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[摘 要]回转式空气预热器（以下简称空预器）的漏风率是电站锅炉性能考核的重要指标，空预器漏风率的影响因素众多，主要有设计、制造、安装调试等方面的原因，而空预器设备的制造精度对于漏风率有非常关键的作用。针对长期困扰空预器的各种质量、安装问题，在设计结构、制造标准、检验规程、安装导则等多方面进行全面质量提升研发，使漏风率考核达标。
[关键词]空预器；设计；制造；检验；安装；漏风率
中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）43-0078-01
引言
由于锅炉机组脱硝改造后引起预热器阻力升高以及市场竞争的压力，空预器的转子直径越选越大，漏风率保证越来越难，常常因漏风率不达标造成赔款。为进一步改善和提升公司空预器产品的性能，提高市场竞争力，从设计、制造、安装调试等方面对空预器性能进行提高完善，是目前锅炉产品技术研究的重点之一。空预器产品不足之处主要表现在如下几个方面：
1）篮筐与蓄热元件间隙超差的不合格品数量大；2）蓄热元件的充满度差；3）扩散厂家工艺水平参差不齐；4）蓄热元件板破损；5）T型钢和L型钢质量差，尺寸精度低；6）模数仓格隔板焊缝裂纹；7）螺栓连接结构制造质量较差。
为改变这种状况，从修订和制定空预器相关标准，空预器制造工艺试验及攻关，对多个扩散厂家的工艺进行整顿与统一，对空预器长期固有质量缺陷攻关，对空预器设计结构优化，对工地安装检测手段改进攻关，修订空预器放行检验规程，修订空预器安装导则等方面进行全面质量提升研发，使漏风率考核达标。
1 项目概况
空预器多次发生质量问题，如模数仓格裂纹和换热元件的质量问题；现场调试阶段发现轴向密封弧板、旁路密封件弧板弧度尺寸偏差大，现场无法满足密封间隙要求，被迫调大间隙问题；蓄热元件大量断裂的问题。这些不断出现的质量问题，空预器制造质量提升已迫在眉睫。
2 项目实施内容及成果
2.1 修订和制定空预器相关标准
结合空气预热器产品扩散制造的实际情况，对空预器相关制造标准和采购技术条件进行全面梳理，使标准更符合实际、贴近要求。
主要修订内容有以下几方面：钢板、扇形板、弧形板、槽形板拼接焊缝数量及检查要求；模数仓格的弧形板及转子角钢的弧板R尺寸检查要求；预热器上梁、下梁工作位置的弯曲公差；扇形板大端弧形、轴向密封弧板弧形、角钢圈弧形、模数仓格的弧形，以上弧形R尺寸的样板检查要求；锻件检查项目、试样数量等要求；模数仓格检查要求；蓄热元件篮筐制造公差；定位板和波形板尺寸公差，新增定位板和波形板首件检查要求；蓄热元件装填过程施压值；中心筒及短轴组装后同轴度检查要求；螺栓毛坯须经调质处理后力学性能检查要求；空预器原材料入厂验收条件；冷轧钢板及钢带订货技术条件。
主要新增内容有以下几方面：密封片包装要求、产品外露机械加工表面的防腐要求；元件包起吊工装要求；上、下轴锻件毛坯出厂前硬度检查要求；连接螺栓的制造材料牌号；蓄热器元件用卷板原材料的检验要求；当钢板拼接厚度不一致时，钢板需削边的要求；空预器产品涂装标准；增加对钢带的宽度约定；空预器蓄热元件搪瓷涂层采购及验收技术规范；钢板焊前预热范围及预热温度。
2.2 空預器制造工艺试验及攻关
（1）模数仓格小车自动焊接试验。针对模数仓格内侧隔板与挂板的焊缝易产生裂纹，主要因施焊位置空间狭小，难焊接，造成角焊缝焊接不全。因此模拟模数仓格焊缝，开展自动焊接装置的研究和试验，在自动气割小车上加装焊枪的方式实现角焊缝自动焊接，焊缝成形质量好。
（2）T型钢、L型钢制造工艺试验。T型钢和L型钢质量差，尺寸精度低，最大圆弧跳动可达到8mm，错边高度差达7mm，端面不平度达10mm。安装现场时无法进行正常车削工作，也无法保证设计要求的±1.5mm最小要求。针对L型钢、T型钢制造时出现的质量问题，对T型钢的三种制造方式进行价格分析（见表1），数据显示钢板焊接T型钢成本最低。因此采用钢板焊接方式，在厂内进行L型钢、T型钢制造工艺试验，设计并制造了装配工装，在工装上装配、焊接，达到设计要求。
（3）扇形板制造问题较为突出，产品平面度差，热处理后存在大量热矫正，且热矫正的温度未作控制，太高，有碳化现象。改进扇形板装配工艺，新的工艺方法使扇形板热处理更充分，焊接应力能得到均匀释放，叠组拆开后，底板变形较少，减少校形工作量。
（4）密封片装配工装进行改进，各种密封片以腰形孔定位更加规范，装焊后，三叉密封片不存在扭曲，不齐等现象。
2.3 空预器设计结构优化
（1）对T型钢和L型钢规格整合统一，降低原材料采购和制造成本；（2）改进扇形板设计结构，用支撑构件定位控制焊接变形；（3）编制锻件采购规范选择合适的锻件毛坯的表面硬度值和加工余量；（4）三叉密封塞焊孔直径：焊孔直径由φ8mm改为φ10mm，增加三叉密封连接接触面，增加连接强度；（5）增加旁路密封设计可调性；（6）取消搪瓷元件篮筐扁钢起吊孔设计，设计专用的元件起吊器具，降低中间扁钢的厚度方便起吊器具装卸；（7）扇形板底板与侧板、圆弧板的焊缝形式改为角焊缝型式；（8）设计取消中心筒起吊耳板，采用吊环螺栓起吊方式，吊环螺栓穿过中心筒法兰板螺栓孔起吊；（9）改进围带驱动中心筒下轴筒身与法兰板焊接坡口型式，减少焊接工作量，也更利于保证焊接质量；（10）为避免应力集中，增加中心筒外沿无配合面的外倒角为圆角R3-5；（11）为减少加工难度，1000MW机组围带驱动空预器下轴筒身与台阶采用整体锻件；（12）模数仓格焊缝探伤长度由600mm改为380mm；（13）为增加上梁吊耳强度，缩短两吊耳的跨距，两侧同时向内侧中心位置移动到下一个筋板位置。
3 项目主要技术特点和创新点
通过梳理空预器产品生产制造过程存在问题，提出工艺优化方案并跟踪验证改进效果，修订并完善了空预器制造标准。主要技术特点和创新点如下：
1）解决长期存在蓄热元件制造质量问题，杜绝了蓄热元件制造不合格品；2）提高T型钢和L型钢制造质量，解决了工地安装现场车削周期长、无法车削的难题，为提高密封安装精度奠定了基础；3）改进空预器围带销径向跳动测量方法，极大地减少了测量时间，并提高了测量精度，为提高安装质量打下基础；4）通过设计结构优化，使设计结构更好地满足了制造、检查、安装等各方面要求；5）通过对各空预器厂家的工艺整顿与统一，避免因工艺水平参差不齐造成的产品制造质量问题，提高了整体空预器制造水平；6）通过对空预器制造标准、检查放行、现场安装规程的全面梳理、整改，对全面提高空预器质量奠定了基础。
4 结束语
通过空预器产品的检查、现场试验与实施、技术交流等工作，产品质量有较大改进和改善，相关工艺整顿基本到位；生产制造、设备能力、工装、工艺流程、现场管理等多方面有提升，实物质量均有一定程度的提高，后期需要持续改进，固化工艺，同时需要安装公司的紧密配合以及安装检验的精益求精，为提高回转式空气预热器的整体制造、安装质量奠定基础。空预器产品的质量提升研发与应用，对提高市场竞争力所带来的效益无法估量。
[关键词]空预器；设计；制造；检验；安装；漏风率
中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）43-0078-01
引言
由于锅炉机组脱硝改造后引起预热器阻力升高以及市场竞争的压力，空预器的转子直径越选越大，漏风率保证越来越难，常常因漏风率不达标造成赔款。为进一步改善和提升公司空预器产品的性能，提高市场竞争力，从设计、制造、安装调试等方面对空预器性能进行提高完善，是目前锅炉产品技术研究的重点之一。空预器产品不足之处主要表现在如下几个方面：
1）篮筐与蓄热元件间隙超差的不合格品数量大；2）蓄热元件的充满度差；3）扩散厂家工艺水平参差不齐；4）蓄热元件板破损；5）T型钢和L型钢质量差，尺寸精度低；6）模数仓格隔板焊缝裂纹；7）螺栓连接结构制造质量较差。
为改变这种状况，从修订和制定空预器相关标准，空预器制造工艺试验及攻关，对多个扩散厂家的工艺进行整顿与统一，对空预器长期固有质量缺陷攻关，对空预器设计结构优化，对工地安装检测手段改进攻关，修订空预器放行检验规程，修订空预器安装导则等方面进行全面质量提升研发，使漏风率考核达标。
1 项目概况
空预器多次发生质量问题，如模数仓格裂纹和换热元件的质量问题；现场调试阶段发现轴向密封弧板、旁路密封件弧板弧度尺寸偏差大，现场无法满足密封间隙要求，被迫调大间隙问题；蓄热元件大量断裂的问题。这些不断出现的质量问题，空预器制造质量提升已迫在眉睫。
2 项目实施内容及成果
2.1 修订和制定空预器相关标准
结合空气预热器产品扩散制造的实际情况，对空预器相关制造标准和采购技术条件进行全面梳理，使标准更符合实际、贴近要求。
主要修订内容有以下几方面：钢板、扇形板、弧形板、槽形板拼接焊缝数量及检查要求；模数仓格的弧形板及转子角钢的弧板R尺寸检查要求；预热器上梁、下梁工作位置的弯曲公差；扇形板大端弧形、轴向密封弧板弧形、角钢圈弧形、模数仓格的弧形，以上弧形R尺寸的样板检查要求；锻件检查项目、试样数量等要求；模数仓格检查要求；蓄热元件篮筐制造公差；定位板和波形板尺寸公差，新增定位板和波形板首件检查要求；蓄热元件装填过程施压值；中心筒及短轴组装后同轴度检查要求；螺栓毛坯须经调质处理后力学性能检查要求；空预器原材料入厂验收条件；冷轧钢板及钢带订货技术条件。
主要新增内容有以下几方面：密封片包装要求、产品外露机械加工表面的防腐要求；元件包起吊工装要求；上、下轴锻件毛坯出厂前硬度检查要求；连接螺栓的制造材料牌号；蓄热器元件用卷板原材料的检验要求；当钢板拼接厚度不一致时，钢板需削边的要求；空预器产品涂装标准；增加对钢带的宽度约定；空预器蓄热元件搪瓷涂层采购及验收技术规范；钢板焊前预热范围及预热温度。
2.2 空預器制造工艺试验及攻关
（1）模数仓格小车自动焊接试验。针对模数仓格内侧隔板与挂板的焊缝易产生裂纹，主要因施焊位置空间狭小，难焊接，造成角焊缝焊接不全。因此模拟模数仓格焊缝，开展自动焊接装置的研究和试验，在自动气割小车上加装焊枪的方式实现角焊缝自动焊接，焊缝成形质量好。
（2）T型钢、L型钢制造工艺试验。T型钢和L型钢质量差，尺寸精度低，最大圆弧跳动可达到8mm，错边高度差达7mm，端面不平度达10mm。安装现场时无法进行正常车削工作，也无法保证设计要求的±1.5mm最小要求。针对L型钢、T型钢制造时出现的质量问题，对T型钢的三种制造方式进行价格分析（见表1），数据显示钢板焊接T型钢成本最低。因此采用钢板焊接方式，在厂内进行L型钢、T型钢制造工艺试验，设计并制造了装配工装，在工装上装配、焊接，达到设计要求。
（3）扇形板制造问题较为突出，产品平面度差，热处理后存在大量热矫正，且热矫正的温度未作控制，太高，有碳化现象。改进扇形板装配工艺，新的工艺方法使扇形板热处理更充分，焊接应力能得到均匀释放，叠组拆开后，底板变形较少，减少校形工作量。
（4）密封片装配工装进行改进，各种密封片以腰形孔定位更加规范，装焊后，三叉密封片不存在扭曲，不齐等现象。
2.3 空预器设计结构优化
（1）对T型钢和L型钢规格整合统一，降低原材料采购和制造成本；（2）改进扇形板设计结构，用支撑构件定位控制焊接变形；（3）编制锻件采购规范选择合适的锻件毛坯的表面硬度值和加工余量；（4）三叉密封塞焊孔直径：焊孔直径由φ8mm改为φ10mm，增加三叉密封连接接触面，增加连接强度；（5）增加旁路密封设计可调性；（6）取消搪瓷元件篮筐扁钢起吊孔设计，设计专用的元件起吊器具，降低中间扁钢的厚度方便起吊器具装卸；（7）扇形板底板与侧板、圆弧板的焊缝形式改为角焊缝型式；（8）设计取消中心筒起吊耳板，采用吊环螺栓起吊方式，吊环螺栓穿过中心筒法兰板螺栓孔起吊；（9）改进围带驱动中心筒下轴筒身与法兰板焊接坡口型式，减少焊接工作量，也更利于保证焊接质量；（10）为避免应力集中，增加中心筒外沿无配合面的外倒角为圆角R3-5；（11）为减少加工难度，1000MW机组围带驱动空预器下轴筒身与台阶采用整体锻件；（12）模数仓格焊缝探伤长度由600mm改为380mm；（13）为增加上梁吊耳强度，缩短两吊耳的跨距，两侧同时向内侧中心位置移动到下一个筋板位置。
3 项目主要技术特点和创新点
通过梳理空预器产品生产制造过程存在问题，提出工艺优化方案并跟踪验证改进效果，修订并完善了空预器制造标准。主要技术特点和创新点如下：
1）解决长期存在蓄热元件制造质量问题，杜绝了蓄热元件制造不合格品；2）提高T型钢和L型钢制造质量，解决了工地安装现场车削周期长、无法车削的难题，为提高密封安装精度奠定了基础；3）改进空预器围带销径向跳动测量方法，极大地减少了测量时间，并提高了测量精度，为提高安装质量打下基础；4）通过设计结构优化，使设计结构更好地满足了制造、检查、安装等各方面要求；5）通过对各空预器厂家的工艺整顿与统一，避免因工艺水平参差不齐造成的产品制造质量问题，提高了整体空预器制造水平；6）通过对空预器制造标准、检查放行、现场安装规程的全面梳理、整改，对全面提高空预器质量奠定了基础。
4 结束语
通过空预器产品的检查、现场试验与实施、技术交流等工作，产品质量有较大改进和改善，相关工艺整顿基本到位；生产制造、设备能力、工装、工艺流程、现场管理等多方面有提升，实物质量均有一定程度的提高，后期需要持续改进，固化工艺，同时需要安装公司的紧密配合以及安装检验的精益求精，为提高回转式空气预热器的整体制造、安装质量奠定基础。空预器产品的质量提升研发与应用，对提高市场竞争力所带来的效益无法估量。