空预器密封技术介绍..

一、技术名称：回转式空气预热器密封节能技术二、所属领域及适用范围：火力发电300MW以上锅炉机组的回转式空气预热器三、与该技术相关的能耗及碳排放现状目前，我国300 MW及以上的火力发电机组共计1000多台，总装机容量约为147030MW,空气预热器的平均漏风率在6%～10%，且使用寿命相对较短。

如果频繁更换密封装置，会降低电厂年利用小时数，影响发电厂的总体效率。

四、技术内容1.技术原理（1）改进“堵”的方式：由于空气预热器转子蘑菇状热变形，造成热端变形密封间隙增大。

采用自补偿径向密封片的方式，可以达到密封间隙趋于零，实现扇形板与密封片的非接触式密封，是可靠、稳定的自密封新技术。

（2）采用回收系统：空气预热器设备同时串联在锅炉的烟、风系统中，在空气侧与烟气侧压差的作用下，空气向烟气侧泄漏。

空气预热器密封回收系统技术在预热器内部建立立体密封机构，泄漏风被设备外回收装置全部回收，进入烟道的泄漏空气几乎为零。

（3）自动化控制：密封回收自动控制系统通过对进、出口烟气压力的检测，经过控制逻辑处理，通过各入口风门开度的调整，自动调整各部位的漏风回收量。

因此，密封回收系统能够做到无论锅炉负荷如何变化，其设备漏风率始终控制在设定范围内。

2.关键技术（1）转子热端径向自补偿间隙密封片；（2）泄漏风回收系统；（3）对回转式空气预热器泄漏风的密封与疏导区域进行一体化设计，形成独特、完整的控制系统。

3.工艺流程回转式空气预热器密封节能技术工艺流程见图1，关键设备简图见图2和图3。

图1回转式空气预热器密封节能技术工艺流程五、主要技术指标（1）无论锅炉负荷如何变化，回转式空预器漏风率始终保持在1.5%～3.5%范围内；（2）产品设计寿命不低于15年，其可靠性和稳定性能满足锅炉长期运行的要求；（3）自动化投用率100%，且在不停炉条件下能够维修、更换元件。

六、技术应用现状及产业化情况该技术已获得2项国家发明专利和1项实用新型专利，并于2013年1月通过了中国电机工程学会组织的科学技术成果鉴定。

电站锅炉空气预热器区域经理：洋电话：华能达电力技术应用有限责任公司2011年-2012年目录1．技术分析 (2)2．回转式空预器的漏风分析及计算 (2)2.1 受热面回转式空预器的基本工作原理 (2)2.2 空气预热器各部位形变量计算 (3)2.3 漏风量计算 (4)3、目前回转式空气预热器各种密封形式的比较及分析 (5)3.1 15°扇形板与24分仓式 (5)3.2 双密封和48分仓式 (5)4、柔性接触式密封技术介绍 (7)4.1 柔性接触式密封原理简介 (7)4.2 材料及设计计算 (10)5、改造围 (11)6、柔性接触式密封改造可行性研究分析 (12)6.1各种形式空预器密封比较分析 (12)6.2不同负荷下柔性密封和硬密封漏风率比较 (12)6.3密封状况随年限运行漏风量 (13)6.4 柔性接触式密封改造后技术指标及特点 (14)6.5 年节约费用的计算分析 (14)引言：回转式空气预热器在大中型电站锅炉上被普遍采用，漏风率是其重要的经济指标之一。

有效控制空气预热器漏风率，可以从降低送、引风机电耗和提高锅炉效率两个方面得到节能收益。

因而无论是国外空预器生产厂家或广大的空预器使用单位，都努力从不同方面降低空预器漏风率。

相关术语：柔性接触式密封；自润滑合金；合页式弹簧；漏风率；转子热变形；密封形式1．技术分析早在上世纪八十年代，国锅炉领域专家就曾预言：“回转式空预器密封的最终出路在于动静合理接触”。

德国一家公司曾于上世纪八十年代后期在我国西北电力系统进行多台空预器接触式密封改造(因材料原因等有限)。

九十年代中期，日本国空预器也进行了接触式改造，并一度来中国推广，但因成本太高，未得使用。

华能达技术应用有限责任公司推荐的“柔性接触式密封”具有技术指标优(保证漏风率≤6%，一个大修周期≤7%)，有近百台机组的成功应用的经验,获得国家发改委第二批节能项目推广。

采用“柔性接触式密封”改造本次预热器密封结构，降低漏风率，提高炉效，恢复锅炉出力，提高机组运行的经济性，降低发电煤耗。

空气预热器接触式密封技术改造技 术 简 介1．空气预热器情况和漏风原因分析1．1空预器设备漏风原因回转式空预器漏风产生的主要原因是由于转子热态的“蘑菇型”变形造成的转子表面和扇形板表面的泄漏面积加大引起漏风量增加,另外由于转子长期运行产生径向椭圆变形造成轴向漏风增加。

根据具体情况，保持原有分仓和原有普通密封片，在格仓板部位加装接触式密封组件（“Ｕ”型弹簧片与特种非金属材料制成）来解决现有空预器径向漏风严重及密封件易腐蚀变形的问题。

施工范围为热端径向密封和轴向密封。

1．2转子变形量及漏风量计算转子热变形量主要取决于转子的半径和高度以及空气和烟气的进出口温度。

下面图形示出转子热变形的各个几何形状和变形量。

图1转子的冷态和热态情况冷态热态冷空气热空气热烟气冷烟气δ上H xH0δ下D图2转子热变形1．2．2漏风量计算国际上习惯于用单位时间内泄漏的气体质量G来表示漏风量，则这就是空气预热器漏风量的基本计算公式，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：漏风系数K；间隙面积F；空气侧与烟气侧之间的压力差△P。

根据达拉特电厂空预器的实际情况主要影响漏风率的因素是转子热变形以后将加大与密封框架的泄漏面积，所以有效减小泄漏面积将极好的控制回转空预器的漏风率。

2．空预器密封改造技术方案2．1改造前的准备工作转子找正是调整密封间隙的前提，是降低漏风率的基本条件之一。

如果转子垂直度差，就不能保证扇形板、弧形板在同一密封面上，三向(径向、轴向、旁路)密封间隙的调整更无从谈起。

测量转子垂直度有两种方法，一是通过径向隔板测量，二是通过导向轴端测量。

如果转子垂直度达不到要求，通过调整导向轴承箱上部的四个调节螺栓，使转子垂直度≤0.4mm/m，调定后，固定导向轴承箱。

通过调整扇形板吊杆或加减垫片，使扇形板外侧水平度两侧偏差小于0.5mm。

2.2密封改造实施方法采用接触式密封技术：扇形板位置固定。

电站锅炉空气预热器区域经理：洋电话：华能达电力技术应用有限责任公司2011年-2012年目录1．技术分析 (2)2．回转式空预器的漏风分析及计算 (2)2.1 受热面回转式空预器的基本工作原理 (2)2.2 空气预热器各部位形变量计算 (3)2.3 漏风量计算 (4)3、目前回转式空气预热器各种密封形式的比较及分析 (5)3.1 15°扇形板与24分仓式 (5)3.2 双密封和48分仓式 (5)4、柔性接触式密封技术介绍 (7)4.1 柔性接触式密封原理简介 (7)4.2 材料及设计计算 (10)5、改造围 (11)6、柔性接触式密封改造可行性研究分析 (12)6.1各种形式空预器密封比较分析 (12)6.2不同负荷下柔性密封和硬密封漏风率比较 (12)6.3密封状况随年限运行漏风量 (13)6.4 柔性接触式密封改造后技术指标及特点 (14)6.5 年节约费用的计算分析 (14)引言：回转式空气预热器在大中型电站锅炉上被普遍采用，漏风率是其重要的经济指标之一。

有效控制空气预热器漏风率，可以从降低送、引风机电耗和提高锅炉效率两个方面得到节能收益。

因而无论是国外空预器生产厂家或广大的空预器使用单位，都努力从不同方面降低空预器漏风率。

相关术语：柔性接触式密封；自润滑合金；合页式弹簧；漏风率；转子热变形；密封形式1．技术分析早在上世纪八十年代，国锅炉领域专家就曾预言：“回转式空预器密封的最终出路在于动静合理接触”。

德国一家公司曾于上世纪八十年代后期在我国西北电力系统进行多台空预器接触式密封改造(因材料原因等有限)。

九十年代中期，日本国空预器也进行了接触式改造，并一度来中国推广，但因成本太高，未得使用。

华能达技术应用有限责任公司推荐的“柔性接触式密封”具有技术指标优(保证漏风率≤6%，一个大修周期≤7%)，有近百台机组的成功应用的经验,获得国家发改委第二批节能项目推广。

采用“柔性接触式密封”改造本次预热器密封结构，降低漏风率，提高炉效，恢复锅炉出力，提高机组运行的经济性，降低发电煤耗。

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。

科技成果——回转式空气预热器接触式密封技术适用范围电力行业所有使用回转式空气预热器的发电机组行业现状在发电行业，传统空气预热器是采用刚性有间隙密封技术，在动静间保持一个最小间隙，达到漏风最小。

由于空气预热器存在蘑菇状变形问题，而且变形随负荷环境温度不断发生变化，很难达到最佳的动静之间的间隙值，漏风率一般在10%左右。

目前该技术可实现节能量36万tce/a，减排约95万tCO2/a。

成果简介1、技术原理回转式空气预热器是一种传动机构，泄漏无法避免。

但过大的泄漏首先会影响锅炉运行的经济性，增加了风机的功率消耗，降低机组出力；其次漏风过大加快了空气预热器冷端腐蚀。

统计表明，对于300MW的机组，空预器漏风率每增加1%，将使机组的综合煤耗增加0.2-0.6g/kWh。

改造后新型密封结构是对传统的非接触式密封的颠覆，它采用柔性金属密封簇直接与空预器的密封板进行接触，在各种运行工况下这种直接接触式的密封技术都可将密封间隙减小至零。

2、关键技术新型的空预器密封结构，称为接触式全向柔性密封技术，它利用的是迷宫密封的原理，将运动部件和静止部件之间的间隙完全覆盖。

新型的密封结构钢丝具有良好的弹性和柔性，可以根据不同负荷下密封间隙的变化改变变形量，并向四周散开，阻止空气向各个方向渗漏，实现了在轴向、径向和环向上的全方位密封，将空预器在各个方向的漏风降到最低。

3、工艺流程这种全新的密封结构具有极大的灵活性和可行性，可适用于不同大小、不同结构的回转式空预器。

可以根据现场的位置和漏风情况安装在空预器轴向、径向、环向任一方向，或者是在三个方向同时安装，安装后的空预器漏风率得到极大减小，且结构简单投资小。

新型密封结构的安装可根据现场实际情况采用焊接、紧固螺丝、或用三角板加固等方法安装在空预器的径向隔板、转子膜片或是环向密封面上。

主要技术指标以一台1000MW机组为例，并根据上文中对节能减排能力的计算结果，该技术相关行业特性指标包括：节煤量：7217.7t/a；降低厂用电耗量：2248.5万kWh/a；降低CO2排放量：19055t/a。

主要原理：是通过减少漏风面积来达到降低漏风的目的。

具体做法：将扇形板固定在某一合理位置，柔性接触式密封系统安装在转子隔仓板上，在未进入扇形板时，接触式密封滑块高出扇形板5mm ‑10mm 。

当柔性接触式密封滑块运动到扇形板下面时，合页式弹簧发生形变。

密封滑块与扇形板接触，理论上会形成严密无间隙的密封系统。

当该密封滑块离开扇形板后，合页式弹簧将密封滑块自动弹起，以此循环进行。

特点:¾理论上不会形成密封间隙。

¾采用合页式弹簧，允许空预器转子在热态运行下有一定的圆端面变形及圆周方向的变形。

¾滑块上镶嵌有自润滑合金高温下干磨擦系数μ＝0.1。

理论上对主轴电机驱动电流影响很小。

柔性接触式密封扇形板柔性接触式密封－改进的几个阶段第一个阶段：刚进入空预器改造市场所有的径向和轴向密封全部使用弹性接触式密封滑块，漏风率保证小于5％。

不良后果：1、当弹簧失效、密封滑块损坏，空预器漏风率急剧上升、漏风率无法控制2、轴向的接触式密封导致驱动装置电流上升，影响机组的安全运行第二阶段所有的径向隔板上同时安装有常规的密封片和弹性接触式密封滑块，确保当弹性接触式密封损坏，还有常规密封片作为保险，空预器的漏风率不致上升到无法控制的地步第三个阶段：目前所有的径向隔板上都安装有常规的密封片，而弹性接触式密封只安装在一半的径向隔板上。

目前漏风率保证：一年内≤6%；在一个大修期（5年）内漏风率≤7（8）%原因：1、降低成本2、对漏风率的降低起主要起作用的还是常规密封片3、弹性接触式密封对降低漏风不起关键性的作用仅仅只是买点严重磨损没有磨损5、滑块上的镶嵌体为约∮3mm的所谓高温条件下具有自润滑能力的合金，该合金局部磨损迅速通常不超过三个月，最终会磨损滑块基体，同时基体与扇形板的直接接触，不仅导致扇形板的局部严重磨损，而且这种摩擦会导致空预器在正常运转时出现电流不正常升高的现象，影响空预器的安全运行。

11、随着市场占有率的增长，华能达实施免费检修5年的承诺越来越困难，有时在现场遇到的华能达检修人员对空预器一无所知，服务质量无法保证；抽气密封技术（密封回收系统、疏导式密封）：。

空气预热器密封装置
空气预热器密封装置是指用于保持空气预热器内部与外部的气体不互相混合的装置。

它的主要作用是防止热空气流失，从而提高空气预热器的热效率。

一般来说，空气预热器密封装置分为两种类型：机械密封和气体密封。

机械密封是指通过机械部件来实现密封的方式。

常见的机械密封有轴封、密封圈等。

轴封是指通过轴和轴套之间的密封装置来实现密封的方式，它的优点是密封性好，缺点是易磨损。

密封圈是指通过密封圈与轴之间的摩擦来实现密封的方式，它的优点是耐磨损，缺点是密封性稍差。

气体密封是指通过气体的压力差来实现密封的方式。

常见的气体密封有气体密封环、气体密封带等。

气体密封环是指通过将气体密封环放置在预热器的进出口处来实现密封的方式，它的优点是密封性好，缺点是需要消耗一定的能量。

气体密封带是指通过将气体密封带放置在预热器的进出口处来实现密封的方式，它的优点是能量消耗小，缺点是密封性稍差。

总的来说，空气预热器密封装置的选择需要根据具体的使用情况来决定。

在选择时，应该综合考虑密封性、耐磨损性、能耗等因素，以选择最合适的密封装置。

上海尚甸电站设备有限公司中国力学学会波纹管及管道力学专业委员会上海市力学在能源工程中的应用重点实验室一．空预器工作原理及漏风分析二．现有密封技术及密封片种类三．弹性自补偿式密封片的技术特点四．弹性自补偿式密封片的查新与专利五．近三年合同业绩六．效益分析回转式空气预热器是利用锅炉燃烧后的排烟余热，将进入锅炉的冷空气加热到所需温度的热交换设备。

相邻仓的压差：烟气、一次风和二次风的压力不同，高压侧的一次风和二次风会向低压侧的烟气泄漏。

转子发生“蘑菇”状变形。

案例：1000MW发电机组设计中相邻仓最大压差16.6kPa热端最大漏风间隙约为50mm。

直接漏风✓径向漏风✓轴向漏风✓旁路漏风携带漏风 固有漏风直接漏风（70%）携带漏风固有漏风径向漏风轴向漏风80%-85%15%-20%20%10%直接漏风直接漏风是由于空气侧与烟气侧存在静压差引起的，约占总漏风的70%左右。

由于空气预热器本身是转动机械，动静部件留有间隙，当压差存在时就会造成漏风。

压力高的一次风会漏入烟气侧和二次风侧，压力较高的二次风也会漏烟气侧，其漏风量可以由公式估算出。

另外，空气预热器在热态运行时，会由于温度梯度产生蘑菇变形，密封间隙增大，漏风率提高。

携带漏风携带漏风是因为预热器转子转动引起的，由于转子要从空气侧转动到烟气侧，必定要把转子隔仓内的空气带到烟气侧，就形成了携带漏风，携带漏风是容克式预热器的基本特征，是不可改变的。

它与空气预热器转子的高度，直径等因素有关。

固有漏风也叫二次漏风，指的是除直接漏风和携带漏风之外的漏风，例如扇形板静密封板磨损出现孔洞形成的漏风，由于滑动静密封产生的漏风等。

径向密封径向密封片4+扇形密封板3轴向密封轴向密封片1+轴向密封板2旁路密封环向密封片5+转子T型钢传统密封手段中，三向密封系统密封片各不相同原理：热端采用的间隙自动跟踪系统。

密封措施：通过调整扇形密封板的高低位置，自动调节扇形板与径向密封片之间的间隙来降低漏风率。