20110116空气预热器技术改造说明空气预热器密封改造技术说明无锡市科力电力设备有限公司是一家主要从事产品 , 电力技术设计开发、实施电力设备的安装、调试、清洗、除垢等相关业务的高科技企业，是一条龙服务的专业队伍。

自成立以来，科力电力设备有限公司凭借其雄厚的技术实力，可靠的产品质量，完善的售后服务，在电力行业享有很高声誉，得到各主管单位的重视和认可，更得到众多行内专家的可靠技术支持公司坚持以人为本、技术创新和强化企业内部管理，形成“高效 , 务实 , 创新 , 协作”的卓越集体 , 为客户提供最优产品和服务。

公司崇尚“为客户及合作伙伴创造价值”的核心理念，创建“规范，民主，高效”的企业平台和技术革新体系，围绕市场变化不断满足客户需求，在产品、技术的提供和服务中实现与合作伙伴的共同发展。

技术优势公司与上海发电设备成套设计研究院、中国电力科学院等形成了紧密的学术联系，成为我们技术的坚强后盾。

现代企业运行机制最大限度地发挥了每位专家、员工的积极性、创造性，先后研发了空预器密封改造、等多项技术，其中部分产品的国内市场占有率在同行业中居领先地位。

完善的质量管理体系公司通过了 IS09001 质量保证体系认证；公司始终坚持“质量是企业的生命”这一精神，建立健全了一整套完善的质量保证体系，从设计、采购、制造、安装、调试等每个环节都进行严格的质量控制与记录；定期对员工进行质量教育并进行考核，不断提高员工的质量意识，并始终把执行标准作为公司运营中的重中之重。

高素质的安装队伍公司的有形产品，都是靠这支工作效率高、技术能力强、组织纪律性好的队伍实施安装。

工程实行项目经理制，公司技术人员进行监理。

由于他们长期工作在全国各地电厂，故对电厂的设备特点十分了解，并制定了一整套科学合理的安装工艺，使设备的安装美观、规范，出于对电厂的工作环境十分了解，我们制定出了一套安全操作规程，使他们更快的融入电厂的工作环境中。

优质的服务公司以“客户的满意度为100% ”这一原则来衡量售后服务工作，要求售后服务人员除严格按质量标准工作外，还要积极、热情，在接到客户通知后 24 小时内必须到达现场处理问题。

市场人员要定期走访客户，了解产品的使用情况，听取客户的意见和建议，促进我们的服务。

1：空预器转子受热变形及漏风计算1.1 空预器简介容克式空气预热器是大中型电站锅炉上广泛采用的尾部换热设备，它的主要作用是：①回收烟气热量，降低锅炉排烟温度，提高锅炉效率，从而达到节约燃料的目的；②加热锅炉空气温度，燃料的不完全燃烧得以减少，即提高了燃料效率；③炉膛烟气温度上升，强化了辐射换热。

容克式空气预热器同管式相比，具有结构紧凑、钢耗少，容易布置等优点，但漏风率高确是容克式空气预热器难以解决的问题，所以在容克式空气预热器技术中，防止或降低漏风即密封技术占有很重要的地位。

从观容克式空气预热器的发展历史，可以说在限于 80 年代当时的设计和制造水平，以及安装等诸多因素的影响，该型空预器自投运以来，一般漏风值偏大，导向端轴与热端中间梁和支承端轴与冷端中间梁处泄漏烟灰。

该空预器以漏风值而论，已落后于目前国际和国内的技术要求，如仅仅采取调整密封付的间隙，已难于将该空预器的漏风值降到较低的水平，只有从密封系统的结构加于改进，才能较大幅度地降低空预器的漏风值。

空预器性能指标的优劣，主要取决于三个环节：即设计、制造和安装。

三者的关系是相辅相成的。

设计是龙头，设计的好坏直接决定空预器性能的优劣，同时需要制造和安装这两个环节来保证，三者中任何一个环节上的差错、缺陷或考虑不周，都会影响到空预器的性能指标。

容克式空气预热器的漏风率大小关键在于对转子密封间隙的控制（转子运动的需要和密封的需要存在难以克服的矛盾）。

科力电力设备有限公司一直致力于容克式空气预热器密封技术的研究和创新，提出独具特色的双道方案：利用特制的密封组件来实现密封间隙的最小化！1.2 转子热变形计算转子热变形量取决于转子的半径和高度以及空气和烟气的进出口温度。

图 1 示出转子热变形的各个几何形状和变形量。

各个变形量的计算分别简述如下：（ 1 ）转子热端的热变形量（δ上）δ上=0.006R 2 /H 0 △ t式中δ 上—转子热端变形量（㎜）R —转子半径（ m ）H 0 —转子高度（ m ）△ t —转子冷热端温差（ 0 C ）△ t=1/2 （ 9 ＇+ t ‘‘ ） 1/2 （ 9 ＇ + t ' ）式 9 ＇、 9 ＂、 t ＇、 t ＂—烟气和空气的进出口温度（ 2 ）转子中心筒的热变形量（δ中）δ中=0.012 H 0 △ t式中δ 中—转子中心筒的热变形量（㎜）H 0 —转子高度（ m ）△ t —平均温度（ 0 C ）△ t=1/4 （ 9 ＇＋ 9 ＂+t ' + t ‘‘ ） - t 0式中 9 ＇、 9 ＂、 t ＇、 t ＂—烟气和空气的进出口温度。

（ 0 C ）t 0 —环境温度（ 0 C ）（ 3 ）转子冷端的热变形量（δ下）由图 2 可知H=H x + δ下H=H 0 + Δ + δ上两式合并，整理后得δ下= δ 上－（ H x －－ H 0 ）+ Δ= δ 上－δ 中+ Δ式中Δ值从现场实测中获得，一般为 1 ㎜左右。

1.3 漏风计算漏风是由携带漏风和直接漏风两部分组成漏风的机理及其规律容克式空气预热器主要有筒形转子和外壳组成，转子是运动部件，外壳是静止部件，动静部件之间肯定有间隙存在，这种间隙就是漏风的渠道。

空气预热器同时处于锅炉岛烟风系统的进口和出口，空气侧压力高，烟气侧压力低，二者之间存在压力差，这是漏风的动力。

由于压差和间隙的存在造成的漏风称为直接漏风。

还有一种漏风叫做携带漏风，是由于转子内具有一定的容积，当转子旋转时，就像水车一样，必定携带一部分气体进入另一侧。

携带漏风量的计算公式为式中：Δ V xd 为结构漏风量， m 3 /s;D 为转子内径， m ； d 为中心筒直径， m ； n 为转子旋转速度， r/min ； y 为转子内部金属所占容积份额； h 为转子高度， m 。

携带漏风是容克式空气预热器的固有特点，是不可避免的。

由公式看出，携带漏风量与转子内容积及转速成正比，为了降低结构漏风量，在满足换热性能的前提下，尽量选择较低的转速，因为在转速大于 1.5 r/min 时，提高转速对传热不再有益；转子内尽量充满传热元件，增加金属所占容积份额，提高 y 值，即转子高度不要留有太多的剩余空间。

直接漏风携带漏风量占预热器总漏风量的份额较少，空气预热器的漏风主要是直接漏风，直接漏风量的计算公式可以按如下方法推导出来。

把空气侧和烟气侧视为两个一壁之隔的充满气体的无限大容器，空气通过间壁上的微小间隙泄露到烟气侧，如图 1 ，根据粘性流体的伯努利的方程得到式中： Z 1 、、 Z 2 为位置水头，对气体而言， Z 1 ， Z 2 可以忽略不计； V 1 、V 2 为容器内自由面的速度， V 1 ≈ V 2 ，可以忽略不计。

所以式中： P A 为空气侧压力， P a ;P G 为烟气侧压力，P a ; ρ为空气密度， Kg/m3 ;g 为重力加速度；h ψ 泄露阻力，具有长度单位， m.式中： V 为泄露气体流经间隙时的速度， m/s;5 为阻力系数转子热变形量取决于转子的半径和高度以及空气和烟气的进出口温度。

图 1 示出转子热变形的各个几何形状和变形量。

各个变形量的计算分别简述如下：根据流速、流量、流通截面积之间的关系，有V=Q/F式中： Q 为单位时间内泄露的气体量（体积）， m 3 /s ； F 为间隙面积，㎡。

由公式（ 5 ）、（ 6 ）得到国际上习惯于用单位时间内泄露的气体质量 G 来表示漏风量，则G= ρ 。

Q称之为泄露系数，则这就是空气预热器漏风量的基本计算公式，式中Δ P 为空气侧与烟气侧的压力差，该式与美国 ABB-APC 公司提供的计算公式形式是一样的，公式中气体密度ρ是基本不变的，因此，影响漏风的主要因素是：系数 K ；间隙面积 F ；空气侧与烟气侧之间的压力差Δ P 。

本公式适用于回转式空气预热器的径向密封，转向密封，静密封和中心环向密封。

1.4 漏风因素的分析及对策由公式（ 8 ）看出，漏风量与泄露系数 K 、间隙面积 F 、空气与烟气的压力差Δ P 的平方根成正比，要降低漏风量，就必须降低 K ， F ，Δ P 值。

2. 空预器密封技术的改造2.1 锅炉负荷对漏风率的影响因为空预器漏风主要与泄露系数 K 、间隙面积 F 、空气与烟气的压力差Δ P 有关。

当锅炉负荷降低的时候，送风机的出力也将降低，这时假设锅炉负荷降低到 50% ，风机的负荷是 50% 、泄露系数 K 、间隙面积 F 不变，空气与烟气的压力差Δ P （一次风与烟气侧冷端压差）也将减小（ 2000 P a ＜Δ P ＜ 7000 P a ），Δ P 取 4500 P a 。

根据公式（ 8 ）可以得出漏风量G1 ，当满负荷Δ P 取 7000 P a ，可以得出漏风量 G0 。

半负荷的漏风率AL1 ：下一页AL1=G1/Q 总2 Q 总 1 = Q 总Δ P 取 4500 P a满负荷的漏风率 AAL=G0/ Q满负荷的漏风率 ALAL=G0/ Q 总Δ P 取 7000 P a式中 Q 总是满负荷时的送风量， Q 总 1 是半负荷时的送风量通过以上比较可得出负荷时的漏风率要比满负荷时候高 1.6 倍。

从上面的结论可以说明当锅炉负荷降低将使空预器的漏风率显著提高。

双道密封的技术特点可以有效减小漏风间隙面积 F ，根据这个公式可知如果F 减小，其他条件不变， G 也将减小。

所以有效地控制漏风间隙面积将有效的减小锅炉低负荷时的漏风率2.2 空预器漏风对风烟系统的影响空预器漏风严重，导致一次风压降低，为了防止一次风管堵管，只好增大一次风机挡板开度，增加了一次风机和送风机的出力。

一次风和二次风大量的漏到烟气中，增加了引风机的出力。

有些电厂甚至导致两台引风机入口挡板门运行时处于全开的被动局面，不仅造成电厂本厂用电上升，而且还造成机组满负荷运行时引风机调节余量不足，制约运行人员进行燃烧调整，影响机组出力。

同时炉内燃烧所需氧送不进去，影响机组的安全运行。

由于漏风严重，烟气温度降低，空预器受热面腐蚀和堵塞较严重，锅炉热效率降低，这些都将影响机组的安全经济运行。

另外对于燃煤机组在一些情况下由于排烟量增加或磨煤机中的干燥风量不足，也会导致整个机组的出力下降。

空预器的漏风问题严重影响电厂的经济运行，有时甚至威胁锅炉的安全运行，故对空预器原密封系统进行有效的技术改造已刻不容缓。

2.3 #### 电厂空预器设备的基本情况#### 电厂空气预热器由技术进行设计进行制造的容克式空气预热器。