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[摘要] 对内蒙古东胜热电有限公司2*330MEW机组#1炉回转式空气预热器存在漏风率偏大的原因进行分析，分析主要原因为运行中转子径向膨胀间隙大与冷锻膨胀，以转子中心轴向上膨胀，使转子产生蘑菇状变形，扇形板与转子端面密封间隙变大引起，对回转式空预器采用柔性接触式密封改造后，空预器漏风率由7.3%下降为4.3%，效果明显，达到预期改造目的。
[关键词] 空气预热器 漏风 柔性接触性密封 经济性分析
中图分类号：TK223.34
1、漏风分析
国电内蒙东胜热电有限公司#1机组亚临界参数汽包锅炉采用的三分仓回转式空气预热器，采用FNC板型为换热介质，空气与烟气以逆流方式换热。运行过程中发现，空预器存在一次风侧、二次风侧和煙气侧直接泄露以及二次风向烟气侧泄漏的问题。密封片与扇形板的间隙漏风为空预器漏风的主要原因，而其中径向漏风约占总漏风量的60%-70%，剩余为携带漏风（图1）
由于回转式空预器自身变形，引起密封间隙过大。当空预器转子处于冷态运行时，扇形板与转子端面为一间隙很小的平面，而转子在实际热态运行中热端转子径向膨胀间隙大于冷端转子。同时，由于中心轴向上膨胀，加上自重下垂。使转子产生蘑菇状变形，扇形板与转子断面密封的外缘间隙，在热态时比冷态时增大很多，形成三角状漏风区。空预器漏风严重时烟气温度降低，受热面腐蚀严重，锅炉热效率降低，对机组的安全经济运行造成很大影响。
2、改造方案
现阶段对于回转式空气预热器的密封改造方式较多。有：15°扇形板24分仓、双密封和48分仓、弧形密封技术、柔性接触式密封。
（1）15°扇形板与24分仓 把扇形板制作成15°，将转子分割成24分仓。这种密封形式保证了在转子转动过程中，任何时刻都有一道密封片在扇形板下，但由于扇形板固定在空气预热器的热端，扇形板与径向密封之间形成很大的楔形间隙，会产生较大的漏风。
（2）双密封和48分仓 双密封没有泄漏空气比体积增大的空间，目前有采用这种技术进行空预期的改造，改造后空预器漏风率有一定的降低。48分仓改造是在15°扇形板下任何时刻都有2道径向密封形成的双道密封，但随着运行时间的推移，漏风率会逐渐上升。更严重的是，由于改造需要吧蓄热元件一分为二，使空预器产生堵灰的死角也成倍增加，给清洗和吹灰带来很多困难。
（3）弧形密封技术 得到运行参数，利用空预器密封间隙计算程序预算出扇形板与轴向弧形密封板在冷态时的理想位置，使其保证在空预器转子热态时所有静态密封件在不发生异常卡磨的任何工况下，各密封间隙最小。此种方法存在前期计算过程中的数据准确性以及施工过过程中的质量要求较高等缺点。
（4）采用接触式柔性密封 将原密封片更换为接触式柔性密封，漏风率明显降低可降到5%，节能效益显著，性能安全可靠维护方便，可在小修周期的检修过程中，对其进行检查，如发现密封片损坏，则整体更换密封片。如密封片未整体损坏，可根据接触模块的磨损量进行更换接触模块。
（表1）
3、柔性接触性密封改造
3.1柔性接触式密封
空气预热器上使用的新型密封片为专利号： 200920244621秦皇岛华宇通电力科技有限公司生产的空气预热器上使用的新型密封片，它主要包括有第一密封合叶、第二密封合叶、连接板、密封复位合叶、第一滚轮、活动板、石墨板、第二滚轮、第三滚轮主要部分，其中：连接板通过第一密封合叶、第二密封合叶、密封复位合叶与活动板相连，石墨板通过螺栓固定在活动板上，在石墨板上分别设置有第一滚轮、第二滚轮、第三滚轮；所述的连接板、活动板可使用考登钢材料制成；所述的第一滚轮、第二滚轮、第三滚轮可使用不锈钢制成。该装置密封性能好，在使用过程中其间隙可自动进行补偿，能够适应在高温、多粉尘和含硫的恶劣环境下工作，耐腐蚀，使用寿命长，安全可靠，便于安装，并可减少电机功耗，提高工作效率。
其工作原理是将柔性接触式密封片安装在径向转子隔仓板上，在未进入扇形板时柔性密封接触式密封片高出扇形板5-10mm。当柔性密封片滑动到扇形板下方时，合页式弹簧发生变形。密封片与扇形板接触，形成无间隙密封空间。当该密封滑片离开扇形板后，合页式弹簧自动弹起，依次循环进行。
柔性密封系统的主要特点：
（1） 采用柔性密封技术，不会形成密封间隙，密封效果好。由于扇形板与密封片之间没有间隙，没有气流通过，则不产生冲刷磨损，密封片可长期运行。
（2） 采用合页式弹簧，空预器转子在热态运行状态下有一定圆断面变形及圆周方向的变形，特别适合空预期改造。
（3） 密封片采用含有大量石墨的材料制成，耐高温摩擦系数小
（4） 柔性接触性密封采用工厂化生产，简化现场安装工艺程序，工期短效果。
3.2密封改造
（1）在安装径向柔性密封的同时，更换所有硬性密封片，将扇形板调整在一理想位置，柔性接触式密封安装在转子隔仓板上，在热态运行中柔性接触式密封密封片高出扇形板10-15mm，当柔性密封晕倒能够到扇形板下方时，弹簧产生变形。
（2）将轴向原固定式密封片拆除，更换为柔性密封片
（3）拆除所有旁路密封片。为避免转子运动时的晃动对旁路密封效果的影响，冷热段旁路密封片的顶部到T型钢下端保持19-25mm的距离。
4、改造效果
4.1漏风率和漏风系数测量的原理及内容
将#1机组电负荷稳定在330MW采用网格法同时抽取空预器进出口烟气，采用电化学-氧量法测试分析烟气成分，计算空预期漏风率。
4.2空预期漏风率计算方法
漏风率和漏风系数按下式进行换算：…………………K1
式中：和分别为烟道进、出口处烟气过量空气系数。其数值可分别用下式计算：………………………K2
…………………… K3
式中和分别为烟道进、出口处的氧量mg/m3， mg/kg。
300MW数据：
空预器前烟气含氧量（甲/乙）分别为3.43/4.13
空预器后烟气含氧量（甲/乙）分别为4.4/4.98
空预器漏风率（甲/乙）分别为4.5%、4.3%
改造前空预器漏风率（甲/乙）分别为7.1%、7.3%
5、经济性分析
空预器漏风率影响供电煤耗的主要指标是排烟损失和送、吸风机电耗。
根据营运计算影响煤耗的指标分析，330MW机组空预器漏风率每降低一个百分点，供电煤耗可降低0.22 g/kW.h。
如果一台300MW机组空预器现在的漏风率为7.3%，实施改造后漏风率为4.4%，那么，改造后漏风率大约下降了3%，则可降低供电煤耗： 3×0.26=0.72g/kW.h。按300MW机组年发电量18亿kW·h计算，则年节煤18亿×0.72g =1296吨，标准煤煤价700元/吨左右，每年节约费用为1296吨×500元/吨=64.8（万元）。 直接经济效益64.8万元
6 结论
（1） 东胜热电有限公司#1机组回转式空预器柔性密封片改造使漏风率由原来的7%下降至现在的5%以下效果十分明显。
（2） 由经济角度分析取得了较为可观的经济效益，同时厂用电率也有明显下降。
[参考文献]
[1]范从振。锅炉原理北京；水利电力出版社，1985。
[2]庄静良，李永华，电站锅炉空气预热器，北京；中国电力出版社，2002。
[3]席广辉，张俊，空预器柔性接触式密封改造，江苏，热力发电2009.
[关键词] 空气预热器 漏风 柔性接触性密封 经济性分析
中图分类号：TK223.34
1、漏风分析
国电内蒙东胜热电有限公司#1机组亚临界参数汽包锅炉采用的三分仓回转式空气预热器，采用FNC板型为换热介质，空气与烟气以逆流方式换热。运行过程中发现，空预器存在一次风侧、二次风侧和煙气侧直接泄露以及二次风向烟气侧泄漏的问题。密封片与扇形板的间隙漏风为空预器漏风的主要原因，而其中径向漏风约占总漏风量的60%-70%，剩余为携带漏风（图1）
由于回转式空预器自身变形，引起密封间隙过大。当空预器转子处于冷态运行时，扇形板与转子端面为一间隙很小的平面，而转子在实际热态运行中热端转子径向膨胀间隙大于冷端转子。同时，由于中心轴向上膨胀，加上自重下垂。使转子产生蘑菇状变形，扇形板与转子断面密封的外缘间隙，在热态时比冷态时增大很多，形成三角状漏风区。空预器漏风严重时烟气温度降低，受热面腐蚀严重，锅炉热效率降低，对机组的安全经济运行造成很大影响。
2、改造方案
现阶段对于回转式空气预热器的密封改造方式较多。有：15°扇形板24分仓、双密封和48分仓、弧形密封技术、柔性接触式密封。
（1）15°扇形板与24分仓 把扇形板制作成15°，将转子分割成24分仓。这种密封形式保证了在转子转动过程中，任何时刻都有一道密封片在扇形板下，但由于扇形板固定在空气预热器的热端，扇形板与径向密封之间形成很大的楔形间隙，会产生较大的漏风。
（2）双密封和48分仓 双密封没有泄漏空气比体积增大的空间，目前有采用这种技术进行空预期的改造，改造后空预器漏风率有一定的降低。48分仓改造是在15°扇形板下任何时刻都有2道径向密封形成的双道密封，但随着运行时间的推移，漏风率会逐渐上升。更严重的是，由于改造需要吧蓄热元件一分为二，使空预器产生堵灰的死角也成倍增加，给清洗和吹灰带来很多困难。
（3）弧形密封技术 得到运行参数，利用空预器密封间隙计算程序预算出扇形板与轴向弧形密封板在冷态时的理想位置，使其保证在空预器转子热态时所有静态密封件在不发生异常卡磨的任何工况下，各密封间隙最小。此种方法存在前期计算过程中的数据准确性以及施工过过程中的质量要求较高等缺点。
（4）采用接触式柔性密封 将原密封片更换为接触式柔性密封，漏风率明显降低可降到5%，节能效益显著，性能安全可靠维护方便，可在小修周期的检修过程中，对其进行检查，如发现密封片损坏，则整体更换密封片。如密封片未整体损坏，可根据接触模块的磨损量进行更换接触模块。
（表1）
3、柔性接触性密封改造
3.1柔性接触式密封
空气预热器上使用的新型密封片为专利号： 200920244621秦皇岛华宇通电力科技有限公司生产的空气预热器上使用的新型密封片，它主要包括有第一密封合叶、第二密封合叶、连接板、密封复位合叶、第一滚轮、活动板、石墨板、第二滚轮、第三滚轮主要部分，其中：连接板通过第一密封合叶、第二密封合叶、密封复位合叶与活动板相连，石墨板通过螺栓固定在活动板上，在石墨板上分别设置有第一滚轮、第二滚轮、第三滚轮；所述的连接板、活动板可使用考登钢材料制成；所述的第一滚轮、第二滚轮、第三滚轮可使用不锈钢制成。该装置密封性能好，在使用过程中其间隙可自动进行补偿，能够适应在高温、多粉尘和含硫的恶劣环境下工作，耐腐蚀，使用寿命长，安全可靠，便于安装，并可减少电机功耗，提高工作效率。
其工作原理是将柔性接触式密封片安装在径向转子隔仓板上，在未进入扇形板时柔性密封接触式密封片高出扇形板5-10mm。当柔性密封片滑动到扇形板下方时，合页式弹簧发生变形。密封片与扇形板接触，形成无间隙密封空间。当该密封滑片离开扇形板后，合页式弹簧自动弹起，依次循环进行。
柔性密封系统的主要特点：
（1） 采用柔性密封技术，不会形成密封间隙，密封效果好。由于扇形板与密封片之间没有间隙，没有气流通过，则不产生冲刷磨损，密封片可长期运行。
（2） 采用合页式弹簧，空预器转子在热态运行状态下有一定圆断面变形及圆周方向的变形，特别适合空预期改造。
（3） 密封片采用含有大量石墨的材料制成，耐高温摩擦系数小
（4） 柔性接触性密封采用工厂化生产，简化现场安装工艺程序，工期短效果。
3.2密封改造
（1）在安装径向柔性密封的同时，更换所有硬性密封片，将扇形板调整在一理想位置，柔性接触式密封安装在转子隔仓板上，在热态运行中柔性接触式密封密封片高出扇形板10-15mm，当柔性密封晕倒能够到扇形板下方时，弹簧产生变形。
（2）将轴向原固定式密封片拆除，更换为柔性密封片
（3）拆除所有旁路密封片。为避免转子运动时的晃动对旁路密封效果的影响，冷热段旁路密封片的顶部到T型钢下端保持19-25mm的距离。
4、改造效果
4.1漏风率和漏风系数测量的原理及内容
将#1机组电负荷稳定在330MW采用网格法同时抽取空预器进出口烟气，采用电化学-氧量法测试分析烟气成分，计算空预期漏风率。
4.2空预期漏风率计算方法
漏风率和漏风系数按下式进行换算：…………………K1
式中：和分别为烟道进、出口处烟气过量空气系数。其数值可分别用下式计算：………………………K2
…………………… K3
式中和分别为烟道进、出口处的氧量mg/m3， mg/kg。
300MW数据：
空预器前烟气含氧量（甲/乙）分别为3.43/4.13
空预器后烟气含氧量（甲/乙）分别为4.4/4.98
空预器漏风率（甲/乙）分别为4.5%、4.3%
改造前空预器漏风率（甲/乙）分别为7.1%、7.3%
5、经济性分析
空预器漏风率影响供电煤耗的主要指标是排烟损失和送、吸风机电耗。
根据营运计算影响煤耗的指标分析，330MW机组空预器漏风率每降低一个百分点，供电煤耗可降低0.22 g/kW.h。
如果一台300MW机组空预器现在的漏风率为7.3%，实施改造后漏风率为4.4%，那么，改造后漏风率大约下降了3%，则可降低供电煤耗： 3×0.26=0.72g/kW.h。按300MW机组年发电量18亿kW·h计算，则年节煤18亿×0.72g =1296吨，标准煤煤价700元/吨左右，每年节约费用为1296吨×500元/吨=64.8（万元）。 直接经济效益64.8万元
6 结论
（1） 东胜热电有限公司#1机组回转式空预器柔性密封片改造使漏风率由原来的7%下降至现在的5%以下效果十分明显。
（2） 由经济角度分析取得了较为可观的经济效益，同时厂用电率也有明显下降。
[参考文献]
[1]范从振。锅炉原理北京；水利电力出版社，1985。
[2]庄静良，李永华，电站锅炉空气预热器，北京；中国电力出版社，2002。
[3]席广辉，张俊，空预器柔性接触式密封改造，江苏，热力发电2009.