空預(yù)器及其漏風(fēng)改造

1、1節(jié)能培訓(xùn)手冊系列講座空氣預(yù)熱器及其漏風(fēng)改造合同能源管理中心合同能源管理中心- -丁兆勇丁兆勇2012014 4年年2 2月月 主要內(nèi)容 一、基本概念 二、存在的問題 三、漏風(fēng)改造 四、效益分析3一、基本概念 概念：概念：空氣預(yù)熱器（air pre-heater）就是鍋爐尾部煙道中的煙氣通過內(nèi)部的散熱片將進(jìn)入鍋爐前的空氣預(yù)熱到一定溫度的受熱面?？諝忸A(yù)熱器一般簡稱為空預(yù)器，多用于燃煤電站鍋爐。 作用：作用：降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)省燃料。改善燃料的著火與燃燒條件，降低不完全燃燒熱損失，進(jìn)一步改進(jìn)鍋爐熱效率。節(jié)約金屬，降低造價。改善引風(fēng)機(jī)的工作條件。4一、基本概念 分類：管式空預(yù)器5 煙氣在

2、管內(nèi)流過，空氣在管外流過，通過管壁交換熱量。一、基本概念 分類：回轉(zhuǎn)式空預(yù)器6主要有二分倉、三分倉和四分倉式轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，儲熱單元吸收煙氣的熱量傳給一次風(fēng)和送風(fēng)一、基本概念 分類：管式空預(yù)器 優(yōu)點(diǎn)：密封性好、傳熱效率高、易于制造和加工。 缺點(diǎn)：體積大、鋼管內(nèi)容易堵灰、不易于清理和煙氣進(jìn)口處容易磨損?；剞D(zhuǎn)式空預(yù)器 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、密度小、換熱面密度高、整機(jī)質(zhì)量輕、金屬耗用量少、利于安裝布置、低溫腐蝕輕。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造工藝和安裝要求高、運(yùn)行維護(hù)工作量大、熱態(tài)自動控制困難。7二、存在的問題 受熱面著火 儲熱單元積灰堵塞 換熱效率差 漏風(fēng)率過高漏風(fēng)率過高8二、存在的問題 受熱面著火 原因：未燃盡碳

3、 未燃盡燃油 措施：油槍性能 保證點(diǎn)火成功率 長期低負(fù)荷運(yùn)行保證吹灰 儲熱單元積灰堵塞 原因：灰分 未燃盡碳 措施：定期吹掃 降低未燃碳含量 換熱效率差 原因：灰分堵塞 儲熱單元老化 腐蝕 措施：定期吹掃 定期更換換熱單元 9二、存在的問題 漏風(fēng)率過高 漏風(fēng)？就是指通過一次風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)引入到空預(yù)器的空氣未進(jìn)入爐膛而直接漏入了空預(yù)器煙氣通道，然后由引風(fēng)機(jī)抽走排入大氣。10攜帶漏風(fēng)一次風(fēng)和送風(fēng)在儲熱單元內(nèi)隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)漏入煙氣通道轉(zhuǎn)速 容積二、存在的問題 漏風(fēng)率過高 11直接漏風(fēng)空氣通過空隙漏入煙氣通道壓差密封結(jié)構(gòu)儲熱單元阻力熱態(tài)變形二、存在的問題 漏風(fēng)危害一次、送、引風(fēng)機(jī)電耗增加，嚴(yán)重時因風(fēng)機(jī)出力受

4、限，鍋爐被迫降負(fù)荷運(yùn)行；漏風(fēng)造成排煙熱損失增加，降低了鍋爐的熱效率；漏風(fēng)還使煙氣溫度降低，導(dǎo)致受熱面低溫段腐蝕、堵灰。 12二、存在的問題 漏風(fēng)率漏入某部位煙氣的空氣與進(jìn)入該部位的煙氣質(zhì)量比 漏風(fēng)率計(jì)算根據(jù)煙氣經(jīng)過空預(yù)器前后的二氧化碳量來計(jì)算：13和分別是空預(yù)器入口和出口煙氣中 的體積百分比88規(guī)范規(guī)定，用此計(jì)算公司計(jì)算漏風(fēng)率為漏風(fēng)率，按重量百分比計(jì)算二、存在的問題 漏風(fēng)率計(jì)算根據(jù)煙氣經(jīng)過空預(yù)器前后的量變化來計(jì)算：14為預(yù)熱器中空氣側(cè)煙氣側(cè)的總漏風(fēng)量（重量）,kg/s 和分別表示預(yù)熱器入口和出口的煙氣量（重量）,kg/s二、存在的問題 漏風(fēng)率計(jì)算根據(jù)煙氣經(jīng)過空預(yù)器前后的氧氣量變化來計(jì)算：15

5、三、漏風(fēng)改造 管式空預(yù)器 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器16 查缺補(bǔ)漏 更換管路 耐磨金屬 防沖刷布置 定期更換密封裝置 改進(jìn)密封技術(shù) 減小壓差 漏風(fēng)回收三、漏風(fēng)改造 密封技術(shù)17 雙道密封利用原理：減小漏風(fēng)差壓實(shí)現(xiàn)方法：加密轉(zhuǎn)子倉格或放寬扇形板得到效果：降低30%直接漏風(fēng)優(yōu) 點(diǎn)：1. 30萬以上機(jī)組漏風(fēng)率能6% (有LCS 能達(dá)到5%）2. 漏風(fēng)率指標(biāo)穩(wěn)定不足之處：1. 流通阻力略有上升(密封板變寬)2. 轉(zhuǎn)子重量增加(采用較多倉格)使用情況：對30-50萬機(jī)組預(yù)熱器，能完全替代 LCS目前新機(jī)組已普遍使用三、漏風(fēng)改造 密封技術(shù)18 三道密封利用原理：進(jìn)一步減小漏風(fēng)差壓實(shí)現(xiàn)方法：加密轉(zhuǎn)子倉格或放寬扇形板得到效

6、果：再降低12%的直接漏風(fēng)優(yōu) 點(diǎn)：1.30萬以上機(jī)組漏風(fēng)率能12KPa的三分倉預(yù)熱器上采用2.在50-60萬機(jī)組可以部分替代LCS目前新機(jī)組已部分使用三、漏風(fēng)改造 密封技術(shù)19 刷式密封利用原理：增加漏風(fēng)阻力系數(shù)實(shí)現(xiàn)方法：加軟密封鋼絲刷條得到效果：降低直接漏風(fēng)優(yōu) 點(diǎn)：1. 不必增加轉(zhuǎn)子倉格2. 初投運(yùn)階段，漏風(fēng)率較小（能短時間到4%以下）不足之處：1. 壽命短，鋼絲軟化快2. 成本高，損耗快3. 維持時間僅3個月左右部分機(jī)組使用過三、漏風(fēng)改造 密封技術(shù)20 接觸式（彈片式）密封利用原理：減小密封間隙實(shí)現(xiàn)方法：密封片設(shè)置彈簧結(jié)構(gòu)得到效果：短期降低直接漏風(fēng)優(yōu) 點(diǎn)：1. 不必增加轉(zhuǎn)子倉格2. 對密封

7、板平面度不敏感不足之處：1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維持時間較短2.彈簧壽命短，密封片交接處間隙大壓縮次數(shù) 150萬次/年）3.彈簧失效后漏風(fēng)急劇上升本公司改造使用技術(shù)-北京華能達(dá)、德國巴克杜爾公司三、漏風(fēng)改造 密封技術(shù)21 四分倉式密封利用原理：減小漏風(fēng)壓差實(shí)現(xiàn)方法：一次風(fēng)設(shè)置在二次風(fēng)之間得到效果：長期降低直接漏風(fēng)優(yōu) 點(diǎn)：1. 一次風(fēng)漏風(fēng)壓差降低近半2. 漏風(fēng)率較三分倉改善明顯3. 一臺爐布置一臺預(yù)熱器不足之處：1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度增加使用情況：1. 在大型CFB鍋爐基本普及2. 一次風(fēng)壓力大于18kPa時可以考慮三、漏風(fēng)改造 密封技術(shù)22 固定式密封（VN密封）利用原理：減小縫隙實(shí)現(xiàn)方法：預(yù)設(shè)定轉(zhuǎn)子變形得到

8、效果：長期降低直接漏風(fēng)優(yōu) 點(diǎn)：1.計(jì)算精確，2.密封效果好3. 維護(hù)工作量小不足之處：1.需要預(yù)精確計(jì)算2.改造較復(fù)雜，施工要求嚴(yán)格使用情況：新空預(yù)器應(yīng)用較多- Howden公司三、漏風(fēng)改造 密封技術(shù)23 加壓密封利用原理：增加密封區(qū)壓力實(shí)現(xiàn)方法：風(fēng)機(jī)將冷煙送入密封區(qū)得到效果：漏風(fēng)率數(shù)值很小優(yōu) 點(diǎn)：1. 能通過增加風(fēng)機(jī)功率，降低漏風(fēng)率表觀數(shù)值2. 漏風(fēng)率能控制在2%以下不足之處：1. 需高壓頭風(fēng)機(jī)，功耗大2. 煙風(fēng)系統(tǒng)整體未必節(jié)能GGH中使用過三、漏風(fēng)改造 漏風(fēng)回收技術(shù)24 利用原理：漏風(fēng)回收實(shí)現(xiàn)方法：將漏風(fēng)通過風(fēng)機(jī)收回得到效果：漏風(fēng)率數(shù)值很小優(yōu) 點(diǎn)：1. 能通過增加風(fēng)機(jī)功率，降低漏風(fēng)率表觀數(shù)

9、值2. 漏風(fēng)率能控制在2%以下不足之處：1. 需高壓頭風(fēng)機(jī)，功耗大2. 煙風(fēng)系統(tǒng)整體節(jié)能不是很大3.系統(tǒng)復(fù)雜在部分新機(jī)組使用三、漏風(fēng)改造 公司在空預(yù)器改造方面的業(yè)績公司在空預(yù)器改造方面的業(yè)績準(zhǔn)大發(fā)電廠準(zhǔn)大發(fā)電廠1#機(jī)組鍋爐空預(yù)器改造等項(xiàng)目機(jī)組鍋爐空預(yù)器改造等項(xiàng)目金山熱電廠金山熱電廠#1、#2機(jī)組鍋爐的機(jī)組鍋爐的4臺空預(yù)器改造臺空預(yù)器改造雙遼發(fā)電廠雙遼發(fā)電廠#2鍋爐空預(yù)器柔性密封改造項(xiàng)目鍋爐空預(yù)器柔性密封改造項(xiàng)目烏斯太熱電廠烏斯太熱電廠1機(jī)組鍋爐空氣預(yù)熱器柔性密封機(jī)組鍋爐空氣預(yù)熱器柔性密封改造項(xiàng)目改造項(xiàng)目錫林熱電廠錫林熱電廠1機(jī)組鍋爐空氣預(yù)熱器柔性密封改機(jī)組鍋爐空氣預(yù)熱器柔性密封改造項(xiàng)目造項(xiàng)目雙

10、遼發(fā)電雙遼發(fā)電有限公司有限公司#4鍋爐空預(yù)器柔性密封改造鍋爐空預(yù)器柔性密封改造EMC項(xiàng)目項(xiàng)目 25三、漏風(fēng)改造 公司所做空預(yù)器密封改造及技術(shù)公司所做空預(yù)器密封改造及技術(shù) 采用柔性密封技術(shù)采用柔性密封技術(shù)-北京華能達(dá)北京華能達(dá)公司、沈陽龍?jiān)措娬竟竟尽⑸蜿桚堅(jiān)措娬竟緦υ芊庠迯?fù)、調(diào)整，磨損嚴(yán)重的更換對原密封原件修復(fù)、調(diào)整，磨損嚴(yán)重的更換熱端徑向、冷端徑向柔性接觸式密封安裝熱端徑向、冷端徑向柔性接觸式密封安裝軸向密封元件進(jìn)行更換調(diào)整軸向密封元件進(jìn)行更換調(diào)整 26四、效益計(jì)算 改造技術(shù)應(yīng)用前景 空預(yù)器密封設(shè)備屬于損耗性材料，每隔幾年就要更換或改造一次，因此空預(yù)器漏風(fēng)方面的技術(shù)改造屬于長期的，

11、一旦在此領(lǐng)域取得了先進(jìn)的密封改造技術(shù)，可以持續(xù)獲得收益，直至新的不漏風(fēng)空預(yù)器代替現(xiàn)在漏風(fēng)的空預(yù)器或者終身不磨損的密封技術(shù)產(chǎn)生。目前國內(nèi)約有4500臺回轉(zhuǎn)式空預(yù)器投運(yùn)，密封裝置更換周期按照每3年更換一次，每年仍有1500臺回轉(zhuǎn)式空預(yù)器需要漏風(fēng)裝置更換或改造。27 四、效益計(jì)算 簡單估算-密封技術(shù) 根據(jù)機(jī)組漏風(fēng)率每變化1%所對應(yīng)的供電煤耗變化數(shù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算： 年節(jié)省標(biāo)煤=機(jī)組年運(yùn)行小時*機(jī)組功率*供電煤耗下降值 年收益=年節(jié)省標(biāo)煤*標(biāo)煤單價 例如： 600MW超臨界濕冷機(jī)組，漏風(fēng)率每變化1%供電標(biāo)煤耗變化0.2g/kwh。按400MW、漏風(fēng)率下降4%、年利用5000小時、每噸標(biāo)煤600元算： 年節(jié)省標(biāo)

12、煤：5000*0.2g/kwh*4%*400MW=1600噸 年收益：1600噸*600元/噸=96萬元28 四、效益計(jì)算 詳細(xì)計(jì)算-密封技術(shù)以以300MW300MW機(jī)組為例機(jī)組為例計(jì)算條件：送、引和一次風(fēng)機(jī)電流下降值：110A；電動機(jī)電壓: 6.3KV；機(jī)組容量：300MW；機(jī)組年運(yùn)行小時：6000h；機(jī)組年利用小時：4000h；機(jī)組供電煤耗：330g/kwh；標(biāo)準(zhǔn)煤單價 : 700元/噸；改造前空預(yù)器漏風(fēng)率：12%；改造后空預(yù)器漏風(fēng)率：6%。a）節(jié)電收益計(jì)算分析：節(jié)約電量：W = 1.7326.3 1000 1100.95 6000 = 684.16萬kwh節(jié)約供電煤耗 ： 684.16萬

13、kwh 330g/kwh 300MW /4000h = 1.88g/kwh29 四、效益計(jì)算 詳細(xì)計(jì)算-密封技術(shù)以以300MW300MW機(jī)組為例機(jī)組為例b)減少鍋爐排煙熱損失的節(jié)煤收益：空預(yù)器的三個漏風(fēng)通道：冷端漏風(fēng)不引起排煙熱損失增加、熱端漏風(fēng)引起排煙熱損失增加、周向、軸向漏風(fēng)引起排煙熱損失增加。一般漏風(fēng)率下降14,可以提高鍋爐效率1。節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤:330g/kwh 6%14=1.41g/kwh。c)年收益計(jì)算分析：節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤總量：1.88+1.41=3.3g/kwh。年收益:M=4000小時3.3g/kwh30010kw700元/噸=277萬元d)靜態(tài)投資回收期：T = 投資/M = 200/277= 0.7230 四、效益計(jì)算 詳細(xì)計(jì)算-漏風(fēng)回收 泄露的熱量及標(biāo)煤耗泄露熱量：Q=V*Ck*t Q：熱量，kj/h；V：體積流量，Nm3/h；Ck：比熱容，Kj/Nm3.；t：平均溫度，