我廠600MW機組鍋爐空預(yù)器漏風(fēng)率較高原因分析及技術(shù)改造措施

高建峰

(南陽天益發(fā)電有限責任公司,河南南陽　474671)

我廠600MW機組鍋爐空預(yù)器漏風(fēng)率較高原因分析及技術(shù)改造措施

高建峰

(南陽天益發(fā)電有限責任公司,河南南陽474671)

南陽天益發(fā)電有限責任公司2×600MW發(fā)電機組,鍋爐為東方超臨界參數(shù)變壓直流爐。預(yù)熱器根據(jù)美國ABB-CE預(yù)熱器公司技術(shù)進行設(shè)計和制造。在機組投運以后,鍋爐空預(yù)器一直有漏風(fēng)率偏高問題,影響機組的經(jīng)濟運行。近年來針對該問題進行分析并采取一些改造措施,此問題得到了解決。

東方鍋爐空預(yù)器漏風(fēng)率偏高存在問題解決措施

1　設(shè)備概況

南陽天益發(fā)電有限責任公司2×600MW超臨界燃煤機組，配備東方鍋爐廠設(shè)計制造的DG1900/25.4-Ⅱ1型、單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、滑壓運行直流鍋爐，整體呈全懸吊Π型結(jié)構(gòu)。預(yù)熱器由東方鍋爐制造廠根據(jù)美國ABB-CE預(yù)熱器公司技術(shù)進行設(shè)計和制造，型號LAP13494/2200表示容克式空氣預(yù)熱器。本空氣預(yù)熱器采用三分倉型式，驅(qū)動方式為中心筒驅(qū)動。該空氣預(yù)熱器由轉(zhuǎn)子、外殼與端軸，導(dǎo)向軸承和支承軸承，密封裝置，密封自動跟蹤控制系統(tǒng)，傳動裝置，油循環(huán)系統(tǒng)等部件組成。本預(yù)熱器對軸向密封，旁路密封以及冷端徑向密封均采用在冷態(tài)下預(yù)留間隙的方法來進行調(diào)整，使轉(zhuǎn)子在熱態(tài)變形后獲得滿意的密封間隙。對于熱端徑向密封，則采用能跟蹤轉(zhuǎn)子熱變形的自動控制系統(tǒng)。

圖1

圖2

圖3　徑向密封片改進后示意圖。

圖4

圖5

2　存在問題

(1)在機組投運以后，鍋爐空預(yù)器一直存在漏風(fēng)率偏高問題，機組負荷600MW時，A、B側(cè)空預(yù)器漏風(fēng)率分別為11.12%、10.53%，均大幅高于設(shè)計保證值6%，不利于機組的經(jīng)濟運行。(2)引風(fēng)機、送風(fēng)機、一次風(fēng)機電流較大。

3　原因分析

(1)漏風(fēng)率是空氣預(yù)熱器主要的技術(shù)經(jīng)濟指標之一，由于煙氣和空氣之間存在壓差，通常空氣壓力高于煙氣，因而向煙氣漏風(fēng)，為控制氣流之間壓差引起的漏泄，空氣預(yù)熱器裝有密封系統(tǒng)，密封系統(tǒng)由徑向密封、旁路密封、軸向密封和轉(zhuǎn)子中心筒密封組成，因預(yù)熱器傳熱元件金屬用量多，熱態(tài)運行后，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生蘑菇狀變形，使得轉(zhuǎn)子邊緣下垂幾十毫米，如此大的間隙使得大量空氣從高壓的空氣側(cè)漏入低壓的煙氣側(cè)，或從高壓的一次風(fēng)側(cè)漏入二次風(fēng)側(cè)，漏風(fēng)量的增大將地增加引風(fēng)機和送風(fēng)機的能耗。(2)中心密封筒密封存在泄漏，熱端扇形板內(nèi)側(cè)支承在中心密封筒上，中心密封筒懸掛在導(dǎo)向軸承的外圈上，能隨主軸的熱膨脹而升降。因安裝及設(shè)計原因，中心密封筒密封運轉(zhuǎn)中存在漏風(fēng)，致使導(dǎo)向軸承底部區(qū)域溫度較高，有引起火災(zāi)等隱患，冷端中心筒周圍由超細玻璃棉構(gòu)成填料式密封，這種密封運行一段時間，很容易漏風(fēng)、漏灰，造成環(huán)境污染。(3)預(yù)熱器存在扇形板二次漏風(fēng)。

4　采取的技術(shù)改造措施

圖5

(1)在原空氣預(yù)熱器采用15°扇形板、軸向板48個模數(shù)倉格(7.5°為1個隔倉)，徑向密封、軸向密封為雙密封系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將其中一次風(fēng)與煙氣側(cè)的徑向扇形板由15°加寬為22.5°，與其相對應(yīng)的軸向密封板也由15°加寬為22.5°。當空氣預(yù)熱器運行時，轉(zhuǎn)子上至少有三道徑向、軸向密封片與徑向扇形板、軸向密封板形成三重密封。見圖1、2。

(2)拆掉預(yù)熱器原有的徑向密封片、軸向密封片、旁路密封片及其緊固件，更換新型密封片及其緊固件。本次預(yù)熱器改造對于徑向密封，則仍采用能跟蹤轉(zhuǎn)子熱變形的自動控制系統(tǒng)。徑向密封采用新型徑向密封結(jié)構(gòu)，在原來的徑向密封片上再增加一道密封，該密封片采用托移式密封。見圖3。

(3)原結(jié)構(gòu)上梁與扇形板之間、下梁與扇形板之間采用單側(cè)滑板式靜密封結(jié)構(gòu)，密封板采用焊接螺柱和螺母固定。改造后熱端扇形板固定密封將單側(cè)滑板式結(jié)構(gòu)改為雙側(cè)，同時增加填料密封裝置。冷端扇形板固定密封，將原單側(cè)密封改為雙側(cè)密封。由原來的滑板式結(jié)構(gòu)改為膨脹節(jié)式結(jié)構(gòu)，使冷端扇形板與梁之間的密封為完全密封結(jié)構(gòu)，同時使冷端扇形板熱態(tài)可調(diào)節(jié);見圖4:

(4)原空預(yù)器上軸采用空氣密封裝置，通過內(nèi)部的密封環(huán)和引自一次風(fēng)機的密封風(fēng)進行密封，防止該處的空氣及灰份外漏。改造后的上軸密封裝置拆除原空氣密封裝置，采用新設(shè)計的結(jié)構(gòu)，通過內(nèi)部的密封片和密封盤根密封及布置上部空氣短路管與煙氣側(cè)相聯(lián)接，解決空氣及灰份外漏，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠。

(5)旁路密封裝置的改造，為了防止密封片被煙風(fēng)吹壞，在原聯(lián)接發(fā)蘭上加裝一塊接長發(fā)蘭，阻止煙風(fēng)直接沖刷密封片。同時對“T”型鋼進行現(xiàn)場車削加工，降低跳動，防止密封片被T型鋼刮壞，在此基礎(chǔ)上增加了柔性密封技術(shù)。見圖5、6:

5　改造后效果

改造后A、B空預(yù)器負荷工況在600MW時，A側(cè)漏風(fēng)率由改造前的11.12%降至4.43%、B側(cè)漏風(fēng)率由改造前的10.53%降至4.41%，兩臺空預(yù)器漏風(fēng)率均在5%以內(nèi)達到改造的目的。改造前風(fēng)機滿負荷運行，改造后可在60%負荷左右運行。使送風(fēng)機、一次風(fēng)機和引風(fēng)機總的電流大幅降低，風(fēng)機節(jié)能顯著。通過對兩臺鍋爐空預(yù)器密封系統(tǒng)進行技術(shù)改造措施的實施，空預(yù)器漏風(fēng)率顯著降低，鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)余量增加，機組運行經(jīng)濟性可靠性大為提高。

[1]黃其勵,江自生等,電站鍋爐空氣預(yù)熱器[M].中國電力出版社, 2002.

[2]袁德,劉武成等.現(xiàn)代電站鍋爐技術(shù)及其改造[M].中國電力出版社, 2006.

[3]東方鍋爐DG1900/25.4-II4型鍋爐,53N-AM《鍋爐安裝說明書》, 53N-YM《鍋爐運行說明書》東方鍋爐(集團)股份有限公司.

高建峰(1973—),男,河南方城人,本科,畢業(yè)于華北電力大學(xué),工程師,從事電力技術(shù)管理工作。