回轉式空氣預熱器漏風率過高的分析與對策

何有祿

摘要：大型電站目前普遍都是應用鍋爐回轉預熱機，但是該設備長期因為出現漏風量過高的問題影響工廠的經濟收益，下文首先論述這種漏風量的危害，其次對降低漏風量，提出了幾點關鍵性的建議。

關鍵詞：電站鍋爐;預熱器;漏風率

當前回轉式空氣預熱機主要應用鍋爐輔助設備，和傳統的預熱機相比，該設備具有傳熱面熱度大，結構緊湊，容易操作的特點。但是該設備最大的缺點就是漏風量不容易控制，因此下文將對回轉空氣預熱機漏風率過高的問題進行分析和論述。

1 漏風機模型工作原理

回轉式預熱器由轉子和機械外殼兩個部分組成，前者負責運動部分，后者屬于靜置保護結構，兩者之間時刻保持一定的空隙，該空隙也就是漏風的主要渠道。空氣預熱機器位于鍋爐風煙系統的出口和進口位置，內部的側壓力較大，煙氣壓力和空氣壓力存在一定的差異，這也就是漏風的主要原因。如果因為壓力差異以及間隙差異的存在而產生的漏風則被成為直接漏風。如果轉子內部本身具有一定的活動空間，轉子在活動的時候會攜帶一部分的空氣進入到內部，這就是結構漏風，根據統計直接漏風將會占據總量的70%以上，結構漏風的總量為20%左右。

攜帶漏風的原理在于：停留在蓄熱板內部的空間將會隨著轉子的運動最終一起進入到煙氣中，所以轉子的速度越快漏風的體積越大。直接漏風主要是因為壓力差距導致的，因此該機器設備屬于機器運動，活動部件和靜置部件之間必然會存在間隔，空隙位置存在壓力差異必然會引起漏風。在四分倉的預熱器中這種情況能夠用具體的公式表示出來[1]。

2 漏風過高所帶來的生產危害

空氣通過回轉預熱器進入到煙氣管道內部之后，將會對于附近的送風機，引風機造成強大的阻力，增加上述機器設備的電力損耗，如果漏風量大于送風機本身的荷載能力，還會導致燃燒的風向不足，增加鍋爐機械設備的機械能損耗，更為嚴重的情況還會導致鍋爐的送粉能力下降。爐膛的持續負載工作將會最終導致鍋爐停運。其次空氣預熱器的持續漏風將會增加鍋爐排煙系統中的空氣系屬，降低本身機器的工作效率，長時間持續這樣的工作狀態最終會造成葉輪毀壞，機組崩潰的后果，根據統計可以發現每一年都會存在這樣的安全事故，并且空氣預熱機每泄漏1%的風量，將會增加機組能耗0.166g/KW。無論從經濟性還是社會性方面考慮，漏風都會給帶來很大的損失。

3 降低漏風的主要措施

回轉式預熱機器最大的特點就是具有攜帶漏風的特點，并且屬于一種固定的性質，無法進行避免，一臺預熱機器內部的各種參數數據都是固定不變的，所以為了能夠降低這種漏風所造成的影響，應該能夠從其他方面進行考慮。

3.1 減低漏風系屬K

預熱機直接漏風的公式可以用：表示，當前國內比較有效的改造方法就是將原本的單密封裝置改造為雙或者多密封形式。回轉預熱器的密封位置主要需要將徑向，軸向，旁側等位置進行密封。改造之后則需要保證每一塊扇葉在轉子轉動的時候能夠相互配合，形成密封的效果。其次在密封效果下，能夠降低靜置設備內部流入過多的煙氣，降低內外密封的壓強，降低漏風率。靜密封采用雙向密封模式，從實際的應用效果來看，在外部條件類似的情況下，采用雙重密封能夠降低直接漏風量20%以上，但是這并不意味著密封的面積越大越好，因為風機內部必須要留有一定的操作空間，過多的密封裝置還會消耗過量的經濟成本，因此不建議采用多重密封的手段，有關研究表明當密封層數在單層和雙重密封之間的時候，制造成本和密封效果能夠達到最為經濟的平衡。

最后有關技術人員在改造機器設比的時候，可以嘗試采用其他的材料代替密封擋板，例如國內某工程采用折向的密封板代替雙層密封板就起到了良好的應用效果。該原理在于原本的密封擋板不具備良好的彈性，隨著使用頻率的不斷增加，板材和外部之間的摩擦阻力增加，但是改造之后因為具有良好的彈性，所以能夠降低這種摩擦力，有效控制密封空間的空隙[2]

3.2 降低漏風面積

從上文的論述中可以發現漏風間隙大小直接影響到漏風量的多少，間隙越小效果越明顯，但是因為實際條件的限制，機器設備內部必須要存在微小的間隙，因此無法為0，同時過小的間隙會增加設備之間的摩擦效果，降低使用壽命，因此需要從經濟和機器壽命兩個方向考慮。預熱器漏風主要發生在熱端的間隙，因此需要嚴格控制該渠道。其次轉子的下垂量占據熱導漏風的大部分，空氣預熱器的熱端用密封片進行封堵，在冷卻的時候開鑿一個小孔，但是機器在運行的時候因為熱端的溫度始終大于冷端，所以轉子徑向在熱端比冷端大。在溫度不斷升高之后，轉子的強度降低，因為轉子本身帶有一定的重量，所以轉子的外形會在溫度的影響下發生形變，轉子此時的上部出現一部分的空隙。資料顯示，該部分空隙造成的漏風量大約占據整個漏風量的一半以上。國內某工廠嘗試采用扇形擋板改造這樣的現象，發現能夠取得不錯的效果。

最后冷端的溫度始終低于熱端，所以該端的氣體密度大于后者，其漏風的頻率也大于熱端。若想有效控制冷端的漏風間隙，一般都是采用冷態預熱彌補方式，冷態端在調整的時候，內部間隙為0，此時外部留有一定的間隙，冷端控制的關鍵技術即對于外側預留間隙的控制，該預制值能夠從大量計算和公式中得出，如果最后發現預留值和標準不符，可以手動進行調整。某工廠曾經嘗試通過更換導向軸向的方式降低冷端漏風量，將密封的扇形板面懸掛在導向軸上面，板面的下面能夠在熱態運行的時候隨著轉子的膨脹而移動，并且之前預留的間隙不會隨之改變，所以采用這種替換方法不需要再根部預留空隙[3]。

3.3 降低側面壓力

根據前文的論述，空氣和煙氣排除的壓力擦也是產生漏風的主要原因。若想控制這個部分的壓力差距，應該從煤爐型號，燃燒機型號，受熱面結構等多個方面考慮，降低鍋爐系統在工作過程中的阻力，防止尾部出現結露的現象。另外預熱機在設計的時候可以添加沖洗，吹灰以及測量等外部裝置，否則會因為長時間的運行出現煤灰堵塞管道的情況造成阻力增加或者壓力差增加，漏風率最終提高。如果出現了這樣的后果，則需要停止設備進行維護，立刻用水進行沖洗，保持受熱面干凈整潔，再次投入使用的時候一定要保證受熱面干燥，否則會重新吸附灰塵。某些工廠的這些操作步驟常常不符合標準，但是沒有經濟條件去購置其他的吹灰機，隨著設備運行時間的增加，阻力增大，漏風率達到極值。目前還可以將冷端的波紋板更換為搪瓷材料，這種板材具有耐磨性高，抗腐蝕等特點，這也是目前能夠解決預熱器板材積灰，磨損，腐蝕等問題的有效替代品[4]。

4 結語

本廠回轉式空氣預熱機在內部設計結構良好的情況下漏風量大約在5%以內，但是如果內部設計存在缺漏，漏風量則會達到10%～15%左右。出現這種情況嚴重影響到工廠的經濟效益，因為一臺預熱器的漏風率每提升1%，將會多投入100萬的生產費用，因此有關技術人員需要根據預熱機的結構特點進行升級改造，提高機器運行的經濟性。

參考文獻：

[1]張輝.2008t/h鍋爐回轉式空氣預熱器漏風因素分析及對策[J].軍民兩用技術與產品，2014，000（013）：198-198.

[2]張萬軍.回轉式空氣預熱器漏風率超標原因分析及對策[J].西北電力技術，2001（03）：22-25+1.

[3]高嵩.鍋爐回轉式空氣預熱器漏風率過高的原因與解決措施[J].科技創新與應用，2016，No.156（08）：125.

[4]張學勝，劉為民，劉驚濤.從運行角度降低回轉式空氣預熱器漏風率[J].中國科技博覽，2013（35）：273-273.