PDF《对回转式空气预热器热端漏风间隙自动跟踪控制系统的探讨》

1 对回转式空气预热器热端漏风间隙自动跟踪控制系统的探讨 崔天龙 (自贡东方锅炉厂) 摘要本文介绍了热电厂 300MW 锅炉回转式空气预热器的结构和工作原理,对密封板和空气预 热器转子之间的漏风间隙的变化进行了分析.

介绍了活动式扇形板调节机构的机械结构, 详细叙述了活 动式扇形板零位调整及调节机构执行器上、下限位开关的对应关系,也指出了其中的注意事项.介绍了 电涡流传感器的工作原理、 信号放大器板的调试方法和调试注意事项, 并对活动式扇形板漏风间隙测量 和控制的方法进行了讨论.本文对与热电厂热控设计和应用具有一定的参考价值. 关键词 回转式空气预热器 扇形密封板 漏风间隙控制 电涡流传感器 热电厂 300MW 锅炉 Discuss in the system that it can automatically detect and control the blower air leak between blast and smoke apartments in the top end of gyration air preheater Cui Tianlong ZiGong DongFang Boiler Manufacture Plant Abstract: This study is introduces the structure and the principium of gyration air preheater in coal power plant'

s 300MW boiler, and analyses the changes of the blower air leak gap between the seals board and rotor in it. It is not only introduces the structure of the board lifter, and describes details how to sets the board at zero position and how to connect with the top limit and lower limit switches, but also point out the notices. It introduces the electric whirlpool sensor and how to regulate the signal magnify board and the notices, it also talks over the methods how to measure and control the gap. This study is worth referenced to the thermodynamics control design and the applications in the coal power plants. Keywords: Gyration air preheater Sector seals board Blower air leak gap control Electric whirlpool sensor Coal power plant 300MW boiler

0 前言 回转式空气预热器是热电厂大型锅炉上普遍采用的烟气尾端换热装置, 与管式空气预热器相比, 回 转式空气预热器具有结构紧凑、体积小、换热面密度高、整机质量轻、金属耗用量少、利于安装布置、 低温腐蚀较管式换热器轻等特点,适于在大型锅炉上使用.但回转式空气预热器的缺点是漏风量大,工 况良好时为 6%~8%,密封不良时为 20%~30%,大于管式换热器 5%以下的漏风量.另外回转式空 气预热器的结构复杂、制造工艺和安装要求高、运行维护工作量大,热态自动控制也较为困难.较高的 漏风量引起预热器入口风压降低、风机电流升高,预热器后的过量空气系数升高、尾部排烟气温降低、 锅炉热效率降低、燃煤损耗增加,锅炉达不到额定负荷.因此对回转式空气预热器的漏风量进行热态控 制就变得尤为重要.

1 回转式空气预热器的结构和工作原理 以国内某著名锅炉厂型号为 LAP10320 的回转式空气预热器为例,该型号空预器为受热面旋转、中 心轴驱动、三分仓体式,如图

1 所示. 图1空预器的基本结构 1…一次风仓冷风入口 2…二次风仓冷风入口 3…一次风仓热风出口 4…二次风仓热风出口 5…空预器外部壳体 6…转子中心转轴 7…转子法兰面 8…转子径向密封片 9…转子内部蓄热单元 10…转子轴向密封片 11...转子壳体 12…热风仓烟气出口 13…热风仓烟气入口 空预器由外部壳体和中心转子组成, 外部壳体起到外部密封和气体导流的作用, 中心转子则是起热 交换器的作用.在中心转子上下面的对应位置分别划分出烟气流通区、空气流通区和密封区,而外部壳 体则在这些区域的一定范围内形成相应的仓体,即一次风仓、二次风仓和热风仓.其中一次和二次风仓 形成冷风侧,热风仓形成热风侧.各个仓体上下端分别由外部壳体和风管形成各自的气体流通风道.

2 空预器的转子实际上是一个上下开口的巨大 筒体,在其内部装有大量蓄热单元.蓄热单元由 蓄热元件组成,蓄热元件是把物理比热较高的金 属材料制作成凹凸不平的波浪型片状,以增大其 与空气的接触面积.在转子的上下表面上又使用 径向密封片分隔出若干扇形面积的小区域.以转 子的某一个扇形区域为例,当这个扇形区转动到 热风侧时,高温的烟气由热风仓的顶部流入,穿 过该扇形区域从转子的下方流出;

转子继续转动 到冷风侧时,低温的空气由一次风仓或二次风仓 的底部流入, 穿过该扇形区域从转子的上方流出. 在这个过程中,高温的烟气在流过蓄热元件时将 热量传导给蓄热元件,并由转子转动到冷风侧, 再把热量传递给

一、二次风,使的冷空气被预热, 如图

2、图3所示. 空预器转子 高温烟气 低温烟气 转动 热风 冷风 图2空预器转子的加热原理 低温烟气 一次冷风 高温烟气 高温烟气 转动 二次冷风 图3空预器分仓结构和气体流向图 一次热风 扇形密封板 二次热风 空预器转子 一次风仓 二次风仓 热风仓 空预器的转子是转动的, 在转子与空预器上下壳体及圆周壳体之间存在一定距离的间隙. 由于冷风 侧和热风侧各个仓室之间的流体压力、温度和流速的差异,造成了流体在不同仓室之间的相互泄漏,即 空预器内部漏风.为了降低空预器的内部漏风量,在各个仓室之间、转子上下面对应的位置安装有控制 漏风间隙的扇形密封板,上部扇形密封是动态可调的,下部是固定的.同时还在转子的上下表面、转子 的圆周曲面以及转子与壳体的上下圆周结合处,分别安装有相互对应的等分角度的固定式的径向密封 板、轴向密封板和周向密封板,如图

4 所示. 径向漏风 径向漏风 轴向漏风 图4空预器转子的密封板种类和间隙漏风类型 转动 活动式扇形密封板 空预器外壳 固定式扇形密封板 周向密封板 径向密封板 轴向密封板 根据转子各部份受热变形的特点, 恰当地调节各个部份固定式密封板, 使转子和外部壳体之间的轴 向漏风间隙为最小. 而转子上部可调扇形密封板由间隙自动控制系统自动调节, 可以自动根据转子上部

3 的热变形情况来做出动态调节, 配合恰当调节的转子下部固定扇形密封板, 可以使各个仓室间的径向漏 风间隙为最小. 上部导向轴下部推力轴承 中心驱动装 外部壳体 辅助立柱 主结构立柱 结构横梁 支撑横梁 图5空预器的支撑结构和安装示意 空预器在安装时,外部壳体由两侧的锅炉辅 助立柱支撑;

中心转轴下方通过下部推力轴承与 中心驱动装置对接后,将转子的重量通过支撑横 梁传递给锅炉本体的结构横梁,再由结构横梁将 此重量传递到锅炉本体的主结构立柱上;

转轴上 部通过上部导向轴承与空预器外部壳体相连.通 过上述结构描述,可以得知该型号的空预器是墩 放在,由锅炉的辅助立柱、结构横梁、结构立柱 组成的支撑架构上面,如图

5 所示. 正是这种特殊的结构和安装方式,决定了回 转式空预器在受热后的变形,是由下部支撑横梁 为原点,向上部发生轴向膨胀伸长,并以中心转 轴为圆心向四周发生径向膨胀伸长,这种变形在 转子的受热变形中最为明显.而外部壳体是个巨 大的刚性连接体,加之这种墩放式结构,以及外 部壳体的金属材料的物理比热和热膨胀系数都小 于内部转子蓄热元件,这就使得空预器外壳的热 膨胀变形量也小于内部转子的热膨胀变形量.

2 回转式空气预热器........