣預熱器有兩種布置形式：垂直軸和水平軸布 置。垂直軸布置的空氣預熱器又可分為受熱面轉(zhuǎn)動和風罩轉(zhuǎn) 動。通常使用的受熱面轉(zhuǎn)動的是容克式回轉(zhuǎn)空氣預熱器，而 風罩轉(zhuǎn)動的是羅特繆勒（Rothemuhle）式回轉(zhuǎn)預熱器。這兩 種預熱器均被采用，但較多的是受熱面轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)式空氣預 熱器。按進風倉的數(shù)量分類，容克式空

5、氣預熱器可以分為二分 倉和三分倉兩種，由圓筒形的轉(zhuǎn)子和固定的圓筒形外殼、煙 風道以及傳動裝置組成。受熱面裝在可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子 被分成若干扇形倉格，每個倉格裝滿了由波浪形金屬薄板制 成的蓄熱板。圓筒形外殼的頂部和底部上下對應分隔成煙氣 流通區(qū)、空氣流通區(qū)和密封區(qū)（過渡區(qū)）三部分（如圖4 51 ）。煙氣流通區(qū)與煙道相連，空氣流通區(qū)與風道相連，密 封區(qū)中既不流通煙氣，又不流通空氣，所以煙氣和空氣不相 混合。裝有受熱面的轉(zhuǎn)子由電機通過傳動裝置帶動旋轉(zhuǎn)，因 此受熱面不斷地交替通過煙氣和空氣流通區(qū)，從而完成熱交 換。每轉(zhuǎn)動一周就完成一次熱交換過程。另外由于煙氣的流 通量比較大，故煙氣的流通面積大約占轉(zhuǎn)

6、子總截面的50%左右，空氣流通面積占30% 40%左右，其余部分為密封區(qū)（圖4-5-2)S 豈圖4-5- 1空氣預熱器外觀圖Axial Scaling Plato勺11向靈H/tAxial Seals圖4-5-2空氣預熱器密封區(qū)、回轉(zhuǎn)式空氣預熱器的結(jié)構空氣預熱器結(jié)構（如圖 4-5-3）轉(zhuǎn)子曲I玄他外光楝嘲形板冷端連接圖4-5-3回轉(zhuǎn)式空氣預熱器結(jié)構部件中間杲支承軸承尢章端軸 外殼回轉(zhuǎn)式空氣預熱器殼體呈圓柱形，由兩塊主殼體板、塊側(cè)座架體護板、兩塊轉(zhuǎn)子外殼組件和一塊一次風座架組 成。（如圖4- 5 4）主殼體板分別與下梁及上梁連接，通過主殼體板的四個 立柱，將預熱器的絕大部分重量傳給鍋爐構架。主殼

7、體板內(nèi) 側(cè)設有弧形的軸向密封裝置，外側(cè)有調(diào)節(jié)裝置對軸向密封裝 置進行調(diào)整。側(cè)座架體護板與上梁連接，并有兩個立柱承受空氣預熱器部分重量。轉(zhuǎn)子外殼組件沿圓周方向分成兩部圖4-5-4空氣預熱器的殼體轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是裝載傳熱元件（波紋板）并可旋轉(zhuǎn)的圓筒形部件。 為減輕重量便于運輸及有利于提高制造、安裝的工藝質(zhì)量， 采用轉(zhuǎn)子組合式結(jié)構，主要有轉(zhuǎn)軸、扇形模塊框架及傳熱元 件等組成。軸承空氣預熱器軸承有導向軸承和支撐軸承兩種（如圖4-5-5）。導向軸承采用雙列向心滾子球面軸承，導向軸承固定 在熱端中心桁架上，導向軸承裝置可隨轉(zhuǎn)子熱脹和冷縮而上 下滑動，并能帶動扇形板內(nèi)側(cè)上下移動，從而保證扇形板內(nèi) 側(cè)的密封間隙保持

8、恒定。導向軸承結(jié)構簡單，更換、檢修方 便，配有潤滑油冷卻水系統(tǒng)，并有溫度傳感器接口?？諝庥?熱器的支承軸承采用向心球面滾子推力軸承，支承軸承裝在 冷端中心桁架上，使用可靠，維護簡單，更換容易，配有潤 滑油冷卻水系統(tǒng)。支承軸承和導向軸承均采用油浴潤滑。另 外引起油溫不正常升高的一般原因是：1、導向軸承周圍空氣流動空間有限；2、油位太低；3、油裝的太滿；4、油受到污染；5、油的粘度不合適。b、支撐軸承圖4-5-5空預器支持與導向軸承二期工程空氣預熱器是采用三分倉容克式回轉(zhuǎn)空氣預 熱器，其傳熱元件按煙氣流動方向可以分為熱端、中層、和 冷端層。傳熱元件盒均制成較小的組件，檢修時熱端傳熱元 件盒、中間層

9、傳熱元件盒、冷端傳熱元件盒全部抽屜式從側(cè) 面檢修門孔處抽出，安裝、更換非常方便。傳動裝置是驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的部件，由電動機、液力耦合 器、減速器、傳動齒輪、傳動裝置支承?？諝忸A熱器的傳動 采用中心傳動。中心傳動裝置包括主電機和備用電機各一 臺，主電機通過聯(lián)軸器及換向器同減速機相連。備用電機通 過聯(lián)軸器及超速離合器以及換向器同減速機相連。電機分為 高速與低速及檢修檔三檔，其中高速檔為正常工作檔，低速 檔為清洗空預器時使用。 高速檔時，減速機正常輸出軸轉(zhuǎn)速： 0.8轉(zhuǎn)/分；轉(zhuǎn)子正常轉(zhuǎn)速 0.8轉(zhuǎn)/分；采用變頻調(diào)速慢速檔 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速0.23轉(zhuǎn)/分。啟動系統(tǒng)之前應先確定高、 低速檔（速 度切換主令開關），按

10、啟動按鈕，電機將慢速啟動，約需60秒系統(tǒng)達到設定頻率，電機達到額定轉(zhuǎn)速。當主電機出現(xiàn)故 障時，系統(tǒng)可以自動啟動另一臺電機。在任何情況下，當主傳動故障，輔助電動機能自動提供 驅(qū)動力。整個傳動裝置具有電氣聯(lián)鎖、自動切換功能。三個 傳動系統(tǒng)在減速前各自獨立，在減速箱中合為一體。在減速 器高速輸入軸上裝有超速離合器，保證各系統(tǒng)之間互不干 擾。由于減速器結(jié)構較復雜，共有三個相互垂直的軸，一個 向下輸出的軸，保證任何情況下只有一套系統(tǒng)工作。每爐布置兩臺三分倉容克式預熱器。三、空氣預熱器的密封三分倉容克式預熱器比較突出的問題在于漏風，漏風可 分為攜帶漏風和密封漏風兩種方式。前者是由于受熱面的轉(zhuǎn) 動將留存在受

11、熱兀件流通截面的空氣帶入煙氣中，或?qū)⒘舸?的煙氣帶入空氣中；后者是由于空氣預熱器動靜部分之間的 空隙，通過空氣和煙氣的壓差產(chǎn)生漏風。漏風量的增加將使 送、引風機的電耗增大，增加排煙熱損失，鍋爐效率降低， 如果漏風過大，還會使爐膛的風量不足，影響出力，可能會 引起鍋爐結(jié)渣。為了減小漏風，需加裝密封裝置。由于容克式空氣預熱器是一種空氣和煙氣逆向流動 回轉(zhuǎn)式的熱交換裝置，在熱交換過程中，有丟失能量的內(nèi)在 趨勢，能量的丟失是因為空氣和煙氣之間的壓差引起的空氣 向煙氣的泄漏。密封系統(tǒng)能控制并減少漏風從而減少能量的 流失，密封系統(tǒng)是根據(jù)空氣預熱器轉(zhuǎn)子受熱變形而設計的， 它包括徑向密封、軸向密封、旁路密封以

12、及靜密封。該密封 系統(tǒng)提供了許多調(diào)整值，維修方便?？諝忸A熱器的密封主要有五種：徑向密封、周向密封、 旁路密封、周向密封、軸向密封。中心筒密封在每一個轉(zhuǎn)子徑向隔板的內(nèi)側(cè)的熱端和冷端都裝有中 心筒密封片，中心筒密封環(huán)繞熱端和冷端轉(zhuǎn)子中心筒周圍。 在運行期間，中心筒密封緊貼著空氣預熱器連接板內(nèi)圍繞中 心筒 的導向和支承端軸的靜密封卷筒，中心筒密封開槽并固定在 徑向隔板的內(nèi)端，密封無論在徑向還是在軸向方向上（靠近 或者遠離熱端或冷端靜密封卷筒）在安裝時都可以調(diào)節(jié)安 裝。中心筒密封一般不需要更換。徑向密封在各項漏風中尤以徑向漏風為最，是由于轉(zhuǎn)子的外緣的 撓度，尤其是因在工作狀態(tài)下的冷熱端溫差而呈蘑菇形，

13、使 轉(zhuǎn)子外緣的漏風間隙增大。因此沿著每個轉(zhuǎn)子徑向隔板的熱 端和冷端徑向邊緣安裝有徑向密封片，運行時徑向密封片和 扇形板之間的間隙最小。徑向密封片上開腰形螺栓孔用螺栓 固定徑向隔板上，密封片可沿著軸向方向上（靠近或遠離熱 端或冷端扇形板）調(diào)節(jié)，假如運行時這些密封片和扇形板接 觸，密封就開始磨損，當密封磨損到不夠軸向調(diào)整時，密封 片就需要更換了。旁路密封沿著轉(zhuǎn)子外殼的內(nèi)側(cè)，在空氣預熱器轉(zhuǎn)子的出口和入口 處裝有旁路密封片。這些密封片在空氣預熱器的轉(zhuǎn)子外殼的 熱端和冷端的空氣側(cè)和煙氣側(cè)呈圓周分布，所以又稱周向密 封。運行時，轉(zhuǎn)子變形，熱端及冷端轉(zhuǎn)子角鋼和靜止的旁路 密封片之間的間隙最小。旁路密封片上開

14、腰形螺栓孔用螺栓 固定在旁路密封角鋼上。旁路密封片可沿著軸向方向上（靠 近或遠離冷、熱端扇形板密封表面）調(diào)節(jié)。周向密封通常采用撓性彈簧密封板。圖 4-5-6和圖4-5-7是 常用的兩種周向撓性彈簧密封板形式。圖 4-5-7所示，由 兩個固定在上下端板上的一對密封槽以及固定在轉(zhuǎn)子外環(huán) 上的兩塊彈簧密封擋板所構成。擋板隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，端部與槽 內(nèi)兩壁接觸起迷宮軸封的作用。在大型空氣預熱器中，因轉(zhuǎn) 子變形量大，使密封槽有較大的深度，因此一般是圖5- 57的形式，他由一端固定在空氣預熱器外殼直筒上，另一 端與轉(zhuǎn)子外緣直筒部分作滑動接觸的若干撓性彈簧密封片 所構成。在轉(zhuǎn)子的軸筒處的密封則采用迷宮軸封的方式。

15、軸向密封沿著每個轉(zhuǎn)子徑向隔板外側(cè)的軸向邊緣安裝有軸向密 封片。運行時，軸向密封片和靜止的軸向密封板之間的間隙 最小。軸向密封片上開腰形螺栓孔用螺栓固定在徑向隔板 上，密封片可沿著徑向方向上（靠近或遠離軸向密封板）調(diào) 節(jié)。圖4-5-7漏風面積比較軸向密封是指在轉(zhuǎn)子的外緣相應于徑向分隔的位置設 置軸向的密封撓性彈性擋板，它的作用是抑制已通過周向密 封的空氣沿著轉(zhuǎn)子與殼體直筒部分間的環(huán)形間隙流向煙氣 側(cè)。除密封裝置的正確設計制造外，空氣預熱器漏風在很大 程度上決定于密封間隙的調(diào)整狀況。一般制造商也提供了有 關間隙的推薦值，由于轉(zhuǎn)子是呈蘑菇狀變形的，所以在不同 的位置上具有不同的推薦間隙值?？諝忸A熱器的傳熱元件布置緊湊，氣流通道狹小，飛灰 易集聚在傳熱元件中，造成堵塞，氣流阻力加大，引風機電 耗增加，受熱面腐蝕加劇，傳熱效果降低，排煙溫度升高， 嚴重時會使氣流通道堵死，影響安全運行。保證空氣預熱器 傳熱元件的清潔，定期除灰是最有效的手段。此外利用機組 停運時對預熱器受熱面進行清洗也是保持其傳熱元件清潔 的有效方式?？諝忸A熱器配置有水沖洗裝置，該裝置也兼有 消防功能?？諝忸A熱器啟動前應檢查支撐軸承和導向軸承的潤滑 油正常，對于電氣部分檢修后的啟動應校驗電機轉(zhuǎn)動方向符 合要求