1、空氣預熱器漏風率對鍋爐熱效率的影響及分析摘要：回轉(zhuǎn)式空氣預熱器作為重要的尾部換熱設備被廣泛的應用在電站鍋爐上， 漏風率較高作為該設備使用過程中不可避免的缺點影響了整個機組運行的經(jīng)濟性、可靠性及安全性，是電站提高運行經(jīng)濟效率及運行安全需要解決的問題。本文通 過對電站鍋爐進行現(xiàn)場試驗，分析了該電站空氣預熱器的漏風情況，同時分析了 漏風率對鍋爐熱效率的影響，對評價電站的運行經(jīng)濟性具有一定的指導意義。關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)式空氣預熱器；漏風率；熱效率；鍋爐隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，國家對電力的需求量也越來越大，我國目前仍以火力 發(fā)電為主，發(fā)電機組能耗水平與國際先進水平仍存在著較大的差距。空氣預熱器 作為電站鍋爐的重要

2、輔助設備之一，目前應用較為廣泛的是回轉(zhuǎn)式空氣預熱器， 其具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱密度高，節(jié)約材料，容易布置等優(yōu)點1-2。然而，回轉(zhuǎn)式 空氣預熱器不可避免的缺點是漏風率較高，空氣預熱器漏風不僅影響了排煙溫度， 同時使得鍋爐空氣預熱器出口處的過量空氣系數(shù)增加，影響了鍋爐的運行效率， 進而導致整個機組的運行經(jīng)濟性的降低，同時對機組運行的安全性存在一定的威 脅3-4。因此進行不同運行負荷下的漏風率及其對鍋爐的影響的試驗及分析意義 重大。一：預熱器漏風的原因從基本構(gòu)成來看，回轉(zhuǎn)式空氣預熱器具體包含了動態(tài)和靜態(tài)的兩類構(gòu)件。在 這其中，靜止的構(gòu)件包含冷端連接板、中間梁、熱端連接板以及膨脹裝置等，而 轉(zhuǎn)動的構(gòu)件包含

3、各類模塊組件、轉(zhuǎn)子和軸承等。針對動靜構(gòu)件而言，需要在兩類 構(gòu)件的連接處設置密封。預熱器在具體運行時，傳熱元件可以確保實時性的傳熱。預熱器包含了熱端和冷端這兩個區(qū)域，二者分別處在預熱器的上下端。空氣預熱器設有煙道，可以用來傳送熱能。在后期的預熱過程中，風側(cè)可以吸收傳送的熱能，這種狀況下的煙氣就會降低溫度，由此提高了預熱器在這個階段的送風溫度。經(jīng)過分析可知，空氣預熱器可以劃分為外殼和轉(zhuǎn)子這兩個重要的構(gòu)件。在這其中，外殼保持靜止而轉(zhuǎn)子不停在轉(zhuǎn)動。在兩類構(gòu)件中間，需要設置特定的間隔距離，因此漏風現(xiàn)象通常也會發(fā)生于這個部位。最近幾年，電站紛紛購進了更大容量的新型機組，這種狀況也增加了預熱器本身的表面積和

4、體積。針對動靜構(gòu)件而言，就需要設置比從前更大的間隔，因而也擴大了原先的漏風面積。在鍋爐的尾部通常加裝了空氣預熱器，風系統(tǒng)和鍋爐都設有進出口。在正壓區(qū)的一側(cè)風壓較高，與之相應的負壓側(cè)就表現(xiàn)出較低的煙氣壓力。因此，漏風的根源就在于壓力差。如果壓力差較大，那么漏風也會表現(xiàn)為更嚴重的狀態(tài)。此外，某些情況下的漏風現(xiàn)象還可能來自風量流失。這是由于，旋轉(zhuǎn)過程中的轉(zhuǎn)子增加了煙氣側(cè)的風量，因此也流失了部分風能。針對這種狀況， 可以總結(jié)為攜帶漏風。從現(xiàn)狀來看，回轉(zhuǎn)式的各種預熱器普遍設置了較低的旋轉(zhuǎn)速度。在漏風總量中，攜帶漏風僅占有較小的比例。為此，安裝控制漏風的要點應當為控制軸向和徑向的漏風。二：實驗測試對于熱效

5、率的影響本試驗系統(tǒng)及測點布置簡圖如圖 1 所示。相應測點情況如下: 1 原煤取樣測點:給煤機上方取樣口;大氣溫濕度測點:鍋爐鼓風機入口處;煙氣取樣測點:布置在空氣預熱器進、出口煙道，進口煙道每側(cè) 6(孔)3 點; 出口煙道每側(cè) 6(孔)3 點;煙氣溫度測點:布置在空氣預熱器進出口煙道，與煙氣取樣測點相同，進口煙道每側(cè) 6(孔)3 點、出口煙道每側(cè) 6(孔)3 點;給水溫度測點:在鍋爐高加后主給水管道;給水壓力測點:給水泵后;給水流量測點:主給水管道;蒸汽溫度測點:主蒸汽管道;蒸汽壓力測點:主蒸汽管道;鍋爐表面溫度測點:鍋爐本體表面;爐渣取樣點:撈渣機出口;飛灰取樣點:空氣預熱器出口水平煙道。（

6、圖 1 測試布置圖）三：空氣預熱器漏風率及鍋爐熱效率計算空氣預熱器漏風率測定本電站鍋爐機組具有A、B 兩臺空氣預熱器，對其漏風率分別進行測試及計算。空氣預熱器漏風采用電站鍋爐性能試驗規(guī)程GB10184-1988 中公式計算6。AL=aa90a式中:AL空氣預熱器漏風率(%);a空氣預熱器煙道出口處煙氣過量空氣系數(shù); a空氣預熱器煙道進口處煙氣過量空氣系數(shù)。鍋爐熱效率計算鍋爐效率按照電站鍋爐性能試驗規(guī)程GB10184-1988 中公式計算，通過反平衡法計算鍋爐熱效率，計算式如下:=100(q2+q3+q4+q5+q6)式中:鍋爐熱效率，% q2排煙熱損失，%q3可燃氣體不完全燃燒熱損失，% q4

7、固體不完全燃燒熱損失，% q5表面散熱熱損失，%q6灰渣物理熱損失，%四：結(jié)果分析試驗選取的鍋爐運行工況為 60%、80%和 100%機組負荷。空氣預熱器漏風試驗與相應負荷鍋爐效率試驗同步進行，試驗結(jié)果見表 1、表 2。從表 1 可知，在60%負荷時空氣預熱器 A 側(cè)比 B 側(cè)漏風嚴重，80%和 100%負荷時 A、B 兩側(cè)漏風率相差較小，但三個工況下空氣預熱器的漏風率基本符合其設計值 8.75 的要求。由表 1 可知，在相同負荷下，漏風率越大，預熱器出口過量空氣系數(shù)越大，預熱器出口煙氣溫度越低。這主要是隨著漏風率的增大，更多的冷空氣摻入到煙氣中， 導致出口煙氣溫度降低。由表 2 可知，隨著機

8、組運行負荷的增大，空氣預熱器的漏風率呈上下波動變化，預熱器出口過量空氣系數(shù)逐漸減小，預熱器出口煙氣溫度逐漸增大，排煙熱損失逐漸增大，而鍋爐熱效率則上下波動變化。結(jié)合表 1、表 2 可知相同負荷下隨著空氣預熱器漏風率增大，鍋爐排煙溫度減小，過量空氣系數(shù)增大;而不同負荷下由于空氣預熱器預熱器風量及負荷量的不同導致排煙溫度隨著負荷增大而增大，過量空氣系數(shù)減小;然而排煙溫度對于鍋爐效率的影響程度比過量空氣系數(shù)大，綜合兩者因素使得在一定范圍內(nèi)，實際運行中的鍋爐熱效率隨著空氣預熱器的漏風率的增大而增大。因此，在實際生產(chǎn)運行中，分析空氣預熱器漏風率的變化對鍋爐熱效率的影響時，應當要考慮空氣預熱器漏風率對排煙

9、溫度的影響，同時在鍋爐驗收當中也應該將影響考慮到鍋爐效率修正計算中。結(jié)束語通過對實際生產(chǎn)運行中的鍋爐進行試驗及分析，當考慮空氣預熱器漏風率對鍋爐排煙溫度的影響時，在一定范圍內(nèi)，鍋爐熱效率隨著空氣預熱器漏風率的增大而增大，在相同負荷下，排煙溫度隨著漏風率的增大而減小。當漏風率過大是將導致一、二次風溫溫降過大，使得煤粉著火熱增大，對煤粉的燃燒有一定的影響。因此必須控制好空氣預熱器漏風率在設計值范圍內(nèi)，若偏離設計值過大應進行處理。參考文獻范從振.鍋爐原理M.中國電力出版社,1986.侯益銘,霍國生.兩種空氣預熱器密封技術(shù)比較J.電力學報, 2003,18(3):248-250.施青麗.預熱器漏風及其對鍋爐效率的影響J.青海電力,2002(3): 10-13. 4李軍紅.降低回轉(zhuǎn)式空氣預熱器漏風率的技術(shù)措施J.中國電力,2004,37(9):73-76.姜緒木,魏偉.回轉(zhuǎn)式空氣預熱器漏風因素簡析