几种常见的空预器密封形式.docx

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1、几种常见的空预器密封形式目录导读11 .空气预热器的形式12 .预热器的漏风产生原因22. 1.直接漏风23. 2.携带漏风23.减小漏风的措施33. 1.多道密封33. 2.密封间隙跟踪装置44. 3.焊接静密封54.附文：空预器密封间隙自动控制系统在大型火电厂中的应用64. 1.前言64. 2.空预器间隙系统控制结构74. 3.空预器间隙控制系统主要功能74. 3.1.P1C实现的功能74. 3.2.上位机实现的功能84. 3.3.间隙信号检测及调节功能85. 3.4.转子过电流调节84. 3.5.异常保护84.4. 间隙探头安装时的注意事项95. 5.结论9导读回转式空气预热器的漏风控制

2、历来受到空气预热器的设计和运行人员的重视，近年来新的密封结构不断出现，为电厂的节能减排做出了一定的贡献。空气预热器的漏风率指标不断刷新，目前国内新投运机组的预热器漏风率普遍降低到6%以下，一些机组甚至达到了4%以下的国际领先水平。采用不同的漏风控制手段，虽然目标都是降低漏风率，但其在设备配置、运行、维护等方面的投入是不同的。一些手段虽然能使漏风率明显下降，但所配套的设备又增加了新的能耗，其综合节能效果值得商榷。1 .空气预热器的形式锅炉目前采用的空预器有三种：1）大多数锅炉使用管式空预器，管式空预器又分为立管式和卧管式；2）少数锅炉采用热管空预器，它的优点是漏风系数较小；3）是采用回转式空预器

3、，它的优点是相对体积较小，适合大容量锅炉。由于锅炉一次风压较高，为避免漏风系数过大，回转空预器采用特殊分仓和密封方式。锅炉中空气预热器的作用：1）强化燃烧。由于提高了锅炉的助燃空气的温度，可以缩短燃料的干燥时间和促使挥发分析出，从而使燃料迅速着火，加快燃烧速度，增强燃烧的稳定性，提高燃烧的效率；2）强化传热口由于使用了热空气并增强了燃烧，可以提高燃烧室的烟气温度，加强炉内辐射换执.J、，3）提高锅炉运行的经济性，加装了空气预热器可以有效的进一步降低排烟温度，减少排烟损失，提高锅炉效率。2 .预热器的漏风产生原因预热器的漏风产生原因有两种：直接漏风，携带漏风。2. 1.直接漏风由于烟空气压差引起

4、的漏风叫直接漏风，发生在惰性区密封间隙处。根据漏风部位，直接漏风分热端和冷端径向漏风、轴向漏风、热端和冷端中心筒漏风，热端和冷端旁路漏风。计算公式为：1d=KZ.（等广式中K为阻力系数A为漏风通道截面积P为各产生漏风部位的实际空气密度4P为泄漏缝隙两侧的压力差Z为密封道数根据公式可以看出，通过减小漏风通道截面积4、减小泄漏缝隙两侧的压力差/P、增加密封道数Z的方法可降低直接漏风。3. 2.携带漏风转子转动会将积存在预热器转子内部的空气和烟气随转动携带到下一分仓，其中携带的空气，通常称为携带漏风。计算公式为：1e=T1.V.avg式中九为转子转速，V为转子内部空腔空间体积，Pmg为转子内部气体平

5、均密度。根据公式可以看出，通过减小转子转速小减小转子内部空腔空间体积U的方法可降低携带漏风。3.减小漏风的措施4. 1.多道密封采用多道密封减小漏风的形式原理在于降低直接漏风压差。双道密封即属于这种方式。双道密封设计的转子密封板，覆盖了两个完整的转子格仓，密封区始终存在两道密封，因此漏风压差只有传统设计单道密封的一半。在此基础上目前又发展出了三道密封技术，即进一步缩小转子格仓大小，如转子采用48个甚至更多仓格，使得密封板可以覆盖3个转子仓格，保证密封区始终有三道密封，进一步降低漏风压力差。考虑不增加空气阻力需要，一般只在空气和烟气之间的密封区采用三道密封。多道密封结构如图1所示。双道空封三道密

6、封图1多道密封结构因为直接漏风和密封道数的平方根成反比，收益为从单道改到双道最明显，可将直接漏风降低约(1一(I)05)X100%=29.29%;(0s.0s)三道密封能在双道密封的基础上再降低漏风率约3益2100%=18.35%o(2)由于预热器的漏风率中80%左右为由烟空气压差引起的直接漏风。如原漏风率为10%,双道密封可以降低总漏风率(10%*80%)*29.29%=2.32%,漏风率从10%降到7.68%；三道密封可以降低总漏风率(7.68%*80%)*18%=1.10%,漏风率能降到6.58%；以60万机组双道密封漏风率6%为例，采用三道密封比双道密封降低0.5%的漏风率，可使一次风

7、机、二次风机和引风机总的电流每台炉约降低5A左右，按6kV,3相计算，降低电耗52kW,每年按投运700Oh计，电价按0.32元/度计，节电费用11.6万元。一个大修期内(5年)，节电费用58万元。3.2.密封间隙跟踪装置“密封间隙跟踪装置”也称“跟踪式密封装置”。采用密封间隙跟踪装置减小漏风的形式原理在于减少漏风通道截面积。对直径12米以上的预热器，转子蘑菇型变形幅度很大，热端径向漏风占总漏风的一半以上，采用热端不可调设计是不合理的。如一百万机组，转子变形达55mm,不采用扇形板密封间隙跟踪装置，热端径向漏风将超过直接漏风的一半。新型1CS采用了提升装置和扇形板采用较接避免机械设备损坏、采用

8、带机械放大器的接触式传感器来降低事故损坏率，上锅早就淘汰了不可靠的电涡流传感器，还新开发了采用烟气温度信号来控制扇形板位置的新型系统(没有传感器)，已有5年以上连续使用业绩。目前本公司在近300台60万以上机组上使用1CS,投运率达95%以上。密封间隙跟踪装置结构如所示。减速机和马达提升千斤顶-O校链一一.j扇形板最高和最低限位盒减速机.马I达提升千斤顶图2密封间隙跟踪装置通常30万机组配备密封间隙跟踪装置仅降低0.8%1%的漏风率；60万机组配备密封间隙跟踪装置可降低15%2%的漏风率；IOO万机组配备密封间隙跟踪装置能降低2%2.5%的漏风率。对60万机组，以降低2.5%漏风率计算，可以使

9、风机电流合计下降25A（6kV电机）左右，3相计算，降低电耗26OkW,按照年运行7000h计算，可以年节约耗电182万kWh,按照电价0.32元/kWh计算，每台机组年节约发电成本58万元。一个大修期内（5年），节电费用290万元。因此具有非常明显的经济性。3. 3.焊接静密封对可调设计密封板机构，密封板两侧的静密封设置为两片钢板滑移模式，存在的间隙势必造成一定的漏风。如放弃采用可调密封板设计方案（在小型预热器上使用较多）直接将扇形板侧面焊接到预热器壳体上，或在密封板和预热器壳体之间设置波纹节（用于大型预热器，密封板板仍然可以保留在运行阶段调节功能），则能够完全消除这部分漏风。由于没有静密封

10、漏风，不需要经常检修密封板。当长期运行（一个大修期后）使密封片发生磨损或更换密封片时，扇形板内部的调节螺栓可保证迅速调节扇形板水平度，而不需要调动所有密封片，大大加快检修进程。通过将预热器的静密封采用完全焊接结构来实现（密封板不可调），能将预热器的漏风率指标稳定到在整过密封片使用寿命周期内，漏风率上升不超过2个百分点。保持预热器的漏风稳定是该技术的又一特点。预热器壳体4.附文：空预器密封间隙自动控制系统在大型火电厂中的应用据硅谷杂志2012年第19期刊文，对燃煤电厂600MW锅炉回转式空气预热器间隙控制系统的应用进行分析。介绍间隙控制控制系统控制结构，叙述安装间隙测量探头注意事项。也介绍P1C

11、编程控制的原理。对电厂运行、热控点检、维护具有一定的指导意义和参考价值。关键词：回转式空气预热器；间隙控制执行器；扇形密封板；漏风间隙控制；传感器4. 1.前言河南南阳鸭河口电厂二期工程2X600MW燃煤发电机组采用32#,V1型回转式空气预热器，每台锅炉配置两台三分仓空预器。预热器采用反转方式受热面自上而下分为三层，热端和中间段蓄热元件由定位板和波形板交替叠加而成，并配有性能可靠的带电子式敏感元件的具有自动热补偿功能的密封间隙自动跟踪调节装置，在运行状态下热端扇形板自动跟踪转子的变形而调节间隙，以减少漏风。间隙调整系统是减少火电厂空预器漏风率，实现机组节能降耗的关键，其控制不仅仅是简单的机构

12、上下调节系统，而是涉及整个机组运行安全和有效减少漏风的综合优化智能控制系统。4.2.空预器间隙系统控制结构南阳鸭河口二期工程2X600MW燃煤发电机组空预器热间隙自动跟踪控制系统是西安智通公司研制的GJan1型，由一台程控柜、两台就地控制柜、六台专用执行器、六套间隙探头和信号放大器箱组成。在程控柜内安装有控制用P1C、上位计算机、信号隔离模块、空气开关、操作按钮等元件，就地控制柜内安装有空气开关、交流接触器、中间继电器数字式仪表、操作按钮等元件，执行器中安装有上、下行程限位接近开关等元件，信号放大器箱内安装有信号放大器板、冷却风扇等元件。而程控柜统一采集左右两台空预器的所有六个间隙检测信号，统

13、一控制两台就地控制柜。间隙探头采集的活动式扇形密封板与转子法兰的间隙距离信号，通过信号放大器板箱处理后输出420mA的电流信号。自动状态时系统会根据间隙探头测量的数据，通过P1C计算处理后来判断间隙的大小，自动地提升或是下降活动式扇形密封板，保持活动式扇形密封板和转子之间的间隙距离为设定值。1）控制柜内的P1C控制逻辑软件和DCS监控软件，可以实现对现场间隙信号的设定、显示和系统故障的显示记录等。2）将空预器电机电流信号引入系统参与调节。引入电机电流参与密封间隙的调节过程，采用智能控制逻辑对间隙信号和电流信号进行综合判断，对扇形板位置进行控制，有效提高系统的自动投入率。3）安装监控软件，为系统

14、设计完善的故障诊断和报警功能。系统可以自动检测内部的多种故障并将故障分为两类，对危及系统安全运行的故障以光字报警结合屏幕文字提示的方式显示给运行人员及时处理。对于一般故隙则只显示在故障报警画面中，等有条件时再处理。这样不但提高了系统的安全性还简化了设备的操作与维护。4）安装6台西安智通新型全密封扇形板提升机构。执行机构具有正、反转（上升、下降）功能。执行机构分两杆提升（或下降）且同步，总提升（或下降）载荷2X3吨，提升及下降速度为3mmmin执行机构上要有机械指针指示空预器的变形量。4.3.空预器间隙控制系统主要功能西安智通公司所配空预器间隙测量探头采用耐高温传感器，能够在400下对空预器的密

15、封间隙进行非接触监测，由于涡流传感器测量原理的限制，其测量的最大间距为IOmm。4. 3.1.P1C实现的功能1）对空预器间隙信号进行实时采集、运算处理、给出间隙状态、发出机构上升、下降动作进行对空预器间隙调节。2）对主电机电流信号进行实时采集、运算处理、给出过流信号、进行过流调节。3）处理就地柜和程控柜按钮输入信号并给出相应动作信号、处理过载和停转输入信号并给出相应动作信号。4. 3.2.上位机实现的功能1）从P1C读取动态间隙值和电流值，并在屏幕上的相应位置以条形图和数字形式显示。2）从P1C读取间隙调整、过流动作信号和程控柜按钮动作信号，并在屏幕相应位置以图片形式指示。3）实现对间隙给定值、电流给定值的设定，并下传到P1C。4）实现每天故障及故障解除记录。5）显示间隙信号历史曲线。4.3.3.间隙信号检测及调节功能系统自动对预热器转子旋转一周的各路间隙信号进行采样，并找出旋转一周（一个控制周期60s左右）的各路间隙最小值作为该回路的测量值，每找到一个测量的最小值与给定值进行比较，测量值大于给定值03mm输出间隙大信号，测量值小于给定值0.2mm输出间隙小信号。触发时间与测量值和给定值偏差信号成正比，偏差越大，触发时间越长，