回转式空气预热器漏风率过高的分析与对策

何有禄

摘要：大型电站目前普遍都是应用锅炉回转预热机，但是该设备长期因为出现漏风量过高的问题影响工厂的经济收益，下文首先论述这种漏风量的危害，其次对降低漏风量，提出了几点关键性的建议。

关键词：电站锅炉;预热器;漏风率

当前回转式空气预热机主要应用锅炉辅助设备，和传统的预热机相比，该设备具有传热面热度大，结构紧凑，容易操作的特点。但是该设备最大的缺点就是漏风量不容易控制，因此下文将对回转空气预热机漏风率过高的问题进行分析和论述。

1 漏风机模型工作原理

回轉式预热器由转子和机械外壳两个部分组成，前者负责运动部分，后者属于静置保护结构，两者之间时刻保持一定的空隙，该空隙也就是漏风的主要渠道。空气预热机器位于锅炉风烟系统的出口和进口位置，内部的侧压力较大，烟气压力和空气压力存在一定的差异，这也就是漏风的主要原因。如果因为压力差异以及间隙差异的存在而产生的漏风则被成为直接漏风。如果转子内部本身具有一定的活动空间，转子在活动的时候会携带一部分的空气进入到内部，这就是结构漏风，根据统计直接漏风将会占据总量的70%以上，结构漏风的总量为20%左右。

携带漏风的原理在于：停留在蓄热板内部的空间将会随着转子的运动最终一起进入到烟气中，所以转子的速度越快漏风的体积越大。直接漏风主要是因为压力差距导致的，因此该机器设备属于机器运动，活动部件和静置部件之间必然会存在间隔，空隙位置存在压力差异必然会引起漏风。在四分仓的预热器中这种情况能够用具体的公式表示出来[1]。

2 漏风过高所带来的生产危害

空气通过回转预热器进入到烟气管道内部之后，将会对于附近的送风机，引风机造成强大的阻力，增加上述机器设备的电力损耗，如果漏风量大于送风机本身的荷载能力，还会导致燃烧的风向不足，增加锅炉机械设备的机械能损耗，更为严重的情况还会导致锅炉的送粉能力下降。炉膛的持续负载工作将会最终导致锅炉停运。其次空气预热器的持续漏风将会增加锅炉排烟系统中的空气系属，降低本身机器的工作效率，长时间持续这样的工作状态最终会造成叶轮毁坏，机组崩溃的后果，根据统计可以发现每一年都会存在这样的安全事故，并且空气预热机每泄漏1%的风量，将会增加机组能耗0.166g/KW。无论从经济性还是社会性方面考虑，漏风都会给带来很大的损失。

3 降低漏风的主要措施

回转式预热机器最大的特点就是具有携带漏风的特点，并且属于一种固定的性质，无法进行避免，一台预热机器内部的各种参数数据都是固定不变的，所以为了能够降低这种漏风所造成的影响，应该能够从其他方面进行考虑。

3.1 减低漏风系属K

预热机直接漏风的公式可以用：表示，当前国内比较有效的改造方法就是将原本的单密封装置改造为双或者多密封形式。回转预热器的密封位置主要需要将径向，轴向，旁侧等位置进行密封。改造之后则需要保证每一块扇叶在转子转动的时候能够相互配合，形成密封的效果。其次在密封效果下，能够降低静置设备内部流入过多的烟气，降低内外密封的压强，降低漏风率。静密封采用双向密封模式，从实际的应用效果来看，在外部条件类似的情况下，采用双重密封能够降低直接漏风量20%以上，但是这并不意味着密封的面积越大越好，因为风机内部必须要留有一定的操作空间，过多的密封装置还会消耗过量的经济成本，因此不建议采用多重密封的手段，有关研究表明当密封层数在单层和双重密封之间的时候，制造成本和密封效果能够达到最为经济的平衡。

最后有关技术人员在改造机器设比的时候，可以尝试采用其他的材料代替密封挡板，例如国内某工程采用折向的密封板代替双层密封板就起到了良好的应用效果。该原理在于原本的密封挡板不具备良好的弹性，随着使用频率的不断增加，板材和外部之间的摩擦阻力增加，但是改造之后因为具有良好的弹性，所以能够降低这种摩擦力，有效控制密封空间的空隙[2]

3.2 降低漏风面积

从上文的论述中可以发现漏风间隙大小直接影响到漏风量的多少，间隙越小效果越明显，但是因为实际条件的限制，机器设备内部必须要存在微小的间隙，因此无法为0，同时过小的间隙会增加设备之间的摩擦效果，降低使用寿命，因此需要从经济和机器寿命两个方向考虑。预热器漏风主要发生在热端的间隙，因此需要严格控制该渠道。其次转子的下垂量占据热导漏风的大部分，空气预热器的热端用密封片进行封堵，在冷却的时候开凿一个小孔，但是机器在运行的时候因为热端的温度始终大于冷端，所以转子径向在热端比冷端大。在温度不断升高之后，转子的强度降低，因为转子本身带有一定的重量，所以转子的外形会在温度的影响下发生形变，转子此时的上部出现一部分的空隙。资料显示，该部分空隙造成的漏风量大约占据整个漏风量的一半以上。国内某工厂尝试采用扇形挡板改造这样的现象，发现能够取得不错的效果。

最后冷端的温度始终低于热端，所以该端的气体密度大于后者，其漏风的频率也大于热端。若想有效控制冷端的漏风间隙，一般都是采用冷态预热弥补方式，冷态端在调整的时候，内部间隙为0，此时外部留有一定的间隙，冷端控制的关键技术即对于外侧预留间隙的控制，该预制值能够从大量计算和公式中得出，如果最后发现预留值和标准不符，可以手动进行调整。某工厂曾经尝试通过更换导向轴向的方式降低冷端漏风量，将密封的扇形板面悬挂在导向轴上面，板面的下面能够在热态运行的时候随着转子的膨胀而移动，并且之前预留的间隙不会随之改变，所以采用这种替换方法不需要再根部预留空隙[3]。

3.3 降低侧面压力

根据前文的论述，空气和烟气排除的压力擦也是产生漏风的主要原因。若想控制这个部分的压力差距，应该从煤炉型号，燃烧机型号，受热面结构等多个方面考虑，降低锅炉系统在工作过程中的阻力，防止尾部出现结露的现象。另外预热机在设计的时候可以添加冲洗，吹灰以及测量等外部装置，否则会因为长时间的运行出现煤灰堵塞管道的情况造成阻力增加或者压力差增加，漏风率最终提高。如果出现了这样的后果，则需要停止设备进行维护，立刻用水进行冲洗，保持受热面干净整洁，再次投入使用的时候一定要保证受热面干燥，否则会重新吸附灰尘。某些工厂的这些操作步骤常常不符合标准，但是没有经济条件去购置其他的吹灰机，随着设备运行时间的增加，阻力增大，漏风率达到极值。目前还可以将冷端的波纹板更换为搪瓷材料，这种板材具有耐磨性高，抗腐蚀等特点，这也是目前能够解决预热器板材积灰，磨损，腐蚀等问题的有效替代品[4]。

4 结语

本厂回转式空气预热机在内部设计结构良好的情况下漏风量大约在5%以内，但是如果内部设计存在缺漏，漏风量则会达到10%～15%左右。出现这种情况严重影响到工厂的经济效益，因为一台预热器的漏风率每提升1%，将会多投入100万的生产费用，因此有关技术人员需要根据预热机的结构特点进行升级改造，提高机器运行的经济性。

参考文献：

[1]张辉.2008t/h锅炉回转式空气预热器漏风因素分析及对策[J].军民两用技术与产品，2014，000（013）：198-198.

[2]张万军.回转式空气预热器漏风率超标原因分析及对策[J].西北电力技术，2001（03）：22-25+1.

[3]高嵩.锅炉回转式空气预热器漏风率过高的原因与解决措施[J].科技创新与应用，2016，No.156（08）：125.

[4]张学胜，刘为民，刘惊涛.从运行角度降低回转式空气预热器漏风率[J].中国科技博览，2013（35）：273-273.