回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)原因分析及控制措施

南云星 李 森

（中國電建集團(tuán)河北工程有限公司，石家莊 050000）

1 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器概述

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器主要應(yīng)用于電站鍋爐，屬于爐后換熱設(shè)備。目前，三分倉空氣預(yù)熱器的應(yīng)用較為廣泛?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器運(yùn)行中，空氣與煙氣會(huì)在受熱表面交替流動(dòng)，并在與煙氣接觸時(shí)，加熱轉(zhuǎn)子內(nèi)的蓄熱元件。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到空氣側(cè)后，蓄熱元件的熱量會(huì)釋放到流經(jīng)轉(zhuǎn)子的空氣中加熱空氣，并不斷重復(fù)這一過程。

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器最主要的作用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[1]。第一，降低了鍋爐的排煙溫度，提高了鍋爐效率?？諝忸A(yù)熱能確保鍋爐燃燒穩(wěn)定，強(qiáng)化輻射熱交換，減少爐內(nèi)損失，降低排煙溫度，從而減少不完全燃燒帶來的損失，提高鍋爐熱效率。第二，穩(wěn)定了鍋爐火焰，提高了燃燒的效率。在預(yù)熱器的作用下，空氣形成熱空氣，熱空氣進(jìn)入鍋爐內(nèi)部，可有效提高煤粉燃燒效率，且具有良好的燃燒穩(wěn)定性，可有效降低由于不完全燃燒造成的熱損失，有利于提高鍋爐的熱效率，進(jìn)一步改善鍋爐的燃燒狀態(tài)。第三，在所需空氣被加熱后，提高了爐膛溫度，在煙氣和水汽測溫差加大后，強(qiáng)化了鍋爐傳熱。熱空氣進(jìn)入鍋爐后，通過爐內(nèi)燃燒狀態(tài)強(qiáng)化和改善提高了爐內(nèi)的熱風(fēng)溫度，確保有效提升其平均溫度，強(qiáng)化爐內(nèi)的輻射傳熱作用，對(duì)提高鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性具有重要作用。第四，熱空氣可作為制粉設(shè)備系統(tǒng)中煤的干燥介質(zhì)。熱空氣的作用較為廣泛，根據(jù)結(jié)構(gòu)可以將空氣預(yù)熱器分為3種，分別是板式空氣預(yù)熱器、管式空氣預(yù)熱器以及回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。另外，與管式預(yù)熱器相比，回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器的鋼耗較少，結(jié)構(gòu)緊湊，但是回轉(zhuǎn)預(yù)熱器的漏風(fēng)率較高，容易引發(fā)其他致命問題。因此，在空氣預(yù)熱器技術(shù)中，有效防止或降低漏風(fēng)較為關(guān)鍵。

2 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)及原因分析

空預(yù)器漏風(fēng)主要包含間隙漏風(fēng)、攜帶漏風(fēng)、殼體漏點(diǎn)以及附件部分漏風(fēng)等多種，較為常見的是間隙漏風(fēng)和攜帶漏風(fēng)，占總漏風(fēng)量的80%[2]。比如，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器旋轉(zhuǎn)部分在受熱面積和靜止冷卻面積之間存在一定的間隙，此時(shí)空氣側(cè)壓力明顯高于煙氣側(cè)。當(dāng)空氣通過轉(zhuǎn)子與外殼或扇形之間的間隙時(shí)就會(huì)產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象，稱為間隙漏風(fēng)。另外，還有回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的受熱表面使煙氣側(cè)和空氣側(cè)的空氣互相交換發(fā)生漏風(fēng)，因此被稱為攜帶式漏風(fēng)。導(dǎo)致空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的原因多種多樣，主要有以下幾種。

2.1 設(shè)計(jì)問題

回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器在設(shè)計(jì)過程中雖然增加了軸向、徑向和環(huán)向方向密封，但仍有漏風(fēng)現(xiàn)象。在運(yùn)行過程中，熱端溫度較高時(shí)，轉(zhuǎn)子徑向受熱膨脹，冷端徑向膨脹較小，從而形成蘑菇云。即使在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置了轉(zhuǎn)子自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其效果也不明顯。

2.2 制造問題

空氣預(yù)熱器的制造過程中，由于工藝不符合設(shè)計(jì)要求、設(shè)備質(zhì)量不合格、密封板與密封件有較大偏差以及焊接不合格等，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器出現(xiàn)密封不嚴(yán)的問題[3]。

2.3 安裝方面問題

空氣預(yù)熱器在實(shí)際安裝過程中會(huì)受到場地的限制導(dǎo)致受力不均勻，從而造成設(shè)備變形，致使轉(zhuǎn)子、扇板無法正確校正。任何一個(gè)部件的意外碰撞都會(huì)造成風(fēng)道受阻、傳感器失效、轉(zhuǎn)子偏心，最終導(dǎo)致漏風(fēng)。在安裝過程中，較為常見的漏風(fēng)類型有間隙漏風(fēng)和攜帶式漏風(fēng)等。

3 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)控制措施

3.1 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)漏風(fēng)控制

在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，漏風(fēng)控制措施主要包含幾個(gè)方面：一是改善焊接方式，以減少靜密封片和密封板之間的間隙；二是改進(jìn)空氣預(yù)熱器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，縮小動(dòng)靜部件，減少間隙漏風(fēng)情況的發(fā)生；三是改進(jìn)和調(diào)整監(jiān)控漏風(fēng)系統(tǒng)，改變點(diǎn)陣布局和布置方式，確保監(jiān)控漏風(fēng)系統(tǒng)中傳感器的靈敏度；四是在熱端徑向密封上方安裝扇形板控制系統(tǒng)，做好跟蹤，實(shí)現(xiàn)煙道與空氣的隔離；五是對(duì)空氣預(yù)熱器密封性的核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，降低徑向漏風(fēng)，從而減少漏風(fēng)的攜帶量。

3.2 制造環(huán)節(jié)漏風(fēng)控制

在制造階段引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)，凡是參與生產(chǎn)過程的工人要嚴(yán)格進(jìn)行培訓(xùn)，確保各個(gè)部件的焊接滿足工藝要求，從而確保設(shè)備質(zhì)量。

3.3 安裝環(huán)節(jié)漏風(fēng)控制

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的安裝流程為“找正→支座安裝→剛性環(huán)安裝→膨脹裝置安裝與調(diào)整→支承軸承組件安裝→轉(zhuǎn)子安裝→調(diào)整轉(zhuǎn)子角鋼→控制轉(zhuǎn)子垂直度→密封裝置安裝”[4]。

3.3.1 找正

找正環(huán)節(jié)的漏風(fēng)控制主要體現(xiàn)3個(gè)方面：一是在下梁安裝時(shí)，確保一次風(fēng)中間梁與下梁在同一平面上，可采用水平玻璃管測量保證下橫梁的整體水平度符合要求；二是轉(zhuǎn)子找正時(shí)，可通過調(diào)整導(dǎo)向軸承和頂絲，有效控制其水平偏移；三是在焊接結(jié)束后，測量圍帶回轉(zhuǎn)半徑與銷軸間距，確保誤差在允許范圍內(nèi)。

3.3.2 支座安裝

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的支座對(duì)整體性能的發(fā)揮具有重要影響，因此在支座安裝過程中要確?；⌒伟宓拇怪倍?，并及時(shí)調(diào)整鎖緊螺栓，防止弧形板位置和垂直度發(fā)生變化產(chǎn)生漏風(fēng)。

3.3.3 剛性環(huán)安裝

剛性環(huán)可分為冷端剛性環(huán)和熱端剛性環(huán)。安裝前，要按照圖紙尺寸放樣，校正剛性環(huán)的彎曲角度，根據(jù)編號(hào)進(jìn)行安裝。安裝時(shí)要與圖紙要求保持一致，控制偏差范圍，減少上下、左右錯(cuò)口和搭接，并打磨接口焊接處。

3.3.4 膨脹裝置安裝與調(diào)整

按照空氣預(yù)熱器安裝標(biāo)高和膨脹裝置布置圖安裝膨脹裝置。每組膨脹裝置的表面水平度偏差不超過2 mm，標(biāo)高偏差在2 mm以內(nèi)。膨脹裝置的相互標(biāo)高應(yīng)符合設(shè)備技術(shù)文件中的規(guī)定。安裝過程中應(yīng)注意滑動(dòng)墊聚四氟乙烯面朝上，底墊光潔度高的一面朝下，使底墊鐵組形成相對(duì)滑動(dòng)。

3.3.5 支承軸承組件安裝

支承軸承是回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器組成結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，承載了整個(gè)轉(zhuǎn)子的重量。支承軸承的安裝與轉(zhuǎn)子密封件、中心筒及導(dǎo)向軸承有直接關(guān)系。把支承軸承安裝在冷端中心杵架的中間，確定冷端中心杵架的位置，然后調(diào)整支承軸承箱體的水平度，用水平儀測量上部中心桁架中心點(diǎn)最遠(yuǎn)的4個(gè)角從而保證中心桁架的水平度。另外，要清洗組件和軸承箱，測定軸承箱與支承軸底部墊板間的間隙。同時(shí)，為了達(dá)到支承軸承箱縱橫中心線與冷端中心桁架中心線完全吻合的目的，控制支承軸承箱的水平度，調(diào)整支承軸承箱下部的墊板和墊片，促使支承軸承箱下部的墊板組的厚度大于理論值，以便有效減小支承軸承箱受力向下變形造成的不利影響。

3.3.6 轉(zhuǎn)子安裝

模塊安裝后，轉(zhuǎn)子垂直度會(huì)發(fā)生變化。轉(zhuǎn)子垂直度與預(yù)熱器的最終安裝質(zhì)量、預(yù)熱器的性能和軸承的使用壽命有很大關(guān)系，因此在模塊安裝前要先對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行找正，并對(duì)軸承座的止動(dòng)塊進(jìn)行分段焊接，待模塊安裝完成后再重新進(jìn)行檢查、調(diào)整，以保證這一重要工序的安裝質(zhì)量。

3.3.7 調(diào)整轉(zhuǎn)子角鋼轉(zhuǎn)子角鋼是圓周密封中的一類重要構(gòu)件，與密封片結(jié)合后能形成獨(dú)特的密封間隙。轉(zhuǎn)子角鋼安裝時(shí)，安裝人員應(yīng)注意控制圓度，以確保轉(zhuǎn)子的圓度在合適的范圍內(nèi)。在確認(rèn)滿足特定安裝要求后，才能進(jìn)行后續(xù)的焊接加工。焊接工藝以跳焊和小電流焊接為主，能最大限度地避免焊接變形。如果偏差大于3 mm，則需要在后期進(jìn)行調(diào)整，確保圓度適中。

3.3.8 控制轉(zhuǎn)子垂直度

在安裝過程中要加強(qiáng)對(duì)回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子垂直度的控制，避免垂直度偏差較大出現(xiàn)摩擦，增加間隙，造成漏風(fēng)。在安裝過程中要及時(shí)校正導(dǎo)向軸承位置，使其處在水平狀態(tài)，并安裝貝母固定。

3.3.9 密封裝置安裝

密封裝置分為中心筒、徑向和軸向密封片。在中心筒密封片安裝的過程中，為了使轉(zhuǎn)子熱態(tài)向上膨脹不受影響，需要調(diào)整靜密封卷筒，保證中心筒與靜密封卷筒端面尺寸一致，并確保靜密封卷筒保持在水平狀態(tài)。在徑向密封片安裝過程中，以徑向隔板為標(biāo)準(zhǔn)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的情況下，要檢查3塊扇形板的高度是否一致。當(dāng)所有的密封片安裝到徑向隔板上后，要對(duì)徑向密封校正裝置進(jìn)行安裝。先固定螺栓，在槽鋼焊接時(shí)，其位置要在冷端及熱端連接的空氣側(cè)或者煙氣側(cè)。如果密封卷筒的高度不一，在對(duì)中心筒下端面距離和標(biāo)尺內(nèi)測進(jìn)行測量時(shí)，從標(biāo)尺向上進(jìn)行測量，從而避免扇形板和密封片內(nèi)側(cè)間的間隙達(dá)不到零的現(xiàn)象。測量完成后，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，使校正裝置的左下方為帶密封片的隔板，并調(diào)整兩者之間的間距，控制其間距在±0.5 mm。待調(diào)整完成后，再調(diào)整密封片與扇形板的間距，控制其間距在±0.5 mm即可。最后，軸向密封片安裝。安裝過程中，要將冷端轉(zhuǎn)子的密封角鋼和冷端最大向外點(diǎn)跳動(dòng)的間距控制在2 mm之內(nèi)，之后轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，將轉(zhuǎn)子軸置于校正裝置前方，擰緊螺栓。

4 空氣預(yù)熱器安裝的安全要求

安裝空氣預(yù)熱器時(shí)，有關(guān)作業(yè)人員必須要正確佩戴安全帽和正確使用安全帶、速差器等各種安全防護(hù)用品。安裝設(shè)備時(shí)，安裝人員需要進(jìn)行技術(shù)安全交底，且全體人員必須持證上崗。當(dāng)進(jìn)入施工現(xiàn)場時(shí)，工作人員需要嚴(yán)格遵守現(xiàn)場的規(guī)章制度進(jìn)行施工。施工現(xiàn)場一定要保持干凈整潔，并且要及時(shí)清除施工中產(chǎn)生的垃圾和廢料。施工完成后，要確保所有的廢料和垃圾都清理干凈，保證現(xiàn)場整潔。施工中如果遇到緊急情況，應(yīng)當(dāng)根據(jù)項(xiàng)目部所制定的應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行。施工中，施工人員不得隨意移動(dòng)和亂拆安全警示標(biāo)志[5]。在未取得施工負(fù)責(zé)人同意的情況下，施工人員不得擅自操作任何按鈕和手柄。此外，對(duì)于不熟悉和沒有充足照明的區(qū)域，施工人員不得擅入，以免發(fā)生危險(xiǎn)。在進(jìn)入內(nèi)部作業(yè)前，需要有專人在外面進(jìn)行監(jiān)護(hù)，并且要采用低壓照明，還要保證照明充足，確保滿足施工要求。如果作業(yè)地點(diǎn)風(fēng)力在5級(jí)以上，要控制起吊作業(yè)的面積。如果風(fēng)力達(dá)到6級(jí)，則不能開展起吊作業(yè)。起重人員需要進(jìn)行有關(guān)部門的安全技術(shù)培訓(xùn)，培訓(xùn)完要進(jìn)行考試，考試合格拿到證書后才可以上崗指揮。需要注意的是，起重指揮人員在用對(duì)講機(jī)指揮工作時(shí)，需要設(shè)定專用的頻道，并將此頻道鎖定。

5 結(jié)語

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器常見的問題是漏風(fēng)，要有效控制空氣預(yù)熱器的安裝工藝，避免出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，將鍋爐內(nèi)的熱損失降到最低，保持鍋爐良好的性能，降低送引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，保證機(jī)組安全運(yùn)行。