空气预热器

我厂300MW锅炉空预器形式
• 我厂300MW锅炉空预器是上重厂生产的229VI(T)-1676(1778)M型空预器，主动轴转速 11.47Rpm，辅动轴转速3.0Rpm，主电机驱 动转子转速1.17Rpm，辅电机驱动转子转速 0.31Rpm，转子直径10.32M，主辅电机切换 方式滚子式单向超越离合器。
主要组成部分
• • • • • • • • 1、支撑轴承 2、导向轴承 3、中心筒及短轴 4、模数仓格和转子附件 5、密封部件 6、附属设备 7、电驱动装置 8、润滑系统
空预器结构简图
三分仓空预器优选转子旋向
空预器内部结构
轴承及润滑系统
• 空预器的转子位于顶底结构之间，有底部 推力轴承支撑，有顶部导向轴承进行固定。 • 推力轴承为推力向心球面滚子轴承。 • 导向轴承为双列向心球面滚子轴承 （3113168）。
防止空气预热器堵灰的措施2
• 加强对空气预热器出、入口差压的监视，发现异常及时采取措 施避免堵灰加剧。 • 运行中应加强对空气预热器出、入口一次风、二次风及烟气差 压监视，持别是在冬季温度急剧下降时尤期注意，如果暖风器 因故不能正常投运时，调整不当很容易发生空气预热器冷端低 温腐蚀，造成空气预热器堵塞，如不及时采取措施堵塞将会越 来越严重，由于受热面安装在转子各中隔框内，分高温、中温、 低温三层。每层受热面所采用的材料和厚度均不同，以适应各 区段的不同壁面温度和工作条件。当发现空气预热器出、入口 一次风、二次风及烟气差压有异常变化时，应加强调整，采取 加强吹灰等措施。如采取措施后仍不见好转，确认为冷端受热 面薄板有可能被腐蚀并开始积灰时。应利用停机机会及时对冷 端受热面进行更换，以确保受热面清洁，防止堵灰加剧，从而 保证空气预热器能够正常运行。
中心筒密封示意图
空预器常见问题及分析
• 回转式空气预热器是大型电站锅炉广泛采用的 尾部换热设备,空气预热器的性能对锅炉机组 的效率有很大影响.通过对回转式空气预热器 在运行过程中常见的问题进行分析,找出提高 空气预热器整体性能的方案,并针对这些问题, 总结分析提出对策,对提高空气预热器的性能 具有指导性的意义 • 1、积灰、腐蚀 • 2、漏风 • 3、二次燃烧
轴向及径向密封装置
传热元件
空预器间隙控制系统
空预器冷态 预留间隙
空预器热态运 行，间隙控制 系统没有投入 时的密封间隙 情况
空预器热态运 行，间隙控制 系统正常投入 时的密封间隙 情况
径向密封简图
旁路密封装置
• 旁路密封又称周向密封，是防止空气从转 子外园筒的上下两个端部漏到转子外园筒 与空预器外壳之间的间隙内造成空预器的 漏风。
漏风原因分析
1) 由于转子转动，必然会将格仓中的空气 带入烟气中而形成携带漏风。 2) 由于转子转动，动静之间必然存在间隙， 烟气侧为负压，空气侧为正压，因此由压 差的存在而使空气漏向烟气负压侧而形成 直接漏风。
携带漏风
• 携带漏风是由于空预器的转子在转动过程 中将转子内的空气带到烟气侧造成的。
直接漏风原因分析2
• 空预器间隙调整系统(LCS) 工作不正常，运 行中热端扇形密封挡板不能自动跟踪转子 的蘑菇状变形以减小漏风间隙，而且带灰 空气漏向烟气侧时造成扇形密封挡板严重 磨损，进一步增大了漏风间隙，而漏风量 的大小与漏风区域面积成正比，因此空预 器漏风剧增。
直接漏风原因分析3
• 由于锅炉燃用热值低、灰份高的贫煤和空 预器换热元件特别是低温段换热元件的低 温腐蚀等原因，造成空预器换热元件积灰、 堵灰严重，流道堵塞后增大了流通阻力， 造成空气侧与烟气侧压差增大，而漏风量 的大小与压差的平方根成正比，因此堵灰 又加剧漏风。
三分仓空预器密封系统的典型设计
径向密封
• 径向密封是防止空气穿过转子与扇形板的 密封区漏入烟气侧。
• 径向密封的方法是在转子仓格板的径向隔 板上、下两侧装有径向密封片。 • 空预器运行过程中，当径向隔板经过密封 区时，径向密封片与上下扇形板之间构成 密封。 • 为保证径向密封间隙，在空预器上部扇形 板的外缘装有间隙自动调整装置。
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防止空气预热器堵灰的措施3
• 由于空气预热器的传热元件布置较紧密，烟气 中的飞灰易沉积在受热面上，使气体流动阻力 增加，严重时甚至会将流通截面完全堵死，影 响空气预热器的正常工作，此外低温受热面如 结了灰将造成金属壁温更低，硫酸蒸汽能透过 灰层扩散到金属壁上，形成硫酸，使结灰变硬， 更难清除。因此在运行中应确保空气预热器吹 灰器能够正常投入，吹灰时尽量保持高一点的 负荷，以保证受热面一定的壁温。同时吹灰前 要将吹灰蒸汽疏水彻底排净，吹灰时吹灰蒸汽 应保持足够的过热度。避免湿蒸汽经吹灰器进 入空气预热器从而加剧堵灰。
漏风治理1
• 采用“双道密封”来加强现有空预器的径向和 轴向密封效果，它是通过加倍掠过径向轴 向密封板上的密封片的数量来实现的。这 样，烟气空气流压力之间有一个中间压力， 使得两股气流之间压差减小一半，也可以 理解为迷宫式的“双道密封”增大了空气流向 (漏向)烟气侧的流动阻力，这样可以有效地 降低漏风率。
• 油系统正常运行时，电动机驱动三杆螺杆 泵，由吸油管将润滑油从预热器轴承内吸 出，升压后经过滤、冷却在送入预热器轴 承内。如此反复循环，对轴承进行润滑和 冷却。
转子驱动装置
• 转子驱动装置是由驱动电机与减速箱组成， 减速箱与空预器短轴用鼓型联轴器进行连 接。 • 驱动装置上配置有主电机、附电机、气动 马达，主电机故障备用电机可以自动启动。
回转式空气预热器结构 常见问题分析
主讲人：xxx XXXX年X月XX日
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回转式空气预热器的特点
1、结构紧凑、占地面积小、节省钢材和可 简化锅炉尾部受热面布置 2、维护工作量小，可靠性强 3、钢结构易于与锅炉钢架配合 由于有以上诸多优点因而被大容量电站 锅炉广泛采用
空气预热器工作原理
• 空气预热器工作原理比较简单。预热器由转子 连续旋转，通过特殊形状的金属元件从烟气中 吸收热量，然后将热量交换给冷空气，由于预 热器转子缓慢地旋转，烟气和空气交替地流过 受热元件。旋转至烟气通道时,传热元件表面 吸收高温烟气的热量，当转子旋至空气通道时， 传热元件释放出热量加热空气。如此反复循环， 转于每旋转一周就进行一次热交换，通过转子 的连续旋转，不断地将热量传给冷空气，提高 进入炉膛助燃的空气温度，以满足锅炉燃烧需 要。
径向轴向漏风治理图示
漏风治理2
• 定期吹灰或水冲洗以减少空预器积灰也是 减少空预器漏风的主要措施
漏风治理经济性分析1
• 漏风率降低，可保护锅炉燃烧氧量充足， 减少锅炉不完全燃烧热损失和排烟热损失， 排烟温度降低了（19℃），锅炉效率大致 提高（1%），每年可节约标煤（7200 t）。 同时，热风温度提高了（30 ℃），有力地 保证了贫煤的着火和稳定燃烧。
• 空预器的支撑轴承、导向轴承的润滑油要 求较高，因此一台空预器分别配有支撑轴 承和导向轴承两套油循环系统，采用强制 润滑，冷却轴承方式。
轴承及润滑系统
• 油系统为不带油箱的稀油润滑系统，主要 有三杆螺杆泵、电动机、网片式油过滤器 、列管式冷油器、管道阀门以及压力表， 温度计等组成，简称为稀油站。
漏风治理经济性分析2
• 漏风率降低，减少了空气和烟气流量，降 低送风机、引风机电耗 300kW· h，每年大约 可节省厂用电180万kW· h，同时也避免了因 风机出力不足而影响整台机组的出力。
漏风治理经济性分析3
• 漏风率降低，减少了空预器出口烟气流量， 降低了烟气流速，从而使静电除尘器的效 率增加，同时所有在空预器下游的设备磨 损降低，其维修、维护量大大减少。
积灰的危害
• 1、减少空预器换热元件的吸热，使空气温 度达不到设计要求，锅炉效率降低。 • 2、空预器大面积积灰，为维持锅炉负压势 必会加大引风机出力，使引风机电耗增加。
空气预热器积灰的机理
• 空气预热器布置在省煤器之后的烟道中，利用烟气 的余热加热锅炉燃烧所需的空气，以提高整个机组 的经济性。由于烟气中含有水蒸气，而烟气中水蒸 汽的露点(即水露点) 一般在30-60℃,是较低的，在燃 料燃烧过程中，根据燃料中灰分的性质和采用的燃 烧方式，燃料中的硫分可能有大部分(约70-80%)形 成SO2及SO3并转入烟气中，烟气中的三氧化硫与水 蒸汽形成硫酸蒸汽，而硫酸蒸汽的露点(也叫酸露点 或烟气露点)则较高，根据有关研究，烟气中只要有 少量的三氧化硫，烟气的露点也会提高很多。烟气 露点的提高，使低温受热面在壁温低于烟气露点以 下的部分有大量硫酸蒸汽凝结，引起该处受热面金 属的严重腐蚀及堵灰
• 空预器在转子外园筒的上、下两端设置了 一圈锯齿形密封片，这些密封片与转子外 园筒上、下端的“T”钢构成了空预器的周 向密封。
旁路密封装置示意图
中心筒密封
• 每一个转子径向隔板的内侧的热端和冷端 装有中心筒密封片，中心筒密封由安装在 转子中心筒端盖旁的环形密封片与固定密 封盘外园所组成。中心筒密封开槽并固定 在径向隔板内端。这种连接形式使密封无 论在径向还是轴向方向上都可以调节密封 焊接就位。
轴向密封
• 轴向密封是防止空预器的周向密封不严时， 空气会漏入转子的外园筒与空预器外壳之 间的间隙内，漏入烟气侧造成空预器漏风。 • 轴向密封主要有轴向密封片与轴向密封板 （圆弧板）组成。 • 与扇形板相对应的空预器外壳上装有三块 弧形轴向密封板，弧形轴向密封板是通过 支架、折角板和调整装置固定在空预器外 壳上，可通过调整装置对轴向密封间隙进 行调节。
防止空气预热器堵灰的措施5
• 加强燃烧调整，保持适当的过量空气系数，减少三氧化硫的产 生。 • 烟气中形成的三氧化硫的多少与燃料硫分、火陷温度、燃烧热 强度、燃烧空气量，飞灰性质与数量和锅炉受热面的催化作用 等因素有关。运行中由于燃料中的硫分难以控制，为了保证电 负荷要求就必须要保证锅炉的热负荷，才能满足蒸发量的要求， 因此，保证适当的过量空气系数可以降低烟气中的三氧化硫的 形成。这是因为当燃烧空气量增加，火焰中氧原子浓度增加， 使形成的三氧化硫量也增加的缘故。由于我厂采用了低NOx 轴 向旋流燃烧器，适合于低氧燃烧，在燃烧器的上方布置有后风 口以保证燃烧过程中的氧量不足从而确保燃料的完全燃烧，因 此在运行中应加强燃烧调整，保持合适的过量空气系数，不但 能降低烟气中NOx的含量同时又能减少SO3生成，控制硫酸蒸汽 的形成，从而最大限度地降低空气预热器的腐蚀。
• 这种漏风可通过降低转速来实现，转速小 于5转/min时，该项漏风小于总风量的1%。 • 此漏风量很小，对于回转式空预器来说是 不可避免的。 • 这次不做多的说明。
直接漏风原因分析1
• 由于设计原因，致使锅炉膨胀与空预器设 计预留间隙不符，间隙过大造成漏风 • 由于安装质量不好，各部间隙不符合要求。
• 事故情况下可用气动马达进行盘车，或用 驱动装置配置的专用盘车装置进行手动盘 车，以保护空预器转子不受损坏。
附属设备
• • • • 1火灾报警系统 2吹灰系统 3消防系统 4清洗系统
空预器密封介绍
空预器密封
• 因为回转式空气预热器是一种转动机构， 在空预器的转动部分和固定部分之间，总 是存在着一定的间隙。同时，由于流经预 热器的空气（正压）与烟气（负压）之间 有压差，空气就会通过这些间隙漏到烟气 流中，造成较大量的漏风。密封系统能控 制并减少漏风从而减少能量的流失。密封 系统是根据空气预热器转子受热变形而设 计的，它包括径向密封、轴向密封、旁路 密封以及中心筒密封。
防止空气预热器堵灰的措施1
• 提高受热面壁温在烟气露点以上 • 如果使低温受热面壁温高于烟气的酸露点，则硫酸 蒸汽不能在金属表面凝结就不会发生腐蚀。要提高 壁温，就要提高排烟温度及冷空气温度。提高排烟 温度可以提高壁温，从而减轻腐蚀，但因此降低锅 炉工作的经济性，增加了排烟损失。提高空气预热 器入口冷空气温度可提高冷端受热面壁温，防止结 露腐蚀，在运行中是可以实现的。在运行过程中， 根据送风机入口温度及时投入锅炉暖风器（或热风 在循环）运行，根据负荷的变化保持空气预热器入 口冷风温度在20-50℃的范围。