空气预热器柔性接触式密封技术在600MW机组上的应用
来源：国电康平发电有限公司 2014年03月14日 点击： 22
【摘 要】国电康平电厂#1炉回转式空气预热器漏风率远超过设计值，严重影响机组经济效益。本文着重介绍了空气预热器采用柔性接触式密封技术的改造情况，重点对空气预热器柔性接触式密封技术及改造效果进行阐述分析，肯定了柔性接触式密封改造技术在回转式空气预热器上的成功应用。
【关键词】回转式空气预热器 柔性接触式密封 漏风 改造 效益 0 引言
漏风率是空气预热器的重要经济指标之一，有效控制漏风率，可以从降低送、引风机电耗和提高锅炉效率两个方面得到节能收益。为降低漏风率，提高机组经济效益，选定柔性接触式密封技术对空气预热器进行密封改造，并取得极佳效果。 1 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，每台炉设计安装两台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。
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。 2 空气预热器转子变形及漏风分析 2.1 空气预热器转子热变形
国电康平电厂#1炉空预器是回转式空气预热器，它是大中型电厂所普遍采用的尾部换热设备，回转式空气预热器的原理是利用烟气余热提高进入炉膛的空气温度的设备。
空气预热器运行时，转子的上下端面上存在温度差，也即沿着转子高度方向上的温度梯度引起了转子的热态蘑菇状变形，转子上端面外凸，下端面内凹。如图1、图2所示。
图1 转子的冷态和热态情况
图2 转子热变形 2.2 漏风分析
回转式空气预热器主要由转子和外壳组成，转子是运动部件，外壳是静止部件，动静部件之间肯定存在间隙，这种间隙就是漏风的渠道。空预器处于锅炉烟风系统的进口和出口，空气侧压力是正压，烟气侧压力是负压，二者存在压力差，从而产生漏风。由于压差和间隙的存在造成的漏风称为直接漏风；还有一种漏风叫携带漏风，是由于转子内具有一定容积，当转子转动时，必定会携带一部分气体进入另一侧。 2.2.1 携带漏风
携带漏风主要因为空气预热器在转动过程中，蓄热元件中部分空气被携带到烟气中，而蓄热元件中的部分烟气被携带到空气中，这是回转式空预器的固有特点，是不可避免的。为了降低结构漏风量，在满足换热性能的前提下，尽量选择较低转速，并且转子内尽量充满传热元件，即转子高度不要留有太多的剩余空间，但携带漏风量占空预器总漏风量的份额较少，一般来说不超过1%，常可忽略。
2.2.2 直接漏风
直接漏风是空预器漏风的主要来源，这是由于空气预热器的烟气侧和空气侧存在间隙和压差造成的。尽管部件间隙中有密封装置，但为避免转动卡涩及运行中的变形也不可能将这些密封间隙堵死，因而就造成密封间隙漏风。回转式空气预热器的烟气自上而下逐渐降温，空气自下而上升温，转子形成蘑菇状变形，造成了密封间隙增大，漏风增大。直接漏风主要包括径向漏风、轴向漏风、旁路漏风和中心筒漏风，其中径向漏风占的比例最大，大约占80%左右。
空气预热器结构本身有一定的密封系统，如图3所示，但由于机组运行条件的影响，原有密封系统磨损严重，不能有效的治理漏风，造成漏风率上升。
图3 空气预热器密封系统
空预器的漏风问题严重影响电厂的经济运行，有时甚至威胁锅炉的安全运
行，所以空气预热器的密封改造势在必行。 3 柔性接触式密封技术理论
传统空气预热器密封技术是采用刚性有间隙密封技术，在动静间保持一个最小间隙，达到漏风最小。由于空气预热器的蘑菇状变形问题，而且这种变形随负荷环境温度不断发生变化，使得我们很难达到一个最佳的动静之间的间隙值。
空气预热器柔性接触式密封技术解决了传统密封技术这一薄弱之处，该密封系统能有效控制漏风，从而减少能量的流失。密封系统是根据空气预热器转子受热变形而设计的，它包括径向密封、轴向密封、旁路密封以及静密封，扇形板与密封滑块间没有间隙，而且该密封系统提供了许多调整值，维修方便。 3.1 基本工作原理介绍
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-8mm。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。如图4所示。
图4 柔性接触式密封运行示意图 3.2 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，密封效果好。由于扇形板与径向密封滑块