電站鍋爐運行時再啟動回轉式空氣預熱器探究

劉曉東

（深能合和電力（河源）有限公司，廣東河源517000）

電站鍋爐運行時再啟動回轉式空氣預熱器探究

劉曉東

（深能合和電力（河源）有限公司，廣東河源517000）

介紹了電站鍋爐回轉式空預器的卡跳原因和在實際的鍋爐運行中的不停爐重啟動方法，為機組的安全、穩定運行和減少強迫性停爐提供了借鑒。

電站鍋爐；回轉式空預器；卡跳；不停爐重啟動

目前，大型電站鍋爐對省煤器出口煙氣余熱回收利用所配的大都是回轉式空氣預熱器，回收廢熱為鍋爐爐膛煤粉燃燒提供更高溫度的熱風，提高鍋爐效率。該結構型式的空氣預熱器具有換熱系數高、傳熱快、阻力較小、熱能回收效率明顯等優點。但是，在鍋爐運行中一旦高溫煙氣和冷一次風量、冷二次風量不匹配，或者因風機、空氣預熱器故障造成鍋爐單邊通風組運行時，就容易造成空預器不規則熱變形、密封系統劇烈摩擦、主電機電流波動嚴重，直至造成空氣預熱器轉子卡住停轉，只有強迫停爐來對空預器進行檢修、處理、恢復。

本文著重講述的是發電廠在鍋爐正常運行的情況下，對回轉式空氣預熱器停轉的檢修、處理、再啟動，直至恢復其正常運行，減少了機組的非計劃性停機，避免了鍋爐再點火、升溫、升壓、沖洗等在時間和經濟上的浪費，為電廠的經濟運行提供了有力的借鑒。

1 空預器摩擦產生的原因

1.1 回轉式空預器的密封型式

如果要分析回轉式空氣預熱器摩擦劇烈的原因，就要先從它的密封型式說起。一般來說，回轉式空氣預熱器分為5種密封型式，分別是軸向密封、徑向密封、旁路密封、中心筒密封和靜密封[1]，即把所有既要相對運動、又要把間隙降至最低的漏風部位全部歸納起來，逐一加以控制和解決，來保證既要轉動自如，又要盡量密封嚴密。模型圖如圖1所示。

圖1 回轉式空氣預熱器簡圖

1.2 摩擦產生的原因

摩擦產生是動、靜之間的間隙問題，熱態運行中主要是前3種密封型式，即軸向密封、徑向密封、旁路密封，這也是回轉式空預器的漏風率影響最大、控制難度最高、對磨擦產生較大影響的密封。

在煙氣溫度突變、煙氣流量增加、或者冷卻風量不足的時候，回轉式空預器的傳熱元件受熱會產生不規則的蘑菇狀變形，溫度越高、煙氣量越大，變形量就越嚴重；受熱越不均勻，不規則變形就越嚴重，摩擦、卡澀的可能性就越大。

在設計、生產、安裝質量控制中，對上述的3種密封間隙都是要嚴格控制的，這樣才能保證在冷態和熱態時熱膨脹達到設計要求，從而既使密封間隙最小、又不會嚴重摩擦造成主電機電流波動大而卡跳，所以冷態時按照圖紙要求的間隙調整與驗收就至關重要。

2 空預器停轉的原因

雖然回轉式空氣預熱器都是主、輔電機（一般是公用一個主減速機）配置、一運一備，但是在鍋爐熱態運行時因為工況復雜，停轉也是經常發生的故障之一，也是火電廠鍋爐運行時較為難處理的缺陷之一。發生停轉后需要根據不同的原因采用不同的策略來再啟動，防止事態進一步擴大和影響機組的利用小時數。造成電廠空預器停轉的主要原因大致有以下幾種：

2.1 電氣故障

因某種原因的電氣故障或者變頻器故障，造成某臺空氣預熱器主輔電機同時失電，致使空氣預熱器停轉。此類故障的特征為：電流自始至終都是平穩無異常，且輔電機聯啟的熱控信號雖已發出，但是電氣無電流顯示。此時要最先查找是否為電氣設備故障。

2.2 傳動裝置電機過載

在沒有有效地快速冷卻而導致空預器轉子熱膨脹變形過大，造成空預器動靜之間間隙過小、摩擦力增大，最終轉子卡住，手動盤車轉子不轉，一般可由以下幾種原因造成：

（1）預熱器密封片與密封板之間摩擦，引起電機過載，變頻控制柜跳保護。

（2）跳保護原因多為負荷升降過快而引起。

（3）因為預熱器本體保溫不好，受外界天氣溫度變化影響預熱器轉子外殼正常向上膨脹而引起（此種情況在南方室外布置居多）。

（4）預熱器減速機通過聯軸器與預熱器轉子端軸連接的形式，聯軸器緊固力矩不均勻或者力矩不夠，聯軸器發生打滑現象，預熱器丟轉，造成排煙溫度過高，轉子變形過大，引起過載跳保護停轉。

（5）上方掉落異物卡跳、停轉。這種因素的特征為主電機的電流突然跳高增大，超過主電機過流保護值而聯啟輔助電機后仍過流保護跳停。此時一般是異物卡住轉動部件、電流急劇上升、且在超過電機電流保護值之前卡澀部件異物仍未排被清除。

2.3 機械故障

這類故障的特征一般是：主電機運行電流突然上升、后又瞬間正常，電機電流或有輕微的波動而隨后空預器轉子停轉報警發出，表明電機雖然仍正常運行，但是此刻轉子已經停轉，如支承軸承損壞、導向軸承損壞、減速機損壞。應就地檢查空預器減速機內部、支撐軸承箱內部、導向軸承箱內部是否異音，基本可以判斷是減速機故障。

當然，空預器的減速機輸入軸的軸承、齒輪損壞造成堵轉，現象與掉落異物相似，屆時都需要把預熱器熱端的3個人孔門打開，使用強光手電照明查看預熱器熱端是否有異物掉落、或者空預器的熱端徑向密封片是否有損壞跡象；如果有異物，就必須想辦法把取出異物。

3 不停爐重啟動方案

在處理停轉空預器重啟時，必須要先要分析和處理好停轉的原因，之后才能按下列步驟進行重啟的事情安排，否則會造成更重要設備的損壞。

（1）如果電機運行電流是緩慢上升趨勢至過載跳機，一般不會是因為預熱器熱端有異物落下造成電機電流過載跳機。此時，可以采取如下措施：

1）關閉停轉側預熱器熱端一次風出口擋板以及二次風出口擋板；

2）關閉停轉側預熱器煙氣側入口擋板；

3）打開引風機入口的聯絡擋板（有的電廠是有聯絡煙道沒有聯絡擋板）。

4）再啟動停轉側預熱器對應的一次風機、送風機，出力約在20%～30%之間，使冷一次、冷二次風在預熱器內通過各密封系統之間的間隙進行串通，并大量地泄漏至煙氣側，使得預熱器轉子的煙氣側傳熱元件得到冷卻，冷、熱端溫度迅速降低，達到約160°以下時，就可以很容易地手動或者空氣馬達盤車，手動或者空氣馬達盤車一圓周以上（最少一圓周）后，可以啟動主電機運行，電機運行半小時后，電流如果均趨于平穩、正常，宣告停轉空預器重啟成功。

（2）如果即使采取了上述措施，仍不能使空預器煙氣側的溫度降至160°以下時，可適當降低機組的負荷，降低爐膛內的煙氣量，從而達到快速降低煙氣溫度的目的。

（3）如果是有異物掉落卡住所致的空預器停轉，先是設法將掉落在預熱器內部的異物取出，并確定再無其他異物卡澀。之后再進行上述的操作。

4 注意事項

（1）當空氣預熱器發生主電機跳閘時，如果備用電機聯起正常，則保持原工況運行，無需進行負荷調整，只需要檢查。

（2）當空氣預熱器發生主電機跳閘時，如果備用電機未聯起，則按照一二次風空氣預熱器跳閘保護進行。

（3）當轉子停轉報警裝置指示空氣預熱器轉子已經停轉，應盡快分析、檢查停轉原因并力圖使轉子再轉動。當鍋爐運行時，即使轉子停轉，只要進入空氣預熱器的煙氣溫度不超過425℃，就不會永久性地損壞空氣預熱器。

（4）機組正常運行時，當主控運行人員發現空氣預熱器電機電流不正常的擺動，此時是在電機電流小于額定電流情況下（擺動不超過額定電流的10%為正常，超過額定電流的10%為異常），均應立即通知檢修人員就地檢查空氣預熱器電機運行情況、空氣預熱器摩擦情況、空氣預熱器上下軸承和減速器軸端溫度等，如果發現電機電流擺動為主電機本身異常引起而非機務引起，可以就地使用事故按鈕停運，以便聯啟輔電機，主控值班員不得手停空氣預熱器，防止轉子轉速下降。

（5）機組正常運行時，當發現空氣預熱器軸承溫度突變時，應就地進行核查，確認達到空氣預熱器停運條件時盡可能使用主控手動停止空氣預熱器的方式，避免聯啟輔電機，引發設備損壞。當空氣預熱器上下軸承溫度達到60℃時通知相關人員進行檢查；當空氣預熱器上、下軸承溫度達到80℃時應調整機組運行狀態，隔離故障空氣預熱器進行檢修。當空氣預熱器金屬溫度降到80℃時允許空氣預熱器內部檢修。

（6）機組正常運行時當發現空氣預熱器電機電流大于額定電流時，需經過現場檢查確認無問題后，繼續升負荷等運行調整。

（7）在機組啟動初期及25%的低負荷條件下，應采用連續吹灰運行方式。

（8）任何形式的空預器卡跳、停轉，都不能盲目地大扭矩、手動盤車，只有等到問題分析好、缺陷消除后才能試著啟動空氣馬達盤車。

5 結束語

回轉式空氣預熱器是電站鍋爐中重要的輔機設備，也是關系到機組安全、穩定、長周期運行的必不可缺少的關鍵輔機之一，只有平時巡檢好、維護好、檢修好，才能降低機組運行時的故障率。一旦出現了故障，要盡早分析原因，對癥下藥，排除故障按照上述的經驗方法試著在鍋爐正常運行下的再啟動空預器預熱器。

目前各發電公司對機組非計劃停機都加大了考核力度，在鍋爐正常運行的情況下摸索出卡跳的空預器重啟動的方法，可以減少非停次數的發生，也為其他發電公司提供了借鑒。

[1]董泳，李有義，王成敏，等.回轉式空氣預熱器熱端徑向密封間隙控制技術研究與應用[J].節能技術，2000，18（4）：16-20.

Thermal Power Plant Without Shutdown Restart of Rotary air Heater Probe

LIU Xiao-dong
（Deep Energy and Power（Heyuan）Co.，Ltd.，Heyuan Guangdong 517000，China）

This paper introduces the thermal power boiler rotary air pre heater card jump，and in the actual operation without shutdown restart method provides a reference for the safety and stable operation and reduce non plan.

thermal power boiler；rotary air preheater；card jump；without shutdown restart

TM621.2

A

1672-545X（2016）11-0203-03

2016-08-21

劉曉東（1969-），男，吉林長春人，本科，高級工程師，從事電力設備的設計、制造、安裝、調試、檢修等工作。