四分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器一次風(fēng)側(cè)增加扇形板優(yōu)化改造研究

楊志敏

【摘 要】全膜式水冷壁結(jié)構(gòu)爐膛空預(yù)器使用四分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，但是在運(yùn)行過程中由于左右兩側(cè)床壓不一、風(fēng)門卡塞、風(fēng)機(jī)故障等等原因易翻床現(xiàn)象。為了避免翻床現(xiàn)象的發(fā)生，將四分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的一次風(fēng)側(cè)來增加扇形板來優(yōu)化結(jié)構(gòu)，分析優(yōu)化后對(duì)阻力和機(jī)組的影響。

【關(guān)鍵詞】四分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器；扇形板；優(yōu)化改造；影響

一、四分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器優(yōu)化改造的意義

我廠鍋爐爐膛采用全膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，爐膛下部采用褲衩型結(jié)構(gòu)將下爐膛一分為二形成左右兩個(gè)燃燒室，空預(yù)器采用四分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。在運(yùn)行過程中，兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的冷一次風(fēng)混合后進(jìn)入空預(yù)器，換熱后的熱一次風(fēng)通過兩個(gè)風(fēng)道燃燒器進(jìn)入布風(fēng)板下的等壓風(fēng)室。

目前左右側(cè)床壓穩(wěn)定控制主要靠熱一次風(fēng)擋板調(diào)整，床壓偏差1KPa時(shí)，開始調(diào)整左右側(cè)熱一次風(fēng)。運(yùn)行過程中一次風(fēng)機(jī)進(jìn)出口擋板全開，熱一次風(fēng)擋板門的開度大約在40-60%區(qū)間，利用擋板節(jié)流來控制；二次風(fēng)擋板開度在15-60%區(qū)間，變頻輔助控制，主要根據(jù)氧量和二次風(fēng)壓來決定二次風(fēng)的變頻和擋板開度；升負(fù)荷過程中二次風(fēng)擋板和變頻同時(shí)加大。運(yùn)行過程中，在床壓偏高、風(fēng)門卡塞、風(fēng)機(jī)故障或返料不正常的情況下，容易發(fā)生翻床現(xiàn)象。為了確保機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，則需要對(duì)爐膛左右側(cè)床壓進(jìn)行分析，經(jīng)過相關(guān)技術(shù)研討后，擬對(duì)我廠空預(yù)器的一次風(fēng)進(jìn)行改造，改造后一次風(fēng)由混合變得各自獨(dú)立，每臺(tái)一次風(fēng)機(jī)變頻調(diào)整各自的風(fēng)量，從而避免翻床的現(xiàn)象。

二、四分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器應(yīng)用現(xiàn)狀

本廠現(xiàn)使用的空預(yù)器為四分倉(cāng)。對(duì)于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，一、二次風(fēng)側(cè)的空氣阻力降在800-1000Pa，煙氣側(cè)在700-900Pa，具有阻力小的特點(diǎn)。

回轉(zhuǎn)式空預(yù)器為蓄熱式，傳熱元件為波紋板，煙氣流向垂直向下。徑向密封：減少空氣沿轉(zhuǎn)子的上下端面漏到煙氣區(qū)；軸向密封：防止已漏到轉(zhuǎn)子和外殼之間空隙的空氣再漏至煙氣側(cè)，中心筒密封：減少空氣漏入大氣；環(huán)向密封：阻斷未經(jīng)過換熱的轉(zhuǎn)子外側(cè)的旁路氣流。1轉(zhuǎn)/分鐘。旋轉(zhuǎn)方向：煙氣----二次風(fēng)----一次風(fēng)。轉(zhuǎn)子的熱變形是空預(yù)漏風(fēng)的重要原因之一。

以一定角速度旋轉(zhuǎn)的空預(yù)器轉(zhuǎn)子進(jìn)入煙氣通道被煙氣加熱后，依次進(jìn)入右二次風(fēng)側(cè)、一次風(fēng)側(cè)和左二次風(fēng)側(cè)加熱空氣，而后又回到煙氣通道。周而復(fù)始，煙氣得到冷卻，空氣被加熱，金屬轉(zhuǎn)子作為蓄勢(shì)介質(zhì)不斷進(jìn)行蓄熱和放熱，完成空預(yù)器的傳熱過程。與三分倉(cāng)相比，四分倉(cāng)式的設(shè)計(jì)將壓頭較小的二次風(fēng)倉(cāng)拆分為左、右兩個(gè)二次風(fēng)倉(cāng)，將壓頭較大的一次風(fēng)倉(cāng)分布在兩個(gè)二次風(fēng)倉(cāng)中間，如此，可有效控制壓差漏風(fēng)。

三、空預(yù)器改造說明

兩側(cè)一次風(fēng)在空預(yù)器底部設(shè)有聯(lián)絡(luò)風(fēng)箱，風(fēng)箱中設(shè)置擋板門，正常運(yùn)行時(shí)，擋板門關(guān)閉，當(dāng)一側(cè)風(fēng)機(jī)故障時(shí)，擋板門打開，兩側(cè)一次風(fēng)聯(lián)通，不影響機(jī)組正常運(yùn)行。在空預(yù)器一次風(fēng)倉(cāng)中間增加扇形板，將其一分為二，改原四分倉(cāng)改為五分倉(cāng)，實(shí)現(xiàn)左右側(cè)床壓各自調(diào)節(jié)的目的。

新增加的一次風(fēng)倉(cāng)隔板需做好徑向密封和軸向密封。

改造后只是在一次風(fēng)倉(cāng)中間加了一個(gè)隔板，縱使隔板不嚴(yán)密，當(dāng)左右兩側(cè)一次風(fēng)壓不同時(shí)，只會(huì)在整體一次風(fēng)倉(cāng)內(nèi)部存在一次風(fēng)漏風(fēng)，對(duì)原漏風(fēng)率影響很小。

四、四分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器優(yōu)化改造后的影響

（一）一次風(fēng)側(cè)增加扇形板對(duì)阻力的影響

預(yù)熱器進(jìn)口壓力=爐膛總壓降+布風(fēng)板阻力+風(fēng)道阻力+風(fēng)道燃燒器阻力+調(diào)節(jié)風(fēng)門阻力+預(yù)熱器阻力

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

根據(jù)單密封片的特點(diǎn)，改造后對(duì)預(yù)熱器阻力的影響約35pa；在進(jìn)預(yù)熱器前的共享風(fēng)箱中間需加擋板，將通道分開，預(yù)熱器出口的一次風(fēng)道也需加裝隔板分開熱一次風(fēng)道，徹底將原一次風(fēng)分成兩支，分別進(jìn)入兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)，若所加隔板的厚度不足以影響風(fēng)道的通流面積，則改造后對(duì)風(fēng)道阻力的影響按照41pa估算，則改造后ECR工況一次風(fēng)預(yù)熱器進(jìn)口壓力約為20846pa。

（二）一次風(fēng)側(cè)增加扇形板對(duì)機(jī)組的影響

改造前當(dāng)左右側(cè)床壓偏差大時(shí)，存在翻床風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，運(yùn)行人員主要通過調(diào)節(jié)一次風(fēng)擋板和一次風(fēng)機(jī)頻率來調(diào)節(jié)床壓，其中會(huì)把一次風(fēng)機(jī)的出力調(diào)到最大，通過憋壓來實(shí)現(xiàn)床壓平衡，其會(huì)帶來一次風(fēng)機(jī)電耗增大，同時(shí)爐膛氧量也增大，煙氣量也相應(yīng)增大，不利于減少氮氧化物的原始生成量等一系列弊端。

改造后一次風(fēng)由混合變得各自獨(dú)立，每臺(tái)一次風(fēng)機(jī)變頻調(diào)整各自的風(fēng)量，不僅對(duì)偏床的調(diào)整有利，而且可以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

1）改造后的一次風(fēng)的傳熱面積由13418m2變?yōu)?2198m2，在換熱量不變的情況下，出口煙溫將上升1.7℃，出口一次風(fēng)溫將下降4.7℃。

2）改造后對(duì)阻力的影響。改造后對(duì)預(yù)熱器阻力的影響約35pa，改造后對(duì)風(fēng)道阻力的影響按照41pa估算，則改造后ECR工況一次風(fēng)預(yù)熱器進(jìn)口壓力約為20846pa。

3）改造后對(duì)漏風(fēng)率的影響。改造后只是在一次風(fēng)倉(cāng)中間加了一個(gè)隔板，縱使隔板不嚴(yán)密，當(dāng)左右兩側(cè)一次風(fēng)壓不同時(shí)，只會(huì)在整體一次風(fēng)倉(cāng)內(nèi)部存在一次風(fēng)漏風(fēng)，對(duì)漏風(fēng)率影響很小。

4）改造后在共享風(fēng)箱中的兩根一次風(fēng)管之間布置連通管，分別連鎖左右側(cè)一次風(fēng)機(jī)，當(dāng)左側(cè)風(fēng)機(jī)故障時(shí)，關(guān)閉左側(cè)故障風(fēng)機(jī)的入口擋板門，同時(shí)聯(lián)開共享風(fēng)箱中的擋板門，由正常運(yùn)行的另一側(cè)風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)，根據(jù)床壓和負(fù)荷情況調(diào)整風(fēng)機(jī)出口的擋板門，調(diào)整一次風(fēng)的運(yùn)行。

五、結(jié)束語

在調(diào)整爐膛左右側(cè)床壓的過程中，存在熱一次風(fēng)互相干擾的情況，容易產(chǎn)生偏床現(xiàn)象，不利于機(jī)組穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行。在對(duì)空預(yù)器進(jìn)行一次風(fēng)側(cè)增加扇形板的改造之后，一次風(fēng)由混合變得各自獨(dú)立，每臺(tái)一次風(fēng)機(jī)變頻調(diào)整各自的風(fēng)量，不僅對(duì)偏床的調(diào)整有利，同時(shí)提升了節(jié)能效率。

【參考文獻(xiàn)】

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