摘要：江油電廠1 004 t/h 鍋爐采用傳統(tǒng)的容克式空氣預(yù)熱器，徑向和軸向密封均采用“單道密封”，即任一時(shí)刻扇形密封擋板和軸向密封擋板處只有一道密封片掠過(guò)，加之漏風(fēng)控制系統(tǒng)不能正常工作，漏風(fēng)率大且隨運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)增幅大，采用 豪頓華工程有限公司的 VN設(shè)計(jì)技術(shù)改造后，空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)得到極大程度治理，有力地 提高了鍋爐運(yùn)行的安全經(jīng)濟(jì)性。

   容克式空氣預(yù)熱器由于具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、節(jié)省鋼材和可簡(jiǎn)化鍋爐尾部受熱面布置等諸多優(yōu)點(diǎn)而被大容量電站鍋爐廣泛采用，然而容克式空氣預(yù)熱器最大的缺點(diǎn)之一就是漏風(fēng)率偏大。
   江油電廠 2×330 MW 機(jī)組 1 004 t/h 鍋爐采用的空氣預(yù)熱器就是傳統(tǒng)的三分倉(cāng)容克式空預(yù) 器，其型號(hào)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(shí)設(shè)計(jì)漏風(fēng)率為7.5%。自1990年和1991年兩臺(tái)機(jī)組相繼投運(yùn)以來(lái)，鍋爐空預(yù)器漏風(fēng)率均高于設(shè)計(jì)值。近年來(lái)，隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，空預(yù)器漏風(fēng)日趨嚴(yán)重，對(duì)鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
   1漏風(fēng)的原因分析
   1) 由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，必然會(huì)將格倉(cāng)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(dòng)，動(dòng)靜之間必然存在間隙，煙氣側(cè)為負(fù)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(fù)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(yùn)行中熱端扇形密封擋板不能自動(dòng)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(shí)造成扇形密封擋板嚴(yán)重磨損，進(jìn)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(yán)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漏風(fēng)治理措施

   1)漏風(fēng)治理措施的探索。空預(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(zhǎng)時(shí)間運(yùn)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(guò)，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(dòng)。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(shuō)，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(jì)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(dāng)然，在固定之前應(yīng)預(yù)先計(jì)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(fù)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(shí)，采用“雙道密封”來(lái)加強(qiáng)現(xiàn)有空預(yù)器的徑向和軸向密封效果，它是通過(guò)加倍掠過(guò)徑向軸向密封板上的密封片的數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這樣，煙氣空氣流壓力之間有一個(gè)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(dòng)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(jì)技術(shù)對(duì)容克式空預(yù)器密封系統(tǒng)進(jìn)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(jī)會(huì)，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(jì)技術(shù)，以鍋爐在燃用廣旺煤并摻燒4 000 Nm3／h天然氣的 M CR 工況為改造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。
   ①改造前后設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比(見(jiàn)表1)；

  ②改造前后換熱元件變化的對(duì)比(見(jiàn)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(cāng)變化選用豪頓華工程有限公司換熱元件板型重新設(shè)計(jì)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。空氣預(yù)熱器底部推力軸承為 45 BV 型可傾瓦式滑動(dòng)軸承，其承載能力為 263 083 kg，即 263
   t。改造前空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子重量為  190 t，改造后轉(zhuǎn)子重量 為 200 t，比推力軸承設(shè)計(jì)的最大支撐重量低得多，因此不會(huì)影響軸承使用。

   3漏風(fēng)治理經(jīng)濟(jì)性分析

   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(jī) 組在空預(yù)器改造前后滿 負(fù)荷工況下作粗略對(duì)比分析。
   1) 空預(yù)器改造前后滿負(fù)荷工況下主要性能參數(shù)比較(見(jiàn)表3)

   2) 空預(yù)器換熱元件已到使用壽命，庫(kù)房?jī)?nèi)換熱元件備件已用完，此時(shí)進(jìn)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(hù)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(biāo)煤7 200 t。同時(shí)，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(jī)、引風(fēng)機(jī)電耗 300kW·h，每年大約可節(jié)省廠用電180萬(wàn)kW·h，同時(shí)也避免了因風(fēng)機(jī)出力不足而影響整臺(tái)機(jī)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(shí)所有在空預(yù)器下游的設(shè)備磨損降低，其維修、維護(hù)量大大減少。
   6) 對(duì)空預(yù)器本身，漏風(fēng)率減小，空氣側(cè)漏向煙氣側(cè)的流量下降，流速降低，各易磨損件的 壽命也延長(zhǎng)，維修、維護(hù)工作量減少。
   7) 取消漏風(fēng)控制系統(tǒng)(LCS)，徑向滑片密封條、軸向正滑片密封條、各密封擋板的位置校正等維修工作可完全取消，簡(jiǎn)化了檢修工作，同時(shí)減少了空預(yù)器的檢修工作量。