回转式空气预热器的结构
回转式空气预热器热力计算过程
回转式空气预热器热力计算过程回转式空气预热器冷段结构特性名称转子内径芯轴外径预热器台数分隔仓数量烟气冲刷面积份额空气冲刷面积份额受热元件当量直径考虑传热元件占据面积的有效流通面积系数装载受热元件的环形面积烟气流通截面积空气流通截面积冷段高度单位体积内受热面积冷段受热面积符号Ddwnn1xxkdKyjSFyFkhlClHl单位mm————m——m2m2m2mm2制造厂给定制造厂给定π/4(Dn2-dw2)nxyKyjKgbSnxkKyjKgbS按结构设计0.95h1C1SKgbn计算公式及数据按结构图纸按结构图纸按锅炉整体设计烟、风仓个11个，密封仓2个按结构设计按结构设计结果10.322.9482240.45830.45830.00760.9010.9676.821160.9160.910.340016814.59Km2/m3制造厂给定回转式空气预热器热段结构特性名称转子内径芯轴外径预热器台数分隔仓数量烟气冲刷面积份额空气冲刷面积份额受热元件当量直径考虑传热元件占据面积的有效流通面积系数装载受热元件的环形面积烟气流通截面积空气流通截面积热段高度单位体积内受热面积热段受热面积符号Dndwnn1xyxkddlKyjSFyFkhrCrHr计算用数据计算燃料消耗量炉膛出口过量空气系数尾部出口过量空气系数炉膛漏风系数制粉系统漏风系数空气预热器漏风系数空气预热器冷段漏风系数空气预热器热段漏风系数保热系数烟气总容积（标态）Bja"1apyΔa1ΔazfΔakyΔaky·lΔaky·rφVykg/s———————%1-q5/(η+q5)Nm3/kga=1.34B-(1-Q4/100)给定给定见制粉系统计算47.631.21.40.050.10.120.060.060.9986.6021单位mm————m——m2m2m2mm2计算公式及数据按结构图纸按结构图纸按锅炉整体设计烟、风仓个11个，密封仓2个按结构设计按结构设计强化型蓄热板制造厂给定制造厂给定π/4(Dn2-dw2)nxyKyjKgbSnxkKyjKgbS按结构设计0.95h1C1SKgbn结果10.322.9482240.45830.45830.009320.9010.9676.821160.9160.911.9395########Kgbm2/m3制造厂给定理论空气量水蒸气份额V0rH20Nm3/kga=1.344.54340.101回转式空气预热器冷段校核热力计算排烟温度排烟焓冷段入口空气温度（暖风器出口风温）冷段入口风量比冷段入口理论空气焓冷段出口空气温度冷段出口理论空气焓冷段出口风量比冷段对流吸热量烟气入口焓入口烟气温度平均烟气温度平均空气温度大温差小温差传热温压烟气流速空气流速传热元件平均壁温烟气对壁面放热系数受热面对空气放热系数利用系数考虑非稳定换热的影响系数传热系数冷段传热量偏差θpyIpyt'β'I0k't"I0k"β"QdkI'yθ'θpjΘpjtpjTpjΔtdΔtxΔtωyωktbTbayakξcKQ ctΔQ℃℃—℃—按热平衡计算，按锅炉整体设计假定β'-1/2Δaky1591542.5601.17359.581207211.11412.01881922.[***********]85928.615.391364090.0 76820.0510210.90.012645410.683-0.32421kJ/kg按θpy=159℃,apy=1.4查温焓表kJ/kg按t'=60℃,查温焓表kJ/kg按t“=120℃,查温焓表kJ/kg(β"+1/2*Δak·l)(I0k"-I0k')kJ/kgQdx/φ+Ipy-Δaky·l(I0k"+I0k')/2℃℃k℃k℃℃℃m/sm/s℃k按a=1.34,I'y=1992.9kJ/kg查温焓表1/2(θ'+θpy)θpj+2731/2(t'+t")tpj+273θpy-t'θ'-t"因为Δtd/Δtx＝1.16＞1.7,为Δt=θpj-tpjBjVyΘpj/273FyBjV0(β"+1/2Δaky·l)Tpj/273Fk(xyθpj+xktpj)/(xy+xk)tb+2732查图1.6×1.14×1.02×0.04129查图1.6×1.12×1.02×0.02791——参考《原理》式13-27转速n=1.14r/minξc/(1/xkak+1/xyay)kJ/kgKH1Δt/Bj%(Qct-Qdx)/Qdx×100回转式空气预热器热段校核热力计算出口烟气温度（冷段入口烟温）出口烟气焓入口空气温度入口理论空气焓出口空气温度出口理论空气焓热段出口风量比热段漏风系数热段空气对流吸热量烟气入口焓入口烟气温度空气平均温度θ"I"yt'I0k't"I0k"β"Δahy·rQdxI'yθ'θpj℃℃℃——由预热器冷段热力计算由预热器冷段热力计算第一次假定a"l-Δa1-Δazf1/2Δaky2051922.[1**********]892.91.050.061265.73112.67338.7215kJ/kga=1.34kJ/kg按t“=120℃,查温焓表kJ/kg按t“=310℃,查温焓表kJ/kg(β"+1/2*Δak·r)(I0k"-I0k')kJ/kgI"y+Qdx/φ-Δaky·r(I0K"+Iok')/2℃℃按a=1.28,查温焓表1/2(t'+t")烟气平均温度大温差小温差温压烟气平均流速空气平均流速传热元件平均壁温烟气对壁面的放热系数受热元件对空气的放热系数利用系数考虑非稳定换热的影响系数传热系数热段传热量偏差tΔtdΔtΔtωωktbayakξcKQcrΔQ℃℃℃℃m/sm/s℃1/2(θ'+θ")θ"-t'θ'-t"(Δtd-Δtx)/ln(Δtd/Δtx)BV(θ+273)/273FBjV0(β"+1/2Δaky·r)(tpj+273)/273Fy(xyθpj+ xktpj)/(xy+xk)271.858528.751.910.306.86243.4250.0783550.0514370.8510.0120971384.8889.420947查图：1.6×1.05×1.0×0.04664查图：1.6×0.95×1.0×0.03384——转速n=1.14r/min参考《原理》式13-27ξc/(1/xkak+1/xyay)kJ/kgKH1Δt/Bj%(Qcr-Qdx)/Qdx×100要求ΔQ≤2%，需重新假定出口空气温度第二次计算出口空气温度出口理论空气焓热段空气对流吸热量烟气入口焓入口烟气温度空气平均温度烟气平均温度大温差小温差传热温差热段传热量偏差t"I0k"QdxI'yθ'θpjtpjΔtdΔtxΔtQcrΔQ℃第二次假定3302019.11401.93245.455352.4225278.78522.446.941253.689-10.5752kJ/kg按t“=330℃,查温焓表kJ/kg(β"+1/2*Δak·r)(I0k"-I0k')kJ/kgI"y+Qdx/φ-Δaky·r(I0K"+Iok')/2℃℃℃℃℃℃%按a=1.28,查温焓表1/2(t'+t")1/2(θ'+θ")θ"-t'θ'-t"(Δtd-Δtx)/ln(Δtd/Δtx)(Qcr-Qdx)/Qdx×100kJ/kgKH1Δt/Bj第二次计算仍不合格，利用图解法确定t"值第三次计算出口空气温度出口理论空气焓热段空气对流吸热量烟气入口焓入口烟气温度空气平均温度烟气平均温度大温差小温差传热温差热段传热量偏差t"I0k"QdxI'yθ'θpjtpjΔtdΔtxΔtQcrΔQ计算合格℃第三次假定3191949.71327.03172.434344.9219.5274.958525.949.731328.1880.089858kJ/kg按t“=330℃,查温焓表kJ/kg(β"+1/2*Δak·r)(I0k"-I0k')kJ/kgI"y+Qdx/φ-Δaky·r(I0K"+Iok')/2℃℃℃℃℃℃%按a=1.28,查温焓表1/2(t'+t")1/2(θ'+θ")θ"-t'θ'-t" (Δtd-Δtx)/ln(Δtd/Δtx)(Qcr-Qdx)/Qdx×100kJ/kgKH1Δt/Bj。
回转式空气预热器说明书.docx
LAP13494/3883 回转式空气预热器说明书沁北电厂本预热器根据美国C-E 预热器公司技术进行设计和制造。
型号LAP13494/3883 表示容克式空气预热器，转子直径13494 毫米，蓄热元件高度至上而下分别为300、800、800 和300 毫米，冷段300 毫米蓄热元件为低合金耐腐蚀传热元件，其余热段蓄热元件为碳钢，每台预热器金属重量约653 吨，其中转子重量约492 吨（约占总重75%）。
本空气预热器是三分仓形式。
一原理LAP13494/3883 这种三分仓容克式空气预热器是一种以逆流方式运行的再生式热交换器。
加工成特殊波纹的金属蓄热元件被紧密地放置在转子扇形仓格内，转子以0.99 转/ 分的转速旋转，其左右两半部分分别为烟气和空气通道。
空气侧又分为一次风道和二次风道，当烟气流经转子时，烟气将热量释放给蓄热元件，烟气温度降低; 当蓄热元件转道空气侧时，又将热量释放给空气，空气温度升高。
如此周而复始地循环，实现空气和烟气热交换。
它不但是电站锅炉的主要部件，而且也是化工、冶金过程中理想的节约能源、提高效率的热交换器。
转子由置于下梁中心的推力轴承及置于上梁中心的导向轴承支撑，并处在九边形的壳体中，上梁、下梁分别与壳体相连，壳体则坐落在钢架上。
电动机安装在下梁的下部，通过与转子接长轴连接，带动转子旋转。
为防止空气向烟气侧泄漏，在转子上、下端半径方向，外侧轴线方向，以及圆周方向分别设有径向、轴向及旁路密封装置，采用双密封结构以降低漏风率。
此外，预热器上还配有火灾检测消防和清洗系统，吹灰装置、润滑及控制等设备（见图 1 及图2）。
二主要部件1. 转子本空气预热器转子采用模数仓格结构，每个仓格为15 度，为布置双密封结构，每个仓格又分隔为两（见图4），全部蓄热元件分装在24 个模数仓格内，每个模数仓格利用一个定位销和一个固定销与中心筒相连接。
由于采用这种结构，大大减少了工地的安装工作量，并减少转子内焊接应力和热应力。
回转式空气预热器
八、300MW空预器润滑油系统
九、600MW空预器轴承及润滑
• 转子由自调心球面滚子推力轴承支撑，底部轴承箱固定在支撑登板上 。转子的全部旋转重量均由推力轴承支撑。 • 底部轴承采用油浴润滑。轴承箱上装有注油器和油位计，并开有用于 安装测温元件的螺纹孔。 • 顶部导向轴承为球面滚子轴承，安装在一轴套上。轴套装在转子驱动 轴上，并用锁紧盘与之固定。导向轴承和轴套的大部分处于顶部轴承 箱内。 • 顶部轴承采用油浴润滑，顶部轴承箱上有加油孔、注油器、油位计、 呼吸器和放油塞。另外还设有用于安装测温元件的螺纹孔。顶部轴承 箱还配有冷却水系统，冷却水入口温度要求不得高于38℃。
回转式空预器介绍
发电部
1
一、空气预热器作用
• 锅炉空预器是利用锅炉尾部的烟气热量来加热空气的设备。 • 利用烟气中的热量加热空气，使空气温度升高，排烟温度降低，减少 了锅炉的排烟损失。另外，空气被加热之后送入炉内，使炉内燃料着 火迅速，燃烧强烈完全，因而也减少了燃料的机械与化学不完全燃烧 损失，提高锅炉效率。 • 提高空气温度，改善燃烧条件。空气通过预热器后再送入炉膛，由于 送入炉内的空气温度提高，可使炉膛温度得到相应的提高，可使燃料 迅速着火，改善或强化燃烧，保证低负荷下着火的稳定性。 • 提高炉膛温度，增强炉膛传热，减少炉内蒸发受热面。炉膛内辐射传 热量与火焰平均温度的四次方成正比。送入炉膛热空气温度提高，使 得火焰平均温度提高，从而增强了炉内的辐射传热。这样，在满足相 同的蒸发吸热量的条件下，就可以减少水冷壁管受热面，节省金属消 耗量。 • 降低烟气温度，改善引风机工作条件，降低风机电耗。
• 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。
回转式空预器说明书
回转式空气预热器一. 作用空予器是利用锅炉尾部烟气热量加热燃烧所需空气的一种热交换装置。
空预器可以进一步降低排烟温度，减少排烟热损失；同时提高燃烧所需空气温度，改善燃料着火和燃烧条件，降低各项不完全燃烧损失，提高锅炉机组热效率等。
二. 原理1.本空气预热器型号LAP8650/1900是根据美国ABB－CE预热器公司的技术进行设计和制造。
这种三分仓回转式空气预热器是一种以逆流方式运行的再生式热交换器。
转子直径8650毫米，蓄热元件高度自上而下分别为800、800和300毫米，冷段300毫米，蓄热元件为低合金耐腐蚀的考登钢，其余热段蓄热元件为碳钢。
预热器左右两半部份分别为烟气和空气通道，空气侧又分为一次风道及二次风道。
当烟气流经转子时烟气将热量释放给蓄热元件，烟气温度降低；当受热后的蓄热元件旋转到空气侧时，又将热量释放给空气，空气温度升高。
如此周而复始地循环，实现烟气与空气地热交换。
2.装在壳体上地驱动装置通过转子外围地围带，使转子以1.28转/分的转速旋转。
为了防止空气向烟气侧泄漏，在转子的上、下端半径方向，外侧轴线方向以及圆周方向分别设有径向、轴向及旁路密封装置，此密封装置采用双密封结构以减小漏风。
此外，预热器上还设有火灾监测消防及清洗系统、吹灰装置、润滑及控制等设备。
三. 空气预热器技术特性见下表四. 空气预热器主要构件及性能1.空气预热器为回转再生式三分仓结构，逆流，转动轴垂直，具有气密保温外壳，用以从烟气流中有效地回收热量。
设计时应考虑预热器低温端的防腐问题。
回转式空气预热器的设计应满足二次风和一次风的总需求，以保证在燃烧劣质煤和所有负荷情况下，达到所需要的风温。
每台空气预热器应包括一套带二台电机的驱动装置：－一台用于正常运行；－一台用于事故运行，或用于冲洗过程。
每台空气预热器均配有用于火焰检测的热电偶、防火保护、冲洗通道和吹灰器。
空气预热器的外壳上配有门孔，以便在不拆下预热器的情况下检查和更换冷端部件。
空气预热器
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。
• 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。
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。
空气预热器PPT
回转式空气预热器的漏风间隙及动态分析
回转式空气预热器的漏风间隙及动态分析
我们可以清楚地看到，转子下部D处的间隙随着锅炉负荷升高而 逐渐变小；转子圆周F处、E处的间隙也随着锅炉负荷的增加而 趋于变小；转子上部B处的间隙却随着锅炉负荷的增加而逐渐变 大。在上述转子的“蘑菇装”变形中，转子下部和转子圆周处 的漏风量随着锅炉负荷的增加而逐渐减少，而转子上部的漏风 量却随着锅炉负荷的增加而增加。通过空预器转子上部活动式 扇形板上连接的调节杆，可以在一定范围内改变转子在热态时 上部的漏风间隙大小，从而达到调节漏风量的作用。 通过比较，要达到相当的漏风量调节，就必须在热态时使上部 活动式扇形密封板变形大于冷态时的变形量，即使得活动式扇 形密封板更加弯曲才行。
空预器漏风所影响的机组经济效益
以300MW机组为例： 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7 200 t。 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。 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。 4、对空预器本身，漏风率减小，空气侧漏向烟气侧的流量下降，流速降低，各易磨损件的 寿命也延长，维修、维护工作量减少。
空预器漏风的危害 1. 二次风侧的风外漏至大气，使得与烟气换热的风量减少，排烟温度 上升，排烟损失增大，降低锅炉效率；如果要保持炉膛燃烧所需风量， 就要增大送风机出力，使得厂用电增加，降低锅炉效率； 2 一次风侧外漏入大气与二次风漏入大气影响差不多，同时减少了磨 煤机出力，要保持磨煤机出力就要增大一次风机出力，增加了厂用电； 3 外部空气漏入烟气侧会使引风机入口烟气量增大，为保持炉膛负压， 引风机出力增大，增加了厂用电，降低了锅炉效率；如果是烟气侧热 端漏风会使烟气量增大，换热效率降低，排烟温度升高； 4 风侧漏入烟气侧的影响和上面1、2、3点的综合，会同时使送风机， 一次风机，吸风机出力增大； 5 烟气从热端漏入冷端，使得烟气与空气换热量减少，一二次风温度 降低，降低了燃烧效率，同时使用排烟温度升高，降低锅炉效率； 6 一二次风从冷端漏入热端的影响与第5点一样
回转式空气预热器的原理及结构
3.12 转子偏摆的成因和危害
定义： 转子偏摆是转子轴线出现不稳定，导致转子偏离设计位置的现象
成因：导向轴承损坏或导向轴承座限位损坏，少数为支承轴承滚子碎裂引起 危害：严重损坏轴向密封、旁路密封，导致漏风率失控
14 漏风率（%）
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
3
6
携带漏风率（%）
直接漏风率（单道密封）
直接漏风率（单道密封+LCS）
直接漏风率（双道密封)
直接漏风率（双道密封+LCS）
直接漏风率（三道密封）
直接漏风率（三道密封+LCS）
9
12
15
18
21 转子直径（m）
5.2 漏风对锅炉系统的危害
1. 导致通过空预器的烟空气流量上升，阻力增加 2. 导致引风机、送风机、一次风机、脱硫风机电耗增加 3. 影响预热器的换热效率（对小预热器） 4. 导致预热器内部构件磨损损坏
现象：
成因：
1. 箱体渗油、漏油 2. 箱体输入轴轴承处超温 3. 减速箱噪声
4. 电流摆动、下齿轮处振动，噪声大 5. 外置式超越离合器跟转、超温 6. 液力耦合器失效
7. 气马达工作不佳
齿轮箱下表面轴承盖油封不严，进轴油封损坏
轴承润滑油供应不足
输入轴同轴度差，耦合器装配不紧，油粘度偏 低，轴承或齿轮磨损较多
3、转子轴承系统组成
3.1 导向轴承的结构和作用
回转式空气预热器密封选型
回转式空气预热器密封选型摘要：本文分析回转式空预器的漏风原因及对机组经济性的影响，介绍空预器的密封措施，提出密封方式的推荐性意见。
关键词：回转式空气预热器；漏风；密封1.回转式空气预热器结构回转式空气预热器是一种以逆流方式运行的再生式热交换器。
加工成特殊波纹的金属蓄热元件被紧密地放置在转子扇形仓格内，转子以约1转/分钟的转速旋转，其左右两侧分别为烟气和空气通道；空气侧又分为一次风通道及二次风通道。
当烟气流经转子时，烟气将热量释放给蓄热元件，烟气温度降低；当蓄热元件旋转到空气侧时，又将热量释放给空气，空气温度升高。
如此周而复始地循环，实现烟气与空气的热交换。
2.回转式空预器漏风的原因及对经济性的影响2.1回转式空预器漏风的原因回转式空预器产生漏风的主要原因是由于转子热态的“蘑菇型”变形造成的转子表面和扇形板表面的泄漏面积加大引起漏风量增加，另外由于转子长期运行产生径向椭圆变形造成轴向漏风增加。
由于转子的不断转动，转子上表面持续受到热风侧的高温烟气的加热，温度较高；而转子的下表面也连续受到冷风侧一、二次冷风的冷却，温度较低。
使得转子的上部热膨胀大于下部；由于转子下端受到推力轴承、中心驱动装置、支撑横梁的支撑作用，使转子在受热后的热态变形为向下部膨胀。
这种膨胀结果使得转子中心的上表面较冷态时升高，并且由于转子上部的径向膨胀大于下部，使得转子的上部受到的热膨胀径向力矩大于转子下部。
致使转子以下部为原点发生向下、向外的翻转变形。
加之转子的自重力矩，更加速了转子的这种行似“蘑菇型”的热态变形。
“蘑菇型”的热态变形中，空预器转子的外周发生向下的沉降现象，而转子中心发生隆起。
故热态时转子下部的三角形漏风间隙和转子圆周的轴向漏风间隙变得比冷态时小，而转子上部的漏风间隙变得比冷态时大；而且随着锅炉负荷的升高，空预器转子换热量的增加，上述“蘑菇状”变形就越明显。
2.2漏风量计算及对机组运行经济性的影响影响漏风的主要因素是漏风系数、间隙面积、空气侧与烟气侧之间的压力差。
三分仓回转式空气预热器结构及特点详解
一、空气预热器的作用1、空气通过空气预热器加热后再送入炉膛，提高炉膛温度、促进燃料着火，改善或强化燃烧，保证低负荷下着火稳定性。
2、回热系统的采用使得给水温度提高，亚临界锅炉给水温度可高达250~290℃，若不采用空气预热器，排烟温度将很高。
3、炉膛内辐射传热量与火焰平均温度的四次方成正比。
送入炉膛热空气温度提高，使得火焰平均温度提高，从而增强了炉内的辐射传热。
这样，在满足相同的蒸发吸热量的条件下，就可以减少水冷壁管受热面，节省金属消耗量。
4、热空气作为制粉系统中干燥剂。
回转式空预器的组成与工作原理三分仓回转式空预器将空气通道一分为二，一、二次风中间由径向密封片、轴向密封片将它们隔开，成为一次风和二次风通道。
在烟气通道不变的前提下，一次风的角度可任意变化，以适应不同燃料的需要，目前已有的标准化角度为35°和50°，回转空气预热器的气体流向图和支撑示意图分别如下图所示。
下面将从转子驱动装置、底部推力轴承、顶部导向轴承、蓄热元件、空预器密封、蒸汽吹灰、水冲洗等方面对回转式空预器展开进一步介绍。
1、转子驱动装置转子由中心驱动装置驱动,驱动装置直接与转子顶部端轴相连。
两台电机均能以正、反两个方向驱动空预器,只有在空预器不带负荷时才允许改变驱动方向。
两台驱动电机与初级减速箱均为法兰连接，终级减速箱通过输岀轴套直接套装在驱动轴上并用锁紧盘固定。
终级减速箱一侧装有扭矩臂,扭矩臂被固定在顶部结构上的扭矩臂支座内。
扭矩臂攴座通过扭矩臂给驱动机构一个反作用扭转力矩从而驱动驱动轴和转子旋转,而驱动装置扭矩臂沿垂直方向可以在扭矩臂支座内上下自由移动,以适应转子与顶部结构的热态涨差。
2、底部推力轴承转子由自调球面滚子推力轴承支撑,底部轴承箱固定在支撑凳板上。
转子的全部旋转重量均由推力轴承支撑。
底部轴承箱在定位后,将螺栓和定位垫板一起锁定,并将垫板焊在攴撑板上。
底部轴承采用油浴润滑，轴承箱上装有注油器和油位计,并有用于安装测温元件，两侧均设有防护网,以防止空预器正常运行时无关人员靠近转动部位而发生危险。
回转式空气预热器
旋转方向 间隙
烟 气
分隔不动
转子转动
空 气
间隙10mm，漏风5% 间隙1mm，漏风0.5%！
总结—拓展
DREAM
内容总结：
空气预热器 原理、结构、特点
专题拓展：
解决回转式空预器漏风 的本质困难是什么？
（本页背景为专题拓展的思考线索）
回转式空气预热器
单 位： 课 程：锅炉原理 制 作：
内容提要
1 为什么设计回转式空气预热器 2 回转式空气预热器的工作原理 3 回转式空气预热器的结构组成 4 回转式空气预热器的工作特点
空气预热器的任务 300℃ 340℃
空
烟
气
气
20℃ 120℃
空气预热器
锅炉重要部件 利用烟气余热
加热锅炉空气
10rpm
回转式空预器特点1—转速慢
二次风
烟气
一次风
烟气 二次风
一次风
常用： 1-3 rpm
百万机组: 1 rpm
无足够时间吸热放热 有足够时间吸热放热
思考：0.1rpm，即10分钟转一圈行不行？
回转式空预器特点2—元件薄而多
薄薄的羊肉片一涮就熟
回转式空预器蓄热元180度） 气
烟道
烟气与一次风分隔
一
次
一次风道
风
（50度）
一次风二
次风分隔
一次风道
三分仓空预器
1 烟 气：180° 2 一次风： 50° 3 二次风：130°
转动部分
回转式空预器结构—转子
转动部分
转动部分
隔仓
中心轴
蓄热单元
扇形单元
回转式空预器结构—转子整体
空气预热器的作用与结构
回转式空气预热器的作用与结构空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需空气的一种热交换装置。
空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需空气的一种热交换装置由于它工作在烟气温度最低的区域，回收了烟气热量，降低了排烟温度，因而提高了锅炉效率。
同时由于燃烧空气温度的提高，又有利于燃料的着火和帮助燃烧，减少燃料不完全燃烧热损失。
空气预热器按传热方式可分为两大类，即导热式和再生式（蓄热式）。
前者为管式预热器，烟气和空气各有自身的通路；后者为烟气和空气交替地流过受热面，当烟气流过时烟气的热量传给了受热面金属元件，并蓄积起来，当空气流过时，金属的蓄热就释放给了空气，回转式空气预热器就是这种传热方式。
在过时金属的蓄热就释放给了空气回转式空气预热器就是这种传热方式在大型高参数锅炉上，由于其结构紧凑，体积小，金属耗量较少，故被广泛地采用。
回转式预热器结构较复杂，制造工艺要求高，设计维护较好时，漏风系数可控制在7％一8％左右。
它又可分为两种不同的设计型式，一种是受热面回转式，另一种是烟风罩转动而受热面固定不动。
但由于受热面回转式较易控制预热器的漏风系数，故采用较多。
第一节第节容克式预热器工作原理容克式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。
这些高效传热元件紧密地排列在圆筒形转子中按径向分割的扇形仓格里，转子周围的外壳与两端连接板连接，通过连接板的分割以及径向、旁路密封等适当地密封，形成分别由连接板的分割以及径向旁路密封等适当地密封形成分别由两部分预热器组成的两个通道，一个是空气通道，一个是烟气通道。
由于预热器转子缓慢地旋转，烟气和空气交替地流过传热元件。
当旋转至烟气通道时，传热元件表面吸收高温烟气的热量，当转子旋转至空气通道时，传热元件释放出热量加热空气，如此反复循环、转子每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，提高进入炉膛燃烧的空气续旋转不断地将热量传给冷空气提高进入炉膛燃烧的空气温度，满足锅炉燃烧需要。
回转式空气预热器
回转式空气预热器最早起源于19世 纪末期，经过多年的改进和发展，其 性能和效率得到了显著提升。
发展
随着科技的不断进步，回转式空气预 热器的材料、结构和制造工艺也在不 断改进，使其在工业领域的应用越来 越广泛。
02
回转式空气预热器的应 用
应用领域
电力行业
广泛应用于燃煤电站锅炉，提 高燃烧效率，降低污染物排放
回转式空气预热器
目录
• 回转式空气预热器简介 • 回转式空气预热器的应用 • 回转式空气预热器的设计与优化 • 回转式空气预热器的维护与故障排除 • 回转式空气预热器的发展趋势与展望
01
回转式空气预热器简介
定义与特点
定义
回转式空气预热器是一种利用热 能加热空气的装置，广泛应用于 各种工业炉窑和电站锅炉中。
密封泄漏
密封件老化或损坏，导致空气泄漏。
轴承损坏
轴承润滑不足或质量不佳导致轴承损 坏。
电气故障
电气元件老化或损坏，导致预热器无 法正常工作。
故障排除与修复方法
转子卡涩
清理积灰和杂物，检查并更换损坏的零件。
轴承损坏
更换轴承，确保轴承质量并定期润滑。
密封泄漏
更换密封件，确保密封良好。
电气故障
检查电气元件，更换损坏的元件，确保电气 系统正常工作。
03
回转式空气预热器的设 计与优化
设计理念
提高换热效率
01
回转式空气预热器设计的主要目标是提高换热效率，降低热量
损失，从而提高整个系统的能源利用效率。
减小体积与重量
02
优化设计可以减小预热器的体积和重量，使其在满足性能要求
的同时，更加紧凑和轻便。
增强可靠性与耐久性
电厂锅炉空预器结构及运行中的注意事项
我厂空预器结构和运行注意事项一、空预器结构1.空气预热器主要构件及其作用回转式空气预热器是热交换设备，由冷端中间梁、热端中间梁、主支座、副支座、转子、传热元件、三向密封、上下轴承、传动装置、热端连接板、冷端连接板、外壳和附件等组成。
冷端中间梁、热端中间梁、主支座和副支座，构成了预热器的主体构架。
其中冷端中间梁支承了整个预热器约90%的重量。
转子是由多个扇形模块组成的回转体，模块中装载传热元件，是预热器实现换热功能的重要构件。
传热元件包是由若干具有一定波形的薄板组成，并由框架固定。
它是热交换的换热介质。
三向密封是指：径向、轴向和周向密封，分别由径向密封片与径向密封板、轴向密封片与轴向密封板以及旁路密封片与密封角钢或密封弧板组成。
是阻止空气向烟气泄漏的主要构件。
上下轴承分别是指：导向轴承和支承轴承，用于传递来自转子径向力和重力等，从而定位转子。
传动装置是维持转子旋转的动力源。
冷、热端连接板和外壳构成烟、空气通道，防止工质外泄。
2.密封方式：(1)径向密封：由扇形板和转子上面柔性密封组成。
空预器运行时柔性密封转动，圆弧板不动。
(2)周向密封：周向密封片。
空预器运行过程中周向密封片不动。
(3)轴向密封：转子上的轴向密封片。
随转子转动。
(4)中心密封：中心密封圈，随转子转动。
热端转子（导向轴承处）由冷一次风密封，冷端转子由机械式密封。
3.空预器转向：由二次风向一次风方向旋转。
3、回转式空预器是电站锅炉尾部烟气和空气换热的重要设备,在实际应用中，存在的突出问题是漏风率高，通常比设计值高五至十个百分点。
漏风量大直接导致发电煤耗和电耗增加。
据有关部门研究测算，对于300MW机组，漏风率每增加一个百分点，年经济损失在100万元左右。
更为严重的是，受此影响，有的锅炉在高负荷下缺风，被迫降负荷运行；有的锅炉送风机、引风机和一次风机长期压红线运行，既增加了故障隐患，也影响了设备的寿命。
在各部分漏风中，热端径向间隙产生的漏风占一半以上。
回转式空气预热器
回转式空气预热器的漏风间隙及动态分析
回转式空气预热器的漏风间隙及动态分析
我们可以清楚地看到，转子下部D处的间隙随着锅炉负荷升高而 逐渐变小；转子圆周F处、E处的间隙也随着锅炉负荷的增加而 趋于变小；转子上部B处的间隙却随着锅炉负荷的增加而逐渐变 大。在上述转子的“蘑菇装”变形中，转子下部和转子圆周处 的漏风量随着锅炉负荷的增加而逐渐减少，而转子上部的漏风 量却随着锅炉负荷的增加而增加。通过空预器转子上部活动式 扇形板上连接的调节杆，可以在一定范围内改变转子在热态时 上部的漏风间隙大小，从而达到调节漏风量的作用。 通过比较，要达到相当的漏风量调节，就必须在热态时使上部 活动式扇形密封板变形大于冷态时的变形量，即使得活动式扇 形密封板更加弯曲才行。
空预器漏风所影响的机组经济效益
以300MW机组为例： 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7 200 t。 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。 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。 4、对空预器本身，漏风率减小，空气侧漏向烟气侧的流量下降，流速降低，各易磨损件的 寿命也延长，维修、维护工作量减少。
回转式空气预热器的结构和工作原理
空预器的漏风原因及分类 空预器的转子是转动的，在转子与空预器上下壳体及圆周壳 体之间存在一定距离的间隙。由于冷风侧和热风侧各个仓室 之间的流体压力、温度和流速的差异，造成了流体在不同仓 室之间的相互泄漏，即空预器内部漏风。 空气预热器漏风主要可以分为以下两类: (1)携带漏风。携带漏风主要是因为空气预热器在转动过程中, 一部分驻留在换热元件中的空气被携带到烟气中去,一部分驻 留在换热元件中的烟气被携带到空气中去。这种情况造成的 漏风量很小,但这种漏风是空气预热器的构造无法避免的。 (2)直接漏风。直接漏风主要是由于空气预热器结构本身为保 证安全运行而使烟气与空气之间存在一定的间隙;同时,由于烟 气和空气之间存在压差也会产生漏风。直接漏风主要包括径 向漏风、轴向漏风、旁路漏风、中心筒漏风。径向漏风占直 接漏风量的80%左右,主要是因为转子上、下端温度差异而发 生蘑菇状变形,进而造成密封间隙的增大和漏风率的增加。
回转式空气预热器
（2）轴向密封片与弧形板的摩擦：轴向密封片和弧形板摩擦也较为常见，由于在机组启、停工况、升降负荷 过程中，若升降负荷速率太高的话，容易引起空预器转子与弧形板的膨胀不均，从而造成摩擦，严重时空预器转 子发生卡涩，最终使空预器跳闸，影响机组出力。
（3）动静间隙调整装置故障导致扇形片与壳体摩擦：动静间隙调整装置可自动跟踪空预器转子变形情况，并 通过机械装置对扇形板高度进行调节避免扇形板与空预器转子发生摩擦，由于安装在空预器的动静间隙调整装置 产品质量差、加之安装、运行维护等原因使投运故障率升高，从而造成扇形板与壳体频繁出现卡涩现象，严重影 响空预器的可靠运行。
3、驱动电机的电流摆动大
导致空气预热器电流摆动较大主要原因在于以下几点：（1）空气预热器密封投入不正常。（2）传动机原因， 间隙过小。（3）转子倾斜。（4）密封间隙过小或脱落。
卡涩原因
主要原因
预防
空预器摩擦卡涩主要原因有以下几方面：
（1）径向密封片与扇形板摩擦：径向密封片和扇形板摩擦是很常见的，在启炉、锅炉变工况运行、停炉过程 中，由于温度变化，空预器转子的各部件膨胀不同，极易出现径向密封片与扇形板摩擦现象，造成电流轻微波动 或上涨、空预器发出异音，一般不会造成空预器正常运行，但当空预器径向密封片与扇形板摩擦严重时，空预器 转子旋转受阻，空预器转子卡涩跳闸。
工作原理
在可转动的圆筒形转子中装于空预器受热面，而转子同时也被分割若干个扇形仓格，并在每个仓内装满了金 属薄板做成的传热器件，而圆形外壳顶部与底部上下被被平分成烟气流通区域、密封区空气流通区主要三个部分。 烟气流通区与烟道相互连接，而空气流通区与风道进行连接，而受热面的转子以1~3r/min转速旋转，此时就会让 受热面转到烟气流通区，烟气也会从上到下流过受热面，受热面与烟气热量进行吸收，导致被加热，一旦到达空 气流通区域时，受热面就会将吸收来的热量从下到上进行热量传输，而转子每转动一周就会完成一个热交换，而 烟气容积比空气大，所以烟气通道占到总面积的40~50%，而空气通道仅占30~40%，剩下部分为密封区。而空气预 热器中动、静部件之间存在一些间隙，并将烟气作为负压状态，空气作为正压状态。而转动部件也会将一些空气 带到烟气中，一旦转速较低就会导致携带量较少，这样就会增加排烟损失和电能消耗增加，一旦漏风比较严重就 会影响锅炉出力。在空气预热器上很容易积灰，增加了腐蚀程度，比较严重就会导致空气流道堵死，这时候需要 进行冲洗。
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回转式空气预热器的结构
空气预热器结构（如图4－5－3）。
图4－5－3 回转式空气预热器结构部件外壳
回转式空气预热器壳体呈圆柱形，由两块主壳体板、一块侧座架体护板、两块转子外壳组件和一块一次风座架组成。
（如图4－5－4）
主壳体板分别与下梁及上梁连接，通过主壳体板的四个立柱，将预热器的绝大部分重量传给锅炉构架。
主壳体板内侧设有弧形的轴向密封装置，外侧有调节装置对轴向密封装置进行调整。
侧座架体护板与上梁连接，并有两个立柱承受空气预热器部分重量。
转子外壳组件沿圆周方向分成两部分。
图4－5－4空气预热器的壳体
转子
转子是装载传热元件（波纹板）并可旋转的圆筒形部件。
为减轻重量便于运输及有利于提高制造、安装的工艺质量，采用转子组合式结构，主要有转轴、扇形模块框架及传热元件等组成。
轴承
空气预热器轴承有导向轴承和支撑轴承两种（如图4－5－5）。
导向轴承采用双列向心滚子球面轴承，导向轴承固定在热端中心桁架上，导向轴承装置可随转子热胀和冷缩而上下滑动，并能带动扇形板内侧上下移动，从而保证扇形板内侧的密封间隙保持恒定。
导向轴承结构简单，更换、检修方便，配有润滑油冷却水系统，并有温度传感器接口。
空气予热器的支承轴承采用向心球面滚子推力轴承，支承轴承装在冷端中心桁架上，使用可靠，维护简单，更换容易，配有润滑油冷却水系统。
支承轴承和导向轴承均采用油浴润滑。
另外引起油温不正常升高的一般原因是：
1、导向轴承周围空气流动空间有限；
2、油位太低；
3、油装的太满；
4、油受到污染；
5、油的粘度不合适。
a、导向轴承
b、支撑轴承
图4－5－5 空预器支持与导向轴承
二期工程空气预热器是采用三分仓容克式回转空气预热器，其传热元件按烟气流动方向可以分为热端、中层、和冷端层。
传热元件盒均制成较小的组件，检修时热端传热元件盒、中间层传热元件盒、冷端传热元件盒全部抽屉式从侧面检修门孔处抽出，安装、更换非常方便。
传动装置是驱动转子转动的部件，由电动机、液力耦合器、减速器、传动齿轮、传动装置支承。
空气预热器的传动采用中心传动。
中心传动装置包括主电机和备用电机各一
台，主电机通过联轴器及换向器同减速机相连。
备用电机通过联轴器及超速离合器以及换向器同减速机相连。
电机分为高速与低速及检修档三档，其中高速档为正常工作档，低速档为清洗空预器时使用。
高速档时，减速机正常输出轴转速：0.8转/分；转子正常转速0.8转／分；采用变频调速慢速档转子转速0.23转／分。
启动系统之前应先确定高、低速档（速度切换主令开关），按启动按钮，电机将慢速启动，约需60秒系统达到设定频率，电机达到额定转速。
当主电机出现故障时，系统可以自动启动另一台电机。
在任何情况下，当主传动故障，辅助电动机能自动提供驱动力。
整个传动装置具有电气联锁、自动切换功能。
三个传动系统在减速前各自独立，在减速箱中合为一体。
在减速器高速输入轴上装有超速离合器，保证各系统之间互不干扰。
由于减速器结构较复杂，共有三个相互垂直的轴，一个向下输出的轴，保证任何情况下只有一套系统工作。
每炉布置两台三分仓容克式预热器。