陳 巖，李淑杰

(黑龍江省火電第三工程公司，哈爾濱150016)

回轉式空氣預熱器是大中型火力發(fā)電廠鍋爐上廣泛采用的煙、風換熱設備，空氣預熱器漏風對鍋爐運行的經濟性有很大影響。空氣預熱器的漏風使鍋爐熱效率降低，導致鍋爐未完全燃燒熱損失增加，引起爐膛結渣及高溫腐蝕，甚至限制鍋爐出力［1］。在回轉式空氣預熱器安裝過程中，安裝質量對該漏風的影響至關重要。因此，本文分析了回轉式空氣預熱器漏風因素，并結合土耳其迪勒(1+1)×600 MW伊斯肯德倫火電廠工程回轉式空氣預熱器(型號:32－VI(T)－2400－QMR)安裝工程，給出了安裝過程中降低空氣預熱器漏風的預控方法，降低了設備的漏風量。

1 回轉式空氣預熱器漏風因素分析

回轉式空氣預熱器利用鍋爐尾部煙氣熱量加熱燃燒用空氣?？諝忸A熱器由數以千計的高效率傳熱元件緊密地布置在模式扇形倉內，多個扇形倉組成轉子，轉子外殼的兩端同冷、熱端連接板相連，冷、熱端連接板與煙風道相聯，預熱器裝有徑向密封和旁路密封，形成預熱器的一半流通煙氣，另一半流通空氣。當轉子以0.9 r/min的速度轉動時，煙氣和空氣交替流過傳熱元件，傳熱元件從熱煙氣吸收熱量，然后這部分傳熱元件受空氣流的沖刷，釋放出貯藏的熱量，大幅度提高空氣溫度。

回轉式空氣預熱器主要由筒形轉子和外殼組成，轉子是運動部件，外殼是靜止部件，動靜部件之間有間隙存在，包括軸向間隙、徑向間隙、圓周間隙，這種間隙就是漏風的渠道。隨著機組容量的增大，預熱器的直徑和高度也在增大，間隙的長度就會增加，即漏風面積增大和漏風因素增加，漏風量就會增大［2］。

1.1 結構漏風

筒形轉子內具有一定的容積，旋轉時必定攜帶一部分氣體進入另一側，這種漏風稱之為結構漏風，這是受熱面回轉式空氣預熱器的固有特點，是不可避免的。這部分漏風所影響的漏風率一般為1%。為了降低結構漏風量，在滿足換熱的前提下，盡量選擇較低的轉速。

1.2 直接漏風

空氣預熱器處于鍋爐島煙、風系統(tǒng)的進口和出口，空氣側壓力高，煙氣側壓力低，二者之間存在壓力差，這是漏風的動力。由于壓差和間隙的存在造成的漏風稱為直接漏風。

1.2.1 發(fā)生直接漏風的區(qū)域主要部位

轉子上部熱端徑向密封片和扇形板之間;轉子側面軸向密封片和軸向圓弧板之間;轉子下部冷端徑向密封片和扇形板之間;轉子中心筒上、下固定的密封盤和中心密封片之間;扇形板和軸向圓弧板側面和兩端的靜密封區(qū)域;轉子上、下部端頭T型鋼和旁路密封片之間。

1.2.2 降低空氣預熱器漏風率的原則

通過上述因素分析，降低空氣預熱器漏風率應從減少直接漏風入手，宜堅持兩個原則:

1)縮小壓差。努力降低煙、風側壓差，主要是在運行方式方面做好監(jiān)控和調整。

2)減小間隙?；剞D式空氣預熱器的所有動靜部件之間裝設質量優(yōu)良密封裝置，使密封裝置將空氣預熱器各部件熱態(tài)膨脹變形造成的間隙降至最低限度。

2 安裝過程中降低空氣預熱器漏風的預控方法

土耳其迪勒(1+1)×600 MW伊斯肯德倫火電廠回轉式空氣預熱器(型號:32－VI(T)－2400－QMR)為典型VI型三分倉全模式結構，在其安裝過程中，有冷端中心桁架、主座架及軸向密封板、中心筒和端軸裝置、熱端的中心桁架、導向軸承、冷熱端連接板、轉子垂直度、晃動及圓度、轉子密封角鋼、T型鋼、冷熱端扇形板、徑向密封片、軸向密封片、旁路密封片的安裝等幾個環(huán)節(jié)，但預熱器的中心筒密封、徑向間隙、軸向間隙、旁路間隙存在漏風。32－VI(T)－2400－QMR空氣預熱器結構示意圖如圖1所示。

2.1 冷端中心桁架和主座架及軸向密封板安裝控制

圖1 32－VI(T)－2400－QMR空氣預熱器結構示意圖Fig.1 Schematic diagram of 32－VI(T)－2400－QMR air preheater structure

冷端中心桁架是一種裝配的梁式結構，支撐轉子重量產生的推力負荷和一部份流過空氣預熱器的流體的壓差產生的徑向負荷，冷端中心桁架將這些負荷從支承軸承傳到支撐梁上。正確地安裝冷端中心桁架有助于空氣預熱器的主要重量傳到支撐梁上，并對依賴于冷端中心桁架水平度的那些部件(中心筒、導向軸承、轉子、熱端的中心桁架、轉子密封等)的安裝有利。主座架和軸向密封板裝置是轉子外殼的一部份，只要軸向密封板就位就確定了轉子和扇形板密封面的有效立式空間。主座架和軸向密封板把熱端的中心桁架的重量傳遞到冷端中心桁架上，并適應熱端與冷端中心桁架不同的熱膨脹。正確地安裝主座架和軸向密封板有助于保證熱端中心桁架的重量能夠完全支撐在冷端中心桁架上，確保主座架和軸向密封板準確就位，有利于安裝轉子外殼的其它部件。冷端中心桁架和主座架及軸向密封板安裝控制如下:

1)利用冷端中心桁架提供的吊點，起吊冷端中心桁架，最后組裝件到支撐梁高度，并放置在膨脹裝置上。

2)把精密水平儀放在支承軸承箱上，檢查中心桁架的水平度，中心桁架的水平度必須通過增、減支腿下的墊片調整到0.4 mm/m以內。

3)將主座架及軸向密封板固定在冷端中心桁架上，防止這些部件相對運動。在主座架及軸向密封板上部和冷端中心桁架中部之間安裝臨時斜拉支撐，不要把支撐焊到扇形板上［3］。

2.2 中心筒和端軸裝置、熱端的中心桁架及導向軸承安裝控制

中心筒和端軸裝置是空氣預熱器轉子轉動的中心，能夠將轉子中傳熱元件的重量產生的推力負荷和流過空氣預熱器流體的壓差產生的徑向負荷傳遞到支承軸承和導向軸承上，并承擔轉子傳動裝置產生的扭矩，帶動轉子轉動。正確地安裝中心筒和端軸裝置有助于安裝轉子時保持水平，并對其它依賴于轉子水平的部件的安裝有利。

導向軸承裝置承受流過空氣預熱器流體的壓差產生的部分徑向負荷，且允許轉子中心筒在空氣預熱器運行變化時作調節(jié)性的軸向運動(膨脹)。正確地安裝導向軸承，對其它依賴于導向軸承水平部件的安裝有幫助(中心筒、轉子、轉子密封等)。

熱端的中心桁架是一種裝配的梁式結構，支撐流過空氣預熱器流體的壓差產生的部分徑向負荷，熱端的中心桁架通過熱端連接板管道支撐傳遞由導向軸承的負荷到連接板結構上。正確地安裝熱端的中心桁架有助于保持導向軸承裝置，使其它一些依賴于導向軸承水平的部件(中心筒、轉子、轉子密封等)更容易安裝。

主要安裝程序如下:

1)將中心筒和端軸裝置裝入支承軸承。

2)中心筒和端軸裝置要輕輕地座到支承軸承上，防止損壞支承軸承和端軸。

3)將中心筒和端軸裝置垂直放置，并與冷端中心桁架用斜拉臨時支撐聯起來。

4)吊起熱端的中心桁架，導向軸承中心的開口穿過導向端軸，將熱端的中心桁架穿過導向端軸支撐在座架和軸向密封板上部法蘭上。

5)焊、封熱端連接板與主座架和軸向密封板之間的結合面。

6)根據導向軸承安裝圖和導向軸承安裝附注圖提出的要點安裝導向軸承裝置。導向軸承安裝完后，拆除中心筒的臨時支撐。

7)用精密水平儀放在中心筒導向端板，檢查并檢測中心筒和端軸裝置的相對于支承軸承的水平度。中心筒和端軸裝置的水平度必須在0.4 mm/m以內，如果超差，調節(jié)導向軸承箱，以便使中心筒和端軸裝置水平。

8)鎖緊導向軸承箱4個角，以防止它移動［4］。

2.3 冷端連接板、熱端連接板和轉子外殼安裝控制

冷、熱端連接板起到煙道與空氣預熱器之間的過渡作用。正確安裝連接板裝置有助于確定空氣預熱器開口的正確位置，并使空氣預熱器與相鄰煙道的連接簡化。

轉子外殼裝置由分段的殼體組成，對空氣預熱器轉子起到封閉作用。正確地安裝轉子外殼可確保冷、熱端連接板之間的距離，有利于安裝旁路密封和傳熱元件。

2.3.1 冷、熱端連接板和轉子外殼的安裝

1)所有連接板和轉子外殼的分界面都有廠家做的標記，就位時認真鑒別。

2)轉子外殼護板的上、下端與連接板法蘭組裝在一起。護板的側面與外殼座架的側面裝在一起。

3)冷端連接環(huán)以上的側座架的兩立柱之間的圓環(huán)形組件和中心護板必須最后焊接，因為在進行模式扇形倉轉子安裝時還需把它們拆下來。

4)冷、熱端連接板和轉子外殼剩余件全部安裝完后，再進行轉子外殼最后的焊接。

3.3.2 冷、熱端連接板和轉子外殼的安裝

1)將側座架安裝到支撐梁上的膨脹裝置上，通過增、減膨脹裝置的墊片調節(jié)側座架膨脹裝置，使其與冷端中心桁架下的膨脹裝置保持在同一水平面，所有膨脹裝置的水平度應在±2 mm以內。垂直放置側座架，并加臨時斜拉支撐。

2)安裝冷端連接板其余部件，包括一次的中心桁架、冷端連接環(huán)、和冷端管子支撐。安裝冷端一次風的中心桁架及其連接環(huán)的最終裝配。冷端一次風的中心桁架最終調平，并在其外側安裝臨時支撐。安裝冷端管子支撐，在冷端靜密封卷筒調節(jié)水平后，再將管子支撐連接板焊到冷端靜密封卷筒上。

3)將一次風的座架和軸向密封板安裝到冷端一次風的中心桁架上，垂直放置并加臨時支撐。

4)安裝熱端連接環(huán)和管子支撐件。在熱端的靜密封卷筒調節(jié)水平后，再將管子支撐連接板焊到熱端的靜密封卷筒上。

5)完成熱端一次風的中心桁架最后裝配及其管子支撐的安裝。

6)安裝冷端連接板的其全部件。使整個連接板的園環(huán)裝置保持水平和同心。

7)安裝轉子外殼其余部件，側座架的兩立柱之間的護板先臨時焊接，因為還要拆下以便安裝轉子模式扇形倉。

8)安裝熱端連接板的其余部件，使整個連接板的園環(huán)裝置保持水平和同心。先臨時焊接側座架，因為還要拆下以便安裝轉子模式扇形倉。

9)除了熱端連接板和轉子外殼護板的側座架的兩立柱之間的部分以外，所有外殼及連接板部件要滿焊密封，并將外殼臨時支撐拆除。

2.4 對轉子垂直度、晃動及圓度的控制

正確地安裝轉子，有助于傳熱元件盒在最小的間隙時裝入轉子(貼緊安裝傳熱元件盒可防止氣流旁通)，同時有助于密封裝置的安裝和調整。

轉子的垂直度、晃動及圓度對設備的運行影響巨大，運行時，偏差過大會使動靜設備之間產生摩擦，造成靜態(tài)調整的密封間隙不能滿足設備運行的需要。

1)在轉子中心筒上安裝旋轉吊耳，以便旋轉轉子。轉動中心筒使其銷孔(也是模式扇形倉的銷孔)與側座架開孔對準。

2)將在車間已組裝的模式扇形倉安裝到中心筒上。在拆下模式倉起吊梁之前，確保上部中心筒的銷軸完全插進中心筒導向端板，下部轉子突緣正好座在轉子中心筒支撐端板凸耳上。

3)按順序安裝模式扇形倉，必須遵守安裝順序，以確保轉子平衡。在安裝模式扇形倉、傳熱元件時進行對稱吊裝，保持轉子的垂直狀態(tài)。調整模式扇形倉，從轉子外圓測量轉子的晃動及圓度。

4)安裝散裝的轉子柵架。確保弦長尺寸正確，這一點對于元件盒的安裝是非常重要的，如果弦長尺寸太小，那么元件盒就不能完全插入。

5)整個轉子安裝后，檢查支承軸承的水平度。若需要，則調節(jié)軸承箱下的墊片。

2.5 熱端轉子角鋼和空氣預熱器密封的安裝控制

預熱器密封件均是薄板件，用來減小轉子的旋轉部分與靜止密封面之間的間隙，封堵密封面與空氣預熱器靜止部分的縫隙。通過減小這些間隙和縫隙，則能減小通過空氣預熱器的空氣向煙氣的直接漏風。熱端轉子角綱用來減小煙氣入口和空氣出口處轉子與外殼的間隙，減小空氣和煙氣的旁通量。正確地安裝預熱器密封件和熱端轉子角鋼，能夠確?？諝夂蜔煔庾畲笙薅鹊赝ㄟ^傳熱元件，這樣可以提高傳熱效率。在進行轉子密封角鋼、T型鋼的焊接工作時，要防止焊接變形。根據測量的圓度數據，現場用車刀對T型鋼與密封片形成間隙的面進行車削，保證該面的圓度。

2.6 對冷、熱端扇形板的控制

扇形板是形成和調整徑向密封的重要設備，它與徑向密封片之間形成徑向密封間隙，此間隙是漏風量大小的主要因素。主要控制程序如下:

1)確定轉子已調好水平度。

2)拆除臨時支撐并正確地固定扇形板。

3)把千分表或者指示板和測隙規(guī)固定在徑向隔板的預先確定好的永久性標記位置上，當徑向隔板轉到扇形板處時，進行測量千分表和扇形板密封面之間的間隙值。

4)算出每塊扇形板內側的間隙變化值以及外側間隙變化值。扇形板內側間隙變化和外側間隙變化的允許誤差在0.51 mm以內。調整達到要求后將調整螺栓螺母鎖死。扇形板的水平度測量如圖2所示。

圖2 扇形板的水平度測量Fig.2 Level measurement of fan－shaped board

2.7 對徑向密封片的控制

沿著每個轉子徑向隔板的熱端和冷端徑向邊緣安裝徑向密封片，滿負荷運行時徑向密封片和扇形板之間的間隙最小。在徑向密封片上開腰形螺栓孔，用螺栓固定在徑向隔板上，密封片可沿著軸向方向(即與中心筒平行的方向)上調節(jié)。假如運行時這些密封片和扇形板接觸，密封就開始磨損，適當的磨損有利于密封間隙形成一個最佳值，保證較低的漏風率，但在極端工況下強烈的磨損將損壞密封系統(tǒng)。徑向密封片的調整方法如下:

1)徑向密封片安裝前，確認轉子水平度(中心垂直度)必須保持在0.4 mm/m以內。

2)徑向密封片安裝時，從外端開始，把裝有墊圈的螺栓插入到外側密封片的外端和內端螺栓孔中，安裝徑向密封片并用螺母和墊圈固定，但不要擰緊，因為最后調節(jié)時還要移動密封片，安裝這部分的剩余螺栓和墊圈。重復上述步驟安裝中間或內側的徑向密封片。

3)密封片安裝在所有的徑向隔板上后，安裝徑向密封校正裝置。用螺栓把它固定在支承槽鋼上，槽鋼已焊在熱端和冷端連接板的煙氣側或空氣側，一端可焊在靜密封卷筒上，另一端可焊在轉子外殼上或連接環(huán)上。

4)轉動轉子，使一個徑向隔板的徑向密封片位于扇形板的邊緣，用塞尺把內側和外側的密封調整到規(guī)定的間隙，并擰緊螺母。轉動轉子，使該密封位于其余的每個扇形板的邊緣，檢查扇形板內側和外側的間隙。

5)如果間隙的變化不大于±0.5 mm，不需要再重新調整該密封;如果間隙的變化大于±0.5 mm，應按密封調整和安裝圖重新調整間隙值。調整以最大間隙的扇形板作參考。

6)轉動轉子，使帶有密封片的徑向隔板轉到密封校正裝置的下面。調節(jié)密封校正裝置，使其剛好與此密封片接觸。擰緊用于固定徑向密封校正裝置的螺栓，此時校正裝置架設完畢。

7)轉動轉子，使每個徑向隔板的密封片都位于密封校正裝置的下面。調整密封片(包括之間裝上的那一條密封片)，使它們之間的間隙達到設計值，擰緊徑向密封片螺栓。

8)當所有的徑向密封都已調整好并固定以后，拆除密封校正裝置［5］。

2.8 對軸向密封片的控制

沿著每個轉子徑向隔板外側的軸向邊緣安裝有軸向密封片。運行時，軸向密封片和靜止的軸向密封板之間的間隙最小。在軸向密封片上開腰形螺栓孔，用螺栓固定在徑向隔板上，密封片可沿著徑向方向(靠近或遠離軸向密封板)調節(jié)。

調節(jié)軸向密封片可采用如下步驟:

1)安裝前，轉子水平度必須保持在0.4 mm/m以內。

2)安裝軸向密封校正裝置。用螺栓把它固定在支承槽鋼上，槽鋼焊在靠近軸向密封板熱端和冷端的轉子外殼的內側。

3)調整密封校正裝置，使其距熱端和冷端轉子密封角鋼徑向跳動量最大(向外)點的距離為2 mm，轉動轉子，用百分表確定這個點，并且做標記。

4)安裝壓板和密封片，并用螺母和墊片固定，不得擰緊，最后調整時可能移進或移出密封片。

5)轉動轉子，使其軸向密封位于密封校正裝置前面，調整密封片使其剛好和密封校正裝置接觸，擰緊軸向密封螺栓。

6)安裝其它徑向隔板上的壓板和軸向密封片。按密封校正裝置調整軸向密封片。

7)待全部軸向密封安裝并按密封校正裝置調整完畢后，拆除密封校正裝置并入庫，以備將來之用。

8)轉動轉子，直至一塊徑向隔板上軸向密封片正對著軸向密封板的邊緣，檢查和重新調整軸向密封板。在熱端和冷端用塞尺檢查軸向密封片和軸向密封板之間的間隙值，如果變化不超過±0.5 mm，不必調整軸向密封板;如果變化大于±0.5 mm，用調節(jié)裝置移進或移出軸向密封板，以得到正確的間隙。調整裝置在空氣預熱器主座架的外面。

9)轉動轉子，使軸向密封片在軸向密封板的進出口邊緣，并且檢查間隙，如果與規(guī)定值誤差大于±0.5 mm，應調整軸向密封板，以得到所要求的熱端和冷端間隙。

10)轉動轉子，使軸向密封片對準其它的軸向密封板。按上述步驟檢查間隙，如果需要的話，調整軸向密封板。

2.9 對旁路密封片的控制

沿著轉子外殼的內側，在空氣預熱器轉子的出口和入口處裝有旁路密封片。這些密封片在空氣預熱器的轉子外殼的熱端和冷端的空氣側和煙氣側，呈圓周分布。運行時，轉子變形，熱端和冷端密封角鋼和靜止的旁路密封片之間的間隙最小。在旁路密封片上開腰形螺栓孔，用螺栓固定在旁路密封角鋼上［6］。

旁路密封能防止煙氣或空氣在轉子與殼體之間“短路”，作為軸向密封的第一道防線，減少漏風。旁路密封片安裝在冷端環(huán)的上側、熱端環(huán)的下側，與轉子密封角鋼構成旁路密封，旁路密封片與轉子角鋼密封面之間的間隙為旁路間隙，旁路密封片安裝時注意安裝的方向，不能裝反，否則會影響設備運行和膨脹，使密封件損壞，漏風加大。旁路密封片可沿著軸向方向上(靠近或遠離冷、熱端扇形板密封表面)調節(jié)。旁路密封片的調整示意圖如圖3所示。

圖3 旁路密封片的調整示意圖Fig.3 Schematic diagram of adjustment bypass sealing strip

調整步驟如下:

1)安裝新密封前，轉子水平度必須保持在0.4 mm/m以內。

2)轉子找好水平后，標出冷、熱端轉子密封角鋼徑向跳動量最大的點。分別以該兩點為基準，就位冷、熱端旁路密封支撐角鋼，旁路密封支撐角鋼的位置公差為±0.8 mm。

3)安裝旁路密封片，保持轉子靜止，測量每塊隔板處的旁路密封間隙，記錄A、B的值。扇形板下面的隔板處，以“NA”作標記。

4)比較測出的A、B值與密封安裝和調整圖中所規(guī)定的值之間的差別，間隙值公差為±0.8 mm。

3 結論

1)按照本文提出的回轉式空氣預熱器安裝預控方法安裝，安裝了土耳其迪勒(1+1)×600MW伊斯肯德倫火電廠回轉式空氣預熱器，機組投產1a后，漏風率一直控制在5%以內。

2)在回轉式空氣預熱器安裝過程中，嚴格做好質量控制是降低回轉式空氣預熱器漏風率的重要環(huán)節(jié)。應對冷端的中心桁架、主座架及軸向密封板、中心筒和端軸裝置等重要部件加以嚴格控制，能夠有效消除回轉式空氣預熱器密封間隙質量通病，降低空氣預熱器的漏風量，提高鍋爐效率，保證機組經濟性運行。

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