空气预热器培训教材

1、空气预热器培训教材空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需 要空气的一种热交换装置，由于它工作在烟气温度较低的区 域，回收了烟气热量，降低了排烟温度，因而提高了锅炉效 率。同时由于燃烧空气温度的提高，有利于燃料着火和燃烧，减少了不完全燃烧损失。现代高参数大容量火力发电机组都采用具有多级回热 的朗肯循环，利用汽轮机多级抽汽加热凝结水，所以进入锅 炉的给水温度已相当高。例如亚临界压力机组，进入省煤器 的给水温度达 280C左右。因此应用省煤器已无法将烟气冷 却到合乎经济要求的温度。而冷空气温度很低，所以可通过 应用空气预热器吸收烟气热量，加热空气，达到降低排烟温 度的目的。空气预热器不仅能降

2、低排烟温度，提高锅炉效率，而且经过预热的空气参加燃烧能改善燃料的着火和燃烧条 件，减少燃料的不完全燃烧损失，进一步提高锅炉效率。这 对于难着火的燃料尤为重要。例如燃用无烟煤时，要求热空 气温度高达380420Co其次，预热空气助燃可以提高炉内 火焰温度，强化炉膛内辐射换热。空气预热器已成为现代锅 炉的重要受热面。、空气预热器的类型及特点空气预热器按传热方式分可以分为传热式和蓄热式（再 生式）两种。前者是将热量连续通过传热面由烟气传给空气， 烟气和空气有各自的通道。后者是烟气和空气交替地通过受 热面，热量由烟气传给受热面金属，被金属积蓄起来，然后 空气通过受热面，将热量传给空气，依靠这样连续不断

3、地循 环加热。随着电厂锅炉蒸汽参数和机组容量的加大，管式空气预 热器由于受热面的加大而使体积和高度增加，给锅炉布置带 来影响。因此现在大机组都采用结构紧凑、重量轻的回转式 空气预热器。管式空预器和回转式空预器两者相比较各有以下特点：1） 回转式空气预热器由于其受热面密度高达500m2，因而结构紧凑，占地小，体积为同容量管式预热器的1/10 ；2）重量轻 因管式预热器的管子壁厚 1.5mm，而回转预热器的蓄热板厚度为 0.5 1.25mm，布置相当紧凑，所以回 转式预热器金属耗量约为同容量管式预热器的1/3;3）回转式预热器布置灵活方便，在锅炉本体更容易得 到合理的布置；4）在相同的外界条件下，

4、回转式空气预热器因受热面 金属温度较高，低温腐蚀的危险较管式预热器轻些；5）回转式空气预热器的漏风量比较大，一般管式预热器不超过5%,而回转式预热器在状态好时为8% 10%, 密封不良时可达 20% 30%;6）回转空气预热器的结构比较复杂，制造工艺要求高， 运行维护工作多，检修也较复杂。回转式空气预热器有两种布置形式：垂直轴和水平轴布 置。垂直轴布置的空气预热器又可分为受热面转动和风罩转 动。通常使用的受热面转动的是容克式回转空气预热器，而 风罩转动的是罗特缪勒（Rothemuhle）式回转预热器。这两 种预热器均被采用，但较多的是受热面转动的回转式空气预 热器。按进风仓的数量分类，容克式空

5、气预热器可以分为二分 仓和三分仓两种，由圆筒形的转子和固定的圆筒形外壳、烟 风道以及传动装置组成。受热面装在可转动的转子上，转子 被分成若干扇形仓格，每个仓格装满了由波浪形金属薄板制 成的蓄热板。圆筒形外壳的顶部和底部上下对应分隔成烟气 流通区、空气流通区和密封区（过渡区）三部分（如图4 51 ）。烟气流通区与烟道相连，空气流通区与风道相连，密 封区中既不流通烟气，又不流通空气，所以烟气和空气不相 混合。装有受热面的转子由电机通过传动装置带动旋转，因 此受热面不断地交替通过烟气和空气流通区，从而完成热交 换。每转动一周就完成一次热交换过程。另外由于烟气的流 通量比较大，故烟气的流通面积大约占转

6、子总截面的50%左右，空气流通面积占30% 40%左右，其余部分为密封区（图4-5-2)S 岂图4-5- 1空气预热器外观图Axial Scaling Plato勺11向靈H/tAxial Seals图4-5-2空气预热器密封区、回转式空气预热器的结构空气预热器结构（如图 4-5-3）转子曲I玄他外光楝嘲形板冷端连接图4-5-3回转式空气预热器结构部件中间杲支承轴承尢章端轴 外壳回转式空气预热器壳体呈圆柱形，由两块主壳体板、块侧座架体护板、两块转子外壳组件和一块一次风座架组 成。（如图4- 5 4）主壳体板分别与下梁及上梁连接，通过主壳体板的四个 立柱，将预热器的绝大部分重量传给锅炉构架。主壳

7、体板内 侧设有弧形的轴向密封装置，外侧有调节装置对轴向密封装 置进行调整。侧座架体护板与上梁连接，并有两个立柱承受空气预热器部分重量。转子外壳组件沿圆周方向分成两部图4-5-4空气预热器的壳体转子转子是装载传热元件（波纹板）并可旋转的圆筒形部件。 为减轻重量便于运输及有利于提高制造、安装的工艺质量， 采用转子组合式结构，主要有转轴、扇形模块框架及传热元 件等组成。轴承空气预热器轴承有导向轴承和支撑轴承两种（如图4-5-5）。导向轴承采用双列向心滚子球面轴承，导向轴承固定 在热端中心桁架上，导向轴承装置可随转子热胀和冷缩而上 下滑动，并能带动扇形板内侧上下移动，从而保证扇形板内 侧的密封间隙保持

8、恒定。导向轴承结构简单，更换、检修方 便，配有润滑油冷却水系统，并有温度传感器接口。空气予 热器的支承轴承采用向心球面滚子推力轴承，支承轴承装在 冷端中心桁架上，使用可靠，维护简单，更换容易，配有润 滑油冷却水系统。支承轴承和导向轴承均采用油浴润滑。另 外引起油温不正常升高的一般原因是：1、导向轴承周围空气流动空间有限；2、油位太低；3、油装的太满；4、油受到污染；5、油的粘度不合适。b、支撑轴承图4-5-5空预器支持与导向轴承二期工程空气预热器是采用三分仓容克式回转空气预 热器，其传热元件按烟气流动方向可以分为热端、中层、和 冷端层。传热元件盒均制成较小的组件，检修时热端传热元 件盒、中间层

9、传热元件盒、冷端传热元件盒全部抽屉式从侧 面检修门孔处抽出，安装、更换非常方便。传动装置是驱动转子转动的部件，由电动机、液力耦合 器、减速器、传动齿轮、传动装置支承。空气预热器的传动 采用中心传动。中心传动装置包括主电机和备用电机各一 台，主电机通过联轴器及换向器同减速机相连。备用电机通 过联轴器及超速离合器以及换向器同减速机相连。电机分为 高速与低速及检修档三档，其中高速档为正常工作档，低速 档为清洗空预器时使用。 高速档时，减速机正常输出轴转速： 0.8转/分；转子正常转速 0.8转/分；采用变频调速慢速档 转子转速0.23转/分。启动系统之前应先确定高、 低速档（速 度切换主令开关），按

10、启动按钮，电机将慢速启动，约需60秒系统达到设定频率，电机达到额定转速。当主电机出现故 障时，系统可以自动启动另一台电机。在任何情况下，当主传动故障，辅助电动机能自动提供 驱动力。整个传动装置具有电气联锁、自动切换功能。三个 传动系统在减速前各自独立，在减速箱中合为一体。在减速 器高速输入轴上装有超速离合器，保证各系统之间互不干 扰。由于减速器结构较复杂，共有三个相互垂直的轴，一个 向下输出的轴，保证任何情况下只有一套系统工作。每炉布置两台三分仓容克式预热器。三、空气预热器的密封三分仓容克式预热器比较突出的问题在于漏风，漏风可 分为携带漏风和密封漏风两种方式。前者是由于受热面的转 动将留存在受

11、热兀件流通截面的空气带入烟气中，或将留存 的烟气带入空气中；后者是由于空气预热器动静部分之间的 空隙，通过空气和烟气的压差产生漏风。漏风量的增加将使 送、引风机的电耗增大，增加排烟热损失，锅炉效率降低， 如果漏风过大，还会使炉膛的风量不足，影响出力，可能会 引起锅炉结渣。为了减小漏风，需加装密封装置。由于容克式空气预热器是一种空气和烟气逆向流动 回转式的热交换装置，在热交换过程中，有丢失能量的内在 趋势，能量的丢失是因为空气和烟气之间的压差引起的空气 向烟气的泄漏。密封系统能控制并减少漏风从而减少能量的 流失，密封系统是根据空气预热器转子受热变形而设计的， 它包括径向密封、轴向密封、旁路密封以

12、及静密封。该密封 系统提供了许多调整值，维修方便。空气预热器的密封主要有五种：径向密封、周向密封、 旁路密封、周向密封、轴向密封。中心筒密封在每一个转子径向隔板的内侧的热端和冷端都装有中 心筒密封片，中心筒密封环绕热端和冷端转子中心筒周围。 在运行期间，中心筒密封紧贴着空气预热器连接板内围绕中 心筒 的导向和支承端轴的静密封卷筒，中心筒密封开槽并固定在 径向隔板的内端，密封无论在径向还是在轴向方向上（靠近 或者远离热端或冷端静密封卷筒）在安装时都可以调节安 装。中心筒密封一般不需要更换。径向密封在各项漏风中尤以径向漏风为最，是由于转子的外缘的 挠度，尤其是因在工作状态下的冷热端温差而呈蘑菇形，

13、使 转子外缘的漏风间隙增大。因此沿着每个转子径向隔板的热 端和冷端径向边缘安装有径向密封片，运行时径向密封片和 扇形板之间的间隙最小。径向密封片上开腰形螺栓孔用螺栓 固定径向隔板上，密封片可沿着轴向方向上（靠近或远离热 端或冷端扇形板）调节，假如运行时这些密封片和扇形板接 触，密封就开始磨损，当密封磨损到不够轴向调整时，密封 片就需要更换了。旁路密封沿着转子外壳的内侧，在空气预热器转子的出口和入口 处装有旁路密封片。这些密封片在空气预热器的转子外壳的 热端和冷端的空气侧和烟气侧呈圆周分布，所以又称周向密 封。运行时，转子变形，热端及冷端转子角钢和静止的旁路 密封片之间的间隙最小。旁路密封片上开

14、腰形螺栓孔用螺栓 固定在旁路密封角钢上。旁路密封片可沿着轴向方向上（靠 近或远离冷、热端扇形板密封表面）调节。周向密封通常采用挠性弹簧密封板。图 4-5-6和图4-5-7是 常用的两种周向挠性弹簧密封板形式。图 4-5-7所示，由 两个固定在上下端板上的一对密封槽以及固定在转子外环 上的两块弹簧密封挡板所构成。挡板随转子旋转，端部与槽 内两壁接触起迷宫轴封的作用。在大型空气预热器中，因转 子变形量大，使密封槽有较大的深度，因此一般是图5- 57的形式，他由一端固定在空气预热器外壳直筒上，另一 端与转子外缘直筒部分作滑动接触的若干挠性弹簧密封片 所构成。在转子的轴筒处的密封则采用迷宫轴封的方式。

15、轴向密封沿着每个转子径向隔板外侧的轴向边缘安装有轴向密 封片。运行时，轴向密封片和静止的轴向密封板之间的间隙 最小。轴向密封片上开腰形螺栓孔用螺栓固定在径向隔板 上，密封片可沿着径向方向上（靠近或远离轴向密封板）调 节。图4-5-7漏风面积比较轴向密封是指在转子的外缘相应于径向分隔的位置设 置轴向的密封挠性弹性挡板，它的作用是抑制已通过周向密 封的空气沿着转子与壳体直筒部分间的环形间隙流向烟气 侧。除密封装置的正确设计制造外，空气预热器漏风在很大 程度上决定于密封间隙的调整状况。一般制造商也提供了有 关间隙的推荐值，由于转子是呈蘑菇状变形的，所以在不同 的位置上具有不同的推荐间隙值。空气预热器的传热元件布置紧凑，气流通道狭小，飞灰 易集聚在传热元件中，造成堵塞，气流阻力加大，引风机电 耗增加，受热面腐蚀加剧，传热效果降低，排烟温度升高， 严重时会使气流通道堵死，影响安全运行。保证空气预热器 传热元件的清洁，定期除灰是最有效的手段。此外利用机组 停运时对预热器受热面进行清洗也是保持其传热元件清洁 的有效方式。空气预热器配置有水冲洗装置，该装置也兼有 消防功能。空气预热器启动前应检查支撑轴承和导向轴承的润滑 油正常，对于电气部分检修后的启动应校验电机转动方向符 合要求