635MW机组空预器节能优化治理的研究与应用

1 背景简介

635MW 机组锅炉（ 2020t/h ）为亚临界、平衡通风、燃煤汽包炉。锅炉尾部配有两台三分仓容克式空气预热器。为了防止空气向烟气侧泄漏，在转子上、下端半径方向，外侧轴线方向以及圆周方向分别设有径向、轴向及旁路密封装置，空预器热端布置有扇形板密封间隙调整装置，最大限度减小空预器运行时热端扇形板与径向密封片的密封间隙，减少空预器的漏风，其中径向密封又分为柔性密封与硬质密封。

空预器冷端出口烟气温度在 100～120℃左右，温度较低，冷端蓄热元件表面容易产生低温酸腐蚀，烟气中硫化物与灰尘颗粒会形成粘性较强附着物，在通过蓄热元件波形板间隔过程中，随着温度的下降、流速的降低，当烟温低于硫化物的酸露点时，就会形成粘性极强的硫酸氢铵。而蓄热元件层间流场紊乱，硫酸氢铵与灰尘颗粒融合极易在蓄热元件中温段和低温段层间堆积、板结造成堵塞，致使空预器差压高。同时因空预器长期运行，热端蓄热元件存在不同程度的损坏，损坏的换热片积存在中温端蓄热元件位置，同样导致空预器差压升高。同时长期运行中三大密封产生吹损，空预器壳体、弧形板、扇形板、上轴承密封吹损孔洞，导致635MW 机组空预器漏风率增大。

2 总体思路

针对635MW 机组空预器烟气侧差压较高及漏风率大的情况，利用机组检修机会，对其进行节能优化综合治理，主要分为两个方面：一是损坏蓄热元件更换修复及蓄热元件高压冲洗；二是对空预器密封进行治理、对漏点进行消除。

3 技术方案

3.1 损坏蓄热元件更换修复及蓄热元件高压冲洗

更换损坏严重的蓄热元件，其他损坏的热端元件对换热片进行清理，以此减少运行期间的空预器压差。对蓄热元件进行高压水冲洗，以此彻底将残留在换热片中间板结的硫酸氢铵清理干净，降低空预器的差压。

3.2 空预器密封治理

（1）将原腐蚀、破损的径向硬质密封、旁路密封及柔性密封进行更换，恢复原有柔性密封的功能；

（2）对各路密封的密封间隙重新进行测量，对热端扇形板的下限位及零位进行重新校核，以此降低运行期间的漏风率，降低能耗。

（3）更换吹损严重的 A1、B1 弧形板，对 A1、B1 扇形板及弧形板上部桁架位置吹损严重的孔洞进行耐磨治理，对隐蔽部位漏点进行有效根治，防止内漏导致外漏的现象发生；

（4）对空预器上轴承膨胀节位置进行治理，焊补或更换损坏部位，加装密封盘根形成二次密封，有效防止外漏。

（5）以治理内漏防外漏，对空预器壳体漏点进行全面排查，彻底治理，有效降低空预器漏风率，降低空预器压差，提高机组经济性。

4 实施情况及效果

4.1 损坏蓄热元件更换修复及蓄热元件高压冲洗

（1）蓄热元件检查。

现场对元件损坏情况进行检查，发现部分蓄热元件存在碎裂、元件内部松散情况，换热片损坏部位主要集中在外 1 圈及内 1、2 圈部位，对损坏严重的蓄热元件进行更换，同时对其余热端蓄热元件进行起吊，清理散落的换热片，减少空预器压差。

（2）蓄热元件高压水冲洗

对空预器蓄热元件进行高压水冲洗，由冷端元件底部架设高压水枪，使用压力约为 60Mpa 的高压水对运行期间发生堵塞的元件进行冲洗，冲洗完后，在热端可以看到明显水柱，以此彻底将残留在换热片中间板结的硫酸氢铵清理干净，降低空预器的差压。

4.2 空预器密封治理

（1）弧形板治理

更换漏风严重的一二次风侧弧形板，新更换的弧形板将原设计的普通碳钢板升级为耐磨钢板，一体成型进行制造，增加了耐磨性，提升了弧形板的可靠性。同时对一二次风侧扇形板位置及弧形板上部桁架位置进行检查，发现靠近一次风侧位置均存在较大的吹损孔洞，这也是导致弧形板吹损、壳体漏风的根本原因，因该位置漏点均在弧形板与扇形板结合部位，平时运行及临修期间难以发现治理。

本次对该位置进行彻底治理，割除弧形板上部壳体后，对弧形板上部吹损的桁架进行挖补恢复，全部由普通钢板更换为加厚耐磨钢板；对吹损的 A1、B1 扇形板靠近一次风侧的位置挖补处理完成后，内部浇灌防磨料，彻底消除 A1、B1扇形板吹损的隐患，进而在源头消除，A1、B1 弧形板位置漏风的问题，降低了漏风率，降低了一次风压差，降低了一次风机电耗。

（2）损坏的径向密封更换。

径向密封部分损坏严重，若继续使用，径向密封与扇形板接触间隙无法调整导致漏风率增大，影响机组经济稳定性，对损坏的硬质径向密封进行更换，更换前安装标尺，安装尺寸严格按照检修标准要求进行，热端硬密封间隙，中心筒至外缘依次为 6mm、7mm、7mm、5mm、3mm，柔性密封间隙为-10mm、-13mm、 -20mm、-23mm；冷端硬质密封中心筒至外缘依次为 1.5mm、51mm，上下偏差不大于 1mm，更换后密封片无变形，上下偏差不大于 1mm。

（3）柔性密封更换修复。

对热端全部损坏的柔性密封进行更换，共计更换 45 组柔性密封，同时对脱落的柔性密封弹簧进行补充，共计补充 170 块柔性密封弹簧。

（4）旁路密封治理。

现场检查发现部分旁路密封吹损严重，进行更换，其余进行检查修复，#5、#6 炉共更换冷端旁路密封 10 组，热端旁路密封 20 组。

（5）上轴承密封治理。

修复中心筒静密封防止中心筒窜风吹损上轴承膨胀节；修复焊补上轴承壳体吹损部位消除壳体漏点；在上轴承壳体凹槽内设置密封盘根，与膨胀节密封形成双重保护，彻底消除漏点。

综上：635MW 机组空预器优化综合治理项目实施后，取得了良好的节能效果：

5 效益分析

4.1 经济效益

（1）#5 炉查阅实时负荷曲线，在 75％负荷（450MW）下，空预器烟气侧差压由 1158Pa 降至 550Pa，，单台吸风机电流降低约 40A，每年设备利用小时数按 4000 小 时 计 算 ， 每 度 电 0.407 元 ， #5 机 组 全 年 节 约 资 金 ：10kV*40A*4000*0.407*2=130.24 万元，节能效果显著。

（2）#6 炉查阅实时负荷曲线，在 75％负荷（450MW）下，空预器烟气侧差压由 978Pa 降至 555Pa，漏风率也显著降低，单台吸风机电流降低约 70A，单台一次风机电流降低约20A，每年设备利用小时数按 4000小时计算，每度电 0.407元，#6 机组全年节约资金，吸风机：10kV*70A*4000*0.407*2=227.92 万元，一次风机：10kV*20A*4000*0.407*2=65.12 万，共计节约资金约 293.04 万，节能效果显著。

4.2 安全效益

有效降低空预器漏风率，降低空预器压差，提高机组经济性，同时通过漏点治理为空预器设备的安全运行提供有力支持，对635MW 机组正常保供发电提供了有力保障。

4.3 社会效益

本方案实施后在提高设备的可靠性和经济性等方面取得了显著的成效，此项技术研究与成功应用可推广至 335MW 和 1000MW 机组实施，对于降低厂用电能耗具有较高的借鉴价值以及推广价值。

参考文献

[1]邹县发电厂.635MW 机组锅炉检修规程 Q／ZD1033-2023.