★ 回转式空气预热器漏风率的计算与测定
▲定义和公式
回转式空气预热器漏风率，为漏入空气预热器烟气侧的空气质量与进入该烟道的烟气质量之比率。
漏风率的计算公式：
'''''100y y k y y m m m L m m A -?==?……………………………………… K 1
式K 1可改写式K 2
'''''100k
k k y y m m m L m m A ?-==?…………………………………K 2
式中：L A －漏风率，％
'm y 和''y m 分别为烟道的进、出口烟气质量 mg/m 3, mg/kg
'K m 和''K m 分别为空气预热器进、出口空气质量 mg/m 3, mg/kg k m ?漏入空气预热器烟气侧的空气质量 mg/m 3, mg/kg ▲ 漏风率的测定：
同时测定相应烟道进、出口的三原子气体（RO 2）体质含量百分率，并按经验K 3公式计算：2
22'''''
90RO RO L RO A -=?……………………………K 3 式中：2'RO 和2''RO 分别表示烟道进、出口烟气三原子气体（RO 2）体质含量百分率，％。
▲ 漏风率和漏风系数的换算： 漏风率和漏风系数按下式进行换算：'''
'90L A ααα-=?……K 4
式中：'α和'α分别为烟道进、出口处烟气过量空气系数。其数值可分别用下式计算：221'α=……………………………………… K 5
2
2121''''O α-= ……………………………………… K 6
O分别为烟道进、出口处的氧量mg/m3, mg/kg。
式中2'O和2''
★回转式空气预热器漏风控制在2～4％以下
★回转式空气预热器漏风的原因
▲回转式空气预热器的漏风主要是由于密封付之间有间隙，这种间隙就是漏风的主要渠道。空气预热器同时处于锅炉烟风系统的进口和出口，空气侧和烟气侧之间存在较高压力差，这是漏风的动力。回转式空预器的漏风分为两部分：直接漏风和结构漏风(或称携带漏风)。直接漏风是由差压引起的，且占主要部分；结构漏风是由自身构造引起的。结构漏风量的计算公式为：
△V=πn(D-d)H(1-y)／240 (1)
式中：△V为结构漏风量m3／s；D为转子直径m；d为中心轴直径m；n为转子旋转速度rpm；y为转子内金属蓄热板所占容积份额：H为转子高度m。结构漏风是回转式空气预热器的固有特点．是不可避免的。而且这部分漏风占预热器总漏风量的份额较少，不到5％。回转式空气预热器的漏风主要是直接漏风．直接漏风量的
计算公式如下：G K
=? (2)
这是空气预热器漏风量的基本计算公式．适用于回转式空气预热器的径向密封，轴向密封，静密封和周向密封。式中△P为空气侧与烟气侧的压力差，公式中气体密度ρ是基本不变的，因此，影响漏风的主要因素是：泄漏系数K；间隙面积F：空气侧与烟气侧之间的压力差△P。由式(2)可以看出，漏风量与泄漏系数K、间隙面积F、空气与烟气的压力差△P的平方根成正比，要降低漏风量，就必须减小K，F，△P值。下面分别论述降低K．F．△P 值的有关措施。
?回转式空气预热器漏风的控制
1. 降低泄漏系数K的措施－－双密封技术。
双密封在原设计的基础上再加一道密封。即将转子的12分仓改为24分仓或48分仓，扇形仓角度由30℃改为15℃或7.5℃。，使得两个密封片同时起到密封作用。并用逐级降压的方法来减小差压，达到减小直接漏风的目的。双密封技术一般是分为双径向密封和双轴向密封，双径向密封就是指在任何时候都有两条密封片与密封板相接触，形成两个密封仓。双轴向密封就是每块轴向密封板在转子转
动时与两条轴向密封片配合。采用单密封时，烟气与空气只有一壁之隔：采用双密封时，烟气与空气被过渡区域隔开，在工况相同间隙相同的情况下，采用双密封结构漏风量降低30％。推导如下：
双密封前的漏风量为： 1G K =? …………………（3） 改双密封后由于压差减少一半，所以双密封后漏风量为：
20.707G K K =?=? (4)
从式（4）中可以看出，双密封技术可以直接漏风降低30％。如采用多重密封漏
风量将继续降低。见下式：
G =?（5）
从式（5）中不难看出，密封数越多，对泄漏系数K 的影响越大。但是．由于操作空间的限制和制造成本的提高。不可能采用多重密封，一般取n=2效果就很好了。
2. 降低烟风两侧压力差△P 的措施：
在回转式空气预热器中，空气侧与烟气侧的压力差是由锅炉系统的阻力决定的。因此，要控制预热器的烟风压差，就要在锅炉总体设计时选择合适的磨煤机型号、燃烧器型式和受热面布置，降低锅炉系统的阻力，并防止尾部结露。在预热器设计时，装设吹灰器、水冲洗装置以及风压测量管道，在运行过程中，进行正常有效的吹灰。否则，随着运行时间的延长，因积灰堵塞而造成阻力增加和冷端压差增加，预热器漏风率升高。在停炉维修时，进行水冲洗，保持受热面清洁。清洗后一定要烘干后再投入使用。蒸汽吹灰时一定要保证吹灰蒸汽压力和过热度，否则将加剧积灰堵塞。
3. 降低间隙面积F 的措施
空气预热器漏风量与间隙面积成正比，控制间隙面积可以有效地控制漏风。漏风间隙包括热端径向密封间隙、冷端径向密封间隙、轴向密封间隙、周向密封和静密封间隙，间隙越小越好，但是间隙不可能为零。因为间隙太小会造成设备磨损，影响使用寿命。下面分别介绍控制各个间隙的措施。
▲ 热端径向间隙是空气预热器漏风的主要渠道，必须严格控制。热端径向密封片在安装调整时，一般安装成折线，内外侧间隙均为0 mm ，这样预热器发生蘑菇状变形时折线就接近成直线。但转子的蘑菇状变形，使热端径向间隙增大。如果不采取措施，预热器65％的漏风发生在热端径向密封付。现在运行的预热器一
般都采用冷端支撑热端导向定位的结构，热端扇形板内侧吊挂在中心轴上，外侧吊挂在中心桁架上。预热器发生变形之后，热端扇形内侧随着转子中心轴膨胀向上移动，所以内侧间隙是不变的。而外侧间隙则由于转子的蘑菇状下垂和外壳增
长而增大外侧间隙的计算公式为：δ＝δ
1＋δ
2
＋δ
3
－δ
4
－δ
5
式中：δ为热端径向密封外侧间隙，δ
1为转子蘑菇状变形下垂量；δ
2
为外壳膨
胀量。为了弥补这一间隙，可以采取以下措施。
(1)安装漏风自动控制系统。安装漏风控制系统后，热态运行时，漏风控制系统根据转子的变形自动提升或下放扇形板外端。使密封间隙始终保持在设定的范围内。
从而达到对漏风控制的目的。提高整个机组的运行效率。
(2)确保转子垂直度。如果转子不垂直．就不能保证扇形板、轴向密封板在同一密封面上，三向(径向、轴向、旁路)密封间隙的调整和控制更无从谈起．因此转子找正是调整密封间隙的前提条件
(3)径向密封片的安装要以靠尺为基准．确保径向密封片的高度差小于1 mm
▲冷端径向间隙的控制
由于冷端压差大于热端压差，冷端气体密度大于热端密度。因此冷端径向漏风是空气预热器漏风的重要渠道。冷端间隙的控制一般采用冷态预留热态弥补的办法，即在冷态安装调整时，冷端内侧间隙为0 mm．而外侧预留出一定间隙：热态运行时，内侧间隙由0 mm变为支撑端轴的膨胀值，外侧间隙由于转子的蘑菇状下垂变为0 mm。这样一来预留间隙的计算就非常重要。这一数值预热器生产厂家会给出参考值。
▲轴向密封间隙的控制
回转式空气预热器一般都装有轴向密封装置，轴向密封可以防止气体通过外壳与转子之间的环形通道绕到烟气侧。为了控制轴向漏风，可以采取以下措施：
保证轴向密封板的质量，按厂家提供的轴向密封间隙表调整间隙，冷端元件装卸门加装填料，并保证封密封螺栓紧固。
▲旁路密封间隙的控制
旁路密封的生产和安装精度不易保证，再加上旁路密封片的磨损，旁路漏风的存在也是不可忽视的。旁路密封间隙的控制要从转子“T”字钢入手。保证转
子“T”字钢的制作和安装质量基本手段。转子“T”字钢安装好后要在现场进行车加工，以保证当旁转子“T”字钢的圆度。然后，根据厂家提供的旁路密封间隙表精心调整，以确保路旁路密封的合理间隙，控制漏风。
▲静密封间隙的控制
回转式空气预热器为了保证扇形板和轴向密封板的可调性，在扇形板与中心桁架之间，轴向密封板与外壳之间，都装有静密封装置。早期的静密封都是迷宫式结构。由于这种密封结构的螺栓易松动和部件易磨损，容易造成漏风。因此现在填压式静密封和金属胀缩节式静密封得到越来越多的应用。
4.回转式空气预热器最新的导流技术
如前所述，回转式空气预热器的漏风是不可避免的。而生产单位对漏风的控制也也耗费很大的人力和物力。但传统的密封技术也不可能对控制漏风有大的突破。这种情况下，我们经过多年的研究和探索，开发一种全新的空气预热器导流技术。既然“封”的效果不是很理想，那么，我们再把漏的部分再利用起来不就行了吗？简单的说，就是把漏掉的空气再“导”回二次风。这种技术就是在空预器内部建立一导流装置，将泄漏的空气导入到二次热风箱再利用，从而达到降低漏风、提高锅炉运行经济性的目的。
该技术的创新，既采用能够适应恶劣工况的机械密封进行“封”，又利用流体运动规律进行“导”，以流体运动控制来代替复杂的机械运动，疏导出的热能又继续做功，有助于锅炉系统的节能、降耗，系统设计简练、可靠，操作、维护简单方便。
综上所述，利用1、2、3、4四种措施，完全可以把回转式空气预热器的漏风控制在1～4％以内，为电力行业节能降耗提供可靠安全的技术保证。
★．脱硫系统用的GGH加热器
GGH加热器的工作原理和容克式预热器完全一样，利用装在转动转子中的数十万平方米的换热元件的蓄热和放热，吸收锅炉排出的烟气(120—140℃)热能加热脱硫塔排出的烟气(45-50％)，达到热量交换的目的，最终将脱硫后烟气加热到70-80℃以上。
近年来我们走访了好多电厂，GGH加热器在实际运行中受热面易腐蚀损坏，结垢严重。这种情况下原烟气侧和净烟气侧的阻力值已远远超出设计值，
GGH的泄漏也有明显的上升，导致的整套FGD系统阻力增加，将直接影响到FGD系统的能耗。
GGH内流通的烟气温度通常在硫酸露点以下，净烟气中存在大量的水滴，设备承受的腐蚀程度是非常严重的。同时，GGH烟气中从脱硫塔中或原烟气中带来了大量的石膏浆或烟尘，遇到湿态的转子在传热元件表面上大量沉积，产生的堵灰现象也是非常严重的。尽管GGH在设计上配备气体和低压水双介质吹灰器用于日常吹扫，也可采用高压水作为转子严重堵灰时疏通。但是，GGH的腐蚀和堵灰还是很容易发生的。
一、GGH受热面的腐蚀
1.原烟气侧硫酸可能成因
煤燃烧时除生成SO2以外，还生成少量的SO3，烟气中SO3的浓度为
10~40ppm。由于烟气中含有水（4%~12%），生成的SO3瞬间内形成硫酸雾。当温度低于酸露点时，硫酸雾凝结成硫酸附着在设备的内壁上。
2.净烟气侧硫酸可能成因
经湿法脱硫后的烟气从吸收塔出来一般在45~50℃左右，含有饱和水汽、残余的SO2、SO3、HCl、HF、NOx，其携带的SO42-、SO32-盐等会结露。因此，被净化的气体在离开吸收塔之前要用折流板除雾器进行除雾。对于除雾器设置冲洗水，间歇冲洗除雾器。低温下含饱和水蒸气的净烟气很容易产生冷凝酸，在净烟道或烟囱中的凝结物PH值约为1~2之间，硫酸浓度可达60%，具有很强的腐蚀性。
二、GGH受热面的结垢
1.结垢原因一
GGH加热器设计缺陷：GGH的受热面设计高度不合理，由于受热面的高度太大（GGH受热面的高度设计一般应在660mm以下），使吹灰器吹不透，造成沉淀物的滞留，日积月累，形成结垢。
2.结垢原因二
受热面板型：受热面板型不合理，造成易堵灰，难清洗，也是结垢的重要原因；
3.结垢原因三
吹灰器出力不够：吹灰器是保证及时清扫受热面沉淀物的重要设备，吹灰器出力不够，就使得吹灰不彻底，造成沉淀物的滞留，进而结垢。
4.结垢原因四
在GGH的运行介质中，亚硫酸钙和硫酸钙在水中的溶解度很小，都会形成高度过饱和溶液。亚硫酸钙和硫酸钙的种子晶体按相关化学反应生成
CaSO3?1/2H2O软垢；烟气中的CO2的再碳酸化，可能生成CaCO3沉淀物。一般烟气中，二氧化碳的浓度达到10%以上，是SO2浓度的50~100倍。吸收塔中部分SO32-和HSO3-被烟气中剩余的氧气氧化为SO42-，最终生成CaSO4?2H2O沉淀。CaSO4?2H2O的溶解度较小（0.223g/100g水，0℃），易从溶解中结晶出来，在部件表面上形成很难处理的硬垢。可以说，GGH的表面结垢和堵塞，其原因是烟气中的氧气将CaSO3氧化成为CaSO4（石膏），并使石膏过饱和。
５.结垢原因五
在燃煤机组烟气脱硫系统中，除雾器位于吸收塔与GGH之间，可能由于除雾器除雾效果差导致进入GGH的净烟气中携带的含有石膏颗粒及尘粒液滴在GGH受热面表面蒸发结晶将直接导致GGH的结垢堵塞。GGH结垢的主要来源：其一，原烟气流经电除尘器后进入FGD系统烟气中的剩余粉尘；其二，经除雾器后净烟气携带的含有石膏颗粒及尘粒液滴在GGH受热面表面蒸发结晶的产物。原烟气中携带粉尘较易清除，且目前火力发电机组所配备的除尘器一般均能满足FGD系统运行需求，因此可以说：因除雾器设计或运行不当导致的除雾器除雾效果不良是造成湿法脱硫中GGH堵塞的罪魁祸首。由于除雾器局部堵塞引起自身差压的升高及其带来的除雾效果变差而造成GGH结垢等连锁反应导致的整套FGD系统阻力增加，将直接影响到FGD系统的能耗。
６.结垢原因六
吸收塔内浆液液位太高或泡沫太多而溢流，溢流管如排浆不畅，会使浆液反流到ＧＧＨ原烟道。这种反流即便瞬间发生，也会造成较严重的积污。
三、GGH受热面的损坏
1.损坏原因一
产品质量问题：这有可能是热面损坏的最主要的原因。GGH受热面是在成型的低碳钢上涂烧搪瓷而成的。涂烧搪瓷的目的一是防腐蚀，二是防磨损。但如果涂烧搪瓷釉的配方不准确，工艺不合理（比如清洗不干净就会造
成脱落现象），那么生产出来的搪瓷传热元件就既不会有防腐蚀，也不会有耐磨损的功能。将其置入GGH的运行环境中，就会很快损坏。
2.损坏原因二
化学腐蚀：GGH的运行环境是一高酸性环境，受热面在酸性环境中随着腐蚀程度的加深,逐步被损坏；
3.损坏原因三
4.机械损坏：吹灰器或高压水冲洗参数设置不当，在吹灰或水冲洗时由于高
温或高压将受热面损坏。
四、处理方案
1. 配方要充分考虑防腐蚀
搪瓷釉的成份由两个主要组成部份构成：一是由基体剂硅氧四面体(SiO
4
)4－相互连接而成牢固的网络骨架；另一是由基体剂以外的其它组份破网而又重新连接，并填充其间的硅酸盐部分，前者系瓷釉耐化学稳定区域，几乎不与水、酸、盐溶液作用，即使反应，也是比较微弱的。后者是非化学稳定区域，几乎都能同水、酸、盐溶液起反应。为了提高瓷层的耐化学稳定性，对于破网和填充其间的硅酸盐组份的选择必须合理，因此华邦公司在设计配方时，采取了以下几项技术措施。
（1）增大瓷釉中SiO
2的含量，减少其中R
2
O的含量，从而提高瓷釉的化学稳定性。
（2）出于加工工艺的需要，必须使用R
2
O化合物，限制了K 、Na 的用量，为此大量地增加了Li＋的用量。理论和实践证明，一价碱金属氧化物随离子半径的增大，耐化学稳定性降低，其降低的次序如下，Li＋ >Na＋ >K ＋。
（3）减少部分R
2
O氧化物用量，增加一定量的RO氧化物用量，一方面是二价金属硅酸盐比一价金属硅酸盐具有较好的化学稳定性，另一方面是应用了多碱效应，抑制了水解扩散速度，有利于增强化学稳定性能。
（4）在保持SiO
2高含量(>60％)的条件下，适当提高Al
2
O
3
含量(控制在3～5％)，
以形成铝硅酸盐。从而使瓷釉的化学稳定性进一步提高
（5）严格控制B
2O
5
引入量。该组份对于抗无机酸腐蚀，不起有利作用，一般不引
入或控制在最低限量。华邦公司瓷釉配方组成中B
2O
3
<2％，所以具有较高的抗无
机酸腐蚀的性能，这是不同于一般搪瓷配方的区别之处。
（6）在瓷釉配方组成中，除SiO
2
保持高含量比例外，同时引入一定含量的其它四价氧化物有利于改善瓷层的化学稳定性，比如在华邦公司的瓷釉配方中引入了
少量的ZｎO
2，TiO
2
等高价氧化物。
由于华邦公司在配方中，采取了上述措施，所以在试用或生产过程中应用于要求耐酸、耐水性的部件得到了较为满意的技术效果。使搪瓷传热元件耐蚀性能得到极大提高和使用寿命大为延长。
2.配方要充分考虑耐磨
耐磨性能是指瓷层对固体的机械摩擦或磨光作用的抵抗力。影响瓷层耐磨性能的因素很多：瓷釉的硬度、抗压强度、抗张强度、弹性和瓷釉与坯体材料的密着强度等。其中瓷釉硬度对于瓷层耐磨性能的好坏起着决定性作用。华邦公司从以下三个方面提高瓷层的耐磨性能。
（1）在保持高硅含量的同时，引入一定量的Al
2O
3
和CaF
2
。这样做的结果，高含
量的Al
2O
3
使瓷釉在烧成温度下高温粘度增大,晶核形成顺利，晶体长大受阻。引
入适量的CaF
2
有利于降低高温粘度克服一些工艺困难，在烧成冷却过程中使瓷釉熔体粘度迅速增大。上述二组份的引人使瓷层内形成大量微细晶体，这样大量由微晶体构成搪瓷层极大地提高了瓷层的硬度和其它机械强度，从而提高耐磨性能。
（2）提高底釉与铁坯的密着强度。密着性能虽不直接影响瓷层耐磨性能，但对面釉的工艺性能和面釉瓷层表面质量有着重大作用。不难设想，如果密着性能不好，要获得高强度的面釉瓷层是不可能的。为此，华邦公司在配方设计和工艺处理上采用了混合型底釉，这不仅有利于适宜坯体同瓷釉的高温物理化学反应，促进密着形成，而且还有利于扩大烧成幅度，避免了坯体厚薄不均而导致的烧生、烧大等质量缺陷。为了促进面釉同底釉的良好结合，华邦公司还采用了中温慢烧烧瓷工艺，从而获得了较大的密着强度和平滑致密的面釉瓷。
3. HB3E板型
目前燃煤机组烟气脱硫系统中GGH的DNF板型从实际运行效果看来，并不适应它的运行环境。针对这种情况,我公司研制开发了新的建议更换HB3E板型，该板型不仅传热效率高，而且不易堵灰，易冲洗。
五、对GGH的运行建议
(1)在正常情况下，容克式烟气加热器能够承受一定的附着在传热元件表面的黏
附物。但黏附物能导致换热性能的下降和烟气阻力的增高。此时就要进行吹灰。蒸汽吹扫频率为3次/天，每次吹扫的时间不少于一个来回行程。吹灰需准确计算吹灰步序和调整步长，改进清洗程序。如吹扫的环之间要有重叠，每环间不应有未冲到之处。尤其注意最内环和最外环的冲洗，不应有冲不到的死角。
运行实践证明，蒸汽吹灰的效果比压缩空气好，常用汽/气吹不会损伤换热元件。应尽量少用高压水冲洗。若吹灰后压差未降到设定值，可再启用一次吹灰程
(2)尽管建议少用高压水冲洗，但实际上每1～2个月仍需进行一次高压水冲洗，
因此高压水冲洗的次数比制造厂建议的频率要高。当烟气阻力升高值达到原设计值的50%时，就要进行在线高压水冲洗。通过在线水冲洗可以将压降恢复到原设计值。在线高压水冲洗的频率取决于净烟气中的水分含量和原烟气中残留的飞灰和氧化硫的含量。冲洗水的压力为10MPa。
(3)低压水冲洗。在GGH长期停机前，必须采用低压水冲洗，除去转子上沾附的
酸性沉积物、水冲洗可以冲走大量的酸性物。水冲洗时，传热元件通过转子的旋转先经由下部清洁装置进行清扫，再经由上部清洁装置进行清扫。
上下两台清洁装置可同时运行，亦可分开运行，主要取决于介质的流量和压力。当分开运行时，先投运下部的清洁装置，再投运上部的清洁装置。(4)当原烟气含尘量达到ＦＧＤ保护连锁停运的条件时((250～300ｍｇ/ｍ3),
应投此保护，停ＦＧＤ，让烟气走旁路。
(5)除雾器效果不好或其叶片因冲洗不净而积石膏，会使吸收塔出口烟气携带浆
液，其下游的受害者就是ＧＧＨ。所以除雾器的正常运行极为重要。
(6)吸收塔浆液密度计不准确将直接影响液位测量，应经常校正密度计，避免浆
液溢流，甚至反流到ＧＧＨ。
(7)吸收塔入口烟道应向下倾斜，以避免塔内浆液溢流或泡沫大时反流到ＧＧＨ中。
(8)在吹灰和一般水清洗仍然不能够达到GGH受热面正常的烟气阻力时，就应该考虑进行专业的除垢清洗。专业清洗就是在GGH蓄热元件不拆卸的情况下进行化学清洗，其过程是润渗→乳化→松散→高压水冲洗。完成这种清洗，除垢率可达95%以上，洗通率达100％。
浅述空预器漏风原因分析及应对措施 孙正睿 (华电潍坊发电有限公司锅炉队) 摘要：根据潍坊公司二期回转式空预器组成结构原理及实际运行工况，从检修及运行两方面分析降低漏风的原因及采取的措施。 关键词：空预器漏风率密封扇形板蘑菇状变形畜热元件 1、概述：潍坊公司二期锅炉配备两台三分仓容克式空气预热器，型号为2-32.5VI （T）-2185SMRC，转子直径为φ14236mm。空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备。其主要存在的问题是漏风，从近期我公司“对标”管理数据中发现二期空预器漏风率有上升趋势。漏风率增大会使排烟温度升高，炉内烟气温度降低，增大送、引风机的电耗，如果漏风过大，超过送、引风机的负荷能力，会造成燃烧风量不足，以至被迫降低负荷，直接影响锅炉的安全性与经济性。 2、原因分析： 回转式空预器的漏风包括二部分：直接漏风和携带漏风。因转子密封片与壳子密封板间隙总是大于零，压力高的空气穿过密封间隙漏向压力较低的烟气中，这是直接漏风。转子仓格中所包容的风量随着转子的旋转，会不断的转移到烟气侧，被烟气带走，这是携带漏风。 2.1直接漏风与密封间隙成正比，与压差的平方根成正比；另外还与烟气侧空预器壳体漏点、推力导向轴承中心筒处密封、空预器吹灰枪箱处密封、烟气进入空预器烟道膨胀节密封息息相关。 回转式空气预热器的转子布置着受热元件，烟气自上而下逐渐降温，因而上端的烟气、空气的温度都高，下端的烟气、空气温度低，这样，上端的膨胀量大而下端的膨胀量小，形成蘑菇由于蘑菇状变形引起各部分的间隙发生变化，使上面的外环间隙加大，下面的外环间隙减小。另外，转子的整体受热膨胀，也影响各部间隙。回转式空预器密封间隙分径向密封间隙、轴向密封间隙、旁路密封间隙。三者之中，径向漏风占总漏风量的80%以上，径向密封间隙又分热端径向及冷端径向间隙，我公司热端径向密封间隙采用扇形板自动跟踪漏风装置，即热端扇形板与在规定的间隙内跟随着转子径向密封片。该装置投用初期，效果良好，但随着机组的运行，效果不明显，主要原因是热端扇形板水平位偏差、转子
空预器性能试验 1.范围 本说明的目的是给出在空预器现场试验的实施大纲,以确定下列运行特性: ?空气至烟气侧的漏风 ?烟气与空气的压降 ?热力性能 本细则并未特别规定性能保证值，但在试验前需经各方认可。 2.试验准备 2.1人员选择 为确保试验结果的可靠,所有参加测试人员应有相应的资质并能完全胜任其特定的工作职责,参试单位可指定一人组织试验并负责协调处理诸如测量精度、试验条件及操作方法等不同意见。 指定一人对性能测试及对测试有影响的试验条件负责。 2.2空预器的检查及运行 建议试验前对空预器进行全面的检查,特别是要注意对那些对性能有影响的部件的工作状况,需强调的是要对换热元件的状况及清洁度进行仔细检查,空预器在正确的工况下运行。 确保所有的外部空气旁路及再循环挡板的密封效果,必须逐一检查膨胀节的完整性。 试验前要使所有的换热元件都处于商业性洁净状态(符合常规运行的洁净度要求),所有的在线吹灰必须在试验前完成,试验期间严禁进行清扫及吹灰。 2.3测量漏风首选的取样和测量技术 测量空预器漏风较好的取样技术就是横穿过烟气入口和出
口抽取每份烟气样品进行分析,采用这种方法,就可测到穿过每个管道的取样点每个网格的单独的氧气测量值.该网格中所包括的取样点数量应与AS ME P TC 4.3 中的要求一致。 同时在烟气出口管道进行皮托管横移以确定在管道内的测量平面内是否有严重的速度分层现象存在,如穿过管道有明显的速度分层现象存在,必须用这些速度测值来计算一下取样平面整体的加权平均值,而不是简单的数学平均值。 上述的取样横移方法是按照A SM EP TC4.3进行的,是建立后面标准中采用的固定网格法取样的必要准备。 A S ME PT C4.3中固定网格法取样的优点是在性能试验中可感知大多数烟气样本速度的增加。 然而,豪顿的经验是上面的横进取样方法是完成性能试验的较好方法，理由如下所述： ◆该方法避免了使用长取样管和复杂的布臵方式,实际上, 这样的取样管在测试过程中很容易发生泄漏和堵塞,用这 种取样方法,当产生上述情况时,是很难处理的。 ◆采用这种单独的横进式取样方法,可将取样管路的长度保 持在最小, 氧气分析仪可以定位在接近取样点处。 ◆还有，采用横进式取样技术，通过研究穿过空预器的两个 取样平面的氧含量的变化，可以判断单独的或一组氧含量 测量值是否可靠。 例如，在空预器出口处测到的高度分层的氧气值和空预器扇形板处产生的氧气峰值－也许是在管道另一侧 －与空预器漏风不能联系在一起。相反的，这样的峰值 也许与空气进入到取样点或空气以其他形式进入到管 道，如膨胀节泄漏等。 如果发现了不正常的值，不用否定整个取样平面或试验，参加试验的单位可取得一致怎样补偿这样的错误， 建议的解决办法是不计那些存在异议的数据，并且用在 邻近的取样点测得的氧气读数值来替代。 用横进式测量法来测量穿过空预器的漏风率，必须重复试验
管壳式换热器传热设计说明书 设计一列管试换热器，主要完成冷却水——过冷水的热量交换设计压力为管程 1.5MPa （表压），壳程压力为0.75MPa（表压），壳程冷却水进,出口温度分别为20℃和50℃，管程过冷水进，出口温度分别为90℃和65℃管程冷水的流量为80t/h。 2、设计计算过程： （1）热力计算 1)原始数据： 过冷却水进口温度t1′=145℃； 过冷却水出口温度t1〞=45℃； 过冷却水工作压力P1=0.75Mp a（表压） 冷水流量G1=80000kg/h； 冷却水进口温度t2′=20℃； 冷却水出口温度t2〞=50℃； 冷却水工作压力P2=0.3 Mp a（表压）。改为冷却水工作压力P2=2.5 Mp 2)定性温度及物性参数： 冷却水的定性温度t2=( t1′+ t1〞)/2=(20+50)/2=35℃； 冷却水的密度查物性表得ρ2=992.9 kg/m3； 冷却水的比热查物性表得C p2=4.174 kJ/kg.℃ 冷却水的导热系数查物性表得λ2=62.4 W/m.℃ 冷却水的粘度μ2=727.5×10－6 Pa·s； 冷却水的普朗特数查物性表得P r2=4.865； 过冷水的定性温度t1=(t1?t1′′)==77.5℃； 过冷水的密度查物性表得ρ1=976 kg/m3； 过冷水的比热查物性表得C p1=4.192kJ/kg.℃； 过冷水的导热系数查物性表得λ1=0.672w/m.℃； 过冷水的普朗特数查物性表得P r2=2.312； 过冷水的粘度μ1=0.3704×10－6 Pa·s。 过冷水的工作压力P1=1.5 Mp a（表压） 3)传热量与水热流量 取定换热器热效率为η=0.98； 设计传热量： ? Q0=G1·C p1·(t1?t1′′)η×10003600
板式换热器的计算方法 板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。 以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的： ?总传热量(单位:kW). ?一次侧、二次侧的进出口温度 ?一次侧、二次侧的允许压力降 ?最高工作温度 ?最大工作压力 如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。 温度 T1 = 热侧进口温度 T2 = 热侧出口温度 t1 = 冷侧进口温度 t2= 冷侧出口温度 热负荷 热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为： （热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）
在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。
（1）无相变化传热过程 式中 Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W； m h,m c-----热、冷流体的质量流量，kg/s； C ph,C pc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)； T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K； T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。 （2）有相变化传热过程 两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为： 一侧有相变化 两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程 式中 r,r1,r2--------物流相变热，J/kg； D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。 对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。
回转式空预器漏风率超标原因及对策 发表时间：2018-11-13T20:01:12.323Z 来源：《电力设备》2018年第20期作者：关宏宇宋德星 [导读] 摘要：在应用回转式空预器的过程中，漏风率超标是经常遇到的问题，这一问题的出现，不仅会给锅炉的运行造成影响，还直接影响到锅炉的热效率。 （国家能源集团国电电力大同第二发电厂山西大同 037400） 摘要：在应用回转式空预器的过程中，漏风率超标是经常遇到的问题，这一问题的出现，不仅会给锅炉的运行造成影响，还直接影响到锅炉的热效率。因此，有必要对回转式空预器的漏风率超标的原因进行分析，同时采取有效的对策，进而保证锅炉的正常运行。 关键词：回转式；空预器；漏风；原因 燃煤发电厂空气预热器是利用锅炉尾部烟气的热量来加热燃料燃烧所需空气的热交换设备,已成为现代锅炉的一个重要组成部分。随着电站锅炉蒸汽参数的提高和容量的增大，尤其是配300MW及以上容量的锅炉，通常都采用结构紧凑，重量较轻，布置灵活的回转式空预器，其中,采用更多的是受热面转动的回转式空预器。该种形式的空预器普遍存在漏风的问题，对锅炉运行的安全性、经济性与稳定性造成较大威胁。归纳回转式空预器运行过程中的漏风问题，分析原因和测定方法，总结相应的控制措施具有重要的参考价值。 1、回转式空预器漏风率超标原因分析 在一般电厂中，在机组锅炉中应用受热面回转式空预器，要求将漏风率控制在10%上下然而在实际应用中，绝大部分回转式空预器漏风率多在15%-20%范围内，甚至有些漏风严重的，则超过了30%，导致回转式空预器漏风率超标的主要原因可以从以下几个方面进行分析: 回转式空预器携带漏风。回转式空预器携带漏风属于不可避免的漏风，是空预器受热面空间中所存在的空气在转子转动过程中带动到烟气侧所引起的泄露量，这部分漏风量属于回转式空预器所固有的，随着转子转动速度增加，其携带漏风量不断增加：转子受热面充满度增加其漏风量则降低。回转式空预器携带漏风无法避免，但其漏风量一般多为1%左右，不会引起漏风量超标。 回转式空预器直接漏风。影响回转式空预器漏风率超标的主要因素为直接漏风。当前，回转式空预器多采取的是三分仓结构，在这种结构中，经过的一次风与二次风属于正压，烟气属于负压状态。因回转式空预器属于一种转动机械，在运行过程中，总会存在着一定的空隙。虽然通过密封装置对存在的空隙进行了处理，但间隙仍存在。空气在正压与负压之间的压差影响，下会通过间隙漏到烟气之中漏风量的大小与间隙状态及压差存在着正相关关系，如间隙越大压差越高回转式空预器漏风量则越大。 2、直接漏风产生的主要原因 2.1受热问题 在设备运行的过程中，受热面回转式空预器将始终处在热态运行中。而在这种情况下，转子上下具有较大的温差，从而导致热端的转子径向膨胀，而冷端的转子径向偏小。所以，转子长期处在这种状态下容易出现一定的形变，从而使热端扇形板和三角形区域间出现漏风区，进而造成较大的漏风量。 2.2设计问题 从结构上来看，回转式空预器是三分仓结构。所以，其受热面可以被分成是24仓格，而每一格都具有15度的圆周角。而这样的结构设计，将使轴向与纵向密封片形成单道密封结构。而这种密封结构则会使密封片承受较大的两侧压力，从而增加设备的漏风率。 2.3腐蚀问题 在锅炉运行的过程中，燃料中的水蒸气和硫将发生反应，从而形成硫酸蒸汽。而在金属设备的温度接近酸露点的情况下，则会导致金属设备遭受腐蚀，并出现粘灰的问题，从而造成设备的堵灰现象。堵灰将使的一、二次风的入口风压增大，使其与烟气的差压增大，从而增大了漏风率。 2.4吹灰问题 空预器一般都布置有冷、热端蒸汽吹灰系统。空预器的运行状态的好坏和吹灰系统的运行有较大的关系。蒸汽吹灰系统的吹灰频次、吹灰压力、疏水温度等均会影响空预器的运行。吹灰压力过高容易造成空预器受热面吹损，过低则易造成设备堵灰。而蒸汽吹灰系统疏水不完全，则易导致蒸汽带水，从而带来堵灰和低温腐蚀等隐患。 2.5设备管理问题 空预器布置的位置尾部烟道中，在飞灰、腐蚀等因素的影响下，密封件的磨损，导致空气进入到烟气侧，从而导致其空气流量不足。而在这种情况下，转系密封磨损量会继续增大，从而增加设备的漏风率。所以，设备维护人员需要定期及时进行设备的管理和检修，从而避免因转子密封磨损量增加而导致的漏风率增加。但就实际情况而言，由于受限于火电机组并网运行的特殊性，所以设备元件往往无法得到及时更换，从而造成了设备的漏风率超标。 3、防止漏风率超标的对策 3.1漏风的危害 漏风是回转式空预器的主要问题，对锅炉的经济运行产生很大的影响。漏风会使空气直接进入管道，并且通过引风机抽走，增大了风机电耗，一方面造成了不必要的经济损失，同时漏风引起烟气排烟过量，导致空气系数也随之增大，排烟的热损失量进一步加大，使锅炉热效率降低。当漏风现象严重时，送入的风量也会不足，锅炉的机械未完个燃烧热损失以及化学未完个燃烧热损失增加，损失过量的情况下甚至会限制锅炉出力。 3.2提高空气预热器金属壁面温度 提高空气预热器壁温可减少硫酸蒸汽凝结量并减缓低温腐蚀。而壁温提高则需要提高排烟温度和入口空气温度，这将使排烟热损失提高并使锅炉热效率降低。实际上提高空气预热器壁温最常用的方法是提高入口空气温度，常采用的方法有以下几种。热风再循环：将空气预热器出口的部分热风通过管道再送回空气预热器入口，使空预器入口空气温度升高并提高金属壁面温度。对燃用高硫煤的锅炉，当烟气露点温度较高时，此方法可能不能满足空气温度需要提高的程度，否则锅炉效率将会下降较多。加装暖风器：在空气预热器和送风机之间加装暖风器作为前置式空气预热器，暖风器是利用汽轮机抽汽加热空气的管式加热器，通过调节蒸汽流量来改变空气出口温度，而暖风器出口处蒸汽应全部凝结成水。这种方法也会使排烟温度提高，锅炉热效率下降。但由于它利用了汽轮机的抽汽，减少了汽轮机的冷源损失，提高了热力系统的热经济性，也即提高了循环热效率，使全厂经济性下降不多。无论是采用热风再循环还是采用暖风器均会使风机电
第一章概论 综述 板式换热器发展简史 目前板式换热器已成为高效、紧凑的热交换设备，大量地应用于工业中。它的发展已有一百多年的历史。 德国在1878年发明了板式换热器，并获得专利，到1886年，由法国首次设计出沟道板板式换热器，并在葡萄酒生产中用于灭菌。APV公司的在1923年成功地设计了可以成批生产的板式换热器，开始时是运用很多铸造青铜板片组合在一起，很像板框式压滤机。1930年以后，才有不锈钢或铜薄板压制的波纹板片板式换热器，板片四周用垫片密封，从此板式换热器的板片，由沟道板的形式跨入了现代用薄板压制的波纹板形式，为板式换热器的发展奠定了基础。 与此同时，流体力学与传热学的发展对板式换热器的发展做出了重要的贡献，也是板式换热器设计开发最重要的技术理论依据。如：19世纪末到20世纪初，雷诺（Reynolds）用实验证实了层流和紊流的客观存在，提出了雷诺数——为流动阻力和损失奠定了基础。此外，在流体、传热方面有杰出贡献的学者还有瑞利（Reyleigh）、普朗特（Prandtl）、库塔（Kutta）、儒可夫斯基（жуковскиǔ）、钱学森、周培源、吴仲华等。 通过广泛的应用与实践，人们加深了对板式换热器优越性的认识，随着应用领域的扩大和制造技术的进步，使板式换热器的发展加快，目前已成为很重要的换热设备。 近几十年来，板式换热器的技术发展，可以归纳为以下几个方面。 1：研究高效的波纹板片。初期的板片是铣制的沟道板，至三四十年代，才用薄金属板压制成波纹板，相继出现水平平直波纹、阶梯形波纹、人字形波纹等形式繁多的波纹片。同一种形式的波纹，又对其波纹的断面尺寸——波纹的高度、节距、圆角等进行大量的研究，同时也发展了一些特殊用途的板片。 2：研究适用于腐蚀介质的板片、垫片材料及涂（镀）层。 3：研究提高使用压力和使用温度。 4：发展大型板式换热器。 5：研究板式换热器的传热和流体阻力。
板式换热器选型与计算方法 板式换热器的选型与计算方法 板式换热器的计算方法 板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。 以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的： 总传热量(单位:kW). 一次侧、二次侧的进出口温度 一次侧、二次侧的允许压力降 最高工作温度 最大工作压力 如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。 温度 T1 = 热侧进口温度 T2 = 热侧出口温度 t1 = 冷侧进口温度 t2= 冷侧出口温度 热负荷 热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为： （热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）
在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。 （1）无相变化传热过程 式中 Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W； mh,mc-----热、冷流体的质量流量，kg/s； Cph,Cpc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)； T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K； T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。 （2）有相变化传热过程 两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为： 一侧有相变化 两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程 式中 r,r1,r2--------物流相变热，J/kg； D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。 对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。 对数平均温差(LMTD) 对数平均温差是换热器传热的动力，对数平均温差的大小直接关系到换热器传热难易程度.在某些特殊情况下无法计算对数平均温差,此时用算术平均温差代替对数平均温差，介质在逆流情况和在并流情况下的对数平均温差的计算方式是不同的。在一些特殊情况下，用算术平均温差代替对数平均温差。 逆流时： 并流时：
★ 回转式空气预热器漏风率的计算与测定 ▲定义和公式 回转式空气预热器漏风率，为漏入空气预热器烟气侧的空气质量与进入该烟道的烟气质量之比率。 漏风率的计算公式： '''''100y y k y y m m m L m m A -?==?……………………………………… K 1 式K 1可改写式K 2 '''''100k k k y y m m m L m m A ?-==?…………………………………K 2 式中：L A －漏风率，％ 'm y 和''y m 分别为烟道的进、出口烟气质量 mg/m 3, mg/kg 'K m 和''K m 分别为空气预热器进、出口空气质量 mg/m 3, mg/kg k m ?漏入空气预热器烟气侧的空气质量 mg/m 3, mg/kg ▲ 漏风率的测定： 同时测定相应烟道进、出口的三原子气体（RO 2）体质含量百分率，并按经验K 3公式计算：2 22''''' 90RO RO L RO A -=?……………………………K 3 式中：2'RO 和2''RO 分别表示烟道进、出口烟气三原子气体（RO 2）体质含量百分率，％。 ▲ 漏风率和漏风系数的换算： 漏风率和漏风系数按下式进行换算：''' '90L A ααα-=?……K 4 式中：'α和'α分别为烟道进、出口处烟气过量空气系数。其数值可分别用下式计算：221'α=……………………………………… K 5 2 2121''''O α-= ……………………………………… K 6
O分别为烟道进、出口处的氧量mg/m3, mg/kg。 式中2'O和2'' ★回转式空气预热器漏风控制在2～4％以下 ★回转式空气预热器漏风的原因 ▲回转式空气预热器的漏风主要是由于密封付之间有间隙，这种间隙就是漏风的主要渠道。空气预热器同时处于锅炉烟风系统的进口和出口，空气侧和烟气侧之间存在较高压力差，这是漏风的动力。回转式空预器的漏风分为两部分：直接漏风和结构漏风(或称携带漏风)。直接漏风是由差压引起的，且占主要部分；结构漏风是由自身构造引起的。结构漏风量的计算公式为： △V=πn(D-d)H(1-y)／240 (1) 式中：△V为结构漏风量m3／s；D为转子直径m；d为中心轴直径m；n为转子旋转速度rpm；y为转子内金属蓄热板所占容积份额：H为转子高度m。结构漏风是回转式空气预热器的固有特点．是不可避免的。而且这部分漏风占预热器总漏风量的份额较少，不到5％。回转式空气预热器的漏风主要是直接漏风．直接漏风量的 计算公式如下：G K =? (2) 这是空气预热器漏风量的基本计算公式．适用于回转式空气预热器的径向密封，轴向密封，静密封和周向密封。式中△P为空气侧与烟气侧的压力差，公式中气体密度ρ是基本不变的，因此，影响漏风的主要因素是：泄漏系数K；间隙面积F：空气侧与烟气侧之间的压力差△P。由式(2)可以看出，漏风量与泄漏系数K、间隙面积F、空气与烟气的压力差△P的平方根成正比，要降低漏风量，就必须减小K，F，△P值。下面分别论述降低K．F．△P 值的有关措施。 ?回转式空气预热器漏风的控制 1. 降低泄漏系数K的措施－－双密封技术。 双密封在原设计的基础上再加一道密封。即将转子的12分仓改为24分仓或48分仓，扇形仓角度由30℃改为15℃或7.5℃。，使得两个密封片同时起到密封作用。并用逐级降压的方法来减小差压，达到减小直接漏风的目的。双密封技术一般是分为双径向密封和双轴向密封，双径向密封就是指在任何时候都有两条密封片与密封板相接触，形成两个密封仓。双轴向密封就是每块轴向密封板在转子转
空预器漏风率控制 发表时间：2017-10-23T14:56:57.230Z 来源：《电力设备》2017年第17期作者：宋晓龙 [导读] 摘要：本文介绍了应用于火电机组中空气预热器（下文简称：空预器）漏风率控制，通过分析空预器漏风发生的原因并通过控制安装过程提出有效办法，经多个安装项目实际应用证明，严格的过程控制和有效的施工方法，能够保证运行过程中系统的可靠、稳定，能够有效的降低机组空预器的漏风量，为机组安全、环保、高效、节能提供了有力保障。 （山东电力建设第三工程公司） 摘要：本文介绍了应用于火电机组中空气预热器（下文简称：空预器）漏风率控制，通过分析空预器漏风发生的原因并通过控制安装过程提出有效办法，经多个安装项目实际应用证明，严格的过程控制和有效的施工方法，能够保证运行过程中系统的可靠、稳定，能够有效的降低机组空预器的漏风量，为机组安全、环保、高效、节能提供了有力保障。 关键词：空预器、漏风率、漏风控制 1、引言 空预器作为火力发电厂设备中的重要组成部分，它是一种提高锅炉热交换性能，降低热量损耗的一种预热设备。空预器的作用是将尾部中排出烟气中带出的携带热量，通过散热片传导到进入锅炉前的空气中，将空气预热到一定温度，从而提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗。 常用的空预器多用于燃煤电站锅炉，一般可分为两种：管箱式、回转式，其中回转式又分为风罩回转式和受热面回转式两种。本论文中仅对回转式空气预热器进行讨论。本论文以杰拉达发电厂350MW机组空预器漏风控制为例，分析可能存在的漏风原因，并在安装过程和调试过程中控制并找出合理的解决办法。 2、回转式空气预热器漏风率分析及解决办法 摩洛哥JERADA 1X350 MW工程安装哈尔滨锅炉厂生产的超临界参数变压直流炉，本项目安装2台回转式空气预热器。预热器转子正常转数为1r/min，预热器对称布置锅炉尾部。回转式空气预热器由外壳定子、转子、换热元件、密封件、轴承、驱动装置、润滑油冷却系统等组成。该型预热器是利用锅炉排烟的余热加热冷空气的热交换设备。其工作原理(见图1)是通过转子缓慢旋转，传热元件交替的经过烟气和空气通道，当传热元件通过热的烟气流时吸收热量，通过空气流时，释放储藏的热量，加热进来的冷空气。烟气向下流动，空气向上流动。 一般空预器漏风的主要原因有两种：携带漏风、间隙漏风，携带漏风是不可避免的，间隙漏风是可以控制的。但携带漏风不会超过10%，携带漏风由空预器的结构、尺寸大小和转速决定，而这些参数对锅炉是已经设定的，转速越低，携带漏风量越小。目前转子的设计转速一般低于n=1r/min,携带漏风量已很小，一般不会超过1%，从理论上讲基本已达到上限，故这部分漏风已无法减小。间隙漏风是大多数火电机组空预器漏风的主要因素。间隙漏风又分为三种，即旁路、轴向和径向漏风，其中旁路和轴向漏风约占漏风总量的30%~40%，其余60%~70%的漏风为径向密封造成，漏风量与漏风间隙的面积成正比，故科学的密封间隙和良好的密封装置是控制漏风率的根本因素。 针对空预器漏风形成的原因和特点，本论文主要讨论如何最大限度的降低间隙漏风，漏风量的公式如下： 由公式中可以看出，漏风量与间隙面积成正比，与空气侧压力和烟气侧压力差值的平方根成正比，因此降低漏风量主要采取两个办法，一是降低间隙面积，二是降低空气侧与烟气侧的压差。具体措施如下： （1）减小径向漏风：径向密封片固定在转子径向隔板的热端和冷端上，空预器在热态下，热端温度高，转子径向膨胀大，冷端温度低，径向膨胀小，同时中心轴向上膨胀，空预器转子受热后发生蘑菇形膨胀变形，径向密封片受热后变为弧形，从而导致漏风量加大，所以径向密封间隙是影响漏风率的重要因素。所以安装密封装置便是控制漏风率的关键，对径向密封片安装可采与以下措施： 一、对空预器的热端，采用增加径向密封片，密封片调整前，按照图纸要求安装标尺，标尺的准确性是保证密封间隙的前提，对冷端也采用径向密封片，冷端径向密封虽与热端结构相似，但冷端不可调，需采用预调的方法，使其在热态下也可获得满意的密封间隙。 二、冷端径向密封片可采用双径向密封，就是任何时候都有两道密封片与扇形板相接触，由于径向漏风是由于空气侧和烟气侧存在压差造成的，在相同工况下，漏风间隙也相同的情况下，采用双密封结构，空气先由空气侧泄漏到过渡区，再由过渡区泄漏到烟气侧，就可以把泄漏压差降低一半；同时采用双径向密封，可以使在热态运行时，减小多边形形成的间隙，降低旁路漏风和轴向密封。 三、从空预器本体结构入手，采用变形较小的副转子结构，采用柔性可自动弯曲扇形板结构，在温度变化时，扇形板本身随温度变化自动变化，以适应转子的热态变形，从而保证密封间隙， （2）减少轴向密封：由于轴向密封间隙调整不合理，不能适应转子不规则的蘑菇变形，会造成轴向漏风、密封间隙偏小处、易造成密封部件的磨损、间隙偏大处漏风增大。采用和冷端径向漏风相同的处理办法，在冷态时进行轴向密封调整，使在转子热态变形后仍可活的满意的密封间隙，并根据安装数据经常进行调整，停机检查时，发现间隙超标，及时调整，同时可采用双轴向密封片，保证任何时候都有两道轴向密封片与轴向密封板接触，从而减小漏风。 因此施工过程中密封片 （3）降低空气侧与烟气侧压差：回转式空预器漏风主要因为空气侧与烟气侧存在压差，而漏风量与压差的平方根成正比，所以减少燃烧器及一次风的阻力，降低空预器内部两侧，也可以达到减少空预器漏风的目的，如果燃烧阻力较大，要求的热空气压强就要高一些，这样就会增大空预器的漏风量。 （4）减少堵灰的影响：空预器，特别是低温段的换热元件，由于低温腐蚀等原因，容易造成换热原件积灰、堵灰严重，流道堵塞，会加大流通阻力，造成空气侧与烟气侧压差增大，从而加大漏风量，因此要减小空预器的漏风率，还必须结合空预器防止腐蚀、堵灰的具
姓名：杜鑫鑫学号：0903032038 合肥学院 材 料 工 程 基 础 姓名： 班级：09无机非二班 学号：\ 课题名称：换热器及其基本计算 指导教师：胡坤宏
换热器及其基本计算 一、换热器基础知识 （1）换热器的定义： 换热器是指在两种温度不同的流体中进行换热的设备。 （2）换热器的分类： 由于应用场合不同，工程上应用的换热器种类很多，这些换热器照工作原理、结构和流体流程分类。 二、几个不同的换热器 （1）管壳式换热器 管壳式换热器又称列管式换热器，是一种通用的标准换热设备。它具有结构简单、坚固耐用、造价低廉、用材广泛、清洗方便、适应性强等优点，应用最为广泛，在换热设备中占据主导地位。 管壳式换热器是把换热管束与管板连接后，再用筒体与管箱包起来，形成两个独立的空间。管内的通道及与其相贯通的管箱称为管程；管外的通道及与其相贯通的部分称为壳程。一种流体在管内流动，而另一种流体在壳与管束之间从管外表面流过，为了保证壳程流体能够横向流过管束，以形成较高的传热速率，在外壳上装有许多挡板。 而壳管式换热器又可根据不同分为U形管式换热器、固定管板换热器、浮头式换热器、填料函式换热器几类。 (2) 套管式换热器 套管式换热器是用两种尺寸不同的标准管连接而成同心圆套管，外面的叫壳程，内部的叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。 套管式换热器以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。两种不同直径的管子套在一起组成同心套管，每一段套管称为“一程”，程的内管（传热管）借U形肘管，而外管用短管依次连接成排，固定于支架上。热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。通常，热流体由上部引入,而冷流体则由下部引入。套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。内管与U形肘管多用法兰连接,便于传热管的清洗和增减。每程传热管的有效长度取4～7米。这种换热器传热面积最高达18平方米，故适用于小容量换热。当内外管壁温差较大时,可在外管设置U形膨胀节或内外管间采用填料函滑动密封，以减小温差应力。管子可用钢、铸铁、陶瓷和玻璃等制成，若选材得当，它可用于腐蚀性介质的换热。这种换热器具有若干突出的优点，所以至今仍被广泛用于石油化工等工业部门。
选用板式换热器就是要选择板片的面积的简单方法： Q=K×F×Δt， Q——热负荷 K——传热系数 F——换热面积 Δt——传热温差（一般用对数温差） 传热系数取决于换热器自身的结构，每个不同流道的板片，都有自身的经验公式，如果不严格的话，可以取2000~3000。最后算出的板换的面积要乘以一定的系数如1.2。 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHEGASKET）、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务（PHEMAINTENANCE）的专业换热器厂家。
ARD艾瑞德拥有卓越的设计和生产技术以及全面的换热器专业知识，一直以来ARD致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，良好地运行于各行业，ARD已发展成为可拆式板式换热器领域卓越的厂家。 ARD艾瑞德同时也是板式换热器配件（换热器板片和换热器密封垫）领域专业的供应商和维护商。能够提供世界知名品牌（包括：阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、风凯/FUNKE、萨莫威孚/Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等）的所有型号将近2000种的板式换热器板片和垫片，ARD艾瑞德实现了与各品牌板式换热器配件的完全替代。全球几十个国家的板式换热器客户正在使用ARD 提供的换热器配件或接受ARD的维护服务（包括定期清洗、维修及更换配件等维护服务）。 无论您身在何处，无论您有什么特殊要求，ARD都能为您提供板式换热器领域的系统解决方案。
回转式空气预热器漏风率的计算与测定
★ 回转式空气预热器漏风率的计算与测定 ▲定义和公式 回转式空气预热器漏风率，为漏入空气预热器烟气侧的空气质量与进入该烟道的烟气质量之比率。 漏风率的计算公式： '''''100y y k y y m m m L m m A -?==?……………………………………… K 1 式K 1可改写式K 2 '''''100k k k y y m m m L m m A ?-==?…………………………………K 2 式中：L A －漏风率，％ 'm y 和''y m 分别为烟道的进、出口烟气质量 mg/m 3, mg/kg 'K m 和''K m 分别为空气预热器进、出口空气质量 mg/m 3, mg/kg k m ?漏入空气预热器烟气侧的空气质量 mg/m 3, mg/kg ▲ 漏风率的测定： 同时测定相应烟道进、出口的三原子气体（RO 2）体质含量百分率，并按经验K 3公式计算：2 22''''' 90RO RO L RO A -=?……………………………K 3 式中：2'RO 和2''RO 分别表示烟道进、出口烟气三原子气体（RO 2）体质含量百分率，％。 ▲ 漏风率和漏风系数的换算： 漏风率和漏风系数按下式进行换算：''' '90L A ααα-=?……K 4 式中：'α和''α分别为烟道进、出口处烟气过量空气系数。其数值可分别用下式计算：22121''O α-=……………………………………… K 5
2 2121''''O α-= ……………………………………… K 6 式中2'O 和2''O 分别为烟道进、出口处的氧量mg/m 3, mg/kg 。 ★ 回转式空气预热器漏风控制在2～4％以下 ★ 回转式空气预热器漏风的原因 ▲ 回转式空气预热器的漏风主要是由于密封付之间有间隙，这种间隙就是漏风的主要渠道。空气预热器同时处于锅炉烟风系统的进口和出口，空气侧和烟气侧之间存在较高压力差，这是漏风的动力。回转式空预器的漏风分为两部分：直接漏风和结构漏风(或称携带漏风)。直接漏风是由差压引起的，且占主要部分；结构漏风是由自身构造引起的。结构漏风量的计算公式为： △V=πn(D-d)H(1-y)／240 (1) 式中：△V 为结构漏风量m 3／s ；D 为转子直径m ；d 为中心轴直径m ；n 为转子旋转速度rpm ；y 为转子内金属蓄热板所占容积份额：H 为转子高度m 。结构漏风是回转式空气预热器的固有特点．是不可避免的。而且这部分漏风占预热器总漏风量的份额较少，不到5％。回转式空气预热器的漏风主要是直接漏风．直接漏风量的计算公式如下：G K p ρ=??? (2) 这是空气预热器漏风量的基本计算公式．适用于回转式空气预热器的径向密封，轴向密封，静密封和周向密封。式中△P 为空气侧与烟气侧的压力差，公式中气体密度ρ是基本不变的，因此，影响漏风的主要因素是：泄漏系数K ；间隙面积F ：空气侧与烟气侧之间的压力差△P 。由式(2)可以看出，漏风量与泄漏系数K 、间隙面积F 、空气与烟气的压力差△P 的平方根成正比，要降低漏风量，就必须减小K ，F ，△P 值。下面分别论述降低K ．F ．△P 值的有关措施。 ◆ 回转式空气预热器漏风的控制 1. 降低泄漏系数K 的措施－－双密封技术。 双密封在原设计的基础上再加一道密封。即将转子的12分仓改为24分仓或48分仓，扇形仓角度由30℃改为15℃或7.5℃。，使得两个密封片同时起到密封作用。并用逐级降压的方法来减小差压，达到减小直接漏风的目的。双密封技术一般是分为双径向密封和双轴向密封，双径向密封就是指在任何时候都有两条
列管式换热器的设计计算 列管式（管壳式）换热器的设计计算 1．流体流径的选择 哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例) (1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。 (2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。 (4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。 (5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。 (6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。 (7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。 在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。 2. 流体流速的选择 增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。 此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准；单程变为多程使平均温度差下降。这些也是选择流速时应予考虑的问题。 3. 流体两端温度的确定 若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定流体两端温度的问题。若其中一个流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。例如用冷水冷却某热流体，冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计，而换热器出口的冷水温度，便需要根据经济衡算来决定。为了节省水量，可使水的出口温度提高些，但传热面积就需要加大；为了减小传热面积，则要增加水量。两者是相互矛盾的。一般来说，设计时可采取冷却水两端温差为5～10℃。缺水地区选用较大的温度差，水源丰富地区选用较小的温度差。 4. 管子的规格和排列方法 选择管径时，应尽可能使流速高些，但一般不应超过前面介绍的流速范围。易结垢、粘度较大的液体宜采用较大的管径。我国目前试用的列管式换热器系列标准中仅有φ25×2.5mm及φ19×mm两种规格的管子。 管长的选择是以清洗方便及合理使用管材为原则。长管不便于清洗，且易弯曲。一般出厂的标准钢管长为6m，则合理的换热器管长应为1.5、2、3或6m。系列标准中也采用这四种管长。此外，管长和壳径应相适应，一般取L/D为4～6(对直径小的换热器可大些)。 如前所述，管子在管板上的排列方法有等边三角形、正方形直列和正方形错列等，如第五节中图4－25所示。等边三角形排列的优点有:管板的强度高；流体走短路的机会少，且管外流体扰动较大，因而对流传热系数较高；相同的壳径内可排列更多的管子。正方形直列排列的优点是便于
随着电站锅炉蒸汽参数的提高和容量的增大，尤其配３００ＭＷ及以上容量的锅炉，通常都采用结构紧凑，重量较轻，布置灵活的回转式空预器，其中采用最多的是受热面转动的回转式空预器。该种形式的空预器主要问题是漏风，下面重点分析漏风的形成原因，并针对本单位部分空预器漏风率偏大提出自己的几点建议。１ 漏风的危害 漏风对锅炉运行的经济性有很大影响。据试验统计，配３００ＭＷ机组锅炉空预器漏风率每降低１％，可降低机组煤耗０．１６ｇ／ｋＷｈ。空预器的漏风使得空气直接进入烟道由引风机抽走，使送、引、一次风机电耗增大。同时，漏风使烟气排烟过剩，空气系数增大，进一步增加排烟热损失，使锅炉热效率降低。若漏风严重，会使送入炉膛的风量不足，导致锅炉的机械未完全燃烧热损失和化学未完全燃烧热损失增加，另外，由于供氧不足还会形成还原性气氛，使灰渣熔点下降，引起炉膛结渣及高温腐蚀，甚至限制锅炉出力。２ 回转式空预器漏风的原因分析 一般电厂要求受热面回转式空预器的漏风率在１０％左右，但多数空预器漏风率却在１５％～２０％之间，有少数接近３０％。现就主要原因分析如下： 回转式空预器漏风率 超标原因分析及对策 卢彦良，尹学斌 （宁夏吴忠市锅炉压力容器检验所，宁夏 吴忠 ７５１１００）分析：（以采暖１０６天计） （１）回收冷凝水８０００ｔ； （２）回收热量８．７×１０８ｋｃａｌ； （３）节煤２４５ｔ； （４）节水８０００ｔ； ２３００ｋＷｈ；１２００ｔ； １１０００元； ７ 汽改水项目经济效益分析 蒸汽采暖系统改为水暖系统，每个采暖期的经济效益如下： （１）减少冷凝水损失１６．８５万元； （２）冷凝水余热资源利用经济效益１３万元； （３）每个采暖期节煤５６０ｔ。 综合节约资金４０万元。项目计划投资３５万元，投资回收期为一个采暖期。该技术节约了能源又减少污染，符合国家即将颁布的《清洁能源生产法》。■ （上接前页）
回转式空预器的漏风原因及预控方案南文乐 发表时间：2019-07-16T17:21:57.777Z 来源：《河南电力》2018年23期作者：南文乐[导读] 回转式空气预热器简称回转式空预器，是发电机组锅炉中的重要部件之一，是一种将锅炉燃烧时所需要的空气用尾部烟气来加热实现热交换的设备，主要有两种设计形式：风罩回转式和受热面回转式。（大唐国际托克托发电有限责任公司内蒙古自治区呼和浩特市托克托县 010206）摘要：回转式空气预热器简称回转式空预器，是发电机组锅炉中的重要部件之一，是一种将锅炉燃烧时所需要的空气用尾部烟气来加热实现热交换的设备，主要有两种设计形式：风罩回转式和受热面回转式。对于这一部件，漏风率的大小是衡量其质量优劣重要指标。当 前国内市场上主要使用的是受热面回转式空气预热器，并且经调查，在现有运行的机组中，非满负荷运行状态下的漏风率竟然超过6%。较高的漏风率，不仅影响机组的运行效率，而且会增加煤炭的消耗量，不利于提高企业的经济效益。因此，降低漏风率成为当前回转式空气预热器研究的重中之重。 关键词：回转式空预器；漏风原因；预控方案 1回转式空气预热器概述 1.1主要构件 单台600MW机组配置2台豪顿华32VNT1830空气预热器。回转式空气预热器是热交换器，分烟气入口、一次风入口和二次风入口。是由上下连接板、刚性环、转子、蓄热元件、红外线监测系统、三向密封、主辅电机、外壳、轴承润滑油系统、上下轴承、主副支座、传动装置、吹灰、清洗装置等组成。 1.2预热器工作原理 空预器的工作原理，是通过空预器转子缓慢地载着蓄热元件旋转，经过流入预热器的热烟气和冷一、二次风，而完成热交换的。传热元件首先从炉膛的高温烟气侧吸取热量，然后通过传热元件的转动，把高温的传热元件旋转至二次风、一次风侧，不断地将热量传递给二次风、一次风，从而完成热交换。 2回转式空预器漏风原因的分析 2.1受热不均问题 空气预热器动静部件的间隙就是漏风的渠道，由桶式转子和外壳组成，每一格都是15°的圆周角热端转子膨胀变大，转子是运动部件容易出现变形，酸雾会对金属设备产生腐蚀，从而出现漏风区，造成较大漏风量。 2.2特殊结构问题 回转式空预器的外壳是静止部件，三分仓结构只有一条径向密封片，这种结构会使密封片发生故障，造成设备漏风率提高。使其受热面承受较大的两侧压力，被分成24仓格，一般情况下冷端转子径向变小，形成单径向密封状态，与扇形密封板接触。 2.3吹灰堵灰、酸雾腐蚀问题 锅炉在运行过程当中，容易发生设备的堵灰现象，反作用到设备的风入口，就会导致入口风压提高，容易产生密封磨损，严重时甚至可能会引起燃烧。炉内烟气中的二氧化硫及三氧化硫与水蒸汽会发生化学反应，形成酸雾，视机组排烟温度的不同，酸雾的危害也不同，如果排烟温度高与酸雾的露点温度，酸雾只有少量残留在空预器元件上，危害较小。但是如果机组排烟温度较低，低过了酸雾的露点温度，则酸雾会在空预器元件上形成液态，导致低温腐蚀，同时液态硫酸会与空预器烟气中的灰分混合，出现粘灰状态物，导致空预器堵塞加剧，堵灰又会造成进风入口风压增加，从而又增大了漏风率。 2.4设备使用中的管理问题 空预器在各项因素的影响下，比如飞灰、腐蚀、密封件磨损等因素的影响下，空预器密封受到影响，从而使空预器风侧的高压介质漏入负压的烟气侧，这样就会使送入炉内的氧量有所降低，为了维持炉内氧量，运行人员则必须提高送风机挡板开度，增加送风机的出口风压。我们上面已经分析过，送风机出口风压增加后，必然会导致空预器漏风的进一步扩大，从而形成恶性循环，因此空预器漏风状态的监控非常重要。现在电厂运行中将空预器漏风率的检测作为一项定期工作，也就是出于以上原因。通过对空预器漏风率的监控了解空预器的漏风状态，漏风率不大时可以维持机组运行，但是如果由于各种原因导致空预器漏风率超标，则必须将其纳入检修项目。 3回转式空预器漏风的解决对策 3.1设计方面 采用焊接方式，缩小密封板与静密封片之间的间隙；通过对空气预热器的结构设计进行改造，缩小动静部件的间隙，减少间隙漏风；对于监控漏风系统，要及时进行改造调整，对其的布设和点阵进行改变，保证监控漏风系统中传感器的敏感性；还可以在热端径向密封的上方安装扇形板控制系统，及时对进行跟踪，从而隔离空气和烟道；抓紧空气预热器密封性这一核心进行部件设计，减少径向漏风，使漏风量降至6%~8%。在该阶段采取措施进行预控，主要是为了减少漏风携带量。 3.2制造方面 引进国外先进技术进行空气预热器的设计与制造，对于参与制造的工人进行严格而且专业的培训，确保焊接技术处于合格状态，根据图纸进行标准制造，尽量缩小各部件之间的间隙，提高设备质量。 3.3安装方面 在进行静密封安装时，需要做到两点：（1）使密封盘与圆弧板之间的距离调节到最佳，（2）使风仓间的密封效果得到保证。密封装置的安装包括：轴向密封安装、径向密封片安装、中心筒密封片安装、旁路密封片安装。在轴向密封装置的安装中，使冷端与热端的转子密封角钢跳动量的最大点保持2mm；在径向密封片的安装中，以某块径向隔板为标准，来保证3块扇形板的水平度处于同一平面，最终使扇形板与密封片之间的误差保持在1mm；在中心筒密封片的安装中，要控制好中心筒端面与静密封卷筒之间的距离，使静密封卷筒的密封面与中心筒密封之间的距离为1.5mm，使扇形板密封表面与中心筒密封之间的距离保持在0.5mm~1.5mm；在旁路密封片的安装中，要使密封钢角与其之间保持合理距离。