空预器及其漏风改造

携带漏风
一次风和送风在储热单元内随 转子旋转漏入烟气通道
转速
容积
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二、存在的问题
• 漏风率过高
直接漏风 空气通过空隙漏入烟气通道
压差 密封结构 储热单元阻力 热态变形
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二、存在的问题
• 漏风危害 ★一次、送、引风机电耗增加，严重时因风 机出力受限，锅炉被迫降负荷运行； ★漏风造成排烟热损失增加，降低了锅炉的 热效率； ★漏风还使烟气温度降低，导致受热面低温 段腐蚀、堵灰。
利用原理：漏风回收 实现方法：将漏风通过风机收回 得到效果：漏风率数值很小 优 点： 1. 能通过增加风机功率，降低漏风率 表观数值 2. 漏风率能控制在2%以下 不足之处： 1. 需高压头风机，功耗大 2. 烟风系统整体节能不是很大 3.系统复杂
在部分新机组使用
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三、漏风改造
• 公司在空预器改造方面的业绩
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三、漏风改造
• 公司所做空预器密封改造及技术 采用柔性密封技术-北京华能达公司、沈阳龙源电站公司
★对原密封原件修复、调整，磨损严重的更换 ★热端径向、冷端径向柔性接触式密封安装 ★轴向密封元件进行更换调整
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四、效益计算
• 改造技术应用前景
空预器密封设备属于损耗性材料，每隔几年就要 更换或改造一次，因此空预器漏风方面的技术改 造属于长期的，一旦在此领域取得了先进的密封 改造技术，可以持续获得收益，直至新的不漏风 空预器代替现在漏风的空预器或者终身不磨损的 密封技术产生。目前国内约有4500台回转式空预 器投运，密封装置更换周期按照每3年更换一次， 每年仍有1500台回转式空预器需要漏风装置更换 或改造。
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二、存在的问题
• 漏风率
漏入某部位烟气的空气与进入该部位的烟气质量比
• 漏风率计算
★根据烟气经过空预器前后的二氧化碳量来计算：
和
分别是空预器入口和出口烟气中
的体积百分比
为漏风率，按重量百分比计算
88规范规定，用此计算公司计算漏风率
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二、存在的问题
• 漏风率计算
★根据烟气经过空预器前后的量变化来计算：
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四、效益计算
• 详细计算-漏风回收
★泄露的热量及标煤耗 泄露热量：Q=V*Ck*t Q：热量，kj/h；V：体积流量，Nm /h；Ck：比热容，Kj/Nm .℃；t：平均温度， ℃ 折合燃煤：Bh=Q/Qdy Bh：燃煤，kg/h； Q：热量，kj/h；Qdy：低发热值，kj/kg 折合标煤：Bb=Q/29308 Bb：标煤， kg/h； Q：热量，kj/h；29308，标煤发热值， kj/kg 泄露年收益：运行小时数*节省标煤*标煤单价 ★风机电耗降低 （一次风机功率降+送风机功率降+引风机功率降-回收风机功率 损耗）*年运行时间*上网电价 ★总效益=泄露年收益+风机电耗降低收益
为预热器中空气侧烟气侧的总漏风量（重量）,kg/s 和 分别表示预热器入口和出口的烟气量（重量）,kg/s
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二、存在的问题
• 漏风率计算
★根据烟气经过空预器前后的氧气量变化来计算：
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三、漏风改造
• 管式空预器
查缺补漏 更换管路 耐磨金属 防冲刷布置
• 回转式空预器
定期更换密封装置 改进密封技术 减小压差
※准大发电厂1#机组锅炉空预器改造等项目 ※金山热电厂#1、#2机组锅炉的4台空预器改造 ※双辽发电厂#2锅炉空预器柔性密封改造项目 ※乌斯太热电厂＃1机组锅炉空气预热器柔性密封 改造项目 ※锡林热电厂＃1机组锅炉空气预热器柔性密封改 造项目 ※双辽发电有限公司#4锅炉空预器柔性密封改造 EMC项目
部分机组使用过
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三、漏风改造
• 密封技术
★接触式（弹片式）密封
利用原理：减小密封间隙 实现方法：密封片设置弹簧结构 得到效果：短期降低直接漏风 优 点： 1. 不必增加转子仓格 2. 对密封板平面度不敏感 不足之处： 1.结构复杂，维持时间较短 2.弹簧寿命短，密封片交接处间隙大压缩次 数 150万次/年） 3.弹簧失效后漏风急剧上升 20 本公司改造使用技术-北京华能达、德国 巴克杜尔公司
目前新机组已部分使用
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三、漏风改造
• 密封技术
★刷式密封
利用原理：增加漏风阻力系数 实现方法：加软密封钢丝刷条 得到效果：降低直接漏风 优 点： 1. 不必增加转子仓格 2. 初投运阶段，漏风率较小（能短时间到4% 以下） 不足之处： 1. 寿命短，钢丝软化快 2. 成本高，损耗快 3. 维持时间仅3个月左右
漏风回收
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三、漏风改造
• 密封技术
★双道密封
利用原理：减小漏风差压 实现方法：加密转子仓格或放宽扇形 板 得到效果：降低30%直接漏风 优 点： 1. 30万以上机组漏风率能<6% (有LCS 能达到5%） 2. 漏风率指标稳定 不足之处： 1. 流通阻力略有上升(密封板变宽) 2. 转子重量增加(采用较多仓格) 使用情况： 对30-50万机组预热器，能完全替代 LCS
★回转式空预器
优点：结构紧凑、密度小、换热面密度高、整机质量轻 、金属耗用量少、利于安装布置、低温腐蚀轻。 缺点：结构复杂、制造工艺和安装要求高、运行维护工 作量大、热态自动控制困难。
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二、存在的问题
• • • • 受热面着火 储热单元积灰堵塞 换热效率差 漏风率过高
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二、存在的问题
• 受热面着火
• 密封技术
★加压密封
利用原理：增加密封区压力 实现方法：风机将冷烟送入密封区 得到效果：漏风率数值很小 优 点： 1. 能通过增加风机功率，降低漏风率 表观数值 2. 漏风率能控制在2%以下 不足之处： 1. 需高压头风机，功耗大 2. 烟风系统整体未必节能
GGH中使用过
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三、漏风改造
• 漏风回收技术
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四、效益计算
• 详细计算-密封技术以300MW机组为例
计算条件：送、引和一次风机电流下降值：110A；电动机电 压: 6.3KV；机组容量：300MW；机组年运行小时： 6000h；机组年利用小时：4000h；机组供电煤耗： 330g/kwh；标准煤单价 : 700元/吨；改造前空预器漏风率 ：12%；改造后空预器漏风率：6%。 a）节电收益计算分析： 节约电量：W = 1.732×6.3× 1000 × 110×0.95× 6000 = 684.16万kwh 节约供电煤耗 ： 684.16万kwh× 330g/kwh ÷300MW /4000h = 1.88g/kwh
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四、效益计算
• 简单估算-密封技术
根据机组漏风率每变化1%所对应的供电煤耗变化数经验 计算： 年节省标煤=机组年运行小时*机组功率*供电煤耗下降值 年收益=年节省标煤*标煤单价 例如： 600MW超临界湿冷机组，漏风率每变化1%供电标煤 耗变化0.2g/kwh。按400MW、漏风率下降4%、年利用 5000小时、每吨标煤600元算： 年节省标煤：5000*0.2g/kwh*4%*400MW=1600吨 年收益：1600吨*600元/吨=96万元
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四、效益计算
• 详细计算-密封技术以300MW机组为例
b)减少锅炉排烟热损失的节煤收益：
空预器的三个漏风通道：冷端漏风不引起排烟热损失增加、热端漏风引 起排烟热损失增加、周向、轴向漏风引起排烟热损失增加。
一般漏风率下降14％,可以提高锅炉效率1％。 节约标准煤:330g/kwh× 6%÷14％=1.41g/kwh。 c)年收益计算分析： 节约标准煤总量：1.88+1.41=3.3g/kwh。 年收益:M=4000小时×3.3g/kwh×300×10³ kw×700元/吨 =277万元 d)静态投资回收期： T = 投资/M = 200/277= 0.72
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谢谢，请批评指正！
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原因：未燃尽碳 措施：油枪性能 荷运行保证吹灰 未燃尽燃油 保证点火成功率 长期低负
• 储热单元积灰堵塞
原因：灰分 未燃尽碳 措施：定期吹扫 降低未燃碳含量
• 换热效率差
原因：灰分堵塞 措施：定期吹扫 储热单元老化 腐蚀 定期更换换热单元
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二、存在的问题
• 漏风率过高
漏风？就是指通过一次风机和送风机引入到空预器的空 气未进入炉膛而直接漏入了空预器烟气通道，然后由引风 机抽走排入大气。
目前新机组已普遍使用
Fra Baidu bibliotek17
三、漏风改造
• 密封技术
★三道密封
利用原理：进一步减小漏风差压 实现方法：加密转子仓格或放宽扇形板 得到效果：再降低12%的直接漏风 优 点： 1.30万以上机组漏风率能<5%（60万机 组加配LCS能达到4%） 2. 漏风率指标稳定 不足之处： 1.较同仓格数转子，烟气阻力上升10% 左右 2.转子格仓过密，元件包偏小 使用情况： 1.在高压头一次风>12KPa的三分仓预 热器上采用 2.在50-60万机组可以部分替代LCS
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三、漏风改造
• 密封技术
★固定式密封（VN密封） 利用原理：减小缝隙
实现方法：预设定转子变形 得到效果：长期降低直接漏风 优 点： 1.计算精确， 2.密封效果好 3. 维护工作量小 不足之处： 1.需要预精确计算 2.改造较复杂，施工要求严格 使用情况：新空预器应用较多Howden公司
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三、漏风改造
节能培训手册 系列讲座
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空气预热器及其漏风改造
合同能源管理中心-丁兆勇 2014年2月
主要内容
• • • • 一、基本概念 二、存在的问题 三、漏风改造 四、效益分析
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一、基本概念
• 概念：空气预热器（air pre-heater）就是锅炉尾 部烟道中的烟气通过内部的散热片将进入锅炉前 的空气预热到一定温度的受热面。空气预热器一 般简称为空预器，多用于燃煤电站锅炉。 • 作用： ★降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。 ★改善燃料的着火与燃烧条件，降低不完全燃烧热 损失，进一步改进锅炉热效率。 ★节约金属，降低造价。 ★改善引风机的工作条件。
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一、基本概念
• 分类：
★管式空预器 烟气在管内流过， 空气在管外流过，通过 管壁交换热量。
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一、基本概念
• 分类：
★回转式空预器
主要有二分仓、三分仓和四分仓式 转子旋转，储热单元吸收烟气的热 量传给一次风和送风
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一、基本概念
• 分类：
★管式空预器
优点：密封性好、传热效率高、易于制造和加工。 缺点：体积大、钢管内容易堵灰、不易于清理和烟气进 口处容易磨损。
三、漏风改造
• 密封技术
★四分仓式密封
利用原理：减小漏风压差 实现方法：一次风设置在二次风之间 得到效果：长期降低直接漏风 优 点： 1. 一次风漏风压差降低近半 2. 漏风率较三分仓改善明显 3. 一台炉布置一台预热器 不足之处： 1.结构复杂程度增加 使用情况： 1. 在大型CFB锅炉基本普及 2. 一次风压力大于18kPa时可以考虑