锅炉空预器关键技术研究与应用

空气预热器就是锅炉尾部烟道中的烟气通过内部的散热片将进入锅炉前的空气预热到一定温度的受热面，是一种用于提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗的设备。其技术核心要点主要有以下两方面：1）、能量回收增效。回收锅炉尾部烟气余热（ 260-400^∘C 入口烟温），将助燃空气加热至 200-350^∘C ，提升燃烧效率并降低排烟温度（ ）。2）、强化燃烧过程。提高空气温度可加速燃料着火，减少不完全燃烧损失，排烟温度每降低 1℃可提升锅炉效率 0.6-0.8% 。

空气预热器在锅炉中的应用多为三分仓式，附带有火警报警系统、间隙调整系统和变频控制系统。空气预热器的使用方便、操作简单、运行安全，并能提高锅炉系统的热交换性能，因此在烟气锅炉系统中有很普遍的使用

1、国内空气预热器运行现状

目前国内空气预热器连接方式普遍为螺栓对穿连接方式，空气预热器在长周期运行过程中，由于轴承磨损及过热等原因容易导致电机过流、振动大等故障，严重时造成电机抱死，在遇到电机故障需退出检修时，常采取降负荷停运预热器，手工拆除连接螺栓后移除电动机，投运备用电动机正常运转后恢复电网负荷指令。在常规更换电动机中，降低负荷是普遍采用的一种方式。但对于单空气预热器布置机组来说，电机故障跳闸后将直接导致预热器停止运行、连锁锅炉停炉。

2、研究目的

通过特殊的结构形式和技术措施保证预热器在主电机故障后自动退出使用，备用电机自动投入运行，以确保空气预热器不间断运行。在预热器正常运行中停转将导致预热器本体卡涩、连锁机组停炉，从而造成电力企业的经济损失。解决上述技术难题可以保证空气预热器的可靠投运，满足火力发电机组的正常运行。

3、技术方案

针对电机与减速机采用可分离式连接方式:将联轴器连接方式传统对穿螺栓连接改为采用非接触式联轴器连接，正常带载运行中电机端与减速机端为非接触式扭矩传递，可实现空气预热器运行中电机与减速机分离功能。通过调研、非接触式联轴器主要分为电磁联轴器和永磁联轴器。

电磁联轴器：主要分为主动转子和从动转子，主动转子连接电机轴，嵌有导磁材料（如硅钢片）；从动转子连接负载端，含导磁或导电材料（如铜、铝）。利用电磁方式，通过 24VDC 直流电源来控制动力旋转传动的吸合与分离。当处于吸合状态时，主动侧带动被动侧同步旋转并传递动力扭矩；当处于分离状态时，主、被动侧完全分离。从而完美地实现驱动/电机相互间在工作过程中顺利切换。

应用特性：依赖尾部供电，在空预器高温、高粉尘环境易导致电磁线圈过热或绝缘失效；电控系统复杂度高，增加故障点，需定期维护轴承、线圈等部件。

永磁联轴器：永磁联轴器是通过啮合面传递转矩的传动设备，永磁转子连接二级减速机输入轴，导体转子处在永磁转子所产生的磁场中。当导体转子随着电机旋转时，就会切割磁力线，从而在导体表面产生涡流，该涡流又会产生一个感应磁场，此感应磁场与永磁转子产生的磁场之间会产生一个力的作用，从而实现力矩从一级减速机输出轴到二级减速机输入轴，通过调整永磁盘与导体盘之间的气隙（ 0.5-20mm ），实现扭矩与转速的无级控制。

应用特性：无需外部供电，磁场恒定；无机械磨损，基本免维护；耐高温、防腐蚀，适应粉尘、潮湿等恶劣环境。

通过比对电磁联轴器与永磁联轴器在实际运行中的优劣特性，电磁联轴器在高灰、高温环境中运行可靠性远远低于永磁联轴器，因此，非接触式联轴器选用永磁为最佳。

针对主电机自动退出方式：在主辅电机底座设置电动滑轨，在主电机故障时可配和连锁程序触发动作，使故障电机沿滑轨自动退出与减速机连接，能够避免故障电机阻碍预热器旋转，同时切换备用电机投入带载，以实现不影响机组运行自动切换投入，方便检修维护，提高预热器运行稳定性。

经过现场实际使用测算，该技术方案应用后有效改善了预热器电机故障对空气预热器运转的影响，同时缩短检修维护时间，电机更换时间由原来的 2 小时缩短为 30 分钟。

4、结束语

通过对火电机组空气预热器运行现状调查，分析空预器常见故障，通过新技术、新思路优化空预器连接方式，创新联轴器连接方式，并辅助连锁自动退出滑轨，使空预器在火电机组运行中维护更为简单，运行可靠性得到提高，大大降低空预器电机故障后对机组运行造成的影响，对新建火电机组具有一定借鉴意义。

参考文献

[1]王玉良、孙春一永磁两周期的磁路结构及其特性[j].磁性材料及器件.2005(4):9-11