空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的治理

空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的治理

由于結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、材料少、可簡化爐尾熱形狀的優(yōu)點，蓄龍空氣預(yù)熱器受到了廣泛應(yīng)用。然而，蓄龍空氣預(yù)熱器最大的缺點之一是延風(fēng)率高。江油電廠2×330MW機組1004t/h鍋爐采用的空氣預(yù)熱器就是傳統(tǒng)的三分倉容克式空預(yù)器,其型號為29VIT68/62,其徑向和軸向密封均采用“單道密封”,并配有漏風(fēng)控制系統(tǒng)(LCS),在鍋爐MCR工況時設(shè)計漏風(fēng)率為7.5%。自1990年和1991年兩臺機組相繼投運以來,鍋爐空預(yù)器漏風(fēng)率均高于設(shè)計值。近年來,隨著機組運行時間的增長,空預(yù)器漏風(fēng)日趨嚴重,對鍋爐的安全經(jīng)濟運行構(gòu)成嚴重威脅。1煙氣負壓側(cè)漏風(fēng)形成機理1)由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,必然會將格倉中的空氣帶入煙氣中而形成攜帶漏風(fēng)。2)由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,動靜之間必然存在間隙,煙氣側(cè)為負壓,空氣側(cè)為正壓,因此由壓差的存在而使空氣漏向煙氣負壓側(cè)而形成直接漏風(fēng)。(1)空預(yù)器漏風(fēng)控制系統(tǒng)(LCS)一直工作不正常,運行中熱端扇形密封擋板不能自動跟蹤轉(zhuǎn)子的蘑菇狀變形以減小漏風(fēng)間隙,而且?guī)Щ铱諝饴┫驘煔鈧?cè)時造成扇形密封擋板嚴重磨損,進一步增大了漏風(fēng)間隙,而漏風(fēng)量的大小與漏風(fēng)區(qū)域面積成正比,因此空預(yù)器漏風(fēng)劇增。(2)由于鍋爐燃用熱值低、灰份高的廣旺貧煤和空預(yù)器換熱元件特別是低溫段換熱元件的低溫腐蝕等原因造成空預(yù)器換熱元件積灰堵灰嚴重流道堵塞后增大了流通阻力,造成空氣側(cè)與煙氣側(cè)壓差增大,而漏風(fēng)量的大小與壓差的平方根成正比,因此堵灰又加劇漏風(fēng)。2容克式空預(yù)器密封系統(tǒng)的改造1)漏風(fēng)治理措施的探索?？疹A(yù)器配有漏風(fēng)控制系統(tǒng)(LCS),由于扇形密封擋板可以調(diào)節(jié),在空預(yù)器外殼和可調(diào)扇形密封擋板之間設(shè)有滑片密封條。長時間運行后,這些密封條被磨損,形成一條縫隙,使空氣和灰塵可以在扇形密封擋板背后通過,這樣一方面增加了空預(yù)器的漏風(fēng),另一方面隨著灰塵的積累,限制了扇形密封擋板的移動。因此,從其工作環(huán)境就決定了空預(yù)器漏風(fēng)控制系統(tǒng)(LCS)工作的不可靠性,換句話說,投入大量人力、物力恢復(fù)漏風(fēng)控制系統(tǒng)(LCS)得不償失。相反,豪頓華工程有限公司的容克式空預(yù)器VN設(shè)計技術(shù)則取消漏風(fēng)控制系統(tǒng)(LCS),在扇形密封擋板、軸向密封擋板和外殼之間焊接新的板條,將扇形密封擋板和軸向密封擋板固定在某一位置,形成完整的焊接結(jié)構(gòu),從而消除了二次漏風(fēng)的可能。當然,在固定之前應(yīng)預(yù)先計算出扇形密封擋板和軸向密封擋板固定的位置,以保證在任何負荷情況下扇形密封擋板和軸向密封擋板均能適應(yīng)轉(zhuǎn)子熱態(tài)變形。同時,采用“雙道密封”來加強現(xiàn)有空預(yù)器的徑向和軸向密封效果,它是通過加倍掠過徑向軸向密封板上的密封片的數(shù)量來實現(xiàn)的。這樣,煙氣空氣流壓力之間有一個中間壓力,使得兩股氣流之間壓差減小一半,也可以理解為迷宮式的雙道密封增大了空氣流向漏向煙氣側(cè)的流動阻力,這樣可以有效地降低漏風(fēng)率。經(jīng)反復(fù)研究、比較,決定采用豪頓華工程有限公司的VN設(shè)計技術(shù)對容克式空預(yù)器密封系統(tǒng)進行改造,以控制空預(yù)器的漏風(fēng)。2)利用空預(yù)器換熱元件已到使用壽命應(yīng)全部更換的機會,委托豪頓華工程有限公司采用其容克式空預(yù)器的VN設(shè)計技術(shù),以鍋爐在燃用廣旺煤并摻燒4000Nm3/h天然氣的MCR工況為改造設(shè)計基礎(chǔ)進行改造設(shè)計。(1)改造前后設(shè)計參數(shù)對比(見表1);(2)改造前后換熱元件變化的對比(見表2);(3)取消漏風(fēng)控制系統(tǒng)(LCS),固定所有的扇形密封板、軸向密封板,并加裝二次徑向隔板,使徑向和軸向密封片加倍;(4)根據(jù)轉(zhuǎn)子隔倉變化選用豪頓華工程有限公司換熱元件板型重新設(shè)計換熱元件外形尺寸;(5)因扇形板和熱端中心筒密封盤的重量轉(zhuǎn)移到上連接板上,因此取消四根懸吊螺桿,將熱端中心筒密封盤固定在上連接板上,并把中心筒密封盤軸封焊死。3)校核推力軸承承載能力?？諝忸A(yù)熱器底部推力軸承為45BV型可傾瓦式滑動軸承,其承載能力為263083kg,即263t。改造前空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子重量為190t,改造后轉(zhuǎn)子重量為200t,比推力軸承設(shè)計的最大支撐重量低得多,因此不會影響軸承使用。3減少水處理設(shè)備能耗,提高密閉式環(huán)保性能由于改造前后鍋爐使用的燃料等條件不可能完全相同,以下僅以機組在空預(yù)器改造前后滿負荷工況下作粗略對比分析。1)空預(yù)器改造前后滿負荷工況下主要性能參數(shù)比較(見表3)2)空預(yù)器換熱元件已到使用壽命,庫房內(nèi)換熱元件備件已用完,此時進行空氣預(yù)熱器改造即改造了密封裝置,又更換了換熱元件,可謂一舉兩得。3)漏風(fēng)率降低,可保護鍋爐燃燒氧量充足,減少鍋爐不完全燃燒熱損失和排煙熱損失,排煙溫度降低了19℃,鍋爐效率大致提高1%,每年可節(jié)約標煤7200t。同時,熱風(fēng)溫度提高了30℃,有力地保證了廣旺貧煤的著火和穩(wěn)定燃燒。4)漏風(fēng)率降低,減少了空氣和煙氣流量,降低送風(fēng)機、引風(fēng)機電耗300kW·h,每年大約可節(jié)省廠用電180萬kW·h,同時也避免了因風(fēng)機出力不足而影響整臺機組的出力5)漏風(fēng)率降低,減少了空預(yù)器出口煙氣流量,降低了煙氣流速,從而使靜電除塵器的效率增加,同時所有在空預(yù)器下游的設(shè)備磨損降低,其維修、維護量大大減少。6)對空預(yù)器本身,漏風(fēng)率減小,空氣側(cè)漏向煙氣側(cè)的流