大型燃煤鍋爐容克式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)相關(guān)問題

1、論文大型燃煤鍋爐容克式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)相關(guān)問題申請(qǐng)人：葛剛衛(wèi)學(xué)科（專業(yè)）：熱能動(dòng)力工程指導(dǎo)教師： 王學(xué)斌2011年03月25網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文) 任 務(wù) 書專業(yè)班級(jí) 熱動(dòng)0803 層次 專升本 姓名 葛剛衛(wèi) 學(xué)號(hào)200803064976 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目大型燃煤鍋爐容克式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)相關(guān)問題 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作自2011年3月17日起至2011年4月6日止三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基本要求： 指導(dǎo)教師： 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)考核評(píng)議書指導(dǎo)教師評(píng)語：建議成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日答辯小組意見：負(fù)責(zé)人簽名 年 月 日答辯小組成員 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)

2、意見： 負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日III目 錄論文題目：大型燃煤鍋爐容克式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)相關(guān)問題學(xué)科（專業(yè)）：熱能與動(dòng)力工程申請(qǐng)人：葛剛衛(wèi)指導(dǎo)教師：王學(xué)斌 教授 摘 要容克式空氣預(yù)熱器是大中型電站鍋爐上廣泛采用的尾部換熱設(shè)備，正常運(yùn)行時(shí)漏風(fēng)量大一直是影響鍋爐效率的關(guān)鍵之一。漏風(fēng)率高是該類空氣預(yù)熱器的致命缺點(diǎn)，所以在容克式空氣預(yù)熱器技術(shù)中，防止或降低漏風(fēng)即密封技術(shù)占有很重要的地位。文中推導(dǎo)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的一般性計(jì)算公式，分析影響漏風(fēng)的因素，提出了采用雙密封技術(shù)，新結(jié)構(gòu)靜密封，安裝漏風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)等降低漏風(fēng)的對(duì)策。本文分析了神華陜西國(guó)華錦界發(fā)電廠2093th鍋爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)、磨損、堵灰、排煙

3、溫度高的原因。介紹了所采取的一系列有效改造技術(shù)。解決了漏風(fēng)、磨損、堵灰及排煙溫度高等難題。取得了良好的安全和經(jīng)濟(jì)效益。本文在查閱大量科技文獻(xiàn)資料基礎(chǔ)上對(duì)容克式空氣預(yù)熱器采用雙密封技術(shù)，新結(jié)構(gòu)靜密封，安裝漏風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理做簡(jiǎn)單介紹，對(duì)采用動(dòng)靜間隙密封技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析；根據(jù)我國(guó)現(xiàn)狀預(yù)測(cè)這一技術(shù)應(yīng)用前景，并提出相應(yīng)的對(duì)策。論文類型：設(shè)計(jì)報(bào)告關(guān) 鍵 詞：空氣預(yù)熱器；壓差；間隙；漏風(fēng)；密封Title: Large-scale coal-fired boilers Ljungstrom air preheater leakage-related issues Speciality:Th

4、ermal Energy and Power EngineeringApplicant:Gangwei GeSupervisor:Prof. Xuebin WangABSTRACTLjungstrom air preheater and medium-sized power plant is widely used on the rear of the boiler heat transfer equipment, a large quantity of air leakage during normal operation affecting the boiler efficiency ha

5、s been one of the keys. The high leakage rate of such fatal shortcoming of air preheater, so Ljungstrom air preheater technology, to prevent or reduce the air leakage sealing technology that plays an important role. Paper derived a general air preheater leakage formula to analyze the factors that af

6、fect the air leakage is proposed dual-seal technology, the new structure, static seal, install the automatic control systems to reduce leakage of air leakage response. This paper analyzes the divine power plants in China, Shaanxi Country Huajin sector 2093t / h boiler rotary air pre-heater leakage,

7、wear, plugging ash, smoke high temperature causes. A description of the transformation adopted a series of effective techniques. Solve the air leakage, wear, ash, and exhaust gas temperature higher blocking problem. Has achieved good safety and economic benefits. In this paper, the basis of informat

8、ion access to a large number of scientific and technical literature on the Ljungstrom air preheater dual-seal technology, the new structure, static seal, the installation of air leakage of the principle of automatic control system to do a brief introduction on the use of the advantages of dynamic an

9、d static sealing technology gap, technical characteristics of the analysis; according to China's status quo prediction application prospect of this technology and propose countermeasures.Paper Type: Design ReportKEY WORDS: Air preheater; pressure; clearance; leakage; seal30 目 錄1 緒論12 空氣預(yù)熱器的工作原理及

10、作用23 空氣預(yù)熱器的類型及優(yōu)缺點(diǎn)33.1 板式空氣預(yù)熱器33.2 回轉(zhuǎn)式（容克式）空氣預(yù)熱器33.3管式空氣預(yù)熱器44 空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)機(jī)理、規(guī)律及控制措施4.1漏風(fēng)的機(jī)理及其規(guī)律54.2漏風(fēng)因素的分析及對(duì)策64.2.1降低泄漏系數(shù)K的措施雙重密封或多重密封64.2.2空氣側(cè)與煙氣側(cè)的壓力差P的控制84.2.3降低間隙面積F的措施104.2.3.1選擇合理的轉(zhuǎn)子直徑間隙面積的計(jì)算公式104.2.3.2熱端徑向間隙的控制104.2.3.3冷端徑向間隙的控制114.2.3.4軸向密封間隙的控制124.2.3.5靜密封間隙的控制125神華陜西國(guó)華錦界電廠空預(yù)器技術(shù)特點(diǎn)135.1更加強(qiáng)調(diào)漏風(fēng)指標(biāo)控制

11、135.2預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)136 神華陜西國(guó)華錦界電廠空預(yù)器性能試驗(yàn)結(jié)論177空預(yù)器漏風(fēng)治理237.1漏風(fēng)治理措施237.2漏風(fēng)治理經(jīng)濟(jì)性分析237.3結(jié)束語248結(jié)論與展望25 致 謝26 參考文獻(xiàn)27 附 錄28 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果29聲明CONTENTS1 Preface.12 The working principle of the air preheater and the role of the air preheater.23 Air pre-heater type and good and bad points.33.1 Board style air pre-heat

12、er .3 3.2 Rotation type (Rong Keshi)airpre-heater.33.3 Tubular air pre-heater.44 The air pre-heater leaks out the mechanism, the rule and the control measure 4.1 Leaks out mechanism and rule.5 4.2 Leaks out the factor analysis and the countermeasure.6 4.2.1 Reduces leakage coefficient K the measure

13、- - dual seals or the multiple seals.64.2.2 Air side and haze side pressure difference P control.84.2.3 Reduces gap area F the measure.104.2.3.1 Chooses the reasonable rotor diameter gap area the formula.104.2.3.2 Hotendradial clearance control.104.2.3.3 Cold end radial clearance control.114.2.3.4 A

14、xial seal gap control.124.2.3.5 Static seal gap control.125 God China Shaanxi national essence brocade power plant spatial pre-technology characteristic.135.1 Even more emphasized leaks out the target control.135.2 Pre-heater structure improvement.136 God China Shaanxi national essence brocade power

15、 plant spatial pre-performance test conclusion.177 Spatial pre-leaks out the government.237.1 Leaks out the government measure.237.2 Leaks out the government efficiency analysis237.3 Concluding remark.246 Conclusions and Suggestions25Acknowledgements26References27Appendice28Achievements29Declaration

16、西安交通大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1緒 論容克式空氣預(yù)熱器是大中型電站鍋爐上廣泛采用的尾部換熱設(shè)備，它的主要作用是：進(jìn)一步降低鍋爐排煙溫度，提高鍋爐效率，從而達(dá)到節(jié)約燃料的目的；提高了送入鍋爐的用于燃燒的空氣溫度，有利于火焰的穩(wěn)定性，并提高了燃料的燃盡程度，即提高了燃燒效率；提高了整臺(tái)設(shè)備內(nèi)煙氣的溫度水平，增大了與工質(zhì)間的溫壓，從而強(qiáng)化了傳熱過程。 容克式空氣預(yù)熱器同管式相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、鋼耗少，容易布置等優(yōu)點(diǎn)，但是容克式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率高卻是難以解決的問題，是該類設(shè)備的致命缺點(diǎn)，所以在容克式空氣預(yù)熱器技術(shù)中，防止或降低漏風(fēng)即密封技術(shù)占有很重要的地位。縱觀回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的發(fā)展歷史，可以說在

17、一定程度上是密封技術(shù)發(fā)展的歷史?？諝忸A(yù)熱器的漏風(fēng)會(huì)導(dǎo)致機(jī)組熱力工況的變化，隨著漏風(fēng)量的增加，熱風(fēng)溫度下降，排煙溫度也下降，排煙溫度下降又導(dǎo)致冷端受熱面壁溫降低，加速了低溫腐蝕的過程；漏風(fēng)還影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，它一方面降低了機(jī)組的熱效率，另一方面增加了通風(fēng)機(jī)械的功率消耗，使企業(yè)發(fā)電煤耗和供電煤耗增加。針對(duì)空預(yù)器漏風(fēng)問題本文將從理論分析和實(shí)際技術(shù)應(yīng)用中得以闡述，從漏風(fēng)的機(jī)理及其規(guī)律出發(fā)，論述降低漏風(fēng)的理論途徑。2空氣預(yù)熱器的工作原理及其作用空氣預(yù)熱器是利用煙氣余熱提高進(jìn)入爐膛的空氣溫度的設(shè)備。它的工作原理是：受熱面的一側(cè)通過煙氣、另一側(cè)通過空氣，進(jìn)行熱交熱，使空氣得到加熱，提高溫度；使煙氣排煙

18、溫度下降，提高煙氣余熱的利用程度。    空氣預(yù)熱器有如下作用：    1、改善并強(qiáng)化燃燒  當(dāng)經(jīng)過預(yù)熱器后的熱空氣進(jìn)入爐內(nèi)后，加速了燃料的干燥、著火和燃燒過程，保證爐內(nèi)穩(wěn)定燃燒，起著改善、強(qiáng)化燃燒的作用。    2、強(qiáng)化傳熱  由于爐內(nèi)燃燒得到改善和強(qiáng)化，加上進(jìn)入爐內(nèi)的熱風(fēng)溫度提高，爐內(nèi)平均溫度水平也有提高，從而可強(qiáng)化爐內(nèi)輻射傳熱。    3、減小爐內(nèi)損失，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。由于爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，輻射熱交換的強(qiáng)化，可以降低化學(xué)不完全燃燒損失；另一

19、方面，空氣預(yù)熱器利用煙氣余熱，進(jìn)一步降低了排煙損失，因此，提高了鍋爐熱效率。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)空氣在預(yù)熱器中溫度升高1.5時(shí)，排煙溫度可降低1。在鍋爐煙道中安裝空氣預(yù)熱器后，如果能把空氣預(yù)熱150160就可以降低排煙溫度110120，可將鍋爐熱效率提高77.5，可節(jié)約燃料11%12%。    4、熱空氣可以作為燃料的干燥劑。對(duì)于層燃爐，有熱空氣，可以使用水分和灰分較高的燃料；對(duì)于電站鍋爐，熱空氣是制粉系統(tǒng)的重要干燥劑和煤粉輸送介質(zhì)。3空氣預(yù)熱器的類型及優(yōu)缺點(diǎn)空氣預(yù)熱器有板式、回轉(zhuǎn)式和管式空氣預(yù)熱器三種 ：31板式空氣預(yù)熱器這種空氣預(yù)熱器多用154mm的薄鋼板制成。將鋼板

20、焊制成呈長(zhǎng)方形的盒子，將若干盒子拼成一組，整個(gè)空氣預(yù)熱器由24個(gè)盒子組成：煙氣由上向下流動(dòng)，經(jīng)過盒子的外側(cè)，空氣則橫向流過盒子的內(nèi)側(cè)，由下面轉(zhuǎn)彎向上，兩次與煙氣流相交，使煙氣與空氣形成逆向流動(dòng)，獲得較好的傳熱效率。此種空氣預(yù)熱器由于耗用鋼材較多，平均約為25kg/m²；結(jié)構(gòu)不緊湊；焊縫多且易滲漏。因此現(xiàn)在很少采用。 32回轉(zhuǎn)式（容克式）空氣預(yù)熱器它又有兩種型式：一種是受熱面旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)式，另一種是風(fēng)道旋轉(zhuǎn)的風(fēng)道回轉(zhuǎn)式。轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，它是由轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒形轉(zhuǎn)子和固定外殼組成。轉(zhuǎn)子是受熱面它被分為許多倉(cāng)格，里面裝有蓄熱板，扇形頂和底板將轉(zhuǎn)子分為煙氣通道和空氣通道：當(dāng)受熱處

21、于煙氣側(cè)時(shí)，蓄熱板吸收煙氣熱量，并將熱量蓄積起來，等到轉(zhuǎn)至空氣娜對(duì)蓄熱板再把貯存的熱量放給空氣，自身溫度降低。受熱面不斷旋轉(zhuǎn)。熱量便不斷地從煙氣傳給空氣，空氣得到加溫，煙氣得到冷卻，這就是回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的工作原理。回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的主要優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕、傳熱元件允許有較大的磨損：因而特別適合于大型鍋爐使用。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且消耗電力；漏風(fēng)量亦較大。 33管式空氣預(yù)熱器 管式空氣預(yù)熱器的主要特點(diǎn)：331它是由許多直徑為405lmm的薄壁鋼管制成的。管子垂直交錯(cuò)排列，兩端與管板焊接。形式立方形的管箱。煙氣由上向下通過管內(nèi)，空氣則橫向通過管間，為了使空氣作多次來回流動(dòng)，在

22、管箱內(nèi)裝有中間管板。當(dāng)采用管徑為50mm制造時(shí)，其高度不超過8m：采用管徑為40mm制造時(shí)，其高度不高于5m。 332空氣預(yù)熱器的煙氣和空氣流速  空氣預(yù)熱器中煙氣流速的選擇，應(yīng)從傳熱、磨損、積灰和電能消耗等幾個(gè)因素綜合考慮。流速越高，傳熱越好，而且還有一定的自身吹灰效果，但流速過高，將使電能消耗增大、管子磨損加劇。因此煙氣流速一般取10一14m/s：對(duì)于空氣流速，考慮到由于空氣橫向沖刷錯(cuò)列管束，放熱系數(shù)較大，空氣流速可取為煙氣流速的一半，即W空W煙0.5，約為57ms。333空氣預(yù)熱器設(shè)置位置  當(dāng)鍋爐既設(shè)置省煤器，又要設(shè)置空氣預(yù)熱器時(shí)，應(yīng)將空氣預(yù)熱器設(shè)置在省煤

23、器后面：如果空氣預(yù)熱器先接觸高溫?zé)煔猓捎跍囟容^高，同時(shí)空氣導(dǎo)熱又比水差，容易把空氣預(yù)熱器燒壞。另外，運(yùn)行時(shí)還要注意不能停用鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，否則因較高溫度的煙氣沖刷空氣預(yù)熱器，會(huì)使預(yù)熱器燒毀。334管式空氣預(yù)熱器的優(yōu)缺點(diǎn)：它傳熱效高，加工制造容易，嚴(yán)密性也很好，因此，在電站鍋爐和工業(yè)鍋爐中都獲得了廣泛的應(yīng)用。但其缺點(diǎn)是體積大，管內(nèi)飛灰容易堵塞，煙氣進(jìn)口端容易磨損。由上可知回轉(zhuǎn)式（容克式）所具有的優(yōu)點(diǎn)，因此現(xiàn)在大型電站鍋爐基本上都選回轉(zhuǎn)式（容克式）空氣預(yù)熱器，但是與此所產(chǎn)生的漏風(fēng)問題亦不容忽視。漏風(fēng)問題是回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的主要問題，也是影響空預(yù)器效率的主要問題，很好地解決密封技術(shù)也就很好地提高了鍋爐效率

24、。4空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)機(jī)理、規(guī)律及控制措施41漏風(fēng)的機(jī)理及其規(guī)律容克式空氣預(yù)熱器主要有筒形轉(zhuǎn)子和外殼組成，轉(zhuǎn)子是運(yùn)動(dòng)部件，外殼是靜止部件，動(dòng)靜部件之間肯定有間隙存在，這種間隙就是漏風(fēng)的渠道?？諝忸A(yù)熱器同時(shí)處于鍋爐島煙風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)口和出口，空氣側(cè)壓力高，煙氣側(cè)壓力低，二者之間存在壓力差，這是漏風(fēng)的動(dòng)力。由于壓差和間隙的存在造成的漏風(fēng)稱為直接漏風(fēng)。還有一種漏風(fēng)叫結(jié)構(gòu)漏風(fēng)，是由于轉(zhuǎn)子內(nèi)具有一定的容積，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，就像水車一樣，必定攜帶一部分氣體進(jìn)入另一側(cè)。結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量的計(jì)算公式為式中：Vxd為結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量，m3s；D為轉(zhuǎn)子內(nèi)徑，m；d為中心筒直徑，m；n為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度，rmin；y為轉(zhuǎn)子內(nèi)金屬所占容積份額

25、；h為轉(zhuǎn)子高度，m。結(jié)構(gòu)漏風(fēng)是容克式空氣預(yù)熱器的固有特點(diǎn)，是不可避免的。由公式看出，結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量與轉(zhuǎn)子內(nèi)容積及轉(zhuǎn)速成正比，為了降低結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量，在滿足換熱性能的前提下，盡量選擇較低的轉(zhuǎn)速，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)速大于15 rmin時(shí)，提高轉(zhuǎn)速對(duì)傳熱不再有益；轉(zhuǎn)子內(nèi)盡量充滿傳熱元件，增加金屬所占容積份額，提高y值，即轉(zhuǎn)子高度不要留有太多的剩余空間。結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量占預(yù)熱器總漏風(fēng)量的份額較少，空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)主要是直接漏風(fēng)，直接漏風(fēng)量的計(jì)算公式可以按如下方法推導(dǎo)出來。把空氣側(cè)和煙氣側(cè)視為兩個(gè)一壁之隔的充滿氣體的無限大容器，空氣通過間壁上的微小間隙泄漏到煙氣側(cè)，如圖1，根據(jù)粘性流體的伯努利的方程得到式中：PA為空氣側(cè)壓力，

26、Pa；PG為煙氣側(cè)壓力，Pa；為空氣密度，kgm3；g為重力加速度；h為泄漏阻力，具有長(zhǎng)度單位，m。    根據(jù)流速、流量、流通截面積之間的關(guān)系，有國(guó)際上習(xí)慣于用單位時(shí)間內(nèi)泄漏的氣體質(zhì)量G來表示漏風(fēng)量，則    這就是空氣預(yù)熱器漏風(fēng)量的基本計(jì)算公式，式中P為空氣側(cè)與煙氣側(cè)的壓力差，該式與美國(guó)ABB-APC公司提供的計(jì)算公式形式是一樣的，公式中氣體密度是基本不變的，因此，影響漏風(fēng)的主要因素是：系數(shù)K；間隙面積F；空氣側(cè)與煙氣側(cè)之間的壓力差P。本公式適用于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的徑向密封，軸向密封，靜密封和中心環(huán)向密封。 42漏風(fēng)因素的分析及對(duì)

27、策由公式（8）看出，漏風(fēng)量與泄漏系數(shù)K、間隙面積F、空氣與煙氣的壓力差P的平方根成正比，要降低漏風(fēng)量，就必須降低K，F(xiàn)，P值。下面分別論述降低K，F(xiàn)，P值的有關(guān)措施。421降低泄漏系數(shù)K的措施雙重密封或多重密封自從1984年中國(guó)由機(jī)械工業(yè)部牽頭，哈爾濱鍋爐廠、上海鍋爐廠、東方鍋爐廠三大鍋爐廠家聯(lián)合引進(jìn)美國(guó)CE公司空氣預(yù)熱器技術(shù)以來，中國(guó)的空氣預(yù)熱器基本上都是采用同一結(jié)構(gòu)，密封技術(shù)大同小異。28號(hào)以下預(yù)熱器，轉(zhuǎn)子為12分倉(cāng)，扇形倉(cāng)角度為30°，扇形密封板角度也是30°；285號(hào)以上預(yù)熱器，轉(zhuǎn)子為24分倉(cāng)，扇形倉(cāng)角度為15°，扇形密封板角度也是15°。這樣在

28、一般情況下，只有一條徑向密封片與扇形板密封面相接觸，形成單徑向密封。軸向密封和靜密封也都是單密封，軸向密封和靜密封也都是單密封，軸向密封板的寬度對(duì)應(yīng)于一個(gè)扇形倉(cāng)外圓弧玄長(zhǎng)，靜密封僅僅在煙氣側(cè)布置迷宮式結(jié)構(gòu)。1996年，英國(guó)豪頓公司進(jìn)入中國(guó)大陸市場(chǎng)，帶來了空氣預(yù)熱器的中心傳動(dòng)技術(shù)和雙密封技術(shù)。雙密封技術(shù)主要是指雙徑向密封和雙軸向密封，所謂雙密封，就是在任何時(shí)候都有兩條密封片與密封板相接觸，形成兩個(gè)密封，如圖2。雙密封降低漏風(fēng)的原理推導(dǎo)如下：采用單密封時(shí)，煙氣與空氣只有一壁之隔；采用雙密封時(shí)，煙氣與空氣被過度區(qū)域隔開。在工況相同間隙相同的情況下，采用雙密封結(jié)構(gòu)時(shí)，漏風(fēng)先從空氣區(qū)泄漏到過度區(qū)，再?gòu)倪^

29、度區(qū)泄漏到煙氣區(qū)，如圖2，假定過度區(qū)壓力為PM，那么應(yīng)該存在如下關(guān)系式。    根據(jù)流體力學(xué)的流體連續(xù)性原理得把等式（12）與等式（8）相比較，可以看出，雙密封技術(shù)可以把泄漏系數(shù)K降低30，漏風(fēng)量降低30。另外，雙徑向密封還可以減輕轉(zhuǎn)子多邊形變形，減少環(huán)向間隙，降低環(huán)向漏風(fēng)；雙靜密封可以緩解熱端軸承處向外漏熱風(fēng)和密封板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)處向外漏熱風(fēng)。由公式（12）得到啟示，既然雙密封可以把泄漏壓差降低一半，那么采用多重密封會(huì)怎樣呢？經(jīng)過試驗(yàn)推導(dǎo)得出，當(dāng)采用多重密封時(shí)，漏風(fēng)量為式中：n為多重密封數(shù)。由公式（13）看出，密封數(shù)越多，降低泄漏系數(shù)K越大。但是，由于操作空間的限制和

30、制造成本的提高，不可能采用多重密封，一般取n2。另外，根據(jù)公式（8）知道，一個(gè)完整的單密封的泄漏系數(shù)為把公式（15）和（14）相比較，可以看出，多重密封相對(duì)于單密封，實(shí)際上是增加了氣體由空氣側(cè)到煙氣側(cè)的泄漏阻力，阻力系數(shù)由變成了n。因此，根據(jù)這種理解，在工程實(shí)際中，可以設(shè)計(jì)出并非完整的多重密封。例如，在電廠改造單密封預(yù)熱器時(shí)，如果不更換傳熱元件，可以采取圖3所示的簡(jiǎn)易雙密封方案，在此方案中，雖然新加的一道徑向密封隔板不完整，但是卻增加了氣體泄漏的阻力，1n2。根據(jù)實(shí)踐，此方案效果良好。422空氣側(cè)與煙氣側(cè)的壓力差P的控制在回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器中，空氣側(cè)與煙氣側(cè)的壓力差是由鍋爐系統(tǒng)的阻力決定的，鍋爐

31、系統(tǒng)內(nèi)空氣和煙氣的流程如圖4。在預(yù)熱器的空氣進(jìn)口，空氣壓力為Pai，空氣經(jīng)過預(yù)熱器后，由于空氣側(cè)的阻力，空氣出口壓力為熱空氣送入鍋爐后參加燃燒，變成煙氣，由于鍋爐的阻力，在預(yù)熱器的煙氣入口，煙氣壓力為    煙氣通過預(yù)熱器后，由于煙氣側(cè)的阻力，煙氣出口壓力為由公式（16）、（17）看出，預(yù)熱器熱端壓差等于鍋爐阻力，預(yù)熱器冷端壓差等于鍋爐阻力和預(yù)熱器總阻力之和。因此，要控制預(yù)熱器的煙風(fēng)壓差，就要在鍋爐總體設(shè)計(jì)時(shí)選擇合適的磨煤機(jī)型號(hào)、燃燒器型式和受熱面布置，降低系統(tǒng)的阻力，并防止尾部結(jié)露。在預(yù)熱器設(shè)計(jì)時(shí)，裝設(shè)吹灰器、水沖洗裝置以及風(fēng)壓測(cè)量管道，在運(yùn)行過程中，進(jìn)行正常有

32、效的吹灰，否則，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，因積灰堵塞而造成阻力增加和冷端壓差增加，預(yù)熱器漏風(fēng)率升高。在停爐維修時(shí)，進(jìn)行水沖洗，保持受熱面清潔，清洗后一定要烘干后再投入使用。蒸汽吹灰時(shí)一定要保證吹灰蒸汽壓力和過熱度，否則將加劇積灰堵塞。有些電廠因吹灰蒸汽達(dá)不到品質(zhì)要求，又沒有其它形式的吹灰器，干脆不吹灰，因而隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，積灰加重，阻力增加，漏風(fēng)率越來越大。423降低間隙面積F的措施空氣預(yù)熱器漏風(fēng)量與間隙面積成正比，控制間隙面積可以有效地控制漏風(fēng)。漏風(fēng)間隙包括熱端徑向密封間隙、冷端徑向密封間隙、軸向密封間隙和靜密封間隙，間隙越小越好，但是間隙不可能為零，更不能為負(fù)值，因?yàn)殚g隙太小會(huì)造成設(shè)備磨損，

33、影響使用壽命。下面分別介紹控制各個(gè)間隙的措施。4231選擇合理的轉(zhuǎn)子直徑間隙面積的計(jì)算公式為F·L式中：為間隙寬度；L為間隙長(zhǎng)度。間隙長(zhǎng)度L與轉(zhuǎn)子直徑有關(guān)，轉(zhuǎn)子直徑越大，間隙越長(zhǎng)，徑向間隙長(zhǎng)度為L(zhǎng)rRr式中：R為轉(zhuǎn)子半徑；r為中心軸（筒）半徑。環(huán)向密封間隙長(zhǎng)度為L(zhǎng)cir2R為了控制間隙長(zhǎng)度，必須合理選擇轉(zhuǎn)子直徑。選擇轉(zhuǎn)子直徑的原則有兩個(gè)：一是確保煙氣和空氣在預(yù)熱器內(nèi)有適當(dāng)流速，煙氣在空氣預(yù)熱器內(nèi)的最佳流速為812 ms，空氣流速等于或略低于煙氣流速。二是空氣預(yù)熱器是鍋爐系統(tǒng)的一部分，空氣預(yù)熱器的總阻力不能太高，根據(jù)美國(guó)ABBAPC公司的技術(shù)資料，空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)阻力加上空氣側(cè)阻力之和

34、應(yīng)小于127 mm水柱。因?yàn)樽枇εc氣體流速和受熱面高度有關(guān)，流速越大，受熱面越高，阻力越大，所以當(dāng)受熱面較高時(shí)，可以選用較低流速，即較大轉(zhuǎn)子直徑；當(dāng)受熱面較低時(shí)，可以選用較高流速，即較小轉(zhuǎn)子直徑。4232熱端徑向間隙的控制熱端徑向間隙是空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的主要渠道，必須嚴(yán)格控制。熱端徑向密封片在安裝調(diào)整時(shí)，一般安裝成直線，內(nèi)外側(cè)間隙均為0 mm，在熱態(tài)運(yùn)行時(shí)預(yù)熱器發(fā)生復(fù)雜的綜合變形，尤其是轉(zhuǎn)子的蘑菇狀變形，使熱端徑向間隙增大，如果不采取措施的話，預(yù)熱器65的漏風(fēng)發(fā)生在熱端徑向間隙?，F(xiàn)代預(yù)熱器一般都采用冷端支撐熱端導(dǎo)向定位的結(jié)構(gòu)，熱端扇形板內(nèi)側(cè)吊掛的中心軸上，外側(cè)吊掛在中心桁架上。預(yù)熱器發(fā)生變形之后

35、，熱端扇形內(nèi)側(cè)隨著轉(zhuǎn)子中心軸膨脹向上移動(dòng)，所以內(nèi)側(cè)間隙是不變的，而外側(cè)間隙則由于轉(zhuǎn)子的蘑菇狀下垂和外殼增長(zhǎng)而增大。外側(cè)間隙的計(jì)算公式為式中：rh為熱端徑向密封外側(cè)間隙，t為轉(zhuǎn)子蘑菇狀變形下垂量；h為外殼膨脹量；b為冷端中心桁架彎曲量（撓度）；p為中心筒膨脹量；sp為支撐端軸膨脹量。50 MW鍋爐機(jī)組6 m預(yù)熱器，這一間隙可達(dá)10mm；600 MW鍋爐機(jī)組15 m預(yù)熱器這一間隙可達(dá)50mm。為了彌補(bǔ)這一間隙，可以采取以下措施。安裝漏風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。安裝漏風(fēng)控制系統(tǒng)后，熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，漏風(fēng)控制系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)子變形下垂量的多少，由電腦控制，自動(dòng)提升或下放扇形板外端，使密封間隙始終保持在設(shè)定的范圍內(nèi)，如圖5所

36、示，從而達(dá)到對(duì)漏風(fēng)自動(dòng)控制的目的，提高整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率。由于轉(zhuǎn)子上端面變形為曲線，為了使熱端扇形板與密封片之間形成均勻一致的間隙，防止磨損，有時(shí)需折線安裝熱端徑向密封片。確保轉(zhuǎn)子垂直度。如果轉(zhuǎn)子不垂直，就不能保證扇形板、弧形板在同一密封面上，三向（徑向、軸向、旁路）密封間隙的調(diào)整和控制更無從談起，因此轉(zhuǎn)子找正是調(diào)整密封間隙的前提條件。徑向密封片的安裝要以靠尺為基準(zhǔn)，確保徑向密封片的高度差小于1 mm。4233冷端徑向間隙的控制由于冷端壓差大于熱端壓差，冷端氣體密度大于熱端密度，因此冷端徑向漏風(fēng)是空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的重要因素，冷端間隙必須得到有效的控制。冷端間隙的控制一般采用冷態(tài)預(yù)留熱態(tài)彌補(bǔ)的辦法

37、，即在冷態(tài)安裝調(diào)整時(shí)，冷端內(nèi)側(cè)間隙為0 mm，而外側(cè)預(yù)留出一定間隙；熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，內(nèi)側(cè)間隙由0 mm變?yōu)橹味溯S的膨脹值，外側(cè)間隙由于轉(zhuǎn)子的蘑菇狀下垂變?yōu)?mm。這樣一來預(yù)留間隙的計(jì)算就非常重要，根據(jù)美國(guó)ABBAPC公司的技術(shù)資料，冷端預(yù)留間隙的計(jì)算公式為式中：為平均溫度Tav時(shí)的材料線性膨脹系數(shù)，其值可以根據(jù)表1選?。籘為轉(zhuǎn)子上下端溫差，；Tai為空氣進(jìn)口溫度，；Tao為空氣出口溫度，；Tgi為煙氣進(jìn)口溫度，；Tgo為煙氣出口溫度，；H為傳熱元件高度，m；sp為支撐端軸膨脹系數(shù)，；Tsp為支撐端軸溫差，；Lsp為支撐端軸長(zhǎng)度，m。支撐端軸膨脹量很小，一般不大于1 mm，可以忽略不計(jì)。根據(jù)以上公

38、式進(jìn)行正確計(jì)算，冷端漏風(fēng)可以減低到最低水平。冷端扇形板一般在用螺桿支撐在中心桁架上，如果預(yù)留間隙偏大，可以手動(dòng)均勻調(diào)整冷端扇形板。4234軸向密封間隙的控制現(xiàn)代大型預(yù)熱器一般都裝有軸向密封裝置，當(dāng)旁路密封（環(huán)向密封）不良時(shí)，軸向密封可以防止氣體通過外殼與轉(zhuǎn)子之間的環(huán)形通道繞到煙氣側(cè)，也就是說，軸向密封起到第二條防線的作用。實(shí)際上，旁路密封的生產(chǎn)和安裝精度不易保證，再加上旁路密封片的磨損，旁路漏風(fēng)是存在的。當(dāng)旁路密封所泄漏空氣從冷端進(jìn)入轉(zhuǎn)子與外殼之間后，又分為兩個(gè)去向，一部分通過軸向密封間隙泄漏到煙氣側(cè)，一部分又從另一端匯入到空氣風(fēng)道中。為了控制軸向漏風(fēng)，可以采取以下措施。保證旁路密封質(zhì)量，減輕

39、軸向密封負(fù)擔(dān)，如現(xiàn)場(chǎng)車加工旁路密封面。冷端元件裝卸門加裝填料，防止額外環(huán)向泄漏。根據(jù)轉(zhuǎn)子半徑膨脹量，正確預(yù)留軸向密封間隙。4235靜密封間隙的控制現(xiàn)代大型預(yù)熱器，為了保證扇形板和軸向密封板的可調(diào)性，在扇形板與中心桁架之間，軸向密封板與外殼之間，都裝有靜密封，早期的靜密封都是迷宮式結(jié)構(gòu)，如圖2，由于這種密封結(jié)構(gòu)的螺栓易松動(dòng)和部件易磨損，往往造成漏風(fēng)，已逐漸被淘汰?，F(xiàn)在填壓式靜密封和金屬脹縮節(jié)式靜密封得到越來越多的應(yīng)用。5神華陜西國(guó)華錦界電廠空預(yù)器技術(shù)特點(diǎn)我公司鍋爐配備兩臺(tái)三分倉(cāng)容克式空氣預(yù)熱器，型號(hào)為32VI（T）50°-2083SMRC一、二次風(fēng)倉(cāng)分隔布置，一次風(fēng)倉(cāng)角度為50

40、6;，二次風(fēng)倉(cāng)角度為130°，煙氣倉(cāng)角度 為180°，轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為13.492m，,轉(zhuǎn)子高度2480mm，受熱高度為2083mm。51更加強(qiáng)調(diào)漏風(fēng)指標(biāo)控制511采用雙道密封技術(shù)：預(yù)熱器設(shè)計(jì)更加強(qiáng)調(diào)漏風(fēng)指標(biāo)控制，全部采用雙道徑向密封和軸向密封技術(shù)。和傳統(tǒng)的單道密封方案相比，采用雙道密封可使直接泄漏降低30%。雙道密封通過密封板覆蓋兩個(gè)轉(zhuǎn)子倉(cāng)格來實(shí)現(xiàn)，保證在任何時(shí)候，都有兩道密封在起作用。轉(zhuǎn)子使用36倉(cāng)方案，利于漏風(fēng)穩(wěn)定。低阻力元件保證流通阻力很小。同時(shí)制造、安裝方便，沒有過多的因籃子倉(cāng)格數(shù)過多引起的轉(zhuǎn)子截面利用率差，局部煙氣走廊多（籃子筐角部）的缺點(diǎn)。通過使用新傳熱元件波形，達(dá)

41、到降低阻力的目的。512采用焊接靜密封方案(自密封)：保持預(yù)熱器的漏風(fēng)穩(wěn)定是新預(yù)熱器技術(shù)的又一特點(diǎn)。為達(dá)到長(zhǎng)期控制預(yù)熱器漏風(fēng)率的目的，減少可能的預(yù)熱器密封板背后的漏風(fēng)通道，在新設(shè)計(jì)預(yù)熱器時(shí)，靜密封結(jié)構(gòu)上考慮采用焊接(自密封)方案：A. 預(yù)熱器軸向采用焊接密封，取消了軸向密封板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。采用新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軸向密封板圓度由專用工裝結(jié)構(gòu)保證，精度大大提高。保留有檢修內(nèi)置簡(jiǎn)易調(diào)節(jié)裝置，在檢修階段可以迅速重定密封板位置，而不必調(diào)整全部密封片。加厚了靜密封片厚度，使用耐腐蝕材料，對(duì)煙氣的局部渦流磨損抵擋時(shí)間大大延長(zhǎng)。B冷端徑向密封采用雙側(cè)焊接密封。運(yùn)行時(shí)不再需要調(diào)節(jié)。扇形板按簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證密封面的制造平

42、整度（用機(jī)加工保證）。預(yù)熱器扇形板兩側(cè)都布置有焊接靜密封，使扇形板背面不存在漏風(fēng)通道。扇形板為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，和軸向密封板一樣，避免外部溫度變化引起扇形板變形而使密封面過量磨損。當(dāng)長(zhǎng)期運(yùn)行（一個(gè)大修期后）使密封片發(fā)生磨損或更換密封片時(shí)，扇形板內(nèi)部的調(diào)節(jié)螺栓可保證迅速調(diào)節(jié)扇形板水平度，而不需要調(diào)動(dòng)所有密封片，大大加快檢修進(jìn)程。513采用端面旁路密封結(jié)構(gòu)為強(qiáng)化控制預(yù)熱器的軸向漏風(fēng)，加強(qiáng)對(duì)預(yù)熱器空氣流的導(dǎo)向作用，預(yù)熱器的冷端旁路密封由側(cè)面改到下端面（右圖）。此改進(jìn)上海鍋爐廠已推廣使用，在從125-660MW等級(jí)的鍋爐機(jī)組上，取得了明顯的效果。達(dá)到了以下目的：使兩層密封片更易貼近，（安裝時(shí)電焊固定），減少了

43、繞過密封槽口的旁通風(fēng)?？諝饬魇軐?dǎo)向作用明顯。采用本設(shè)計(jì)后，電廠檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子外周上的構(gòu)件磨損大為減輕（如元件更換門，軸向靜密封等），這有力的說明了這一改進(jìn)是有效的。采用本設(shè)計(jì)方案后，圍帶處的漏風(fēng)來源大大下降，此處的漏風(fēng)率比改進(jìn)前下降了一半，只有0.15%左右的漏風(fēng)率。52預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)521 新型模塊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子采用模塊式方案。新模塊方案沒有重疊的徑向隔板，轉(zhuǎn)子流通面積加大2%，自重降低8%左右。冷段傳熱元件側(cè)面更換。轉(zhuǎn)子由9個(gè)雙倉(cāng)格車間制造模塊和9個(gè)現(xiàn)場(chǎng)安裝模塊組成。主要模塊在車間內(nèi)制造完成，具有下列優(yōu)點(diǎn)：1）現(xiàn)場(chǎng)只需要和中心軸做銷接，不但安裝快，而且質(zhì)量由制造廠保證。不需要做徑向隔板和

44、中心筒的直向拼焊。2）使用新模塊設(shè)計(jì)方案，轉(zhuǎn)子自重減輕，元件安裝位置擴(kuò)大，流通阻力下降。傳熱元件可以裝在模塊內(nèi)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)費(fèi)省，現(xiàn)場(chǎng)堆放體積小。522下部梁支承方式新預(yù)熱器采用由下部梁直接支承的方式，預(yù)熱器可以將下部梁直接安裝在用戶鋼架上，比原來的掛板形式，安裝調(diào)整方便很多，可以直接從運(yùn)轉(zhuǎn)層進(jìn)入搭在梁內(nèi)的平臺(tái)，檢修非常方便。523積木式外殼和連接板采用圓殼體設(shè)計(jì)方案，體積小，重量比原設(shè)計(jì)降低10%左右。外殼按安裝要求分成主支座和副支座，和用戶鋼架連接簡(jiǎn)便，自帶膨脹滑動(dòng)裝置，安裝快，操作簡(jiǎn)單。上下煙風(fēng)道連接板在車間內(nèi)預(yù)組裝檢查，現(xiàn)場(chǎng)拼裝準(zhǔn)確。524改進(jìn)后的支承軸承設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子中心筒的下端軸將轉(zhuǎn)子載

45、荷傳輸?shù)桨惭b在下部中間梁上的推力軸承上。使用球面推力輥?zhàn)虞S承，油浴潤(rùn)滑。配專用油站冷卻過濾。預(yù)熱器的支承端軸采用大直徑空心端軸，對(duì)軸承扭矩的抵抗能力更大，也減輕了它的自重。軸承的布置位置安排在梁內(nèi)，加高了梁的高度，安裝了檢修平臺(tái)，大大方便了運(yùn)行檢修工作。擋水板能保證清洗水進(jìn)入油空間內(nèi)。軸承和潤(rùn)滑設(shè)備的使用壽命按15年設(shè)計(jì)。潤(rùn)滑油站的安裝位置布置在梁的端部，運(yùn)行檢修非常方便。轉(zhuǎn)子起頂裝置使用新輕型油站，利用中心軸上的開口，可以非常方便的頂起轉(zhuǎn)子。525 完善了導(dǎo)向軸承設(shè)計(jì)導(dǎo)向軸承采用雙列向心球面輥?zhàn)虞S承，油浴潤(rùn)滑。配專用油站冷卻過濾或水冷套冷卻。新結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向軸承主要改善了兩點(diǎn)：1）使密封盤和扇形

46、板分離，大大提高了和中心筒的對(duì)中能力，密封盤不再和轉(zhuǎn)子隨動(dòng)，消除了漏灰通道。2）使用安裝隨動(dòng)氣封裝置，自動(dòng)適應(yīng)端軸位置。扇形板不直接掛在軸承上（連在導(dǎo)向軸承座上），軸承座四周設(shè)有軸向滑動(dòng)裝置，消除了使軸承傾翻的因素。改進(jìn)后的預(yù)熱器，熱端漏灰現(xiàn)象，導(dǎo)向軸承處的環(huán)境溫度大大下降，軸承油溫不高，也延長(zhǎng)了導(dǎo)向軸承的使用壽命。 6神華陜西國(guó)華錦界電廠空預(yù)器性能試驗(yàn)結(jié)論神華陜西國(guó)華錦界能源發(fā)電有限責(zé)任公司委托西安熱工院對(duì)1號(hào)鍋爐進(jìn)行性能考核驗(yàn)收試驗(yàn)（二七年五月）其試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論如下：空氣預(yù)熱器A側(cè)和B側(cè)一次風(fēng)壓降分別為0.49kPa及0.59kPa，均在（0.4880.596）kPa的保證值范圍內(nèi)；空氣預(yù)

47、熱器A側(cè)和B側(cè)二次風(fēng)壓降分別為0.67kPa及0.74kPa，同樣均在（0.7520.920）kPa的保證值范圍內(nèi)；空氣預(yù)熱器A側(cè)和B側(cè)煙氣壓降分別為1.26kPa及1.34kPa，超出（0.941.14）kPa的保證值范圍。100%ECR工況兩次試驗(yàn)，空氣預(yù)熱器A側(cè)和B側(cè)漏風(fēng)率平均值分別為5.16%和5.36%，空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率小于保證值6%。75%ECR工況空氣預(yù)熱器A側(cè)和B側(cè)漏風(fēng)率分別為5.55%和6.11%，50%ECR工況空氣預(yù)熱器A側(cè)和B側(cè)漏風(fēng)率分別為6.47%和7.03%。空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率在投產(chǎn)第一年內(nèi)不大于6%，運(yùn)行一年后不大于8%?？諝忸A(yù)熱器漏風(fēng)率AL值按下

48、式計(jì)算：AL （%）=（WG15-WG14）/WG14E×100%式中：WG14-空氣預(yù)熱器進(jìn)口煙氣量 kg/s WG15-空氣預(yù)熱器出口煙氣量 kg/s空氣預(yù)熱器煙、風(fēng)側(cè)壓降空氣預(yù)熱器一次風(fēng)壓降設(shè)計(jì)值0.542kPa，二次風(fēng)壓降設(shè)計(jì)值0.836kPa，煙氣壓降設(shè)計(jì)值1.04kPa，在試驗(yàn)條件下，煙、風(fēng)壓降的實(shí)際值與設(shè)計(jì)值偏差不大于10%?？諝忸A(yù)熱器氧量場(chǎng)和溫度場(chǎng)標(biāo)定2006年11月9日17:1118:40在595.5MW負(fù)荷對(duì)氧量場(chǎng)及溫度場(chǎng)進(jìn)行了標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果如下：表3 空氣預(yù)熱器進(jìn)出口氧量場(chǎng)、溫度場(chǎng)測(cè)試結(jié)果空氣預(yù)熱器進(jìn)口A側(cè)氧量場(chǎng)標(biāo)定結(jié)果 單位：%測(cè) 孔12345678910第一點(diǎn)4.744.624.864.914.784.764.524.314.334.27第二點(diǎn)4.524.574.714.614.724.784.624.294.334.32第三點(diǎn)4.384.484.704.805.024.704.584.264.304.30平均值4.554.564.764.774.844.754.574.294.324.30代表點(diǎn)2223113223空氣預(yù)熱器進(jìn)口B側(cè)氧量場(chǎng)標(biāo)定結(jié)果 單位：%測(cè) 孔123456