空预器系统专题培训课件

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空预器的工作原理和作用•

LAP13494/2200三分仓容克式空气预热器

是一种以逆流方式运行的再生式热交换器。《空预器的工作原理》:•

加工成特殊波纹的金属蓄热元件被紧密地放置在转子扇形隔仓格内，转子以0.99转/分的转速旋转，其左右两半部份分别为烟气和空气通道。•

空气侧又分为一次风通道及二次风通道，当烟气流经转子时，烟气将热

量释放给蓄热元件，烟气温度降低；当蓄热元件旋转到空气侧时，又将

热量释放给空气，空气温度升高。

如此周而复始地循环，实现烟气与空气的热交换。

目前国内600MW机组锅炉多数采用受热面转动的三分仓回转式空预器。

三分仓是指空预器有三部分流通截面，即烟气、一次风、二次风。烟气传热将低压头、大流量的二次风与高压头、小流量的一次风分别加热，

有利于经济性的提高。第一节空预器设备概述及原理原理结构图：烟气从上向下流过空预器；一次风、二次风从下向上流过空预器。空预器主要结构组成：•

空气预热器主要由转子、蓄热元件、壳体、梁、扇形板、烟风道、密封装置、传动装置、轴承、润滑系统、红外线检测系统、吹灰和清洗装置等部分组成。•

空气预热器的圆筒形外壳和烟风道均不能转动，内部的圆筒形转子是转动的。一、二次风仓分隔布置，一次风仓角度为50°，二次风仓角度为130°，烟气仓角度为180°。•

转子：采用组合式结构，它主要由空心转轴、18个独立的扇形模块框架（或称模数仓格）及传热元件（大量波纹板构成）等所组成。传热元件为篮子框架结构，便于检修和调换。•

扇形板：用于空预器顶部热端和底部冷端的密封，防一次风、二次风、烟气之间的漏风。（热端和冷端：均设有三块扇形板）

在正常运行时，扇形板压到位，减小间隙，防止漏风过大，保证正常运行。传动装置:

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传动装置是提供转子转动动力的组件.

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空预器的传动装置主要是由主电机（主驱动设备）、辅助气动马达、液力偶合器、超越离合器、减速机、传动齿轮、围带和支架等组成。

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主电机经液力偶合器传动减速机，后依靠减速机输出端的齿轮和转子外周下部的围带上的销柱啮合面驱使转子转动。

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主电机主要是在空预器正常运行时使用;

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辅助气动马达的作用是在主电机故障（或失去电源）时维持空预器转子继续缓慢运转，以免转子停转受热不均产生严重变形以及其它不良后果。

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此外，在安装、清洗、检修期间盘车，也可利用辅助气动马达。启动时一定要先启动辅助气动马达，然后再启动主电机并同时关闭气动马达。三分仓空气预热器立体示意图

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空气预热器的主要作用：

是加热燃烧空气和降低排烟温度(1)强化燃烧加热燃烧空气，燃料干燥和挥发物逸出加快，有利于燃料着火、燃烧和燃尽，增强了燃烧稳定性及提高了燃烧效率。(2)强化传热提供热风，使炉膛内的燃烧平均温度升高。(3)提高锅炉效率使排烟温度降低，排烟损失减少，从而提高锅炉效率。通常每降低排烟温度20℃，可提高锅炉热效率约1％。另一方面，由于燃烧得以改善和强化，减少了化学不完全燃烧损失和机械不完全燃烧损失，也提高了热效率。(4)提供制粉系统的干燥剂和输送介质

空预器的结构分解图检修现场——空预器•转子是装载传热元件(波纹板)并可旋转的圆筒形部件，其外形似转鼓。预热器转子采用半模式扇形仓格结构。

在车间先制作成9个20°的模式仓,每个仓由两个10°的小仓组成。再制作9块中间隔板，在工地组装成由36个小仓组成的“半模式”转子。与“模式”相比，减少了径向隔板，取消了横向隔板，增加了流通面积，隔板之间由栅架连接形成一整体。•

传热元件由波纹板（辊轧的薄钢板）组成。布置在转子内的波纹板沿转子高度方向（即烟气流动方向）共分为三层，即热端层、中间层(亦称热端中间层)及冷端层。

分三层的目的便于波形板更换，因热端及中间层不易被腐蚀，可用普通碳钢，其厚度较小，层高可较大，而冷端易受低温腐蚀，采用耐腐波形板厚度较大，层高可较小。

•转子和受热元件

传热元件（波纹板）•

空气预热器密封采用双径向、双轴向密封系统。热端静密封采用美国ALSTOM-API新构，为迷宫式密封结构，既保证密封性能，又可使扇形板上下移动；冷端静密封采用胀缩节式，既保证了不漏风，又可以调整扇形板位置；热端和冷端静密封由通常的单侧密封改为双侧密封，既减少了漏风又提高了使用寿命。密封装置：•

对于回转式空预器，漏风是个很重要的问题。•

因为空预器产生漏风会直接影响锅炉机组的安全经济运行，漏风不仅会使送、一次风机的电耗增加；•

而且严重时还将使锅炉的出力被迫降低和加剧空预器的低温腐蚀，以及由此引起的其它不良后果。•

造成空预器漏风的情况有两种：间隙漏风和携带漏风。•

空预器是转动机械，其转动的转子和静止的机壳之间总是存在一定的间隙，由于空预器内的空气区呈正压，而烟气区为负压，空气区和烟气区之间存在压差，导致一部分空气通过空气区与烟气区的交界处的间隙漏到烟气中去，这种经动静之间间隙的漏风称为间隙漏风。•

当空预器工作时，随着转子不断旋转，不可避免的要将存在转子容积中的空气携带到烟气中去，同时也有一部分烟气随转子转动而被带入空气区，这种被旋转的转子容积所携带的漏风，称为携带漏风。密封装置：•

回转式空预器的漏风主要是间隙漏风。•

产生漏风的间隙主要分径向、轴向和环向三部分；主要有：径向密封装置、轴向密封装置和环向密封装置径向密封装置：径向密封装置主要由密封扇形板、径向密封片以及间隙调整装置等组成。

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在转子的径向隔板的上、下端，各装有一列密封片，沿转子的径向分成数段，用螺栓固定在转子模数仓格的径向隔板上。

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径向密封片随转子一起旋转，径向密封装置的密封区域即为扇形板与其上面（或下面）2列密封片端面相接壤的区域（称双密封）。

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运行时，间隙调整装置跟踪转子的热变形，调整扇形板的高低位置，以达到尽量减少径向密封间隙的目的。轴向密封装置：轴向密封装置主要由轴向密封片和轴向密封板组成。•

轴向密封片通过螺栓固定在转子外圆周的所有径向隔板上，随转子一起转动。环向密封装置：环向密封装置包括转子外周上、下端处的旁路密封和中心筒密封两部分。•

旁路密封亦称周向密封，主要由旁路密封片和T型钢所构成，冷、热端的旁路密封片系由许多短折角片拼接而成。•

中心筒密封片固定在转子中心筒的热端和冷端端板的圆周上，并随转子一起旋转。径向密封、轴向密封结构红外检测系统：•

红外线检测系统检测转动的传热元件表面及其内部的小区域（称为热点）。从现场实践经验表明，许多空预器着火，就是由小面积的热点引起的。•

红外线检测系统就是通过红外线辐射，来检测传热元件内部金属温度，当热点温度480-540度时报警。吹灰、冲洗、消防系统：•

回转式空预器由于波纹板布置的较紧密，波纹板之间的流通通道狭窄，因而在空预器运行时气流的流动阻力较大，且烟气中的飞灰容易粘积在波纹板上，引起波纹板的腐蚀和气流通道的堵塞。•

这样不仅会使送、一次风机的电耗增加，而且还会因换热条件变差，使一、二次风温降低，排烟温度升高，影响锅炉效率。•

同时，流动阻力的增加，使风量减小满足不了要求，限制锅炉的出力。•

此外，在锅炉启动阶段，因炉内温度低，如果油燃烧器雾化不好，燃料不易完全燃烧，于是从炉膛随烟气带出的未燃油滴和炭黑易沉积在波纹板上为保持空预器波纹板表明的洁净，回转式空预器设置了专门的吹灰器和清洗装置•

每台空预器在烟气侧冷、热端各装设一台伸缩式吹灰器。•

每台空预器烟气侧的冷、热端各装一根固定式的清洗管。•

每台空预器有两根固定式消防管，分别布置在空预器烟气侧的进、出口处。空预器启动前的检查：

1：设备检修工作结束，热力工作票已终结；

2：检查上、下轴承润滑系统油箱油位正常，油质良好；

3：检查空预器灭火、水冲洗、闭冷水、减速箱润滑油等系统符合要求；

4：检查有关的温度表、压力表显示正确；

5：检查扇形密封挡板的间隙自动控制装置在停用位置；

6：空预器冷、热端吹灰器已退出；

7：空预器轴承油泵“就地”及”远方”试转正常，油压在0.5MPa左右，

油箱油位正常，否则应通知检修人员加油；

8：检查滤网前后压差应小于0.08MPa；

9：空预器上、下轴承试转结束后，控制开关置“远方”位置；

第二节空预器的运行（井电二期）空预器的运行：空预器的启动方式：

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空预器采用下轴中心驱动方式。

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转子传动装置中主电机采用直连方式，辅助电机通过超越离合器同减速机相连。

转子传动装置中主、辅助电机均采用交流变频器启动，以满足启动和调速的需要。

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主、辅助电机均采用交流变频器启动；

在空预器传动控制柜内设有“高速”和“低速”两种启动方式；

选择好转速启动方式后，将主、辅电机交流变频器控制方式切“远方”位。

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“高速方式”时：启动时投入交流变频器，启动完成后，

再自动投入旁路工频运行；

“低速方式”时：当启动完成后交流变频器不退出，长期运行。

“高速”时转速为0.99rpm，“低速”时转速为0.23rpm。

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正常情况：启动用“高速”方式；

清洗空气预热器时：采用“低速”方式。

顺控启动空预器步骤：

1：启动空预器下轴承油泵；

启动空预器上轴承一台油泵，另一台“投备用”；

2：空预器辅助电机先运行正常后；(检查空预器运转正常3～5min)

启动空预器主电动机；停辅助电机，投辅助电机备用。

3：空预器启动后自动开启空预器出口一、二次热风门，

一次冷风门和进口烟气挡板，否则手动开启。

4：就地检查运转正常。

停运空预器步骤：

1：锅炉已停运，空预器入口烟气温度＜100℃；

2：就地将空预器扇形挡板提至最高位置；

3：关闭空预器进口烟气挡板；

4：关闭空预器出口一次风门，对应一次风机冷风门，关空预器出口二次风门；

退出辅电机“备用”；

5：停用空预器主电机；

6：若停运时间较长可以停运油站。

驱动电机电流异常升高:正常运行时主电机的电流应稳定在50-75%额定电流范围内。如果电流指示突然出现大幅度升高，一般有如下可能：

1）壳体变形：当外壳保温不好或雨水进入等都会造成空预器外壳冷却收缩过快、动静密封间隙减小；在启动阶段，外壳局部区域焊接有限制其自由膨胀的构件，会使外壳向内变形与转子异常接触，这些都会造成空预器的电流摆动。

措施：检修后的首次启动，务必认真全面的检查外壳是否与有影响其自由膨胀的问题；

2)

传动装置方面的原因：如果传动齿轮齿根底部与围带销啮合间隙过小，造成传动齿轮齿根受力较大，则会出现减速箱整体振动和噪音较大。

措施：空预器减速箱传动齿轮齿根底部与围带销间隙按照安装要求应为25mm，传动齿轮端面与下围带扁钢间隙为13mm。

3)

密封松动或部件脱落：部分密封片（特别是冷端）安装过松发生脱落，或转子上的蓄热片等部件脱落。

措施：密封片使用防松螺栓或加装防松垫片并且必须紧固。

4）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，底部的径向密封条会和扇形板发生摩擦。措施：运行中避免发生超温情况，控制排烟温度不超过设计值30℃。空预器常见故障:

5）漏风控制系统故障：热端扇形板传感器探头过量磨损或损坏，可以导致扇形板和密封片磨擦。

措施：每次小修需要调整探头和扇形板相对位置

6)

底部推力瓦油膜形成不好：推力瓦就会经常处在“边界润滑”状态，摩擦力瞬间能增大几十倍。

措施：采取刮瓦的方法，通过刮瓦在瓦面上形成众多的油囊，增加乌金瓦进油侧的进油角。

7)

空预器转子偏斜：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

措施：安装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。

8）润滑油粘度偏低或由于温度高造成的油粘度降低：在重载负荷下容易使油膜形成不好或不能形成油膜。

措施：保证较高的润滑油油质。

空预器突然停转:•

如果空预器在运行中突然停转，红外线检测装置会在25s内发出报警信号，此时径向

密封调整装置会自动将热端扇形板提升到“紧急提升位置”。•

如果此时主电机电流仍然正常，则表示电机仍在转动，说明液力偶合器故障。•

如果此时电机电流趋于最大值甚至跳闸，说明空预器负荷极大，通常是外来异物卡住密封间隙或者是导向轴承损坏。危害：空预器突然停转后，转子将发生不对称变形，再次启动时将会发生困难，甚至造成轴承

和空预器严重损坏。

因此，应尽一切可能尽快恢复其转动，可以用气动马达传动，也可以打开侧壳体板上的人孔

门或蓄热元件壳体上的更换元件门孔，用撬棍拨动围带使其转动。在采取上述措施时应尽快

找出停转的原因，以便尽快消除缺陷恢复正常运行。

如需停炉，则必须在空预器入口烟温降至200℃以下时方可停转空预器。

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如果采取上述措施后仍不能启动转子转动，则应立即关闭空预器烟气入口及热风出口挡板，停

运同侧送、引风机，降低锅炉负荷，甚至直至停炉。

空预器突然起火:•

由于锅炉不完全燃烧给空预器的蓄热元件带来的可燃性沉积物，会在有氧气存在和一定温度的条件下开始点燃，并导致金属熔化和烧蚀，这就是空预器着火，也即为二次燃烧。•

回转式空预器一般很少着火，只有在锅炉点火及低负荷时，油燃烧不良（雾化不好），或锅炉频繁启停，都有可能导致从炉膛带出的油蒸汽和未燃尽炭沉积在蓄热元件上，这些沉积物在一定条件下会燃烧；•

其条件为：在小流量条件下，不足以带走产生的热量，有燃烧所需的充足氧气，就可能达到着火点温度而燃烧。

现象：如果正常运行中的空预器烟气和空气出口温度异常升高，或是停运中的空预器烟气入口和空气出口温度异常升高，而且无法用当时的运行情况解释时，应予以关注，如果上述温度超过正常温度的50℃时，则很可能是空预器内部发生着火。措施：1）切断锅炉燃料供应，紧急停炉；

2）风机解列；

3）投入消防水，同时打开空预器下部灰斗排水门；

4）关闭空预器烟气进口及空气出口挡板，不准打开人孔门；

5）维持空预器转子转动，以保证全部受热面得到消防水流；

6）只有确认二次燃烧已被彻底熄灭时，才能关闭消防水。当进入空预器内部检查时，可以手持水龙，扑灭残存火焰。