回转式空气预热器的设计及运行

回转式空气预热田的设计及运行 引 言 �� 空气预热器公司设计和制造回转式空气预热器 已五十多年了 。 如今全世界有 ! ∀ ∀ ∀台 以上的回转式空气预热器在运转 。 回转式空气预热器设计的尺寸范围很大 , 最小的转子直径 为 ! 英尺 # ∃ % 米 & , 最大的转子直径为∋( 英尺 # ) ∗米 & 。 较小型的全部在车间内组装 + 而较大的则分成便于工地安装的部组件 。 尽管在公用电站锅炉上采用回转式空气预热器已屡 见不鲜 , 但它在其他工业上的用途亦 已受到注意 。 较小型的工业用预热器通常用于石油精炼 厂 、 石化厂 、 玻璃窑和船舶电站上 。 � � 空气预热器公司已 向全世界 ∃∋ 个不同的公司提供了 这种技术许可证 。 这些公司在设计和应用实践上接受我们的指导 。 我们的研究和发展部门正在继续改进空气预热器的设计 , 以提高设备效率和获得最大可 用率 。 一般设计概念 回转式空气预热器把锅炉排烟的显热通过转子内特殊形状的传热而传给燃烧 所 需 的 空 气 , 该转子连续旋转交替地穿过烟气和空气气流 。 装有回转式受热面的转子 由空气预热器冷 端下支承轴承支撑 , 并由固定在 空气预热器顶部或热端的导向轴承装置导向 。 转子按其尺寸 大小分别由 , ∃一 ∃ ,块不等的经向部件组成 , 它们都固定在中心筒 卜。 转子分仓用罩板密封 。 转子密封系统由一用螺钉连接在转子经向部分热 , 冷端两头的简单薄片型迷官式密封装置组 成 , 这些经 向密封片与也是装在转子热 , 冷端两头的径向密封板合在一起保持密封作用 。 为 了做到完全密封 , 在沿转子经 向部份的圆周面上加有轴向密封片 + 同样也采用叶状迷宫式密 封片与轴向密封板一起密封的办法 。 这种密封系统有效地隔绝了空气和烟气流 。 径 向和轴向 密封板都可在运行时由外面调节 以获得最大的密封效果 。 空气预热器可设计成能适应任何一 种电站烟道的布置情况 。 预热器烟风道既可按乖直亦可按水平流动布翌 。 立式预热器能布置 成烟气朝上或朝下流动 , 水平式预热器能布置成烟气在土或空气在 土 + 视电站设计人员的意 图而定 。 三分仓空气预热器 三分仓预热器是一种在设计 −同时起一次风和二次风预热器作用的单一的空气预热器 。 通过三分仓的气流被一分为二 , 让压力较高的一次风流过较小的空气通道 , 而让压力较低的 二次风流过较大的空气截面 。 三 分仓装有添加的将一 、 二次风气流分开的径 向和 轴 向密 封 板 。 一次风气流通常位于 由烟气侧转向空气侧最前面 , 该处元件的金属温度最高 , 因此传给 一次风气流的温度比分开的一次风加热器高 。 当烧高水分的煤种时 , 这是一个优点 。 由于这 种空气预热器进 出风道布置简单 , 所以造价比分开布置的一 、 二次风预热器低 。 一次风开 孔大小视所燃煤种的水分而定 , 一般 % ( “一 ( ∀ 。的一次风开孔对于美国常用煤种 的水分来说是足够 了 。 但是 , 一次风开孔也可据任何煤种的水分来设计 。 一 ! % 一 回转式受热面 这些年来 , � � 空气预热器公司发展了许多适应不同使用要求的回转式传热面 。 但是图 所示的受热面乃是我们 用在公用电站上的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 形式 。 图 上方所示的那种热端受热面从传 热压降关系上来看是最有效的 , 它由一块波形板与一块带凹槽的波形板交错布置组成 。 这种 特殊结构的受热面在单个组件中形成一定程度的气流 以提高传热效率 。 它位于热烟气流入热 空气流出的预热器热端 , 一般系用 ∃, 号 # ∀ + ∀ ∃( 英寸 & 厚的碳铁板制成 。 正如本文下面要讨 论到的 , 燃油或燃煤机组的烟气可能在预热器冷端 , 亦 即冷烟气流出 , 冷空气流入处冷却到 露点以下 。 那时 , 硫酸和水蒸汽全将凝结在冷端受热面上 。 考虑到这种运行条件 , 冷段的受 热表面要更疏松些 , 它的形状见图 下部 , 是由平板与凹槽薄板构成 。 这种受热面 用 ∗ 号 #∀ + ∀, )英寸 & 低合金耐腐蚀钢板制就 , 并且其波纹间距比热端大 。 这种冷段直通道在清除积 灰情况下能更有效的吹灰 , 用较厚的板材是为了延长抗腐蚀寿命和比较能承受得住吹灰射流 的冲刷 。 时。一. / 卜+ + 朋帕 “湘“ ∃ � 0 1/ + . / 卜一 2. 3 4+ / 5 6 + 图 回转式空气预热器热端与冷端传热面形状 一热端传热面 7 ∃一冷端传热而 回转式受热面的组合框架 形状特殊的受热面是在工厂内组装在框架或盛器 中 , 框架是特地为立式空气预热器而设 计的 , 尽管水平式的设计也保留这个特点 。 在工厂中将传热元件装入框架内时 , 要加一定的 压入负载 , 这样装好的传热元件能合理地承受吹灰射流的能量 。 此外 , 采用传热元件框架使 在电站的安装时间大大缩短 , 并且今后调换传热元件也最省时间 。 设 计上的另一个特点是能 从预热器的边上方便地将 每层冷段拆下 。 办法是在空气预热器罩壳上开一个孔 , 拆下用螺栓 栓在转壳 89 的孔盖 即可拆下冷段元件 。 这使运行人员实际上不用进入烟道朴1预热器内就可把 冷段完全拆下来 , 调换元件的时间就显著缩短 。 转子设计细则 因为回转式受热面和转子结构是这类空气预热器的心脏部分 , 较详尽地审查一下转子的 设计是会有好处的 。 转子 整个轴向长度分 ∃ ,个自支承舱格 。 它们可分成图 ∃ 所示的单独的组 件 , 每 ( “舱格有二块侧板 , 二块侧板间用许多环向肋板和栓格连接 。 图 % 所示为转子支承座的结构设计 , 支承座上部开有槽 , 供组件装配用 。 舱格装配靠支承销钉装置 。 舱 格组件底部支撑元件坐落在转子支承座下部轴承表面上 。 片“ !,:旧戈心 ; 1竹2心 ∋ � <别 =吐 ( ( 工3> = 9< 1 <】记 ! 3 −? 七价 ≅ ‘凡、Α11# 图 ∃ 转 子 组 件 一热端顶视图7 ∃一转子罩壳7 %一栓紧法兰 7 ,一上下装配7 (一肋板 7 ∋一压入装配 7 了一冷端栅架 7 ∗一Β 一Β 剖面 : Χ Δ尸 �只 Α − 3 �Β Α 】> Ε 999 + ∃ 有有江江—一一二 一 ΦΓ888‘‘叭 川 一一 卜卜 === 乓乓乓 ∋ 仁 Β 只1闪 Ε : − Η Ι之厂Β � Ι #ϑ 0 − 0 � 0 0 & 图 % 转 筒 一上支承座 7 ∃一支承销 7 %一定位销 7 ,一轴承表面 7 (一下支承座#冷端& 用定位销将 ∃, 个舱格按各自的位置销牢 , 组件装配详 图见图 , 。 组件的下部吊耳座落在转子 支承座下部轴承上 , 定位销插入定位槽中。 上吊耳插入支承座上部的开槽内 , 并用支承销钉 固定 。 转子舱格在组件与支承座端部的衔接见图 ( 。 图中可以看到下装配吊耳放在支承座下 一 了( 一 部的轴承表面上 , 并由定位销定位 , 上装配吊耳伸入支承座上部的槽内 , 用支承销定位 。 立 式转子简化了现场安装顺序 。 采用这种布置 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 , 转子支承座可直接放 在它的轴承上 , 然后 把∃,个舱格组件用销钉定位 。 这就使转子装配牵涉到的全部焊接工作量尽可能地减小 , 亦 即 最大限度减少 了现场焊接质量上可能 出现的问题 。 拿它与采用电站现场工地焊接的转子设计 相比 , 大大节省了安装周期 , 这也是该布置方案的另一个显著优点 。 选用这种转子设计 , 一般在装运前 即在制造厂内把框架式受热元件装在每一转子舱格组 件内 , 这样大大减少了需在施工现场安装的部件数 目 , 所 以安装时间和费用都是最少的 。 我 2 Κ3 − � ;3 Λ % ΧΔΔ 3Λ Α −口于> ? & , ; Α Α 2> Ε ; − 八 > Ε 仁: ;2Α Α Γ> Ε ( −3� Β Α 2> Ε − 3Μ 已Λ − Χ Ε #� 0 − ? 〔 > ? & 图 , 装 配 一支承销钉孔 7 ∃一顶板#热端& 7 %一装配肋板 7 ,一装配法兰 7 (一定位槽 7 ∋一底板#冷端 & 】 Δ即 = 1弓ϑ二 / ϑ = ”Ν 。二 “ “ 7一ΟΟ %屯只 0 < 0 = Ν 。 , , 卜Δ = + , < : Π〔 卜 丁 Θ 0 / 时Δ 曰协叹 人” ‘Ρ � 匡=−渤��日川价�江冲 撇撇�一姗枷姗姗 姗丽粼渊脚一 ! 仁 ∀ # ∃ % & ∋ % 】〔‘汀( ) ∗ + , −。。。 , ‘二忿。, · 图 . 主 轴 布 置 转 筒 −一上支承座 / 0一上组件配合销钉 / 1一中心筒 / 2一组件 / .一中心筒体 / 3一组装件 / 4一热端受热元件 / 5一中间受热元件 / !一冷端受热元件 / −∀ 一定位销 一 4 3 一 677‘∃ 们在本节内介绍了烟气自上而下流过的立式空气预热器 的转子结构 , 然而这种 用螺钉和销子 固定于转轴上的设计原则同样适用于水平式转轴的设计中 。 空气预热器的漏风 本节专门讨论影响回转式空气预热器运行的诸项因素 。 识别这些因素使电站设计与运行 人员象设计参数一样地牢牢掌握它们 , 便可 在较长期间内获得可靠的无故障的运行 。 抓住这 个关健 , 密封系统便能展示它在长期运行过程 中控制漏风量在预定范围内的能 力 。 漏风的定义 直接漏风是指穿过密封片和密封面 间漏入到烟气中的空气数量 , 系由空气与烟气的静压 差造成的 。 穿过密封系统的漏风量直接 与静压差平方根成正 比 , 同时也取决于液体的密度 。 携带漏风是指当转子从空气侧转向烟气或相反情形下储留于转子 中的空气数量 。 携带漏风量 取决于转子 的深度 # 高度 & 、 直径和速度 。 无论是直接还是携带漏风量对空气预热器的传热 效率都无影响 。 从烟气侧传送到空气侧的热值并不因为漏风而有所差异 。 但是 , 预热器的排 烟温度由于热烟气冷空气的渗混而被冲淡或降低 ∀ 一∃∀ 3; # ( + (一 . ℃ & 。 ) ∋ ,年回转 式 三 分仓空气预热器就 已问世 。 这种新技术有可能把煤粉锅炉所需要的一 、 二次风在一个热交器 内得到预热 。 单从名称上就可知道 , 这种预热器在设计上有三个互相隔绝的气流通道 。 同样 的漏风原理对二分仓和三分仓预热器都是适用的 。 一次风压是三个气流中最高的 , 它常位 于 转子转离烟气侧刚进入空气侧处 。 这使一次风温度也最高 。 因为存在高压气流 , 故有从一次 风分仓 向烟气和二次风侧的直接漏风和二次风向烟气侧的直接漏风 。 从一次风漏往二次风的风量纯粹是一种高压源向低压源的传递 。 温差对结构变形的影响 温差造成结构变形 。 图 ∋ 、图 ! 介绍设计上适应这种变形的密封系统 。从较热烟气流向较 冷空气流的传热作用引起遍及整台设备的温差产生结构件热变形 。 不 同部件间的相对变形使 控制空气漏风大小的密封片与密封面之间出现间隙 , 这种间隙在理论上是可推算的 , 并曾在 试验设备和运行的商 用机组上实测过 。 现场测量证实 了理论推算的结果 。 在径向密封和径 向 密封板以及在圆周方向上转子 与转子罩壳之间有漏风渠道存在 。 转子下垂 转子下垂是 由传热而 引起的 , 沿转子 长度方向的轴向温差造成的 。 转子呈蘑菇状 , 其热端 直径较大且外凸 , 冷端直径较小且内凹 。 注意在冷态时冷端径向密封的位置 。 为了适应热态 时转子的下垂 , 有必要在冷端径向密封面的外侧预先留出空隙。 热态时转子下垂使这一预留 间隙消失 。 热端径向密封在冷态时留的间隙很小 , 注意在热态时因转子下垂使得间隙变大 。 轴向膨胀 由于转子轴的平均温度 比转子罩壳高 , 故沿轴的线膨胀大于沿罩壳的线膨胀 , 这样使转 子与固定的支承轴承产生位 移 。 采用置于热端的转子支 承轴承的空气预热器转子 2一护心线膨胀 对径向密封间隙也有影响 , 当从冷态过渡到热态时冷端密封靠近密封表面 。 冷端径 向密封的 一 ! ! 一 内侧应在冷态情况下让密封片与密封之间形成一个间隙 , 其大小等于转子 中心线的轴向膨胀 量 。 冷端径向密封片与密封面间的外间隙要等于轴向增值加上转子的下垂量 。 如果在冷态时 冷端密封间不留出间隙 , 那么将会造成密封片与径 向隔板间过量的磨损 。 当从冷态向热态过 渡时 , 热端径 向密封片脱离密封面 。 其内侧的间隙等于热端支承轴承标 高到径向密封板标高 的转子 中心线膨胀量 。 其外侧间隙等于转子轴 向增值与转子下垂量之和 。 径向密封板的变形 径 向密封板的变形是因为径 向密封板与连接密封板法兰结构间平均温度不 同之故 。 径 向 密封板的弓形弯曲 。 密封系统设计 前面一节谈 了由相邻部件间温差不同所造成的结构变形 。 下而介绍一下在设计上利用或 者说补偿这种弯曲从而可采用最小密封间隙和密 封长度的密封系统 。 它保证回转式空气预热器最 理想的漏风控制 。 冷端支承 正如 图 ∋ 所示 , 把转子 的支承轴承布置在冷 端比在热端更能利用由转子支承座的轴向膨胀而 缩小 了热端径向密封片与径向密封板间隙这一优 点 。 由于支承轴承布置在冷端使轴向膨胀的方 向 与转子下垂的方向正好相反 , 这样使热端径向密 封间隙减小到最低限度 。 在冷态情况下 , 预先在 径向密封的外侧留出一个大小等于热态时形成间 隙缩小的转子下垂量 。 二二二ΣΣΣ赤烹二二(((((((((((((((((((((((⋯⋯犷鳖鳖 777 〔。 −。 ΓΓΓ、⋯‘+++++ ���3 > ? 2下一3 > 曲 ,,,,,,,,,, 片片片片作作Γ Τ Τ Τ Τ Τ Τ 一一 Τ Τ Τ Τ Τ Τ Τ Τ 一一一一一 图 ∋ 冷端支承 一热端 7 ∃一导向轴承 7 %一径向密封片 7 ,一冷态 7 ∋一轴膨胀方向7 卜热态7!一支轴轴承 7 ∗一冷端 热端可弯曲的密封板 已经讨论了转子下垂的现象 , 如采用固定式的密封片和密封板 , 转子的 下垂会在薄片型 迷宫式径向密封片和密封板间造成一个相当大的间隙 。 为了在运行时减小这一间隙 , 预热器 在设计上考虑采用能在转子运转时随转子圆周方向调节的密封板并能 自动调整密封板的位置在介英寸的平均间隙 以内。图 ! Υ 表明不同旋转相位时密封板跟踪转子下垂的方式 。扇形密 封板在离圆心青长度 内是固定的 , 而其余号长度 内设计成可籍驱动机构加力于外侧而弯曲。 其设计概念见图 ! � 。 图 ! ? 系一种通过调节杆和销钉连杆来传递从千斤顶加到悬臂上的力 的连续驱动机构 , 该悬臂能使密封板按转子下垂量 自动弯曲 。 热端密封板内侧与转子间的相 对安装位置由跟踪装置来保证 。它使转子密封片与热端 密封板内侧的间隙为零 。可弯曲密封板 在设 一计上要求在圆周方向上保持转子径向密封片与热端封板的间隙为 含英寸 , 这样使整个密 封长度上的平均间隙为命英寸 , 如图 ! � 所示 , 热端可弯曲扇形板的动作由转子圆周面上装 有的 Α 型杆的位置控制。 机械传感器包括一个套管组件和椎杆组件 , 上部装有带限位开关和 椎杆装置返位弹簧机构的触头和传感头 。 整套组件系用销钉固定在扇形板空气侧的边缘 , 并 一 ! ∗ 一 +思黔。 各 ? � 尸】正�丁月卫口弓 卜Σ七工 2闪 + 弓� 盛儿 2> Ε Δ1汤Α � , �3 −? �3 > ? 2Α Γ3 > ( Κ3 Α �3 > ? 8Α 23 =确 ς ς ς ς ς ς + 二忆 。全黑Ω , 嘿淤 ! 〔3 −? 一热端 7 ∃一导向轴承 7 %一可弯曲径向密封板 7 ,一冷态 7 (一热态 7 ∋一支承轴 承 7 了一冷端 7 ∗一轴向密封片7 )一罩壳法兰 图 !Β 轴 向 密 封 片 ? � 2几 � � 7 人乃− � :艺〔井口 之 护2认Α 已— 一—一 ς一Τ 恨,�0 了如闷��Α 2>�=1决Α万� 口汀乞Λ :只#几 2公王 % Δ郎 一:欢 �滋夕 碗7 8 Δ】洁2 � 一> � 2了2 妇滋− Λ 3Α3获 �3−? ) Θ八2> Δ� ? � 兮工人 : � �= ∀ Λ 曰洪 Α它 3汤翻 Δ3: Λ 〔口3Λ 图 了Υ 一可弯曲扇形板 7 ∃一连接板中心部分 7 %一预留间隙 7 ,一中心筒 7 #中心位置& 7 ∋一转子冷态 7 了一扇形板#下垂位置& 7 ∗一转子热态 7 ∋一扇形板 )一主架座 比�Α盛Υ −万 布Χ Λ以佗 Δ只� ::2Σ2比 Υ队� 1绮�价日Α 3Ν Ξ 1厄甘 : Χ户即ΛΑ 日五人Κ � Χ 〔∀ � 3 ,. 人‘甲 Κ � 与‘八 − 1一罩 7∃一开关触头7 %一电动开关7 ,一弹簧返位装置 7 (一传感头装置 7 ∋一皮老虎密封圈 7 Α一冷空气入口 7 ∗一皮老虎密封圈 7 日一固定套管组件 7 ∀ 一推扦组件 7 一扇形板平面 7 ∃ 一硬化触头 9 % 一旁路密封 7 ,一凸形触头7 ∋一转子 “ Α ” 形杆 什 户 ‘Β凡 ςςς 昌ς 一一一一一一Τ一ΤΤΤ 七七 一 ∗ ∀ 一 与扇形板一起随转子下垂而动作 。 机械传感器与装在转子 Α 形杆上的由 ∋ 号钨铬铅合金制成 的凸形触块接触 。 锅炉点火后 , 扇形板驱动机构上的计时器就 以每小时一次的频率接通驱动马达 , 该马达 约以每分钟责 英寸的速度使扇形板 向下移动到使装在传感器上的触 头与 Α 形杆上的凸形板 向接触 为止 。它使椎杆向上移动千分之%∀ 一 ,∀ 并闭合装在传感头组件上 限位开关 , 使驱动马达 停二秒钟 , 随后马达倒转使扇形板向上复位 古英习‘ , 该动作一小时反复一次直到达最大上垂 量为 Ψ21[ , 届时装在千斤顶上的限位开关发出信号 , 指挥计算器改为每 日一次的 “跟踪” 模式 动作 , 但只要转子处于最大下垂位置 , 系统便 以这种 “静止状态 ” 的方式运转 。 不论什么原因使锅炉负荷变动而转子开始上翘时 , 触块便与传感器上的触头接触 , 使扇 形板以 向上移动模式动作 , 它们之间每接触一次 , 扇形板便朝上移动 古英 一寸, 只要转子一直 上翘和处于一种 “压负荷 ” 状态 , 这个动作便一直延续下去 。 要是在任何时候锅 炉负荷增加 重使转子下垂 , 扇形板驱动系统将又按前面提高的一小时一次的 “跟踪” 模式动作 , 并在最 大下垂时回到一日一次的 “跟踪” 模式 。 这种设计具有能有效 和自动地缩小空气预热器热端 间隙的特点。从图中可见 , 转子下垂缩 小了冷端密封片与密封板的间隙 。 轴向密封片与轴 向密封板在运行时按同样方式保持一个很 小的间隙 。 因此 , 转子所有密封面都设计成在运行时是紧靠的 , Ψ且不管锅炉运行工况如何 , 亦 即当锅炉处于压负荷 , 尖峰负荷和循环负荷 以及在锅炉启动和满发时都能保持这种紧靠状态 。 车由向密封 图 ! Β 所示的轴向密封系统由沿转子罩壳轴 向安装的密封薄片组成 , 其间隙要与径向密 封一致 。 这种薄片配上装 在转子罩壳内的轴向密封板起密封作用 , 其密封范 围伸展到径向密 封板的冷热端之间 。 轴向密封板支承在下径向密封板上 , 并在上径向密封板处预留出间隙 , 允许它 自山移动 。 在运行时轴向密封板可在空气预热器外部调节以获 得与轴 向密封片问紧靠 的运行工况 。 轴向密封薄 片的安装位置要与径向密封片和转子隔板一致 。 这样能靠调节轴向 密封板使与轴向密封薄片保持紧靠的运行间隙 , 该处的漏风便被有效地控制住 了。 轴向密封 板安装时要使 在冷态情况下在热端轴向密封片与轴 向密封板之间有一个 空隙。 运行时因转子 热端的径向膨胀使这个空隙变小。 因为轴向密封薄片的长度是 山转子高度而不是转子直径所 决定的 , 所 以采用它能大大缩短空气与烟气侧的密封长度 。 例如一个传热元件高!∀ 英寸 #Η ∋ ∗∀ 毫米&的 %。型空气预热器的轴向密封长度约为周界密封长度的七分之一 。 周界旁路的密封靠 装在转子上 一Φ9 两头罩壳与密封间的圆环来保证 。 周界旁路仅起防止空气和烟气经转子与罩壳 间的空隙旁流至受热而的作用 。 热端密封跟踪 热端径向密封板借调节杆紧贴热端导向轴承组件 。 采用装于冷端的转子支承轴承时 , 转 子轴向膨胀使得径向密封内侧紧靠热端径向密封板 。 热端跟踪装置 自动补偿转子 的 轴 向 胀 大 。 这样允许冷态时在热端内侧径向密封处留很小的间隙 。 径向密封内侧 向上提升的高度恰 等于转子轴向胀大值 , 在任何运行温度条件下都维持原先的紧贴状态 。 径向和轴向密封板的外部调节 为了补偿热变形 , 密封板在设计时考虑可 自由移动 , 也具有可外部调节这样一种独特的优 点 。 每组轴向密封板有四个调节器 , 每个角上装一个 。 尽管轴向和径向密封板都可 在机组运 行时方便地调节 , 但这并非十分必要的 , 通常是 在停炉期间才调节密封板 。 由现场漏风试验来验证密封系统的效率 对于任何 一种设计最为重要的是要在运行条件来确保其效率和可靠性 。 为了说明漏风的 控制能力和可靠性 , 空气预热器公司制定了一套内容广泛的现场试验计划来确定与预热值相 比较的实际漏风量大小 。 所有漏风试验都遵循Β :Θ � 空气预热器试验 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ΔΑ � , + % 。 空气预 热器的漏风量主要是由通过对进入和离开预热器的烟气分析而决定的 。 根据包括 � 3 9 及 3 9 的烟气分析及燃料最终分析 , 可测出空气预热器进 出「1处每磅燃料燃烧产生的烟气磅数 。 该 两数之问差 即为空气预热器的漏风量 。 它用进入烟气数量的百分 比来表示 。 因为空气预热器 的漏风是从差数算出的 , 测量 上极小的误差对结果的影 1响颇大 。 例如在 � 3 ∴ 测量 <刃 了的误 差将会造成空气预热器漏风量 8几 拓的误差 # ( 一 ∋ 多 & 所有情况下的试验结果 在 试 验 精 确度范围内与预算值 比较都是较好的 。 本文上面介绍的密封系统将在 长期运行条件下维持漏 风水平在 ( 一 ∋ 形之间 。 为了说明密封系统的长期可靠性和有效性 , 一台空气预热器在初次 试验后一年又进行了重复试验 。 在二次试验期间 , 机组连续运行而没有调整过密封系统 。 这 个试验项目说明该密封系统有长期保持漏风水平的效能 。 一年运行下来 , 毕次初步现场试验 测得漏风水平为 % ∗ 多 。 测出的平均漏风为 , + ∃拓 , 对比的预算值 为 ( + ∃ 多 。 两 台配三分仓预 热器的大型机组亦进行了试验 9 包括配 ∗∀ 万千瓦机组的二台% 型水平式空气预热器和配 !∀ 万 千瓦机组的二台 % + (刮立式预热器 。 两种情况下测出的漏风量都小于预算值 。 例如 , 传热元 件高 ∗∀ 英 寸 #∃ ∀ ∀ ∀毫米 & 配 ∗∀ 万千瓦锅炉的二台% 型三分仓空气预热器试验测出的漏风为 ∋ 书 , 与其 比较的预算值为 ∋ ∋书 , 同时传热元件高∋∃ 英寸 # ( ! ∀毫米&配 !∀ 万千瓦锅炉的二 台 % + ( 型空气预热器试验测 出的漏风为 , + ∋ 万 , 与其比较的预算值为 ∋ + ∗ 厂 。 前而扼要地确定了携带和直接漏风的含义 , 并说明了温差对结构变形 7 包括转子下垂 、 轴向膨胀 、 以及径向密封板变形的影响 。 密封系统要设计成能适应上述结构变形 。 该系统的 待点为冷端支承 , 可弯曲的径向密封板 , 轴向密封 + 热端跟踪和轴向 、 径向密封板 的外部调 节 。 现场试验结果已证明了这种密封系统的效果 9 即有能力在较长时期内保持预测的漏风水 平 。 腐蚀与积灰 为了在锅炉年度停炉期间内获得空气预热器最大限度的可 用率 , 特别对于排烟温度低的 高效机组而言 , 又必须弄 清影响可用率的诸项因素和控制它们的行之有效的方法 。 讨论的要 点是指热交换器的低温腐蚀和积灰 以及它们产生的根源 。 腐蚀和堵灰的主要原 因是硫酸在低 温受热面上的凝结 , 酸凝结率取决于各个因素其中包括燃料 中含硫量 , 燃烧过程 、 锅炉结渣 趋向 、 过剩空气量和水分的存在等种种因素 , 在 ∋∀ 多台不同型号的锅炉上作了烟气腐蚀和积 灰可能性的测定 。 利用一台露点仪来完成这个试验 。 试验锅炉按下述变量来选 定 9 燃 料 类 型 、 含硫量 、 结渣程度 、 过剩空气量 和锅炉负荷 。 试验的最终 目的是要从原则 Ψ 卜澄清空气预 热器内为什么会产生腐蚀与积灰及其产生的部位 。 图 ∗ 是燃油和燃煤情况下腐蚀与积灰的可 能性曲线 。 纵座标系 “每分钟导电—微安增加率 ” , 这是露点仪用于说明酸凝结率的专门术语 。 为简化起见 , 这个刻度将被看作是腐蚀与积灰可能性指数 。 这个指数愈大说明腐蚀与 一 一汀⋯、 卞一Γ一 万 一 Γ 「 ΦΦΦΦΦΦΦ一 888 ΦΦΦΦΦΦΦ 1111111 ∀ 2−一 Ξ : 一�3 Β−−−−−−−−−ΓΓΓΓΓΓΓ Φ ΦΦΦΦΦΦΦΦΦ 一一一一一一ΓΓΓΓΓΓΓ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一又一一一一一一一一、、、、、、、 ΩΩΩ Φ一 、万一 夕夕夕夕夕夕夕Ο 子子 1Ψ么 ⋯⋯1111111111111 ]]]]]日日一� 3八ΓΓΓ匕匕 一一 Γ 一 一一Γ 一一 、、ΟΟΟ 一一ΦΦΦ 一 ΦΦΦ一一 # ⊥⊥⊥⊥⊥ 、 一一ΓΓΓΓΓΓΓΓΓ 1111 22222 、、 111111111111111 Γ 、一 ΓΓΓΟΟΟΟΟΟΟΟ 一一一 ‘‘11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111&&&&&&&兮兮 ΓΓΓΓΓ 一 一一9 ,,ΓΓΓΓΓΓΓΓΓ 11111 ⋯ ⋯⋯」’‘、、」」」」」 门门门门 匕一」 Ψ ΨΨΨ子子子子子子子子子 +++++++++++ ‘ : ?〔Μ 尸3一> Α ΔΛ 3日巳 一〔Θ Δ巨日八丁Χ尺巨 0厂 图 ∗ 不同温度煤和油腐蚀与积灰可能性的比较 1一油与煤 7 ∃一煤 7 %一油 7 ,一导电性增长率#微安 Ω分 & 7 (一露点 7 ∋一试样温度下 积灰的可能性愈大 。 横座标标有的 “试样温度 ’; ” 也是露点仪的专门术语 , 它表示在任 一 酸 凝结率下的试样温度 , 在预热器上则表示一定金属温度下的腐蚀倾向 。 右下两字母 ? Δ 表示 酸露点 。 这也是酸开始凝结的温度 。 腐蚀与积灰可能性指数低于 ∀∀ 属于最小的 , 当该指数在 ∃∀ 。一(∀ 。间会造成相当快速的 腐蚀与积灰 , 大于 (∀ ∀ 说明会造成严重的腐蚀与积灰 , 届时在选用材料 Ψ】立要审慎处之 。 注意 在燃煤与燃油机组上腐蚀与积灰可能性的差别 。 燃油时典型的露点温度为 ∃ ! ( ’; # %( ℃ & , 燃煤时为 ∃ , ∀ ’; # ( ℃ & 。 燃油时这种可能性增加得很快 , 在低于露点, ∀ ∀; # ∃∃ ℃ & 处达到 顶点 , 然后迅速下降 。 燃煤时该可能性只是随温度下降而逐渐增加 , 烧任何 一种 燃 料 , 在 , ∀ 3; # , ∗ ( ℃ & 或以下温度时水的凝结会造成露点仪上的指示迅速增大 。 虽然在水露 点 时 亦可能产生快速积灰 , 但与酸凝结温度范围相比 , 却不一定意味着在水凝结温度范围会产生 严重腐蚀 。 图 ) 是一台回转式空气预热器典型的温度 曲线 , 横座标系金属温度 , 纵座标表示 传热元件的高度 。 零点表示冷端受热元件的最低层处 , 平均温度曲线右边的虚线表示预热器 表面的最大温度 。 左边一条是最小金属温度 。 金属温度的变化是由再生循环造成的 , 因此任 何一处的瞬间金属温度处于上述两条虚线之间 。 冷段金属温度变化 比热端小得多 。 这是 因为 冷段用钢板较厚和表面吸热效率较差的缘故 。 所有预热器中的烟气应均能形成腐蚀与积灰 。 它能用叠加在金属温度 曲线上的腐蚀与积灰曲线来说明 。 设想有一台烟气出口 温度 为 ∃ ) ∃ 3 ; # ,( ℃&的空气预热器 。 图 ∀ 说明这样 一台燃低硫燃料的燃煤锅炉会碰到的情况 9 腐蚀与积灰 非常小 , 且局限于空气预热器的最冷端 。 除了 ∗ 号抗腐蚀低合金钢如 #� 0= 一Α ϑ . 或 5 Ρ 5⊥ Θ 一Λ & 外 , 在冷端元件上无需采用其它特殊材料 。 一 ∗ % 一 Α 0 甲西< � − < Θ〔>了 公�叮“ ·抖 Τ 糕糕狱狱刁! + 下下下下下下 门门丹丹丹‘一卜卜卜卜卜卜 尸尸帅帅帅 + ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;〕〕〕 ςςςςςςς 寸寸厅厅「「曰曰巴巴巴+ ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; &&&&&少;;;;;;; !!!!厂厂;;;口口1111111111111111111 厂厂厂厂厂厂厂厂厂 「「「刀刀刀刀刀刀刀厂厂 里里里+++++++++++’’Φ___护护 , 夏夏夏+++++++++++’’⊥⊥⊥ 盯盯盯 二二二汀汀汀汀汀汀汀汀汀 −−−口口冈冈冈冈冈盯盯盯盯盯 「「口口犷犷犷犷!!! 口 ,,, Φ ΤΤΤ 门门⎯⎯⎯曰曰ΣΣΣΣΣΣΣ夕2三三厂下下厂二二二8 一一 「二二二二盯盯盯盯盯盯盯盯 。圣圣沪沪沪沪沪沪沪 赶赶于于 一传热元件总高度( ,英寸 7 ∃一传热元件位置#离冷端英寸数 & 7 %一金属温度 ‘;7 ,一热段 7 (一冷段 7 ∋一烟气入 口 ς ∋ , 了“; 7 了一烟气出口一∃ )∃ ‘; 7 ∗一空气入 日 [ ∀ , ‘; 9 )一平均冷端温度二 ) ∗ ∀下 7 ∀一金属温度[ ∃ ∀∗ 下 图 α 回转式空气预热器传热元件金属温差 , 【� 0Β − 犷旧 , 尺∋ , Α 3, 门‘ 〔− 仁+ 〔‘= 0 佗Ν < 洲一醉 + 一5之+00+≅生‘。Σ7盆。七Τ�含。三的。‘卜8囚(曰∃(工+ ,, 5众 (9 一叫 巴 − ∀ 2 · ::: ;;; 厂厂曰曰曰曰 !!!器跳宾二二二二二二二二二二二二二二二二 −−−∀ 州〔丫‘< = ;;;;;;;;; 门门 >>> ? ≅ Α 一动已, ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: ΒΒΒ ΧΧΧ ΔΔΔΔΔ 阮阮厅厅厅 , 与,,, ,,,,,, 主主主 犷犷犷犷 一一一一一呈呈呈 刃刃刃刃 二二⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 门门厂厂厂厂厂((((((((((’’门门陌陌陌陌陌陌口口口口口???产ΧΧΧ口口口口口 今今今今今 淤淤ΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒ「「「「「「「「「「「「日日日;;;;; 犷刁刁Ε ,,, 厂厂厂厂厂厂厂ΧΧΧΧΧΧΧ 一不不8)))) ///夏夏夏夏夏、、、狄#(?’’’’’’’’宝宝宝宝宝宝宝宝宝宝 ∗咤。�Φ一∋&ΓΗ工&口‘∗曰卜叫‘人 , , %( Α % ( ‘丫Ι 9仁 咤( 8 】 图− ∀ −一 ϑ燃煤 Β传热元件总高度.2 英寸 / 0一增长率 ϑ微安 Κ分 Β / 1一温度‘: / 2一热段 / .一冷段 / 3一烟气入 口 二324 下 / 4一烟气出口 Λ 0鸵下 / 5一空气入 口 Μ − ∀ 2 ’: / !一平均冷端温度二 −! 5 下 , − ∀一金属温度 Μ 0 ∀ 5 ( : , −− 一传热元件位置 ϑ离冷端英寸数 Β 燃煤时腐蚀与积灰的可能性 一般认为在燃基含硫量 以燃基计为 −Λ − ( .拓 时 , 平均冷端温度在− .. “: ϑ 35 . ℃ Β 以上 便有令人满意的运行工况 , 届时腐蚀与积灰仅局限于采用厚抗腐蚀材料的冷段 。 该温度高于 水露点 , 对积灰影响甚微或者可 以说没有 。 必须强调指出 , 其他设备亦能限制排烟温度的降低 。 习惯上可 以把除尘器放于空气预热 器低温端 , 大多数除尘器的最小运行温度范围在 0 .∀ ℃ ϑ − 02 ℃ Β 到1∀ ∀ ℃ ϑ − .∀ ℃ Β 间 。 所以 说在许多情况下 , 预热器的出口温度是由静电除尘器的要求所决定的 。 燃油时腐蚀与积灰多半 比燃煤时严重 , 且发生于较高温度下 。 图−− 中一条典型的腐蚀与 积灰可能性曲线加在金属温度曲线上面 , 图中所 选的空气预热 器 出 口 烟 气 温 度 为 1 −∀ 下 ϑ − 3∀ ℃ Β , 其冷端为防止弯曲而要求的空气进 口 温度为−2 ∀ ∀: ϑ 3 ∀ ℃ Β 。 冷端平 均 温 度 为 00 . 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(7∀(∃ ∀∃∀∀ )( )∀ 日( 】! ( 】!∀ Θ的Δ∃Δ∃以Ν川Ρ−∀山−以山仪以Ν心Σ∃�江山匀6咬倪山‘山华卜∀0囚Ρ一∀勺山口哎生江山峨口龙工乏ΤΥ乏Ρ山卜门目!∀匀们 − 3∀ , . . 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