空预器间隙调整介绍

空气预热器间隙调整在生产上的实际运用研究作者：孙学伟来源：《西部论丛》2019年第30期摘要：本文主要研究空气预热器间隙调整在生产上的实际运用，首先对空气预热器漏风情况进行介绍，重点分析间隙调整漏风控制系统的组成以及传感器、限位开关、加载机构等重要装置的工作原理，并对系统运行的基本检修项目及质量要求进行概括，在此基础上整理漏风控制系统运行的试验项目与技术标准，希望能够为后期更好的运用间隙调整提供参考。

关键词：空气预热器;间隙调整;漏风1、引言空气预热器是电力机组运行中的重要设备，能够高效利用机组运行中产生的热能。

但是空气预热器在使用中容易出现漏风的情况，间隙调整系统的使用能够有效控制漏风情况。

因此在现阶段加强对于空气预热器间隙调整在生产上的实际运用研究具有重要的现实意义，能够更加全面的了解间隙调整的工作原理，更好的发挥间隙调整系统的作用，提升机组运行效益。

2、空气预热器漏风介绍空气预热器在使用过程中主要有直接漏风和携带漏风两种不同的漏风形式。

在空气预热器的结构设计中，外面的壳体和内部的转子之间存在一定的间隙，并采用惰性区密封的设计将烟气和空气分隔开，在运行使用过程中由于预热器中的空气压力比较高，而烟气的压力相对偏低，在这种情况下高压空气就会“被压过”密封间隙，造成漏风问题。

而且随着转子的转动，转子仓格中的风量也会被转移到烟气中，并随烟气的排放排出。

在空气预热器的运行过程中，直接漏風的大小直接与密封间隙和压差相关，而携带漏风的出现主要是受预热器结构设计的影响。

3、空气预热器漏风控制系统概述本文研究的空气预热器漏风控制系统主要是由监测装置、传感控制装置、辅助装置等三部分组成。

在运行过程中，空气预热器中的扇形板会形成对转子热态变形的跟踪，并可以对其进行控制，使空气预热器转子的径向密封面与扇形板之间是始终保持较小的间隙，从而有效抑制漏风现象的出现。

在实际使用过程中，首先是利用传感器实时监测各种运行状态下热端扇形板外侧和空气预热器转子的径向密封之间的间隙大小，这一环节的实现主要依赖监测相对位置的传感器，然后传感器会将监测的数据结果进行加工转化，并输出控制命令调控加力传感装置，进而对热端扇形板的位置进行调整，这样就能始终保持转子径向密封与扇形板外侧之间的最小间隙，在这种控制系统的调控下空气预热器的漏风面积就能有效降低，控制减轻漏风的情况。

锅炉空气预热器漏风间隙控制系统介绍西安理工大学信息与控制工程研究中心东方锅炉厂设计处预热器组间隙控制系统应用背景⏹间隙控制系统的结构⏹高温电涡流位移检测装置⏹间隙控制系统的调节规律⏹智能型间隙程控装置⏹全封闭扇型板提升机构⏹间隙控制系统业绩预热器形式，但是这种空预器存在一个特殊的漏风问题。

一.间隙控制系统应用背景容克式空气预热器的基本结构是一个装满蓄热元件的巨型转子。

通过使蓄热元件交替通过烟道和风道将烟气中的余热传递给助燃空气。

然而旋转的转子与静止的外壳之间不可避免的存在缝隙，这就使部分空气直接泄露进烟道造成能源的损失。

容克式空气预热器的漏风可以分为径向漏风、周向漏风和携带漏风，而径向漏风又有上部径向漏风和下部径向漏风的分别。

由于空预器转子工作时下部温度低上部温度高，中间温度高四周温度低，致使空预器转子工作时呈一种特殊的“蘑菇状”变形。

空气预热器下部径向变形间隙是随负荷的增加而减小的，而且下部扇型板泄露的是“冷风”只影响送引风机的出力，一般采取预留间隙的方法。

但上部变形间隙是随负荷的增大而增大的，这是与高负荷下需要更大送风量的要求相矛盾的，而且上部扇型板泄露的是经过预热后的热风，热风的大量泄露将直接降低锅炉的燃烧效率，增加煤耗。

如果不采取措施，满负荷下将有大约60%的漏风是通过上部径向变形间隙泄露的。

以300MW机组为例,转子上部边沿的极限变形量为30mm转子半径5米，按三角型面积公式近似计算一块扇型板就可以形成0.075平方米的漏风面积,如果能测量空预器转子外沿的变形量，并根据测量的变形量控制机械升降机构提升扇型板上下动作来补偿变形间隙，这样就可以大幅度降低空预器的漏风率，空预器上部漏风的减小可明显减小单位千瓦的燃煤消耗。

二.间隙控制系统的结构空预器漏风间隙控制系统是在上部扇型板上固定一个漏风间隙测量探头,由该探头连续的测量扇型板与空预器转子外沿法兰之间的漏风间隙。

如果密封间隙因热变形发生变化测量探头就可以将这个变化反馈给控制计算机,由计算机调节扇型板的位置使密封间隙始终维持在不使扇型板与转子发生激烈摩擦的最小间隙值。

空预器漏风控制系统说明书一、概述回转式空气预热器是指转子旋转而风罩固定的一种空气预热器。

自锅炉炉膛排出的高温烟气自上而下流经预热器转子一侧时，加热转子中的蓄热元件。

当已加热的蓄热元件随转子转到另一侧（空气侧）时，冷空气从下往上流经蓄热元件，把热量带走，从而达到预热冷空气的目的。

由于转子受热时上下存在温差，发生蘑菇状变形，使上部扇形板与转子径向密封片间的间隙增大。

（见图一）图一由于密封间隙增大，造成空气预热器的泄漏量增加，使能量损耗增大。

如果控制住了漏风量，就可以在不增加送风机能耗的情况下，保证锅炉的总风量供应。

空气预热器漏风间隙调整控制系统，就是通过测量并调节上部扇形板与转子径向密封片之间的间隙，以保证在任何运行工况下，该部的间隙保持最小，从而减少了漏风量，达到节能降耗，提高整个机组效率的目的。

本系统同时可以检测多路故障（如转子停转、传感器异常、电机过载等）并进行故障处理和报警。

◇本系统适用于河北定曲发电厂三分仓式空气预热器1.使用环境条件环境条件应满足：●相对湿度：<85%RH●大气压力L：86—106Kpa●无爆炸和破坏绝缘的介质※建议将控制柜安装在远离热源的地方2.安全应将控制柜、动力柜、现场信号变送箱可靠地固定在平台上，并保持良好的接地。

二、设备描述每台锅炉有两台空气预热器，每台预热器热端有三块扇形板，每块扇形板对应有一套高温间隙传感器和一台提升机构。

本系统由高温间隙传感器、扇形板提升机构、转子停转检测开关和控制柜、动力柜五部分组成，具体如下：●高温间隙传感器探头六个（含安装板）●现场信号变送箱六个（内有接线盒、电缆及信号变送器）●扇形板提升机构六台●控制柜一台●动力柜一台●转子停转检测开关两个（含安装支架）1.高温间隙传感器本传感器属电涡流式传感器，它可以连续测量密封扇形板下表面与转子法兰上表面之间的间隙，并把间隙值转化为电信号，具有较好的稳定性和较宽的线性范围，可以在烟气腐蚀及多粉尘的环境中工作。

空预器间隙控制的作用由于空预器转子工作时下部温度低上部温度高，中间温度高四周温度低，致使空预器转子工作时呈一种特殊的“蘑菇状”变形，上部变形间隙是随负荷的增大而增大的，存在漏风问题，所以控制机械升降机构提升扇型板上下动作来补偿变形间隙可以大幅度降低空预器的漏风率，提高机组经济性。

空预器间隙控制系统是在上部扇型板上固定一个电涡流间隙测量探头,由该探头连续的测量扇型板与空预器转子外沿法兰之间的间隙。

如果密封间隙因热变形发生变化，测量探头就可以将这个变化反馈给控制计算机,由计算机调节扇型板的位置，使密封间隙始终维持在不使扇型板与转子发生激烈摩擦的最小间隙值。

系统主要功能间隙调节控制系统对预热器转子旋转一周的间隙信号进行实时测量从中找出转子法兰面与扇形板之间的最小间隙值作为调节依据。

将测量的最小值与间隙给定值进行比较，当测量值大于给定值0.3mm时，输出间隙大信号；当测量值小于给定值0.2mm时，给出间隙小信号；当测量值在给定值上0.3mm，下0.2mm之间时输出间隙正常信号。

在测量信号与给定值相比大或小时，如果系统处于自动状态，系统会自动调整扇形板到正常状态。

为提高系统间隙调节的稳定性，防止干扰引起的执行机构频繁动作，调节规律中还增加了调节的滞后启动功能。

就是当回路状态由“正常”变为“大”或“小”的第一个周期并不立即进行调节，而是等待第二个周期的状态，如果第二个周期的状态恢复为“正常”则认为第一个周期“大”或“小”状态是由干扰引起的，如果第二个周期的状态与第一个周期的状态一致则按照相应的规律进行调节。

这样做既可以有效的防止了干扰又不会降低调节的响应速度。

（这也就是我们在空预器控制柜观察空预器间隙调整时发现间隙变大或变小后间隙控制系统并不立即调节的原因）系统根据预热器转动一周（60s左右）测量的间隙最小值进行一次调节，调节时间与间隙偏差的大小有关，偏差越大调节时间越长，但每次最大调节时间均小于20s，对应调节距离为1mm。

空气预热器间隙控制系统及维护一、系统概述：漏风控制系统（Leakage Control System，简称LCS）1、空气预热器漏风原因：•因为预热器的转子与壳体之间存在间隙，所以预热器必然存在漏风，包括二部分：直接漏风和携带漏风。

•转子仓格中所包容的风量随着转子的旋转，会不断地转移到烟气侧，被烟气带走，这是携带漏风。

携带漏风是预热器本身的结构和型式决定的，无法减小。

•转子密封片与壳体密封板之间的密封间隙总是大于零，压力较高的空气必然要通过间隙漏向压力较低的烟气中，这是直接漏风。

2、漏风缺点漏风率增加会增大风机的电耗和风机出力，降低锅炉效率。

据测算，300MW机组漏风率每提高1%，全年可以节省经济效益120万元。

3、工作原理：空气预热器正常运行中，转子热端径向密封的间隙增大而引起漏风面积的增大。

漏风控制系统控制扇形板下弯，跟踪转子的热态变形以减少漏风面积，从而减少漏风量。

LCS III 型空气预热器漏风控制系统，创新采用了国内领先的温度辅助控制技术，它可以在传感器发生故障后，使系统仍然维持一定的漏风控制能力。

LCS III是在传统LCS的基础上进行重新优化设计，结合温度数据采集技术、可编程序控制器（PLC）和触摸屏的一体化控制，具有设计合理、操作简单、维护方便、稳定可靠等特点。

其设计原理是：使扇形密封板与热变形的转子形状紧密贴合。

在各种工况下，控制扇形板与转子径向密封片的间隙在规定范围内。

这使漏风面积在各种过渡工况和MCR运行时期都减小了。

在投运时，LCS系统使扇形板定时间向下跟踪转子的热态变形，使扇形板下弯，减少扇形板与转子径向密封面之间的间隙(减少漏风面积)。

扇形板的位置由一传感器来检测，此传感器检测径向密封与热端扇形板外侧的间隙并保持一最小运行间隙。

二、系统构造：本系统由系统主要包括扇形板提升机构、电涡流传感器、温度辅助控制装置、转子测速停转报警装置、主控柜、就地操作柜。

1、扇形板提升机构每块扇形板配一套扇形板提升机构，如下图所示，电动机通过减速器降速后，通过传动轴及联轴器与二只螺旋升降机连接。

几种常见的空预器密封形式目录导读 (1)1 .空气预热器的形式 (1)2 .预热器的漏风产生原因 (2)2. 1.直接漏风 (2)3. 2.携带漏风 (2)3.减小漏风的措施 (3)3. 1.多道密封 (3)3. 2.密封间隙跟踪装置 (4)4. 3.焊接静密封 (5)4.附文：空预器密封间隙自动控制系统在大型火电厂中的应用 (6)4. 1.前言 (6)4. 2.空预器间隙系统控制结构 (7)4. 3.空预器间隙控制系统主要功能 (7)4. 3.1.P1C实现的功能 (7)4. 3.2.上位机实现的功能 (8)4. 3.3.间隙信号检测及调节功能 (8)5. 3.4.转子过电流调节 (8)4. 3.5.异常保护 (8)4.4. 间隙探头安装时的注意事项 (9)5. 5.结论 (9)导读回转式空气预热器的漏风控制历来受到空气预热器的设计和运行人员的重视，近年来新的密封结构不断出现，为电厂的节能减排做出了一定的贡献。

空气预热器的漏风率指标不断刷新，目前国内新投运机组的预热器漏风率普遍降低到6%以下，一些机组甚至达到了4%以下的国际领先水平。

采用不同的漏风控制手段，虽然目标都是降低漏风率，但其在设备配置、运行、维护等方面的投入是不同的。

一些手段虽然能使漏风率明显下降，但所配套的设备又增加了新的能耗，其综合节能效果值得商榷。

1.空气预热器的形式锅炉目前采用的空预器有三种：1）大多数锅炉使用管式空预器，管式空预器又分为立管式和卧管式；2）少数锅炉采用热管空预器，它的优点是漏风系数较小；3）是采用回转式空预器，它的优点是相对体积较小，适合大容量锅炉。

由于锅炉一次风压较高，为避免漏风系数过大，回转空预器采用特殊分仓和密封方式。

锅炉中空气预热器的作用：1）强化燃烧。

由于提高了锅炉的助燃空气的温度，可以缩短燃料的干燥时间和促使挥发分析出，从而使燃料迅速着火，加快燃烧速度，增强燃烧的稳定性，提高燃烧的效率；2）强化传热口由于使用了热空气并增强了燃烧，可以提高燃烧室的烟气温度，加强炉内辐射换执.J、、、，3）提高锅炉运行的经济性，加装了空气预热器可以有效的进一步降低排烟温度，减少排烟损失，提高锅炉效率。

浅议空预器安装与密封调整刘贵明【摘要】随着电站锅炉蒸汽参数提高和容量增大,300 MW及以上容量的锅炉通常采用结构紧凑、重量较轻、布置灵活的回转式空预器,采用最多的是受热面转动的回转式空预器,该空预器主要问题是漏风.文章对空预器安装的步骤和注意要点进行了概括和总结.【期刊名称】《青海电力》【年(卷),期】2011(030)001【总页数】5页(P31-35)【关键词】空气预热器;安装;严密性【作者】刘贵明【作者单位】青海火电工程公司,青海,西宁,810003【正文语种】中文【中图分类】TK223.3+41 概述空预器漏风分为携带漏风和密封漏风两种。

前者是由于受热面的转动将留存在受热元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。

空预器本体漏风属于密封漏风。

因为空气侧压力高，烟气侧压力低，二者之间存在压差，便是漏风动力。

压差和间隙两者造成的漏风称为直接漏风。

另一种携带漏风，是由于转子内具有一定的容积，当转子旋转时，必定携带一部分气体进人另一侧形成漏风。

漏风成因基本是受热面、密封部位磨损或转子、密封面热变形等情况。

目前通过试验检测确定漏点位置尚不可能，可通过检测漏风，并采用排查、对比方法大致确定漏风位置。

通常空预器进出口烟道设计有氧量监测点。

一般情况下，空预器作为锅炉侧重要辅机需定期进行漏风测试，采用高精度氧表同步监测预热器进/出口烟气含氧量，再进行汇总计算。

当漏风超标时，可分析烟风系统辅机运行状况查找原因。

在安装过程中提高三向(轴向、径向、旁路)密封片的安装质量，对提高空预器的严密性，减少漏风率，有十分重要的意义。

上锅厂回转式空预器安装说明书中所示空预器外观立体图如图1所示。

图1 空预器外观图2 主要部件结构及密封2.1 转子转子是回转式空气预热器的主要部件之一，它由转子壳、内箱、径隔板、环向隔板等组成。

为了保证预热器的安全与经济运行，转子内筒经过热处理和机加工工艺处理。

目录1.概述 42.试验目的 43.试验依据 44.试验范围 45.调试应具备的条件 46.试验步骤 57.安全措施78.组织分工71.概述1.1 系统简介印度WPCPL电厂(4×135MW)机组配用440t/h超高压参数、自然循环汽包炉，单炉膛、一次中间再热、燃烧器摆动调温、平衡通风、四角切向燃烧、固态排渣、中速磨冷一次风机正压直吹式制粉系统，固态排渣，炉后尾部布置两台三分仓空气预热器。

全钢架悬吊结构，露天布置。

锅炉燃用煤种为印度劣质烟煤。

2.试验目的2.1 为了指导、规范空气预热器及其附属设备的调试工作，保证空气预热器及其附属设备能够安全正常投入运行，特制定本措施。

2.2 检查电气、热工保护联锁和信号装置，确认其动作可靠、正确。

2.3 检查、调整设备的运行情况，发现并消除可能存在的缺陷。

3.试验依据3.1 《电力建设施工及验收技术规范》(锅炉机组篇)（管道篇）3.2 《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程（1996年版）》3.3 《火电工程启动调试工作规定》3.4 《火电机组达标投产考核标准(2001年版)及相关规定》3.5 空预器厂家资料3.6 调试合同3.7 锅炉厂家资料《锅炉安装说明书》《锅炉使用说明书》《锅炉设计说明书》4.试验范围4.1 空预器入口烟气档板的检查、各档板的联动试验。

4.2 空预器内部各密封间隙的检查。

4.3 空预器导向轴承、支承轴承润滑油站联锁保护试验。

4.4 空预器的程启、程停试验。

4.5 空预器主驱动电机、辅助驱动电机的联锁试验。

4.6 空预器火灾报警、消防及清洗装置投用检查试验。

4.7 系统投运及动态调整试验。

5.调试应具备的条件5.1 机务应具备的条件5.1.1 空预器安装、保温工作结束，验收合格。

5.1.2 空预器润滑油站及冷却水系统安装工作完成，冷却水畅通。

5.1.3 空预器入口烟气档板的安装工作完毕；空预器密封间隙装置完好。

5.1.4 空预器单体试运工作结束，电流正常，空预器转动无异音。

空预器说明书第一篇：空预器说明书空预器我厂空预器型号为LAP10320/883，为容克式预热器，转子直径10320毫米，蓄热元件高度自上而下为800、800和300毫米，下层300毫米冷端蓄热元件为耐腐蚀钢，其余热段蓄热元件为碳钢，本空预器是三分仓型式。

一、原理LAP10320/883这种三分仓容克式空气预热器是一种以逆流方式运行的再生热交换器，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内，转子以1.14转/分的转速旋转，其左右两半部份分别为烟气和空气通道，空气侧又分一次风道及二次风道，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。

转子由置于下梁中心的推力轴承及置于上梁中心的导向轴承支撑，并处在一个九边形的壳体中，上梁、下梁分别与壳体相连，壳体则坐落在钢架上，装在壳体上的驱动装置通过转子外围的围带，使转子以1.14转/分的转速旋转，为了防止空气向烟气泄露，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。

二、主要部件及其性能 1.转子本预热器转子采用模数仓格式结构，全部蓄热元件分装在24个扇形仓格内（每个仓格为15°），每个模数仓格利用一个定位销和一个固定销与中心筒相连接，由于采用这种结构，大大减少了工地安装工作量，并减少了转子内焊接应力及热应力，中心筒上、下两端分别用M42合金钢螺栓互相连接，外周下部装有一圈传动围带，围带也分成24段。

热段蓄热元件由模数仓格顶部装入，冷端蓄热元件由模数仓格外周上所开设的门孔装入。

2.蓄热元件热段蓄热元件由压制成特殊波形的碳钢板构成，按模数仓格内各小仓格的形状和尺寸，制成各种规格的组件，每一个组件都是由一块具有垂直大波纹和扰动斜波的定位板，与另一块具有同样斜波的波纹板，一块接一块地交替层叠捆扎而成，钢板厚0.6MM。

0 引言我公司#5锅炉采用2台受热面旋转的三分仓回转式空气预热器。

每台空预器配备一台空预器间隙调整装置，以达到减少空预器漏风，提高空预器效率，满足节能减排的要求。

1 间隙控制系统应用背景空预器是大型锅炉的主要部件，其主要功能是利用锅炉燃烧排放的废烟气来预热即将进入锅炉燃烧的空气。

由于空预器转子工作时下部温度低上部温度高，中间温度高四周温度低，致使空预器转子工作时呈一种特殊的“蘑菇状”变形，如图1所示。

空气预热器下部径向变形间隙是随负荷的增加而减小，一般采取预留间隙的方法。

上部变形间隙随负荷的增大而增大，这与高负荷下需要更大送风量的要求相矛盾。

图1空预器转子“蘑菇状”变形间隙调整装置通过测量空预器转子外沿的变形量，并根据测量的变形量控制机械升降机构提升扇型板上下动作来补偿变形间隙，这样就可以大幅度降低空预器的漏风率。

2 间隙控制系统的结构2.1 控制系统示意图空预器间隙控制系统是基于PLC 和工业控制计算机的新型控制系统。

系统以可靠性高且方便灵活的PLC 作为主控元件、工业控制计算机来监控系统状态，系统结构简单，可靠性高，维护方便。

整个控制系统结构如图2所示。

图2 控制系统示意图2.2 间隙测量装置的主要性能指标1.间隙测量范围 0-10mm2.分辨率 ≥0.1mm3.频率响应 ≥50HZ4.间隙测量探头耐温 ≥420℃5.信号变送器耐温 ≥65℃6.输出信号标准 4-20mA 3 间隙调整装置控制原理空预器间隙控制系统通过间隙传感器探头测量间隙信号，经信号变送器转化成标准信号送入 PLC，PLC经过计算和逻辑判断输出控制信号，控制机械升降机构提升扇型板上下动作，补偿变形间隙，以保证在任何工况下，空气空预器的上部扇型板与转子径向密封片之间的间隙为最小，从而最大限度的减少漏风量，节能降耗，提高整个机组运行效率。

4 系统主要功能4.1 间隙调节控制系统对预热器转子旋转一周的间隙信号进行实时测量从中找出最小值作为调节依据。