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    1、漏風的原因分析

    1) 由於轉子轉動,必然會將格倉中的空氣帶入煙氣中而形成攜帶漏風。

    2) 由於轉子轉動,動靜之間必然存在間隙,煙氣側為負壓,空氣側為正壓,因此由壓差的存在而使空氣漏向煙氣負壓側而形成直接漏風。

    ①空預器漏風控制系統(LCS)一直工作不正常,執行中熱端扇形密封擋板不能自動跟蹤轉子的 蘑菇狀變形以減小漏風間隙,而且帶灰空氣漏向煙氣側時造成扇形密封擋板嚴重磨損,進一步增大了漏風間隙,而漏風量的大小與漏風區域面積成正比,因此空預器漏風劇增。

    ②由於鍋爐燃用熱值低、灰份高的廣旺貧煤和空預器換熱元件特別是低溫段換熱元件的低溫腐蝕等原因,造成空預器換熱元件積灰、堵灰嚴重,流道堵塞後增大了流通阻力,造成空氣側與煙氣側壓差增大,而漏風量的大小與壓差的平方根成正比,因此堵灰又加劇漏風。

    2、漏風治理措施

    1) 漏風治理措施的探索。空預器配有漏風控制系統(LCS),由於扇形密封擋板可以調節,在空預器外殼和可調扇形密封擋板之間設有滑片密封條。長時間執行後,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後透過,這樣一方面增加了空預器的漏風,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,從其工作環境就決定了空預器漏風控制系統(LCS)工作的不可靠性,換句話說,投入大量人力、物力恢復漏風控制系統(LCS)得不償失。

    相反,豪頓華工程有限公司的容克式空預器 VN 設計技術則取消漏風控制系統(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,形成完整的焊接結構,從而消除了二次漏風的可能。當然,在固定之前應預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轉子熱態變形。同時,採用“雙道密封”來加強現有空預器的徑向和 軸向密封效果,它是透過加倍掠過徑向軸向密封板上的密封片的數量來實現的。這樣,煙氣 空氣流壓力之間有一箇中間壓力,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)煙氣側的流動阻力,這樣可以有效地降低漏風率。

    經反覆研究、比較,決定採用豪頓華工程有限公司的 VN 設計技術對容克式空預器密封系統進行改造,以控制空預器的漏風。

    2) 利用空預器換熱元件已到使用壽命應全部更換的機會,委託豪頓華工程有限公司採用其容克式空預器的 VN 設計技術,以鍋爐在燃用廣旺煤並摻燒4 000 Nm/h天然氣的 M CR 工況為改造設計基礎進行改造設計。

    ①改造前後設計引數對比(見表1);

    ②改造前後換熱元件變化的對比(見表2);

    ④根據轉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移到上連線板上,因此取消四根懸吊螺桿,將熱端中心筒密封盤固定在上連線板上,並把中心筒密封盤軸封焊死。

    3) 校核推力軸承承載能力。空氣預熱器底部推力軸承為 45 BV 型可傾瓦式滑動軸承,其承載能力為 263 083 kg,即 263 t。改造前空氣預熱器轉子重量為190 t,改造後轉子重量 為 200 t,比推力軸承設計的最大支撐重量低得多,因此不會影響軸承使用。

    3、漏風治理經濟性分析

    由於改造前後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器改造前後滿 負荷工況下作粗略對比分析。

    1) 空預器改造前後滿負荷工況下主要效能引數比較(見表3)

    2) 空預器換熱元件已到使用壽命,庫房內換熱元件備件已用完,此時進行空氣預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%,每年可節約標煤7 200 t。同時,熱風溫度 提高了30 ℃,有力地保證了廣旺貧煤的著火和穩定燃燒。

    4) 漏風率降低,減少了空氣和煙氣流量,降低送風機、引風機電耗 300kW·h,每年大約可 節省廠用電 180萬kW·h,同時也避免了因風機出力不足而影響整臺機組的出力。

    5) 漏風率降低,減少了空預器出口煙氣流量,降低了煙氣流速,從而使靜電除塵器的效率增加,同時所有在空預器下游的裝置磨損降低,其維修、維護量大大減少。

    6) 對空預器本身,漏風率減小,空氣側漏向煙氣側的流量下降,流速降低,各易磨損件的壽命也延長,維修、維護工作量減少。

    7) 取消漏風控制系統(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,簡化了檢修工作,同時減少了空預器的檢修工作量。

    空氣預熱器排煙溫度高的主要原因:

    由於電站鍋爐的空氣預熱器普遍排煙溫度較高,而較高的排煙溫度造成鍋爐效率下降,所以制粉系統乾燥出力不足,長期執行,很不經濟。這是預熱器行業普遍共性的問題,透過對電廠調研,可以看到預熱器排煙溫度高的主要原因是:

    1) 設計缺陷嚴重,如對鍋爐實際設計引數的分析,對預熱器選型計算的疏忽,錯誤的選用傳熱元件板型和預熱器型號等造成了預熱器存在先天不足。這是預熱器換熱能力不足的主要原因。

    2) 製造質量太差,預熱器內部傳熱元件有嚴格的尺寸要求,幾何學上微小的差異也會造成預熱器換熱能力的天壤不同,因此,在製造時由於傳熱元件板厚的變化、元件之間內部組合尺寸的差異,均會大副影響預熱器的換熱能力。這也是預熱器換熱能力不足的主要原因。

    3) 制粉系統的漏風過大,制粉系統的漏風過大,造成進入預熱器的有組織風量減少,造成預熱器排煙溫度高。

    4) 爐底漏風的增加,原理同制粉系統,都是經過預熱器的有組織風風量減少。

    5) 其他原因。

    解決辦法:針對具體原因進行分析後,進行價效比較高的改造,如果預熱器先天不足,則需重新更換。所以對於預熱器的設計問題的重視,才是其效能的有力保障。

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