[实用新型]一种低阻力、低漏风率、低排烟温度的回转式空气预热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低阻力、低漏风率、低排烟温度的回转式空气预热器，属空气预热器防堵、密封及提效技术领域。

背景技术

回转式空气预热器(简称“空气预热器”)是一种用于大型电站锅炉的热交换设备，它利用锅炉烟气的热量来加热燃烧所需的空气，以此来提高锅炉的效率。一般烟气自上而下流动完成放热，空气自下而上流动完成吸热，从而实现把烟气的热量传递给空气。

大型电站锅炉空气预热器普遍采用三分仓设计，包括烟气分仓、一次风分仓和二次风分仓。在转子径向上，烟气分仓与一次风分仓之间被完全相对布置的冷、热端烟气/一次风扇形板分隔；一次风分仓与二次风分仓之间被完全相对布置的冷、热端一次风/二次风扇形板分隔；烟气分仓与二次风分仓之间被完全相对布置的冷、热端烟气/二次风扇形板分隔。上述所有冷端扇形板安放在底部衔架上，所有热端扇形板吊装在顶部衔架上。

空气预热器的空气压力高于烟气压力，虽然装设了若干密封片，但动静之间、各部件配合处不可避免存在漏风间隙，导致空气向烟气侧泄漏，所产生的漏风称为直接漏风；空气预热器在旋转过程中不断把空气携带至烟气侧，所产生的漏风称为携带漏风。

上述直接漏风量的大小与漏风间隙及密封片两侧压差有关，间隙越大、压差越大，直接漏风量越大。上述携带漏风量的大小主要取决于转子容积以及转速，空气预热器一旦设计确定，携带漏风量也随之确定。

上述直接漏风和携带漏风共同构成空气预热器的漏风，空气泄漏至烟气侧的总量占空气预热器入口烟气流量的比值称为空气预热器漏风率。随着机组检修水平的提高，目前空气预热器漏风率一般可控制在6％左右的水平，其中直接漏风率为4.5％左右，携带漏风率为1.5％左右(转速为1r/min左右时对应值，当前各容量机组的携带漏风率大致相当)。

空气预热器连续转动过程中，除存在上述空气携带至烟气侧的现象，还存在烟气携带至空气侧的现象，且携带烟气量与携带漏风量大致相当，占烟气总流量的1.5％左右。空气预热器转向有正转和反转之分(正转为“烟气→一次风→二次风”、反转为“烟气→二次风→一次风”)，正转空气预热器的烟气携带至一次风，反转空气预热器的烟气携带至二次风。

烟气携带至空气侧，将导致空气侧粉尘浓度上升，容易造成热风道积灰。在炉膛出口氧量一定时，因空气中掺入了烟气，将导致送入炉膛的空气氧量降低、总量上升，对锅炉系统的经济运行造成一定影响。

当前降低直接漏风率仍是空气预热器优化的重点方向，传统降低直接漏风率的技术路径包括：1)减小漏风间隙，以减小径向漏风间隙为主，如柔性密封技术、漏风控制系统(LCS)等；2)减小密封片两侧压差，如普遍采用双密封或三密封设计。

在减小漏风间隙方面，柔性密封技术由于存在磨损、可靠性低等问题，一直未被业内广泛认可；而漏风控制系统(LCS)受恶劣工况(高温、粉尘等)、检修质量、管理水平等多种因素的影响，一般较难正常投运。

在减小密封片两侧压差方面，当前空气预热器普遍采用36仓格或48仓格设计(每个仓格为10°或7.5°)，其密封系统采用双密封或三密封设计(即冷、热扇形板始终至少覆盖两道或三道密封，其扇形角度为转子仓格角度的两倍或三倍)，再设置过多道数密封，所产生的减少漏风的效益趋于变小，反而导致冷、热端扇形板相对的密封区蓄热元件不参与直接换热的扇形面积增大，即换热死区面积增大，在保证一定的换热量和换热效率前提下，势必增大空气预热器体积，导致设备成本增加。

当前空气预热器关注的焦点问题，除上述漏风问题外，还包括堵灰、传热效率低、低温腐蚀严重等，这些问题长期影响着设备的安全和经济运行，而且相互促进、相互影响。近年来，随着脱硝系统的普遍投运，空气预热器运行环境发生改变，上述问题尤为突出，治理更加困难和复杂。

目前燃煤电厂增设的烟气脱硝设施主要以选择性催化还原(SCR)技术为主。采用SCR脱硝工艺后，烟气中的部分SO₂将被脱硝催化剂氧化成SO₃，增加了烟气中SO₃的体积浓度，加之存在不可避免的氨逃逸现象，导致硫酸氢铵(NH₄HSO₄)等副产物的大量生成，且提高了烟气酸露点温度，导致低温腐蚀加剧。

上述副产物硫酸氢铵(NH₄HSO₄)在温度为146～207℃范围内，呈熔融状，会牢固粘附在空气预热器蓄热元件表面，使蓄热元件发生腐蚀和积灰，最终可能引发堵灰，给机组的安全运行造成极大隐患。