空气预热器漏风控制系统（过时产品，仅供参考，不推荐）

L C S-III

产品介绍









中船重工集团七O二研究所
上海市东方海事工程技术有限公司

二〇一一年七月



目 录


1. 产品概述 2

2． 设计原理………………………………………….…….............2

3. 主要技术特点 3

4. 技术性能指标 4

5. 系统主要组成部分 4

6. 产品业绩简介 6








空气预热器漏风控制系统LCS-III型
1． 产品概述
空气预热器正常运行中，转子热端径向密封的间隙增大而引起漏风面积的增大，这种现象造成进入锅炉的空气泄漏，加重了送风机和引风机的电流负荷和电耗率，严重的甚至会影响锅炉的出力。因此漏风是影响空气预热器性能的一个重要问题。
针对漏风量大的现象，空气预热器漏风控制系统应运而生。国外在空气预热器漏风控制系统研究方面起步较早，应用也较为成熟，但进口产品成本高，售后服务周期长且工时昂贵。90年代后国内也出现了一些空气预热器漏风控制系统产品，但多数设计不甚合理，控制间隙的传感器没有考虑到现场灰尘大、油污多的特殊情况，使系统运行后控制精度不高，漏风量大，运行一段时间后故障频频，给电厂的维护和检修带来很大麻烦并存在安全隐患。本产品综合采用了高精度的间隙传感器、多点温度数据采集和PLC及触摸屏的一体化控制,并且自主创新设计“间隙传感器机械结构”，“温控策略”，“转子测速停转报警装置”都具有新颖性，达到国际先进水平。

2． 设计原理
空气预热器的漏风包括二部分：直接漏风和携带漏风，预热器的转子与壳子之间存在间隙，预热器中空气与烟气由惰性区密封分开，转子密封片与壳子密封板之间的密封间隙总是大于零，压力较高的空气必然要穿过密封间隙漏向压力较低的烟气中，这是直接漏风。转子仓格中所包容的风量随着转子的旋转，会不断地转移到烟气侧，被烟气带走，这是携带漏风。携带漏风是预热器的结构型式本身决定的，无法减小。直接漏风与密封间隙成正比，与压差的平方根成正比。预热器中气流间压差的大小，主要取决于锅炉烟风道以及制粉系统的阻力。预热器冷端气流间的压差与预热器本身结构也有一定的关系，但当预热器的直径大小确定后，就不可能通过预热器设计本身去减小预热器中气流间的压差值了。因此，从预热器设计的角度力图减小漏风的唯一途径是将密封间隙控制在最小限度。
空气预热器密封装置的设计的关键就在于研究预热器变形的规律，使设计出的密封装置能够有效地控制各种工况下，主要是MCR工况下密封间隙处在最小限值。自动漏风控制系统就是实现这一目标的一个有效手段。
空气预热器漏风控制系统（LEAKAGE CONTROL SYSTEM以下简称LCS）的设计原理是：使扇形密封板与热变形的转子形状紧密贴合。在各种工况下，扇形板在规定的间隙内跟随着转子径向密封片。这使漏风面积在各种过渡工况和MCR运行时期都减小了。LCS系统可以控制扇形板定时向下跟踪转子的热态变形，减少扇形板与转子径向密封面之间的间隙（减少漏风面积）。漏风面积是由于经过转子（从热端至冷端）的温度梯度而来，并随着梯度的增大而增加。当转子的一端（热端）较另一端（冷端）为热时，转子不均匀地膨胀，使转子产生蘑菇状变形。于是转子的热端径向密封的间隙增大引起漏风面积增大，而漏风控制系统使扇形板下弯，跟踪转子的热态变形减少漏风面积，从而减少漏风量。扇形板的位置由一个传感器来检测。此传感器检测径向密封与热端扇形板外侧的间隙并保持一定最小运行间隙。LCSIII是在传统LCS的基础上进行重新优化设计，结合温度数据采集技术、可编程序控制器（PLC）和触摸屏的一体化控制设备，具有设计合理、操作、维护、保养方便、稳定可靠等特点。

3． 主要技术特点
（1）耐高温、高精度的间隙传感装置：
系统采用自主研发的高精度间隙传感器，耐高温达800℃，可用来严格控制扇形板和转子径向密封片之间的距离，使系统在各种工况下，扇形板和转子径向密封片之间的距离保持最佳，使空气预热器漏风量大大减少。
（2）先进的温度辅助控制技术：
系统创新性采用温度辅助控制技术，具有先进的温度模糊控制算法，可根据现场温度传感器采集的温度信号对扇形板的位移量进行控制，以达到最佳的漏风控制效果，大大提高了系统的稳定性、可靠性和适用性。
（3）转子测速停转报警装置的技术创新：
系统具有转子测速停转报警功能，时刻监测空气预热器是否正常工作，并且通过“停转连锁”的保护功能来控制扇形板的动作，大大提高了综合报警的可靠性。
（4）高性能的中央处理器以及友好的人机界面
系统采用高性能的可编程序控制器（PLC）和触摸屏人机界面的一体化控制，具有稳定可靠、可扩容、易操作等多重优点，并且可运用现场总线技术，实现与中央控制室DCS系统的自由通讯，使操作人员在中央控制室就能实现遥控操作、实时监控现场情况，操作方便，稳定可靠。
（5）完善的多重保护功能：
系统设计有完善的多重保护功能，极大地降低设备的故障率，提升了设备一次有效运行的投用率，确保全周期安全运行。本项目创新性地采用了六重保护功能：1）温度辅助控制保护功能；2）停转连锁保护功能；3）超力矩保护功能；4）跟踪超时保护功能；5）上下行超限保护功能；6)转子电流超限保护功能。

4． 技术性能指标
（1） 漏风间隙控制范围：0.1 ~ 8mm
（2） 烟气温度监测范围：0 ~ 800℃
（3） 提升机构载荷：15、20、25T（每台）
（4） 力矩保护：280NM
（5） DCS通讯：RS485、以太网通讯、多路干接点报警信号
（6） 电 源：AC380V 6KW（双路电源，可实现主、备电源的自动切换）

5． LCS的主要组成部分
LCS漏风控制系统主要由电气控制部分和机械执行机构组成。其中电控部分主要有动力柜、主控制柜和就地分控柜组成；机械执行机构主要由加载机构、位置传感器、热电偶温度辅助控制装置组成，下面主要介绍一下各机械执行机构的功能：
（1） 加载机构
加载机构通过二个千斤顶的连接杆与预热器中的扇形板外侧端二根悬梁相绞结，扇形板的另一中心端由一滚柱支撑，允许扇形板因为热膨胀产生径向滑动。当发电机组发电量增加时预热器中温度升高，其中转子的圆周产生下垂弯曲，该系统将控制扇形板外侧端跟踪向下位移使扇形板底面的密封面与转子上的径向密封片始终保持理想的间隙，以达到控制漏风取得节能的目的。
每块扇形板配一套加载机构。电动机通过减速器降速后，与二只螺旋千斤顶连接。螺杆千斤顶中装有螺杆间隙调整装置，保证系统的灵敏度，使螺杆千斤顶中螺杆准确上下运动，施力于扇形板不可弯曲面外侧。为了使二只千斤顶同步调节，扇形板始终处在水平位置，采取了一齿轮箱同时驱动二只螺杆千斤顶的布置方式。行程限位开关箱中装有“完全回复”“最大变形”限位开关，来控制扇形板的上下极限位置，同时行程指示钟面显示扇形板的准确位置。
加载机构配有力矩保护装置。当传动机构过载时，力矩保护装置动作，触发提升信号。系统将自动提升至“完全回复”位置。
（2） 耐高温位置传感器
为了探测锅炉各运行状态下，转子位置的变化，使扇形板的密封面能准确地跟踪转子，保持热端径向密封间隙处在最佳值，LCS中采用了一个能探测密封面到热变形转子外侧端的相对位置的传感器，传感器将测量的结果转换成电信号发出，触发加力传动装置动作，调节扇形板位置，达到设计目的。
传感器中心有一根探杆，探杆的下端装着一只探测头，冷态时该探测头与装在转子圆周角钢上的传感瓣保持0.8～1.2 mm间隙，热态转子下垂后，扇形板向下跟踪，装在扇形板侧部的探测头随之向下，直到与传感瓣接触，届时扇形板与转子之间的间隙处在最小允许值，这时探杆向上移动，触发初级限位开关，此开关使电动机停转2秒钟，然后反转，使扇形板回升到与转子径向密封的最佳间隙（间隙大小可设定）。
（3） 热电偶温度辅助控制装置
LCS在自动跟踪过程中，当传感器的初级限位开关失效而触发次级限位开关动作时，系统将自动转入温度控制模式。该装置由安装在烟气进口处的热电偶来负责采集温度信号，再送至PLC进行数据处理。根据当前烟气进口处温度来控制扇形板的位置。热电偶温度辅助控制装置可以在传感器的初级限位开关发生故障后，使系统仍然维持一定的漏风控制能力，是有效的辅助控制装置。






6． 产品主要业绩介绍
本公司长期从事电站辅机设备的研发，尤其是在漏风控制系统的研发方面经验丰富，目前本公司空气预热器漏风控制类产品已在国内近百个电厂投入使用，并且出口远销印度、越南、印尼等多个东南亚国家：
该漏风控制系统（LCS）已使用于以下部分大型电站空预器设备
序号 使用单位 安装机组 投运时间 序号 使用单位 安装机组 投运时间
1 甘肃靖远电厂 1×300MW 93．11 25 陕西锦界电厂 4×600MW 06．03
2 湖北阳逻电厂 2×300MW 94．09 26 广西贵港电厂 2×600MW 06．12
3 巴基斯坦
木札法戈电厂 1×300MW 94．10 27 内蒙达拉特电厂 4×660MW 06．11
2台在建
4 浙江台州电厂 1×300MW 94．12 28 贵州发耳电厂 4×600MW 06．12
2台在建
5 浙江嘉兴电厂 2×300MW 95．07
6 上海外高桥电厂 4×300MW 95．12 29 甘肃灵武电厂 2×600MW 06．12
7 湖北汉川电厂 1×300MW 96．10 30 山西柳林电厂 2×600MW 06．12
8 江苏太仓电厂 2×600MW 04．11 31 山西漳山电厂 2×600MW 07．06
9 江苏镇江电厂 2×600MW 04．04 32 安徽洛河电厂 2×600MW 在建
10 广东台山电厂 3×600MW 05．11 33 浙江乐清电厂 2×660MW 在建
11 浙江嘉兴电厂 4×600MW 05．06 34 越南广宁电厂 3×300MW 在建
12 江苏利港电厂 4×600MW 06．04 35 贵州兴义电厂 2×660MW 在建
13 广东珠海电厂 4×600MW 05．02 36 浙江宁海电厂 4×600MW
2×1000MW 05．11
2台在建
14 山东黄岛电厂 2×600MW 06．06 37 上海外高桥电厂 2×1000MW 08．01
15 河北黄骅电厂 4×660MW 05．06
2台在建 38 福建可门电厂 2×600MW 08．09
16 内蒙京隆电厂 2×600MW 05．07 39 印度金达电厂 3×300MW 在建
40 山东日照电厂 2×600MW 08．12
17 河北龙山电厂 2×660MW 05．09 41 山西兆光电厂 2×600MW 08．11
18 内蒙包头电厂 2×660MW 05．09 42 广东阳西电厂 2×600MW 在建
19 贵州盘南电厂 2×600MW 05．10 43 内蒙土佑电厂 2×660MW 在建
20 山东潍坊电厂 2×660MW 05．11 44 安徽马鞍山电厂 2×660MW 08．12
21 江西丰城电厂 2×660MW 05．12 45 江苏望亭电厂 2×660MW 在建
22 江西黄金埠电厂 2×660MW 05．12 46 印度HISAR电厂 2×600MW 在建
23 湖北襄樊电厂 2×600MW 06．02 47 天津北疆电厂 2×1000MW 在建
24 安徽田集电厂 2×600MW 06．02 48 山西平朔电厂 2×四分仓 在建