电站锅炉回转式空预器电流波动的处理

电站锅炉回转式空预器电流波动的处理

张家滨杨义关毓雯

兰州石化公司公用工程二部动力锅炉区域  730060

【摘要】回转式空预器电流波动的机理的分析，结合公用工程二部动力锅炉区域生产实际和事故处理案例，对回转式空预器运行中可能出现的电流波动提出了处理方法。

关键词：回转式空预器、电流波动、停转、处理

1　引　言

兰州石化公用工程二部动力锅炉区域C锅炉为上海锅炉厂设计220t/h.压力为9.81MPa.温度540℃的高压自然循环，悬吊式燃煤锅炉。该炉燃烧系统采用单台中速磨直吹式送粉系统，燃烧器四角布置，切向燃烧方式，露天布置，全钢结构，双排柱布置。平衡通风，固态排渣。

该锅炉的空气预热器近年来多出现各种电流波动现象，多次导致锅炉MFT动作，严重影响了机组的安全稳定运行。本文分析了引起电流波动的原因并制定了相应的解决方法。

2  空预器的设计观念

豪顿旋转再生式空气预热器的设计目的是提供燃烧所需的热空气或节约燃料，它在相对较小的空间内装有较大的换热表面。

在换热空间内，换热表面被流经它的气流依次加热和冷却。在不同时间热、冷气流流经同一区域，这样，再生体（换热表面）就从热气流吸热后再将热量传递给冷气流，这一点与同流换热器不同。这一过程可以是周期性的。但如果像豪顿空预器那样再生体旋转，该过程也可以是连续的。

在空预器内，烟气流经再生体的一侧，而空气则流经另一侧。再生体缓慢旋转，使得经特殊设计的换热元件依次经过热烟气流和冷空气流。当换热元件经过空气侧时又把热量传递给空气。这样，烟气携带的热量就得到回收并通过空气流返给锅炉。

转子是空预器的中心部件，其中装有换热单元。从中心轴向外延伸的径向板将转子分为24个扇区，这些扇区又被二次径向隔板分隔。径向隔板和二次径向隔板之间的环向隔板起增强转子和支持元件盒的作用。这样形成的转子有24个周围平直的部分，包含48个分区。转子重量由底部的滚柱推力轴承支承，而位于顶部的滚柱导向轴承则用来承担径向载荷。

空气和烟气两股气流流经转子相对的两部分，两部分之间有一带密封板的窄带将它们隔开。两股气流的流向相反。在该装置，气流的布置为烟气向下、空气向上。在维持空气至烟气的最低漏风率中两股气流之间的密封布置起着至关重要的作用。

转子外壳包围转子，其上有四个过渡烟风道。这些过渡烟风道在锅炉烟风道和转子换热面之间提供烟风通道。转子外壳上还有密封系统将烟气与空气隔开，从而减少空气至烟气的直接漏风。

转子外壳与空预器的主结构相连。主结构由支承底部推力轴承的支撑架和凳板以及两个铰链连接的端柱组成，端柱支撑着带导向轴承的顶部结构。这些结构焊接成一个框架并支承在低梁上。连接转子外壳与支撑钢架的四根铰链侧柱起到加强外壳支撑的作用。

带减速箱的电机驱动系统直接与转子中心轴的驱动轴相连。驱动系统包含主交流电机和备用电机。

转子外壳上的静止密封面由扇形密封板和轴向密封板组成。扇形密封板横跨转子两侧，轴向密封板位于端柱上并与转子外缘角钢一起组成密封对。转子顶部和底部径向隔板和二次径向隔板上以及转子外缘上均装有密封条。正确安装这些密封条可将正确运行条件下的空气/烟气漏风率减至最小。

顶部和底部转子外缘和外壳之间装有环向密封条。底部环向密封条装在外壳上，与底部外缘角钢组成密封对；顶部环向密封条装在顶部外缘角钢上，与转子外壳上的一个法兰面组成密封对。

3  投产初期磨合不足出现的电流波动

机组在投产初期，空气预热器在启动试运期间，各密封间隙正在磨合之中，

当负荷变化引起烟气温度和烟气流量发生突变时，造成空预器转子、壳体膨胀不同步，各部分动静之间密封片产生较大的摩擦，引起电流升高，电流表现为有规律的小尖波。一般经过一段时间磨合，这种现象自然消失。新建机组空预器初次启动要严格控制温升速度，从启动到满负荷不少于8小时，根据实际烟气温度情况进行调整。同时为了避免冷热流体之间的温差过大而造成动静之间密封片产生较大的摩擦引起电流升高，我们在操作过程中视情况开启暖风器以加热入口空气温度以减少温差同时也可以避免尾部烟道低温腐蚀，冷热端温度之和应控制在130℃以上为宜。

4安装质量引起的电流波动

锅炉实际排烟温度如果比设计值高，则其蘑菇变形量比设计值也要增大，引起转子过度变形。由于空预器转子尺寸较大，所以在温度变化时产生的热变形也较大，空预器转子在温度过高时会产生“蘑菇状”变形，导致空预器底部的径向密封条会和扇形板发生摩擦。这类摩擦引起的电流波动的曲线与第二种情况由LCS扇形板与转子摩擦引起的电流波动的曲线相似。避免这类摩擦的手段是控制好锅炉的排烟温度（即加强锅炉吹灰打焦，燃烧的调节，控制好煤粉细度，一二风配比等），使空预器转子既不会因温度过高过度膨胀也不会因温度下降过快变形回复过快。如果动静之间有异物卡涩可加强空预器吹灰。转子与外壳摩擦也可能是有异物卡涩引起的。

5  空预器转子偏斜

当转子水平偏差超过一定程度，特别是转子向烟气侧偏斜，转子水平分力很大，热态时再加上烟气、送风介质压差造成的水平推力和倾覆力矩，见图7（左图）所示。这使导向轴承和底部径向定位轴承承受的水平方向力过大容易导致轴承的损坏，也会造成电流的瞬间增大或周期性摆动。蓄热包堵灰会导致空预器出入口压差增大，空预器偏斜受风压影响会更明显。

运行措施应加强空预器吹灰。检修安装工艺要求主轴水平度和底部支撑轴承水平度全部在严格的标准之内。按厂家要求和国标空预器主轴的安装水平度应不大于0.25mm/m;空预器下轴承的水平度应在0.4mm/m之内二者相对水平偏差应不大于0.25mm/m。

6　结　论

空预器出现电流摆动的原因是多方面的，电流存在一定的摆动是正常的。但是从电机本身的特性要求、驱动变速箱的性能要求等几方面考虑，电机电流的摆动值不能超过最大允许值，否则有可能造成设备的损坏，锅炉MFT动作，严重影响锅炉的长周期运行，以及其他用汽装置和汽轮机的正常运行。

参考文献

1. 《电站锅炉空气预热器》  中国电力  2002.7
2. 《电站锅炉空气预热器控制方法及应用》  科技出版  2016.11