空预器柔性接触式密封改造在锅炉上的应用效果

陈 媛 王 旭

1.国网技术学院新能源培训部 山东 泰安271000；

2.国网技术学院检修培训部 山东 泰安 271000

0 前言

目前大中型电站锅炉上普遍采用回转式空气预热器，但是在运行中，由于空气预热器的转子受热不同，使得转子上端径向膨胀大于下端，转子将产生“蘑菇状”变形。冷态时没有正确调整好的密封间隙，在热态的情况下有的就会增大，使得漏风增大，见图1。因此漏风率是影响空气预热器经济性的重要指标之一。

图1 转子的冷态和热态情况

为了有效控制空气预热器漏风率，降低送、引风机电耗，提高锅炉效率，不少厂家采用空预器柔性接触式密封改造技术，对空预器径向加装柔性接触式密封组件，对其轴向、旁路密封系统进行更换及调整，以提高机组经济效益。

1 柔性接触式密封基本工作原理

柔性接触式密封基本工作原理是将扇形板固定在某一合理位置，柔性接触式密封系统安装在径向转子格仓板上，在未进入扇形板时，柔性接触式密封滑块高出扇形板5mm～10mm。当柔性接触式密封滑块运动到扇形板下面时，合页式弹簧发生形变。密封滑块与扇形板接触，形成严密无间隙的密封系统。当该密封滑块离开扇形板后，合页式弹簧将密封滑块自动弹起，以此循环进行［1］。图3柔性接触式密封安装立体图。

2 柔性接触式密封系统的主要特点

1）采用柔性接触式密封技术，不会形成密封间隙，扇形板与密封滑块间没有间隙，没有气流通过，所以没有冲刷磨损问题，密封效果好，系统能长时间运行［1］。

图2 柔性接触式密封运行示意图

图3 柔性接触式密封安装立体图

2）采用合页式弹簧,空预器转子在热态运行下允许有一定的圆端面变形及圆周方向的变形,非常适合空预器的改造［1］。

3）自润滑合金高温下干磨擦系数μ＝0.1，对主轴电机驱动电流影响甚小，增加不超过2A［1］。

4）工厂化生产,简化了现场安装的工艺程序，工期短、效果好。

3 柔性接触式密封改造应用实例

3.1 中电投贵州金元纳雍发电总厂应用实例

3.1.1 设备简介

中电投贵州金元纳雍发电总厂总装机容量8×300MW，每台锅炉配二台空气预热器，设计燃料为纳雍无烟煤。其中纳雍发电总厂（一厂2号）锅炉采用三分仓容克式空气预热器，为哈尔滨锅炉厂配套产品，布置在锅炉尾部竖井烟道下，主轴垂直布置。预热器采用全模式仓格结构,空气和烟气逆流换热，空气自下而上流动,烟气自上而下流动。

3.1.2 设备改造前存在的问题

但是，自投运以来,锅炉空预器漏风率偏高，均大于设计值。机组运行时间越长,空预器漏风越严重,严重威胁锅炉安全、经济运行。主要存在的问题包括：

1）空预器堵塞、漏风，会导致燃烧过程中锅炉缺氧,负荷带不满。290MW时氧量是2%，引起水冷壁低氧腐蚀，降低锅炉热效率，使锅炉的安全运行受到影响。

2）原设计的空预器出口一次风温为378℃,二次风温为364℃。但运行中空预器的出口热风温度在320℃左右,与原设计值相差较大。

3）空预器漏风率增高，会加大锅炉送风机、引风机等风机的负荷，导致厂用电率升高。

4）漏风导致高负荷时飞灰含碳量增大,对锅炉设备的磨损较大,使设备的使用寿命降低。

现针对空预器密封间隙过大，漏风率过大（11%左右）的现象，提高空预器运行的经济性，增加锅炉效率，该厂通过对国内现有空预器密封技术进行了解和技术论证，采纳北京华能达电力技术责任有限公司提供的径向冷热端安装柔性接触式密封技术，对该炉A、B空预器密封系统进行改造。

3.1.3 空预器改造效果

改造后，该厂空预器漏风率大幅下降，改造工作取得了良好的效果。表1为改造前、后2号炉空预器漏风率对照表，表2为改造前、后2号炉空预器参数对比表。

表1 2号炉空预器改造前、后漏风率对照表

从表1中可以看出，空预器密封改造后，漏风率由改造前11.16%下降为4.61%，使得引、送、一次风机运行电流下降，厂用电量大幅度下降。并且改造后空预器处热风温度提高，引起制粉电耗降低。由此影响供电煤耗下降1.3755g／kW·h（中电投对标标准：空预器漏风率每变化1%，影响供电煤耗0.21g／kW·h）。按单机年发电量16.5亿kW·h计算，该项改造将每年节约标煤2269吨，按每吨标煤540元／吨计算，节约人民币122.526万元。

表2 改造前、后2号炉空预器参数对比表

3.2 贵州西电黔北发电厂应用实例

3.2.1 设备概况

贵州西电黔北发电厂＃2锅炉为300MW亚临界压力机组，配一次再热、单炉膛平衡通风、自然循环、单汽包锅炉。锅炉设计安装两台三分仓容克式空气预热器，为豪顿华公司配套产品，型号为28.5VNT1800，布置在尾部竖井下。自投运来，该空预器漏风率偏大，严重影响锅炉经济指标及运行的安全性。

3.2.2 改造前设备存在的问题

2011年1月6日，贵州电力试研院对＃2炉空预器进行漏风测试，表3是测试结果：

表3 ＃2炉空预器改造前漏风测试结果

从以上测出的数据可以看出，＃2炉A、B侧空预器漏风率达到12.42%，远高于设计值6%，已经严重影响到锅炉运行的经济性，所以，对空预器密封装置改造已经势在必行。

由于＃2机组投运以来空预器的各种密封片风蚀比较大，尤其是径向冷端密封片风蚀比较严重，密封间隙过大，造成漏风相对比较大。因此该电厂在空气预热器径向冷、热端分别加装柔性接触式密封组件24分仓，径向形成无间隙密封，能很大程度降低漏风率，从而提高锅炉效率，也相应降低发电煤耗，提高机组运行的经济性。

3.2.3 空预器改造效果

2011年11月，贵州电力试研院对＃2炉空预器进行改造后漏风测试，以下是测试结果：

表4 ＃2炉空预器改造后漏风测试结果

从以上测出的数据可以看出，＃2炉A、B侧空预器改造后漏风率只有3.9%，比改造前降低8.52%，已低于设计值6%，可以确定，此次密封片换改造是成功的。按照300MW机组相应的漏风率每降低1%，则煤耗降低0.21g／kW·h，则此次改造因漏风率降低后,煤耗降低1.7981g／kW·h。进出口氧量由改造前的4.26／6.28%， 降低至3.675／4.395%, 降低0.585／1.885%。

目前空预器还存在靠一次风通道侧的出口烟温比靠二次风通道侧的出口烟温低得多的情况，现拟准备在今后的检修中，在烟气通道中加装导流板，将大部分烟气引到一次风通道侧的烟温区域，也减缓两侧出口烟温偏差过大的问题。

3.3 国电康平电厂应用实例

3.3.1 设备概述

国电康平电厂2×600MW超临界机组的锅炉为哈尔滨锅炉厂制造，于2009年8月份投产发电。每台锅炉设计安装的两台回转式空气预热器均为哈尔滨锅炉厂制造，型号为31－VI（T）－1600－QMR。机组投产后扇形板自动跟踪始终不好用，借机组停运机会，对预热器各部密封间隙进行检查测量，其间隙值都偏离设计值很大，并且扇形板存在不水平等缺陷。通过咨询多家同类型机组的空气预热器的运行情况，了解到扇形板自动跟踪密封装置运行都不稳定，不能保证密封间隙的最佳值，从而使预热器漏风率偏大，这无疑就增加了引风机电耗，给电厂节能降耗工作的开展带来了很大困难，因而对空气预器的密封改造降低空气预器漏风率是非常必要的。

该厂选定空预器柔性接触式密封改造技术，对空预器径向加装柔性接触式密封组件，对其轴向、旁路密封系统进行更换及调整，以提高机组经济效益。

3.3.2 改造后效果

进行柔性接触式密封改造后，＃1炉空气预热器的平均漏风率由9%左右降到平均4.25%（1A侧4.64%，1B侧3.87%），使锅炉的送风机、引风机的功率消耗减少，热风温度提高，锅炉得到充分燃烧，使飞灰可燃物降低。一般漏风率下降12%,可以提高锅炉效率1%。按漏风率4.25%计算,锅炉效率提高0.4%，节约标准煤总量1.36g／kW·h。机组年利用小时为4343h，因此每年节约标煤3544吨，按每吨标煤820元／吨计算，节约人民币约290万元。取得了巨大的经济效益。

5 结束语

通过以上三个电厂的应用实例不难发现，锅炉空预器进行柔性接触式密封改造后密封性提高，漏风率降低，从而带来了很大经济效益。由此可见，柔性接触式密封改造技术在回转式空气预热器上的应用取得巨大的成功，但是想要进一步降低漏风率，还需要各位学者和一线人员的共同研究和努力。

［1］畅晓峰，鲁凤鹏，马丽君.350MW机组空气预热器柔性接触式密封改造［J］.电力技术，2009，（4）:25－29.

［2］张长伟，朱立军.300MW电站空预器漏风分析与治理［J］.科技资讯，2009，（3）：123－124.