四分仓回转式空预器一次风侧增加扇形板优化改造研究

杨志敏

【摘 要】全膜式水冷壁结构炉膛空预器使用四分仓回转式空气预热器，但是在运行过程中由于左右两侧床压不一、风门卡塞、风机故障等等原因易翻床现象。为了避免翻床现象的发生，将四分仓回转式空预器的一次风侧来增加扇形板来优化结构，分析优化后对阻力和机组的影响。

【关键词】四分仓回转式空预器；扇形板；优化改造；影响

一、四分仓回转式空预器优化改造的意义

我厂锅炉炉膛采用全膜式水冷壁结构，炉膛下部采用裤衩型结构将下炉膛一分为二形成左右两个燃烧室，空预器采用四分仓回转式空气预热器。在运行过程中，两台一次风机产生的冷一次风混合后进入空预器，换热后的热一次风通过两个风道燃烧器进入布风板下的等压风室。

目前左右侧床压稳定控制主要靠热一次风挡板调整，床压偏差1KPa时，开始调整左右侧热一次风。运行过程中一次风机进出口挡板全开，热一次风挡板门的开度大约在40-60%区间，利用挡板节流来控制；二次风挡板开度在15-60%区间，变频辅助控制，主要根据氧量和二次风压来决定二次风的变频和挡板开度；升负荷过程中二次风挡板和变频同时加大。运行过程中，在床压偏高、风门卡塞、风机故障或返料不正常的情况下，容易发生翻床现象。为了确保机组运行的稳定性，则需要对炉膛左右侧床压进行分析，经过相关技术研讨后，拟对我厂空预器的一次风进行改造，改造后一次风由混合变得各自独立，每台一次风机变频调整各自的风量，从而避免翻床的现象。

二、四分仓回转式空预器应用现状

本厂现使用的空预器为四分仓。对于回转式空气预热器，一、二次风侧的空气阻力降在800-1000Pa，烟气侧在700-900Pa，具有阻力小的特点。

回转式空预器为蓄热式，传热元件为波纹板，烟气流向垂直向下。径向密封：减少空气沿转子的上下端面漏到烟气区；轴向密封：防止已漏到转子和外壳之间空隙的空气再漏至烟气侧，中心筒密封：减少空气漏入大气；環向密封：阻断未经过换热的转子外侧的旁路气流。1转/分钟。旋转方向：烟气----二次风----一次风。转子的热变形是空预漏风的重要原因之一。

以一定角速度旋转的空预器转子进入烟气通道被烟气加热后，依次进入右二次风侧、一次风侧和左二次风侧加热空气，而后又回到烟气通道。周而复始，烟气得到冷却，空气被加热，金属转子作为蓄势介质不断进行蓄热和放热，完成空预器的传热过程。与三分仓相比，四分仓式的设计将压头较小的二次风仓拆分为左、右两个二次风仓，将压头较大的一次风仓分布在两个二次风仓中间，如此，可有效控制压差漏风。

三、空预器改造说明

两侧一次风在空预器底部设有联络风箱，风箱中设置挡板门，正常运行时，挡板门关闭，当一侧风机故障时，挡板门打开，两侧一次风联通，不影响机组正常运行。在空预器一次风仓中间增加扇形板，将其一分为二，改原四分仓改为五分仓，实现左右侧床压各自调节的目的。

新增加的一次风仓隔板需做好径向密封和轴向密封。

改造后只是在一次风仓中间加了一个隔板，纵使隔板不严密，当左右两侧一次风压不同时，只会在整体一次风仓内部存在一次风漏风，对原漏风率影响很小。

四、四分仓回转式空预器优化改造后的影响

（一）一次风侧增加扇形板对阻力的影响

预热器进口压力=炉膛总压降+布风板阻力+风道阻力+风道燃烧器阻力+调节风门阻力+预热器阻力

ECR工况20780=11900+3700+412+920+3100+750

根据单密封片的特点，改造后对预热器阻力的影响约35pa；在进预热器前的共享风箱中间需加挡板，将通道分开，预热器出口的一次风道也需加装隔板分开热一次风道，彻底将原一次风分成两支，分别进入两台一次风机，若所加隔板的厚度不足以影响风道的通流面积，则改造后对风道阻力的影响按照41pa估算，则改造后ECR工况一次风预热器进口压力约为20846pa。

（二）一次风侧增加扇形板对机组的影响

改造前当左右侧床压偏差大时，存在翻床风险时，运行人员主要通过调节一次风挡板和一次风机频率来调节床压，其中会把一次风机的出力调到最大，通过憋压来实现床压平衡，其会带来一次风机电耗增大，同时炉膛氧量也增大，烟气量也相应增大，不利于减少氮氧化物的原始生成量等一系列弊端。

改造后一次风由混合变得各自独立，每台一次风机变频调整各自的风量，不仅对偏床的调整有利，而且可以达到节能降耗的目的。

1）改造后的一次风的传热面积由13418m2变为12198m2，在换热量不变的情况下，出口烟温将上升1.7℃，出口一次风温将下降4.7℃。

2）改造后对阻力的影响。改造后对预热器阻力的影响约35pa，改造后对风道阻力的影响按照41pa估算，则改造后ECR工况一次风预热器进口压力约为20846pa。

3）改造后对漏风率的影响。改造后只是在一次风仓中间加了一个隔板，纵使隔板不严密，当左右两侧一次风压不同时，只会在整体一次风仓内部存在一次风漏风，对漏风率影响很小。

4）改造后在共享风箱中的两根一次风管之间布置连通管，分别连锁左右侧一次风机，当左侧风机故障时，关闭左侧故障风机的入口挡板门，同时联开共享风箱中的挡板门，由正常运行的另一侧风机鼓风，根据床压和负荷情况调整风机出口的挡板门，调整一次风的运行。

五、结束语

在调整炉膛左右侧床压的过程中，存在热一次风互相干扰的情况，容易产生偏床现象，不利于机组稳定长周期运行。在对空预器进行一次风侧增加扇形板的改造之后，一次风由混合变得各自独立，每台一次风机变频调整各自的风量，不仅对偏床的调整有利，同时提升了节能效率。

【参考文献】

[1]孙健. 火力发电厂回转式空预器优化改造[D]. 华北电力大学， 2015.

[2]黄炽煌. 浅谈三分仓空气预热器一次风的泄漏问题分析[J]. 建材与装饰旬刊， 2008（7）：202-203.