电厂锅炉回转式空气预热器节能改造分析

电厂锅炉回转式空气预热器节能改造分析

摘 要：回转式空气预热器内部结构复杂，存在较大的漏风系数，其能耗较大。因此要积极采取有效措施，做好回转式空预器的节能改造。本文就电厂锅炉回转式空气预热器存在的问题进行分析，阐述了空预器节能改造策略和改造后的效果。

关键词：电厂；锅炉；空气预热器；节能改造

回转式空气预热器是电厂锅炉的重要组成部分，主要是用来回收烟气余热，降低排烟温度，提高燃烧所需空气的温度，提高锅炉的燃烧效率。回转式空预器结构紧凑，体积小，金属耗量较少，故在大容量锅炉上广泛使用。但该空预器结构较复杂，制造工艺要求较高。设计维护较好时，漏风系数可控制在8%～10%左右，如果维护不好其漏风系数将会升高，不利于节能降耗。当前随着节能减排理念的深入，空预器的节能改造广受关注，在长期使用中，回转式空预器存在着阻力大、漏风大等问题。因此要通过科学合理的方法，实现电厂锅炉的节能降耗。

1.回转式空预器存在的问题

回转式空预器存在漏风问题，由于它是转动机械，转动的转子与静止的机壳之间总是存在一定的间隙，导致呈正压的空气会通过间隙而漏至呈负压烟气中去。同时还存在着一、二次风仓之间的漏风。某电厂装有320MW直流锅炉，该锅炉配置了回转式空预器，转子直径为10200mm，空预器型号为PBT12，空预器由外壳、转子、传动装置、支撑轴承等组成，额定负荷时，该空预器烟气阻力为1424Pa，漏风系数设计值为0.15。该锅炉空预器经过长期的运行，已经难以达到标准工况运行。对该锅炉进行热力性能试验，试验结果如表1所示。从表中可以看出，该空气预热器的漏风率较大，而我国同类机组空气预热器漏风率标准为7%～8%[1]。

由于该空预器的漏风率较大，导致了锅炉的出力受到限制，在320MW负荷运行状态下，锅炉燃烧仍然处于缺氧状态，只能降低到310MW负荷运行，严重影响了电厂锅炉运行的经济性和安全性。

2.回转式空预器节能改造策略

2.1 更换换热元件

换热元件是回转式空预器的核心部件，对空预器的烟风阻力和换热效率有着直接的影响。为了满足锅炉的节能需求，在节能改造中，更换原有的换热元件，可采用HS系列的换热元件，空气预热器冷端采用CORTEN型钢的HSC波形元件，中端和热端采用HS7波形元件，HSC和HS7波形元件的传热性和通透性较好，空气预热器不易堵灰，减小空预器的阻力，保证空预器长时间的稳定运行。

2.2 固定轴向密封弧形板和扇形板

合理设计该回转式空预器顶、底的弧形板和扇形板，在各个弧形板和扇形板以及相关构件之间重新焊接密封板，将轴向密封弧形板和扇形板固定在一起，形成完整紧固的焊接结构，拆除原来的密封调节装置，消除预热器的二次漏风，降低空预器的漏风水平。并根据回转式空气预热器的密封间隙计算公式，准确计算在冷态时轴向密封板和扇形板的理想位置，使空气预热器在所有运行工况下，在热态时空气预热器转子和各个密封件不发生摩擦碰撞前提下，空气预热器的密封间隙最小，确保空预器漏风率降至最低。

2.3 改造转子隔仓

当前，该电厂锅炉回转式空预器转子为24个15度的隔仓结构，为了实现空预器的双密封，可改造转子隔仓，增加两个径向隔板，改造为48个7.5度的隔仓结构，在轴向密封弧形板和扇形板角度不变的情况下，弧形板和扇形板底部始终保持两个密封条，这样就能很好的降低空预器漏风，提升空预器的换热效率。

2.4 更换三向密封片

采用密封片结构对该空预器将进行双密封设计，为了保证空预器漏风，通常空预器采取径向、轴向、环向三种密封装置，更换为三向密封片，旁路、轴向和径向的密封片都采用考登钢，旁路、轴向和径向的密封片厚度均大于1.6mm[2]，与不同的密封片结构不同，这种考登钢密封片在使用过程中不易变形和磨损，具有良好的适应性，使用寿命长，调整和安装方便。

2.5 优化吹灰和清洗装置

回转式空预器由于波纹板布置得较紧密，波纹板之间的流通通道狭窄，因而在运行时气流阻力较大，且烟气中的飞灰容易粘积在波纹板上，引起波纹板的腐蚀和气流通道堵塞。这样不仅使送、引风机、一次风机的电耗增加，而且还因换热条件变差，使一、二次风温降低，排烟温度升高，影响锅炉效率。因此在空预器冷端各设置了两台可伸缩的蒸汽吹灰器，在锅炉点火初期空预器需要连续吹灰，在正常运行中每4～8小时吹灰一次以提高空预器受热面清洁，减少空预器的风道阻力。同时每台空预器在冷、热端各设置一根固定的清洗管道。另外空预器还设置消防水喷管，一旦发生火灾可通过消防喷管进行灭火，保证空预器的安全经济运行。

3.回转式空预器节能改造效果分析

经过节能改造后，再对锅炉进行热力性能试验，该电厂回转式空预器在310MW工况下，漏风率为6.98%；在250MW工况下，漏风率为7.24%；在210MW工况下，漏风率为7.59%；在1800MW工况下，漏风率为7.95%。从试验结果对比可看出，空气预热器的漏风率已经完全达到设计要求，由于空预器漏风率下降，节能改造效果明显，也改变了因风量减少，限制锅炉的出力的情况。

4.结束语

结合电厂锅炉回转式空气预热器存在的阻力大、漏风大等问题，根据空气预热器应用的实际情况，有针对性地对锅炉回转式空气预热器进行节能改造，保证了空预器安全经济运行，实现电厂的节能降耗目标。

参考文献：

[1]王祝成.电厂锅炉回转式空气预热器的节能改造及效果分析[J].能源技术经济，2010，05：50-53+66.

[2]张步庭，王春玉，李玲，琚海霞，李敏.600MW机组锅炉回转式空气预热器节能改造[J].热力发电，2012，10：64-65+55.