范文一：【电力圈 | 锅炉】几种常见的空预器密封形式

电力圈

导读

回转式空气预热器的漏风控制历来受到空气预热器的设计和运行人员的重视，近年来新的密封结构不断出现，为电厂的节能减排做出了一定的贡献。空气预热器的漏风率指标不断刷新，目前国内新投运机组的预热器漏风率普遍降低到6%以下，一些机组甚至达到了4%以下的国际领先水平。采用不同的漏风控制手段，虽然目标都是降低漏风率，但其在设备配置、运行、维护等方面的投入是不同的。一些手段虽然能使漏风率明显下降，但所配套的设备又增加了新的能耗，其综合节能效果值得商榷。

一、控制漏风的原理

预热器的漏风产生原因有两种：直接漏风，携带漏风。

1直接漏风

由于烟空气压差引起的漏风叫直接漏风，发生在惰性区密封间隙处。根据漏风部位，直接漏风分热端和冷端径向漏风、轴向漏风、热端和冷端中心筒漏风，热端和冷端旁路漏风。

计算公式为：

Ld＝K·A·(ρ·ΔP/Z)0.5

式中，K为阻力系数，A为漏风通道截面积，ρ为各产生漏风部位的实际空气密度，ΔP为泄漏缝隙两侧的压力差，Z为密封道数。

根据公式可以看出，通过减小漏风通道截面积A、减小泄漏缝隙两侧的压力差ΔP、增加密封道数Z的方法可降低直接漏风。

2携带漏风

转子转动会将积存在预热器转子内部的空气和烟气随转动携带到下一分仓，其中携带的空气，通常称为携带漏风。

计算公式为：

Le＝n·V·ρavg

式中，n为转子转速，V为转子内部空腔空间，ρavg为转子内部空气平均密度。

根据公式可以看出，通过减小转子转速n、减小转子内部空腔空间V的方法可降低携带漏风。

二、减小漏风的措施

1多道密封

采用多道密封减小漏风的形式原理在于降低直接漏风压差。双道密封即属于这种方式。

双道密封设计的转子密封板，覆盖了两个完整的转子格仓，密封区始终存在两道密封，因此漏风压差只有传统设计单道密封的一半。

在此基础上目前又发展出了三道密封技术，即进一步缩小转子格仓大小，如转子采用48个甚至更多仓格，使得密封板可以覆盖3个转子仓格，保证密封区始终有三道密封，进一步降低漏风压力差。

考虑不增加空气阻力需要，一般只在空气和烟气之间的密封区采用三道密封。多道密封结构如图1所示。

因为直接漏风和密封道数的平方根成反比，收益为从单道改到双道最明显，可将直接漏风降低约 (10.5-(1/2 )0.5)/ 10.5*100% = 29%；

三道密封能在双道密封的基础上再降低漏风率约((1/2 )0.5-(1/3 )0.5)/ (1/2 )0.5*100% = 18%。

由于预热器的漏风率中80%左右为由烟空气压差引起的直接漏风。如原漏风率为10%，双道密封可以降低总漏风率 (10% * 80%)* 29% = 2.32%. 漏风率从10%降到7.68%；三道密封可以降低总漏风率 (7.68% * 80%)* 18% = 1.10%. 漏风率能降到6.58%；

以60万机组双道密封漏风率6%为例，采用三道密封比双道密封降低0.5%的漏风率，可使一次风机、二次风机和引风机总的电流每台炉约降低5A左右，按6kV，3相计算，降低电耗52kw，每年按投运7000h计，电价按0.32元/度计，节电费用11.6万元。一个大修期内（5年），节电费用58万元。

2间隙跟踪装置

采用间隙跟踪装置减小漏风的形式原理在于减少漏风通道截面积。对直径12米以上的预热器，转子蘑菇型变形幅度很大，热端径向漏风占总漏风的一半以上，采用热端不可调设计是不合理的。

如一百万机组，转子变形达55mm，不采用扇形板间隙跟踪装置，热端径向漏风将超过直接漏风的一半。

新型LCS采用了提升装置和扇形板采用铰接避免机械设备损坏、采用带机械放大器的接触式传感器来降低事故损坏率，上锅早就淘汰了不可靠的电涡流传感器，还新开发了采用烟气温度信号来控制扇形板位置的新型系统（没有传感器），已有5年以上连续使用业绩。目前本公司在近300台60万以上机组上使用LCS，投运率达95%以上。间隙跟踪装置结构如所示。

通常30万机组配备间隙跟踪装置仅降低0.8%～1%的漏风率；60万机组配备间隙跟踪装置可降低1.5%～2%的漏风率；100万机组配备间隙跟踪装置能降低2%～2.5%的漏风率。

对60万机组，以降低2.5%漏风率计算，可以使风机电流合计下降25A（6kV电机）左右，3相计算，降低电耗260kw，按照年运行7000h计算，可以年节约耗电182万kwh，按照电价0.32元/kwh计算，每台机组年节约发电成本58万元。一个大修期内（5年），节电费用290万元。因此具有非常明显的经济性。

3焊接静密封

对可调设计密封板机构，密封板两侧的静密封设置为两片钢板滑移模式，存在的间隙势必造成一定的漏风。如放弃采用可调密封板设计方案（在小型预热器上使用较多）直接将扇形板侧面焊接到预热器壳体上，或在密封板和预热器壳体之间设置波纹节（用于大型预热器，密封板板仍然可以保留在运行阶段调节功能），则能够完全消除这部分漏风。

由于没有静密封漏风，不需要经常检修密封板。当长期运行（一个大修期后）使密封片发生磨损或更换密封片时，扇形板内部的调节螺栓可保证迅速调节扇形板水平度，而不需要调动所有密封片，大大加快检修进程。

通过将预热器的静密封采用完全焊接结构来实现（密封板不可调），能将预热器的漏风率指标稳定到在整过密封片使用寿命周期内，漏风率上升不超过2个百分点。保持预热器的漏风稳定是该技术的又一特点。

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范文二：空预器密封改造

空预器(蓄热元件回转式)密封技术介绍

一、 技术改造内容

1、 现状

空气预热器是火电厂锅炉的重要辅机。 由于运行方式 及工作环境等因素的影响, 使该设备原密封自动跟踪系统 整定困难、修正不准、运行不灵活、工作不可靠,造成漏 风量大(有些电厂漏风率达到 30%以上) 。严重影响电厂 的经济运行, 有时甚至威胁锅炉的安全运行, 故对空预器 原密封系统进行有效的技术改造 已刻不容缓。

2、 原理

现有空预器漏风率高的根本 原因,就是密封间隙大及堵灰所 造成。而原密封调整系统运行复 杂, 采集数据受各种因素影响大, 并且容易漂移,很难达到理想的 密封效果。 我公司采用技术改造的原理为:转子仓格增加 (以 300MW 机组为例:即将 24分仓改为虚拟 48分仓) 并简化调整系统, 使其能正常投入。 将原来的扇形板加大, 使原扇形板覆盖的分仓从原来的最少一个增加到最少二 个, 以减小密封间隙,增大漏风阻力,来达到减少漏风的 目的。

3、 改造的内容

空预器的漏风分为径向漏风、 轴向漏风、 周向漏风和 携带漏风。其中径向漏风一项就达到总漏风量的 80%以 上, 为空预器漏风的主要矛盾。 本改造方案就是针对径向 漏风而展开,具体内容如下(以 300MW 机组为例) : 1) 将现有空预器的 24分仓改造为虚拟 48分仓。 即在原来每 15O 一个分仓的中心沿径向进行分隔 (分隔板采用螺栓连接,不影响蓄热元件的拆装)并 加装密封片(如图一) ,形成每 7.5O 一个分仓的形式。

2) 将原扇形板加大。

在原扇形板的一边接出一块小扇形板(如图二) , 并采用特殊的工艺手段保证其平整度和光洁度以满足 要求。

采用特殊的测量手段和理论与实践相结合的整定

值 , 可使各种条件下运行的空预器在热态运行时密封间 隙得以最好修正。

4) 调整。

保留原有的自动化跟踪系统,但不再继续使用, 以保证原设备的完整性。改造完的系统只需调整扇形 板的调整螺丝, 既可有效调整 (一般情况下无需调整) 。 5) 改造实施。

该项目从针对性设计、方案制作、改造安装、调 试、试运行及跟踪服务全过程都由我公司完成,实现 交钥匙工程。并庄严承诺:3年内漏风率不大于 11%。 二、 改造效果

吉林双辽电厂 #1号炉为 300MW 机组, 空预器漏风率在 19%左右。 对其空预器进行密封技术改造, 通过 4年的运行, 漏风率始终在 8%以下,同时,维护工作量大大降低(只在 每次小修时对其进行检查,调整一下密封间隙) 。为此 2002年又对 #2炉空预器进行该项密封技术改造,历时 25天顺利 完成,通过半年的运行观察,技术改造达到了设计要求。 三、 效益分析

经济效益:

经改造后的电厂实际检测结果得出:一台 300MW机组锅炉空 预器改造前漏风率为 19%,经改造后漏风率下降到 8%以下, 炉效提高 2%,千瓦·小时节煤 4.86g ,按年运行 5500小时 计算节煤:30×104×4.86×10-6×5500=8019 t

节约煤款(标煤按 250元 /t计) 8019×250=200.475万元 (本计算未含由提高所带来的诸如:排粉机、磨煤机电耗下 降,输煤电耗下降,金属磨损减少,制水费用减少等带来的 效益)

社会效益:

每年减少的污染排放,也会取得很大的社会效益

÷

范文三：回转式空预器“自适应式密封”与其他密封形式的比较及发展前景

回转式空预器“自适应式密封”

与其他密封形式的比较及发展前景

陈巍

空气预热器是一种用于大型锅炉的热交换设备，它利用锅炉烟气的热量来加热燃烧所需的空气，以此来提高锅炉的效率。

回转式空气预热器主要由中心轴、转子、装在转子格仓里的换热元件、转子外壳、过渡烟风道、顶部结构、底部结构、上部扇形板、下部扇形板、弧形板、支撑轴承、导向轴承、驱动装置等组成。最重要的部件是转子，转子由很多个径向隔板和环向隔板将转子分成若干个格仓，格仓内放置换热元件。转子旋转时通过换热元件实现烟气和空气之间的热交换。转子径向隔板上安装径向和轴向密封片。下部径向密封片与下部扇形板，上部径向密封片与上部扇形板，轴向密封片与弧形板在热态运行中接触或保持很小的距离，形成烟气和空气之间的密封。由于空气预热器在运行时空气侧的是正压，烟气侧是负压，空气会通过密封片和扇形板、弧形板之间的间隙向烟气侧泄漏，这将降低风机的有效出力，降低换热效率，从而影响整个锅炉效率。空预器的密封性能，是重要性能指标之一，直接影响锅炉效率。

空气预热器的漏风率是影响锅炉效率的重要指标，空气预热器漏风率越低，锅炉效率越高。通过改造空预器来提高锅炉效率，是非常经济、有效的方法。

在热态运行状态下，空气预热器各部件均会因受热而发生膨胀，转子会变成蘑菇状，转子和扇形板、弧形板之间的间隙会变化，大部分间隙都会变小。热态运行状态下，如果间隙过大，将导致空气预热器漏风率很大，如果过小，将可能导致空气预热器卡死。空气预热器的漏风率是影响锅炉运行效率的重要因素，所以空气和烟气之间的密封，显得尤为重要，空气预热器的密封技术，也是各空气预热器厂家的核心技术之一。

空 气 预 热 器 的 严 重 漏 风 和 低 可 靠 性 是 中 国 电 站 的 普 遍 问 题。 很 多 电 站 的 漏 风 率 达10,以上 甚 至 更 高。 另 外， 很 多 电 站 空 预 器 还 有 堵 灰， 维 护 费 用 高 等 问 题。

相 对 来 说， 改 造 锅 炉 本 体 和 汽 轮 机 的 主 要 部 件 费 用 比 较 高 ，而 锅 炉 辅 机 ， 特 别是 空 气 预 热 器 的 改 造 却 比 较 经 济 。各发电集团，将控制空预器漏风率、空预器换热效率作为考核旗下电厂的主要节能指标之一。所以，各电厂纷纷投资进行空预器改造，将空预器改造作为提高锅炉效率，降低能耗的主要手段之一。

自适应式密封的概念。

机械的动态件和静态件之间的密封间隙减小时，密封组件因受到挤压，发生位移或变形，直到最佳的刚好接触状态，并保持在此状态下运行。这种密封方式称为“自适应式”密封。

这种密封方式非常适合在温度升高，热膨胀发生变化，导致机械动态件和静态件之间间隙减小的场合。

这种密封方式有别于传统的盘根密封、弹性密封、碳环密封等密封方式，它的特点是:1、可以根据间隙的变化调整到最佳密封状态;2、只是在首次运行时，因间隙的变化进行自适应调整而保持在最佳密封状态;3、由于密封间隙处于刚好接触或仅保持很小的间隙，固定在此状态，密封件没有碳环或弹性密封那样的磨

损，无需经常更换;4自适应式密封由于其独特的结构和材料特性，可以做得更厚实，寿命更长。

实现“自适应密封”通常有两种方式，一种是采用独特的密封结构，一种是采用高塑性材料。

回转式空预器的几种常见密封形式

目前国内从事与空预器有关的企业主要有英国Howden、德国巴克杜尔、北京华能达、上海科盛、无锡科力、东方工程、哈锅、上锅等。其中英国Howden的VN密封技术占据了大部分市场份额，巴克杜尔、华能达、科盛、东方等也拥有自己的专利技术。

回转式空气预热器密封装置主要采用以下几种形式:

,、可调式密封。

这是最早由几大锅炉厂引进的阿尔斯通等技术，也是国内最常见的一种密封方式。扇形板和弧形板是可以通过自动或手动调整的，其中顶部扇形板大多可以自动调整。在回转式空气预热器上安装有扇形板调整执行机构，并且在扇形板附近装有间隙监测装置，当热态下间隙发生改变时，将间隙变化信号反馈至执行机构，执行机构动作，根据反馈信息调整扇形板，从而使间隙达到最佳状态。这种密封方式原理应该是不错的，有部分电厂也能正常运行多年，且性能不错。但是，其缺点是:结构复杂，对运行要求高，可靠性不好，维护费费用高。国内很多电厂对设备了解不透，运行经验不足，加上维护不好，在运行一段时间后，漏风率普遍偏高，有些甚至在运行初期即出现漏风偏高。由于国内的运行经验不足，对设备了解不够，也导致运行安全性不高。哈锅、上锅、东锅等企业生产的空预器主要采用这种技术，由于维护要求高，调节部分存在漏风，这种密封技术很少在改造上使用，主要应用于与锅炉配套的新空预器上。

图1 可调式密封的扇形板调节机构

,、固定式密封(VN密封Vertical Layout of Air Heater and Nonadjustable Seal

Partition Plate)。

该技术有英国Howden公司拥有技术专利。其主要特点是:1、双密封，即密封片在扇形板处至少形成2道密封;2、精确设定冷态间隙。根据回转式空气预热器运行参数，预先计算出热态下密封片和扇形板、弧形板之间的膨胀间隙，在安装时预留出来，以保证热态运行时膨胀以后达到最佳的密封状态。由于转子上的密封片跟扇形板、弧形板之间的冷态间隙是转子与扇形板、空气预热器顶底结构之间的“热膨胀差”，计算和调整方法复杂，施工要求严格。这种技术只被Howden公司掌握，并作为核心技术，通常不提供给客户冷态设定数据和设定方法。

Howden固定式密封的优点是:计算精确，密封效果好，维护工作量小。国内企业目前还无法精确计算出冷态间隙设定值，自行设定间隙往往存在较大偏差。固定式密封虽然维护方便，密封效果好，但为了保证运行安全性，密封片较薄，如果煤质灰分高，运行几年就会因飞灰磨损和腐蚀需要进行更换。由于是按满负荷运行状态计算的间隙值，在锅炉半负荷运行时，仍然存在漏风较大的情况，同时，当运行异常(如烟温异常)时，容易造成转子卡死的情况。英国Howden公司拥有该技术，其新空预器和改造空预器占据了全球大部分的份额。上海科盛公司也基本采用该技术，但稍有改变。

图2 Howden公司VN密封的冷热态密封间隙

,、接触式(弹片式)密封。

密封片用弹性材料制作，以保证间隙改变时仍能很好地贴合静态密封面，保证密封。图3是北京华能达公司弹性接触式密封技术的原理图。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。

图3 北京华能达公司的弹性接触式密封结构原理

由于旋转式空气预热器处于长期持续运转状态，并且运行环境恶劣，弹性密封片长期处于高温和反复受力状态，很容易造成弹性失效，甚至疲劳断裂，整块密封块折断，造成更大漏风，而且转子旋转需要克服弹片阻力，使旋转阻力增大，增加了驱动装置耗电量。由于积灰也容易造成弹簧卡死弹性失效。北京华能达、德国巴克杜尔公司采用此种密封方式。华能达采用的是密封合页加弹簧的方式，而巴克杜尔采用的是蛇形弹性密封片的方式，二者原理类似。

4、刷式汽封。

密封片采用金属钢丝刷，利用空气在钢丝之间的旋流形成密封。这种密封原来应用在汽机上，效果不错。但空预器由于转速较低，很难形成汽封，密封效果有待考证。

5、疏导式密封。这种密封方式有东方工程公司拥有专利，其基本原理是，变“堵”为“疏”。即在顶底扇形板中间开口，增加一台风机，将向烟气侧泄漏风用此风机从扇形板开口处抽走，重新送回风道。这种方式额外增加一台风机的功耗，对整个烟风系统的节能效果有待考证。

一种自适应式密封的结构及其应用

下面是一种自适应式密封的结构原理图。整套组件安装在空预器转子的径向隔板上，取代原有的密封片。

图4 一种自适应式密封结构原理

如图所示，在初次热态运行时，密封片和扇形板之间的间隙会变小，直至接触到铰链式密封片，铰链式密封片受到侧向力，可以绕长螺杆的旋转中心偏转一定角度，从而改变扇形板与密封片的间隙，直到刚好与扇形板接触为止，所以它能够适应因热膨胀而引起的间隙变化。长螺杆和紧固螺栓均采用一个特定的合适力矩来拧紧，以保证转子的转动力矩能使其偏转，而两侧的风压差不至于使其偏转。

自适应式密封是一种新型的密封方式，相比现有技术，它拥有不可比拟的优点，有望成为未来空预器密封技术的主流。

与现有技术相比，此技术有如下优点:

1、更好的密封效果。它综合了各种密封方式的优点，可以获得更好的密封

效果。独特的密封调整方法，使密封间隙更为精确，密封性更好。实施合适

的改造方案，可以将漏风率降至3,以下甚至更低。

2、更长的使用寿命。由于自适应式密封片厚度可以远超过普通固定式密封

片厚度(固定式密封片不能采用较厚钢板制造原因是为了确保运行安全性)，

不会如薄密封片那样容易磨损，可以长期不用更换密封组件，使用寿命比其

它形式密封片更长。

3、运行更加安全。即便发生空气预热器超温、着火等异常膨胀的情况，也

仅是密封片发生进一步偏转，不会导致空气预热器卡死，使运行更加安全。

4、 无需再对热态间隙进行计算。密封间隙的计算方法是Howden的核心技

术，此专利将无需再计算密封间隙。

5、 大大减少施工时间。通常的密封改造，施工周期至少在30-50天，此技

术大大减少工作量，可以将施工周期缩短到15-20天，这将大大有利于电厂

检修的宝贵时间进行技术改造，甚至在小修期即可进行。

6、 减少维护工作量。由于综合了Howden固定式密封的优点，检修维护工作

大大减少。

自适应式密封的发展前景

根据数据对比，利用先进的密封技术，对空预器密封系统进行改造，将大大降低厂用电率，提高锅炉效率。一台30万千瓦机组，节煤和电的费用为每年200万以上，如果再加上出力增加而提高的发电收益，改造一台机组的空预器，每年可增加的收益非常显著。正因为如此，近年来，各发电企业纷纷投入资金进行空预器改造。

截至2009年，我国火电总装机容量达到6亿千瓦，相当于1000台60万千瓦机组，相当于全国有2000台以上的空预器(60万千瓦机组)在运行。这其中只有很少一部分进行了技术改造。平均每台机组的改造价格为500,1000万左右(含换热元件费用)。基本每隔5,10年空预器就需要进行一次大修或更换元件。

湿法脱硫已广泛应用于各大火力发电厂，GGH(烟气再热器)也是其主要设备之一，它的结构与回转式空预器极为相似，密封要求也更高。

同时，由于国家对环保要求越来越高，电厂上脱销也是必然趋势。火电厂脱销的改造必须同时对空预器进行改造，否则无法正常运行。

这些也是一个未来即将引爆的巨大市场。

可以说，空预器改造市场前景是不可估量的，这就预示着，自适应式密封有着广阔的发展前景。

一项先进的具有开创性自有知识产权的密封技术，将会打破国外技术垄断，不仅能产生巨大的经济效益，也会产生及其显著节能、环保效果的社会效益。

这里所介绍的一种自适应式密封结构，只是自适应式密封结构的一种，它是通过一种独特偏转结构来实现的，事实上，利用自适应式的密封原理，可以实现更多的密封。例如，采用高塑性的、润滑性好的材料，来取代盘根、碳环、机封等密封方式，也有着非常广阔的发展前景。在不久的将来，更多的，更具创新性的自适应式密封，也会不断开发出来，以适应我国不断发展的节能与环保的要求。

范文四：空预器密封回收系统在回转式空预器的应用

空预器密封回收系统在回转式空预器的应用

【摘要】我公司锅炉配置为豪顿华工程有限公司生产的型号为31VNT 2500(200)的两台容克式回转空预器，空气预热器密封系统采用豪顿VN 技术，即固定多重密封。取消了密封系统中易出故障的传感器和电气元件，采用简单可靠的固定密封。由于是固定密封长时间运行后出现空预器漏风率超标情况，本文介绍了预热器漏风回收技术的密封原理和应用情况?说明了回转式空气预热器密封回收技术可以提高锅炉效率，并能节约厂用电。

【关键词】固定多重密封 空预器漏风率 密封回收 锅炉效率 厂用电

1 概述

某电厂安装2台645MW超临界燃煤汽轮发电机组，锅炉北京巴布科克?威尔科克斯有限公司制造的超超临界直流炉，锅炉配置为豪顿华工程有限公司生产的型号为31VNT 2500(200)的两台容克式回转空预器。2011年3月和2011年8月两台炉分别投入运行，运行初期对两台炉4台空域器漏风率进行了测试，2011年5月31日在锅炉最大连续出力工况下对,1锅炉进行了空预器漏风测试，主要试验结论如下:在锅炉最大连续出力(BMCR)工况下1A空气预热器漏风率为4.21%，1B空气预热器漏风率为5.59%。2011年10月27日在锅炉最大连续出力工况下对,2锅炉进行了空预器漏风测试，主要试验结论如下:在锅炉最大连续出力

B空气预热器漏风率为5.16%。4台空域器(BMCR)工况下2A空气预热器漏风率为4.56%，2

均达到保证值6%。但在运行2年后，1号炉锅炉空气预热器漏风率1A为7.07%，2B为11.21%，2号锅炉空气预热器漏风率A为4.06%，B为10.39%，由于空预器的密封装置随着运行时限逐渐变差，漏风率逐渐增加平均漏风率始终较高，导致锅炉效率降低和风机厂用电增加。2台炉增加了脱销装置，如果漏风率增大，排烟温度会降低，不利于空域器的运行。增加空域器堵塞的可能。

2 回转式空预器密封装置存在的问题

漏风是回转式空预器运行中的主要问题之一。回转式预热器是转动机械，其转动部分和静止的外壳之间总存在一定间隙。预热器空气侧为正压，烟气侧为负压，这两侧间存在的压差会导致空气通过动静部分的间隙漏到烟气侧中去，转子在转动过程中，还不可避免地要携带少部分空气到烟气侧中去。上述这两种情况就是造成回转式空预器所谓漏风的主要原因。前一种情况称为密封漏风，后一种情况称为携带漏风。回转式空预器转速一般设计很低。故携带漏风所占漏风的比例很小，因此，回转式空预器漏风主要是密封漏风。而密封不严的漏风量，则又是同漏泄缝隙的大小和风烟两侧压差的平方根成正比的。预热器的漏风直接影响锅炉机组的安全经济运行，它不仅使送、吸风机的电耗增大，严重时还将影响锅炉的出力和加剧预热器的低温腐蚀

经过多年的运行，发现回转式空气预热器的机械密封装置存在一些问题。转子发生规律性热变形的同时，还存在非规律性偏转的趋势。该偏转表现出两种状态。其一是以上部导向

轴承为中心点下部出现圆锥式轨迹旋转?其二是转子的旋转朝某一方向偏斜过大。这些均造成已调整好的动、静密封间隙的磨损及碰撞密封体系破坏。在每个检修间隔中，由于空预器的密封装置随着运行时限逐渐变差，漏风率逐渐增加，平均漏风率始终较高，对空域器的运行不利。

3 空预器密封回收技术

空气预热器密封回收技术是在原来的机械式密封结构的基础上进行改进?增加漏风回收装置?形成机械密封和漏风回收相结合的新型密封技术。

3.1密封原理

空预器设备内冷、热端扇形板，轴向密封装置同时串联在锅炉烟、风系统中，在空气侧与烟气侧压差的作用下,空气向烟气侧泄漏。空预器密封回收系统就是在空预器内部建立立体的封闭机构，形成回收区及密封区。当空气向烟气侧泄漏时必经过冷、热端及轴向回收区，通过回收风机负压的作用把漏风经回收管路送入二次热风箱中。由于密封区的作用,使空气泄漏量一般控制在5%左右，该泄漏风进入回收区内，即被设备外回收装置几乎全部回收，因而进入烟道的泄漏空气几乎为零，所以设备漏风率能够控制在0.5%—3.5,范围内。回收的漏风分两路，一路输送到二次热风箱，另一路回收到送风机出口，通过这两路对空域器漏风进行再利用，从而达到消除漏风、提高锅炉运行经济性的目的。漏风回收系统回收量的调节是由系统组态后的逻辑来控制，确保空预器设备漏风率随机组负荷的变化自动调节并保持在受控范。冬季将漏风回收到送风机出口，提高空域器入口二次风温，提高空域器排烟温度，减少脱销运行后空域器的硫酸氢铵的沉积。减少空域器堵塞的情况。其他季节量漏风回收到热二次风箱。减少了空域器的漏风，降低了厂用电，同时也提高的锅炉效率。

该技术的创新在于既采用能够适应恶劣工况的机械密封进行“堵”，又利用流体运动规律进行“疏”，以流体运动控制来代替复杂的机械运动，疏导出的热能又可以继续利用，有助于锅炉系统的节能、降耗。而且结构设计简单可靠，操作维护方便。 3.2 系统构成

该装置是由各区域回收管道，汇集联箱，回收风机，进、出口风道及风道开关门等组成。 该装置中，回收风机安装在零米平台，在13米层下方(空预器下方)安装了12个入口风门，在锅炉运转层(17m)附近安装了2个出口风门，送至二次风箱，并设置一路旁路可将回收风送至送风机出口以作热风在循环使用，入、出口管路上布置压力、温度测点，形成整个密封回收系统。

???(1)机械密封机构

该机构与以往的机械密封装置大致相同，是由轴向密封、径向密封和固定密封装置及支撑件等组成。

转子运行时，转子径向密封片与热端和冷端扇形板面构成径向密封区，转子轴向密封片与轴向圆弧状密封板构成轴向密封区。由于密封片的阻碍，空气经过时的压力、流速衰减从而起到密封作用。

固定密封装置是冷、热端扇形板和轴向密封装置等固定于设备内的重要联接件。不仅在设备内彻底隔绝空气侧与烟气侧?使泄漏空气只能通过密封转动副中的密封区流向烟气侧?而且还吸收冷、热端扇形板和轴向密封装置的热膨胀量?确保由冷、热端扇形板和轴向密封装置所组成的刚性密封机构的热稳定性和密封性能。

与以往的机械密封装置不同的是转子密封片与密封面围成的密封区空间同时也是漏风回收区?在回收区的密封面上开设回收渠道?收集漏入的空气?由此形成炉内回收区。

(2)漏风回收装置

漏风回收装置主要由回收风机、变频控制器、汇集联箱和联接管道组成。

(3)自动控制系统

自动控制系统主要由漏风回收装置部分的压力、温度和流量测量装置和管道流量调节门组成。自动控制按逻辑要求在DCS系统上组态,因而系统不设控制柜。控制系统是密封回收体系中的控制中枢,其可以随锅炉负荷的变化而自动调整漏风回收量,使设备漏风率始终保持在合理的范围内。

整个系统如下图

3.3 设备应用情况

设备改进后,经过系统冷、热态性能调整试验,锅炉空气预热器密封回收系统投入正常运行。

(1)空气预热器漏风率试验

2013年12月，1号炉改造完成，修后实验，640MW 负荷时回收风机投入工况下空气预热

器漏风率A侧为2.02，B侧1.84%;

2014年7月4，2号炉改造完成，修后实验，640MW负荷时回收风机投入工况下空气预热器漏风率A侧2.55%，B侧2.45%

一年多的运行证明采用空预器密封回收技术后，无论锅炉负荷如何变化，空预器漏风率始终可以控制在3.5以下。

(2)经济效益分析

经济效益主要表现在两个方面，一是由于排烟中的漏风量减少，减少了锅炉排烟热损失，同时可以提高空气预热器的传热效率，这些都可以提高锅炉热效率。二是减少了送、引风机的风量和烟气量，虽然增加了漏风回收风机，但是回收风管路长度远小于送风和引风管道的长度，同时增加一台小风机减少了两台大风机的负荷，因此风机厂用电消耗量是下降的。 ??额定负荷工况下进行密封回收系统不投运与投运期间的锅炉热效率测试表明:锅炉 提高约0.34%。

参考文献:

[1]豪顿华31VNT 2500(200)回转空预器说明书

[2] 空预器密封回收系统运行操作说明

范文五：空预器密封技术简介

空气预热器接触式密封技术改造

技 术 简 介

1．空气预热器情况和漏风原因分析

1．1空预器设备漏风原因

回转式空预器漏风产生的主要原因是由于转子热态的“蘑菇型”

变形造成的转子表面和扇形板表面的泄漏面积加大引起漏风量增加,

另外由于转子长期运行产生径向椭圆变形造成轴向漏风增加。根据具

体情况，保持原有分仓和原有普通密封片，在格仓板部位加装接触式

密封组件（“Ｕ”型弹簧片与特种非金属材料制成）来解决现有空预

器径向漏风严重及密封件易腐蚀变形的问题。施工范围为热端径向密

封和轴向密封。

1．2转子变形量及漏风量计算

转子热变形量主要取决于转子的半径和高度以及空气和烟气的进出

口温度。下面图形示出转子热变形的各个几何形状和变形量。

热

热态

冷态

图

1转子的冷态和热态情况

δ上x H0下D

图2转子热变形

1．2．2漏风量计算

国际上习惯于用单位时间内泄漏的气体质量G 来表示漏风量，则

这就是空气预热器漏风量的基本计算公式，式中△P 为空气侧与

烟气侧的压力差，公式中气体密度ρ是基本不变的，因此，影响漏

风的主要因素是：漏风系数K ；间隙面积F ；空气侧与烟气侧之间的

压力差△P 。根据达拉特电厂空预器的实际情况主要影响漏风率的因

素是转子热变形以后将加大与密封框架的泄漏面积，所以有效减小泄

漏面积将极好的控制回转空预器的漏风率。

2．空预器密封改造技术方案

2．1改造前的准备工作

转子找正是调整密封间隙的前提，是降低漏风率的基本条件之

一。如果转子垂直度差，就不能保证扇形板、弧形板在同一密封面上，

三向(径向、轴向、旁路) 密封间隙的调整更无从谈起。测量转子垂直

度有两种方法，一是通过径向隔板测量，二是通过导向轴端测量。如

果转子垂直度达不到要求，通过调整导向轴承箱上部的四个调节螺

栓，使转子垂直度≤0.4mm/m，调定后， 固定导向轴承箱。通过调整

扇形板吊杆或加减垫片，使扇形板外侧水平度两侧偏差小于0.5mm 。

2.2密封改造实施方法

采用接触式密封技术：扇形板位置固定。在原热端径向、轴向密

封装置、侧面安装接触滑块+防磨护板+“U ”弹簧的接触式密封装置。

结构如图所示：

图3接触式密封组件安装结构图

图4接触式密封平视图

原有径向和轴向密封为24分仓结构，所以本次密封技术改造是

在原24分仓格的侧面，并联安装接触式密封，保留了原来24分仓的

径向密封装置，这样既体现了接触式密封优良密封效果，也保留了原

来的所有密封装置. 。这种改造无论从效果和安全性上都起到了最佳

设计状态。

图5接触式密封透视图

2.3密封滑块的技术指标

B ．防磨护板：稀土铁基双相合金钢耐磨性能好，尤其表现在高温状

态下（450℃的温度环境）耐磨性，一般可相当于A 3钢的3倍。

C

．“U ” 形弹簧，材质：接触式密封技术的另一核心技术是“U ”弹

簧。在450℃左右的烟气高温下要保持优良的弹性，并要求耐腐蚀。

我公司采用进口W 6M O5Cr 4V 2四合金钨钼系高速钢。钨钼系高速钢的

主要优点在于钼的存在降低了炭化物的偏析程度，使炭化物分布更均

匀；钼炭化物细小易于球化，提高了热塑性，韧性高。在高温含腐蚀

6O542

2．4接触式密封的安装及施工

2．4.1系统（滑块+护瓦+“U ”弹簧）根据空预器原密封板安装的尺寸，预先在工厂组装完毕。现场检修时和厂方分别在A 侧、B 侧进行安装施工。安装调试工作在20天内完成。

2．4.2轴向接触式密封。接触过盈量按5mm, 即如热端接触式密封滑

块，当转子完全进入热态工作状态时，当扇形板与密封组件之间接触时，“U ”弹簧有5mm 的压缩变形量。

2．4.3路密封的修正

2.4.3.1用螺栓将旁路密封把在旁路密封角钢上。角钢固定在连接法兰上。该密封在热端和冷端的烟气侧和空气侧。从一块扇形板延伸到另一块扇形板，从空气预热器的内部靠近这些密封。更换部分磨损的密封片，拆除现有的密封片和夹紧条。保留夹紧条以便和新的密封条一起使用。

2.4.3.2安装新的密封片时确保密封片的宽度适当，热端旁路密封片比冷端宽，安装新的密封片时确保外层密封片和内层密封片错开，这样以便使弯曲段上的开槽相互掩盖。可能需要修理密封片，使其贴着轴向密封的扇形板。修正外部密封片，以对准螺栓孔。安装新密封片时，密封片和T 型钢相对位置要正确，防止运行时跑偏，这很重要。在热端，密封片的顶部距离T 型钢下边缘应为19-25.4mm. 在冷端, 密封片的顶部距离T 型钢下边缘应为19-25.4mm. 。

2.4.3.3 对扇形板的抛光处理：取出任意一组扇形蓄热元件对热端和冷端扇形板进行抛光处理，达到光洁无毛刺。

2.5施工技术方案

１．根据接触式密封的设计方案，按#3炉空预器实际图纸设计接触式密封组件的各部位开孔尺寸。

２．接触式密封组件和密封板的接触过盈量为5mm 。

3．工期：A 、B 侧共20天。工作内容：扇形板抛光和安装接触式密封组件。

2.6技术改造过程中的其他有关问题说明

2.6.1关于增加了接触式密封系统对空预器换热量的影响和烟气阻力的计算。

由于接触式密封系统和空气预热器的热端蓄热元件有100mm 左右的空间，所以对空预器的换热量不会产生影响。对轴向的接触式密封不存在上述问题。

2.6.2关于接触式密封系统对烟气产生的阻力计算。

由于接触式密封外形相拟于弯管外形，所以按烟气流过弯管的计算方法进行。

ΔP=λ×（L/ddl）×（W2/2）×ρ（Pa ）

λ---摩擦阻力系数， 0.023

L---流道长度（m ）， 0.08

ddl---流道的当量直径，0.06

W---计算速度，25m/s

ρ---气体的密度，350℃-0.543kg/m3

ΔP=5.2 Pa

某一时刻在烟气侧共有10个接触式密封系统则∑P

∑P=ΔP ×10=52 Pa

总的阻力和为52 Pa；

2.7双方责任

2.7.1甲方在停炉前尽快通知乙方施工日期，乙方开始做开工前的准备工作，包括技术资料的准备，工期安排，各种配件的采购及制作，工器具的准备，施工人员的培训等。

2.7.2甲方在停炉前向乙方提供有关技术资料和参数。

2.7.3甲方负责办理工作票及做好安全措施工作。

2.7.4甲方负责提供施工用电源（电焊机用及照明），氧气及乙炔，其它施工用具及消耗性材料由乙方负责。

2.7.5甲方提供施工用脚手架及跳板，脚手架的搭、拆及运输由乙方负责。

甲方安排一名现场联络人员，负责该工程施工中的联系及安全质量监督。

停炉后甲方、乙方共同进行数据现场测试。

2.7.6乙方负责组织施工，并根据甲方要求按期、保质、保量完成施工任务。

2.7.7乙方负责施工队伍的安全管理和安全责任，严格执行甲方的安全管理规定。

乙方对施工中发现的任何影响空气预热器漏风因素的处理办法必须经甲方确认后方可实施。未经许可不得擅自增加或修改技术方案。

2.8供货及服务

2.8.1空预器密封改造所需材料及元件（详见清单）；

2.8.2空预器密封改造施工服务；

2.8.3空预器密封相关技术服务；

2.8.4空预器密封改造后的后续服务。

3. 改造后的效果评估及经济效益评估

3.1改造后效果评估：

3.1.1空气预热器的漏风率在额定负荷下≦7%。

3.1.2排烟温度提高，减少冷端腐蚀的现象，提高出口风温，提高锅炉的热效率。

3.1.3减少送风机的出力，降低风机电流负荷。

3.2经济效益评估

节煤收益

一般300MW 机组漏风下降10%，可节煤1.2%，本次改造的降低漏

风率7%，则年节煤收益：

q=35万千瓦×6000小时(利用小时) ×2.94克/千瓦时×10-6×350元/吨=216万元

节电效益

可使引风机减少电流 9×2=18A

二次风机减少电流 6×2=12A

一次风机电减少流 4×2=8A

合计降电流38A

W=7000小时(运行小时) × 3× 6.3kv×38A ×cos φ =2612237kwh cos φ=0.9

每度电按0.35元计算

q=2612237×0.35=91.4万元

年节约费用合计：307万元

4. 产品质量保证措施及特殊承诺

4.1质量保证措施

4.1.1为保证本项目的工程质量和工程进度，公司将成立以公司总工孟金来、工程师马春江分别担任正副组长的项目组，负责本工程顶目的产品设计、材料采购、生产检验、安装调试、技术服务等工作。

4.2.2产品设计、制造、检验严格按照本改造方案要求的标准进行改造。外购材料中用于空预器动、静部件间的密封材料均采用优质材料，保证满足技术要求，螺栓、螺母等也是向国内资质信誉好、质量可靠的厂家购买。自制部分严格按照国家和企业相关标准进行生产、制造和检验。产品出厂前，主要部分材料将对标定功能参数做严格检测，确保产品出厂合格率达100%。

4.2特殊承诺

4.2.1空气预热器的漏风率在额定负荷下≦7%，一个大修期内保证漏风率不大于9%，改造一年内我公司供货范围内发生材料损耗, 需要更换的材料, 实行免费原则；质保期外，实行供货优惠原则。。

4.2.2保证检修后的锅炉能够正常运行，不会使机组出力受到限制。同时保证在风烟系统异常工况下空预器能够正常运行。

4.2.3保证改造后空预器转子重量的增加对下轴承载力不会有影响。

5. 公司业绩

1. 安徽省淮北二电厂 2.黑龙江省大庆新华电厂

3. 华能汕头电厂 4.华能伊敏电厂

5. 华能岳阳电厂 6.宁夏石嘴山电厂

7. 水城电厂 8.神头一电厂

9. 南京电厂

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