某电厂的预热器改造方案

刚得到的某厂预热器改造方案，一起学习
1．工程背景
锅炉采用东方锅炉厂生产的型号为DG1025/18.2-∏4型自然循环汽包炉，四角切圆燃烧，固态连续排渣。其中＃5炉于2005年11月完成168小时试运。所配两台回转式空气预热器为东方锅炉厂制造，型号为LAP10320/883，三分仓结构，即空气侧采用两个分仓，将一次风与二次风分隔，模数仓格为48格，空预器设有径向、轴向和旁路密封系统，热端径向密封设有自动控制系统。但是空预器自投产之初，由于密封调整精度不是很高一直存在着漏风严重超标现象，5号炉空预器漏风率一直在12％左右，而设计漏风率不大于7％，致使引风机电耗居高不下。近期漏风有增大趋势，5号炉负荷至290MW时引风机出力已达到最大值，严重影响了机组的出力和经济性。
2锅炉设计参数
锅炉最大连续蒸发量(BMCR)：1025t/h
过热器出口蒸汽压力：17.4MPa.g
过热器出口蒸汽温度：540℃
再热蒸汽流量：844.1t/h
再热器进口蒸汽压力：3.82MPa.g
再热器出口蒸汽压力：3.64MPa.g
再热器进口蒸汽温度：315℃
再热器出口蒸汽温度：540℃
省煤器进口给水温度：278.5℃
锅炉保证热效率(按低位发热量)： 92.28%
空气预热器出口热一次风温度：337℃
空气预热器出口热二次风温度：347℃
炉膛出口过剩空气系数：1.2
省煤器出口过剩空气系数：1.22
省煤器出口烟气温度：374.7℃
空预器出口烟气温度（修正前）：135℃
空预器出口烟气温度（修正后）：130℃
空预器入口空气温度：20℃
我们归纳出自动可调空预器存在的问题如下：
1、 径向密封片磨损严重，部分密封片有脱落现象；
2、 径向、轴向、旁路密封间隙增大，密封片磨损严重。
3、 空预器壳体板有吹损漏风现象。
4、 乙侧空预器一次风与二次风之间扇形板密封板吹损严重，造成上部密封板出现漏洞，下部密封板整体脱落，造成空预器径向密封片扭曲变形，虽经校正但密封效果大大降低。
5、 热端可调式扇形板自动控制系统和执行机构可靠性差，造成不能按照理想的情况进行密封调整；
6、 可调式密封设计技术不可消除的二次漏风造成空预器更大的漏风率。
7、 可调式扇形板执行机构无法保证扇形板良好的位置精度也就是说调节杆无法保证良好的同步性，使扇形板产生一边高一边低的情况从而形成更大的漏风。
8、 由于空预器设计理念不是很先进，而且安装质量不过关造成静密封存在比较大的间隙。这使得这些地方存在很大的冲刷磨损情况。
9、 顶部中心筒密封效果不好，造成向空预器外部漏灰的情况。
造成以上问题的根本原因就是可调式密封结构的不可靠，而在目前技术条件下，可调密封的这种缺陷是其本身无法克服的。豪顿的VN固定式密封技术恰恰很好地解决了这种可调式密封的致命缺陷，不但漏风率可以降到很低的水平而且漏风稳定性非常突出，在一个大修期内的漏风增长不超过1.5％。我们在河北邯峰电厂进行过类似密封系统改造，改造后的漏风率实际降低到6%以下，效果相当明显。
HOWDEN集团的VN技术密封系统的改造在取消了扇形板可调装置的基础上，即将现有的可调式的密封系统改造为经过特殊设计的不可调亦即固定式密封；采用HOWDEN公司专利的VN型密封系统，通过计算软件将转子热态变形量预先计算出来，在安装时预留转子的变形间隙，保证热态时预热器漏风很低。固定式密封结构消除了空预器二次漏风途径，使得空预器的漏风不再随时间而显著增长，同时空预器的检修量也随着可调装置和传感器的取消而大大减少。
4．2豪顿VN密封技术介绍
英国HOWDEN集团的VN技术密封系统的改造基于取消了扇形板可调装置的基础上，即将现有的可调式的密封系统改造为经过特殊设计的不可调亦即固定式密封；采用HOWDEN公司专利的VN型密封系统，通过计算软件将转子热态变形量预先计算出来，在安装时预留转子的变形间隙；且将原径向、轴向的单密封改为多重密封等。消除了空预器二次漏风途径，使得空预器的漏风不再随时间而增长，同时空预器的检修量也随着可调装置和传感器的取消而大大减少。
通过本次密封改造、以及采用VN固定密封技术对空气预热器进行改造，将有效地改善锅炉的燃烧工况，提高锅炉出力，送、引风机电耗下降，锅炉经济性将明显提高。同时，这项技术的实施可以保证漏风率指标在锅炉运行一个大修周期内基本保持不变，提高设备长期运行的稳定性。
空预器的漏风率与空预器的冷、热端空气和烟气侧的压差、空预器的转速，空预器的结构尺寸（直径和高度）以及密封结构等因素有关。如下图所示，回转式空气预热器的漏风主要来自以下几个方面：
 径向漏风
 轴向漏风
 中心筒漏风
 携带漏风

这四种漏风所占的大致比例如下：
径向漏风占68％；轴向漏风占5％；中心筒漏风占8％；携带漏风占19％

注意：携带漏风是不可避免的，解决空预器漏风问题应主要针对径向直接漏风进行治理。而目前电厂＃5炉空预器采用的是可调的自动跟踪式密封系统，当机组运行转子发生蘑菇形变形时，该系统试图通过检测不同负荷下的转子密封间隙来调整扇形板的位置，达到最佳密封间隙的效果。但在实际使用过程中，该系统往往运行效果不佳，存在可靠性差，检修维护工作量大的问题。该装置一旦失灵，还将自动进入保护状态，将扇形板提升到上限位置，造成漏风急剧增大。同时，由于扇形板本身是可调的，那么扇形板本身也还存在一个二次漏风的通道，造成了额外的一部分漏风。


根据以上分析，我们将在本次改造中通过采用固定式密封系统来解决二次漏风的问题。
根据豪顿华工程有限公司在中国多年成功的改造经验，我们的工程技术人员非常了解客户对产品设计及生产质量的要求，这有助于我们针对用户的具体实际要求，制定相关的设计和产品。
4．3豪顿VN空气预热器密封技术优越性
1）豪顿华工程有限公司提供的空气预热器密封系统采用豪顿VN技术，即固定多重密封系统保证了低的漏风率和高的稳定性（特别是在空预器投运一年后，一个大修期内）。下面的图示是豪顿VN密封跟可调式自动跟踪密封漏风率变化的比较。

2）取消密封系统中易出故障的传感器和电气元件，采用简单可靠的固定密封，大大降低了现场的维护工作量。
3）在降低空预器的漏风方面采取以下措施:
 采用多重密封设计。
 冷端扇型板设计成凸型跟转子热态时的蘑菇型变形一致，减小漏风面积。但由于此次改造不更换扇形板，所以无法达到豪顿设计的理想状态。

 设径向、轴向、环向和中心筒密封装置。
 密封装置制造精度的质量控制。
 优良的现场施工及质量监理。
4）密封片由考登钢制成，包括以下部分：
 径向密封片装在转子冷、热端的径向隔板上，它们可以调整并与固定的扇形板在烟气侧、风侧之间形成径向密封系统。
径向密封片将改造成豪顿的单叶式密封片，该设计不同于国内其它的密封片结构，密封片不易磨损、变形，使用寿命长；适应性强；能进一步稳定空预器的漏风；且安装、调整方便。



 在转子的冷、热端外缘上有外缘环向密封，与附在外壳上的密封片组成一个密封。
 在转子的每一端内缘上有内缘环向密封片，附在转子上，与扇形板内侧形成一个密封。
 在转子外沿有轴向密封片，与轴向的弧形板形成密封。在任意时刻，弧形板内至少有多个密封片，以达到迷宫密封的效果。
 在转子中心轮毂上有中心筒密封，与顶底结构中心部分形成中心筒轮毂密封。
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