柔性接触式密封在空气预热器的应用和成效.doc

柔性接触式密封在空气预热器的应用和成效大唐石门发电有限责任公司一、基本情况石门发电公司一期工程共2台300MW燃煤机组，三大主设备均系哈尔滨动力集团生产，先后于95、96年投产。 锅炉空预器型号为29VI（T）2180型CE三分仓容克式空预器，设计为三分仓容克式空气预热器，单密封结构，设计漏风系数11.77（MCR工况），三个仓之间密封主要靠自动漏风控制系统调节扇形板来保证。投运一年后空预器漏风率一直维持在1315。2003年按豪顿华双密封技术对1#炉空预器进行了改造。改造后漏风率下降到了1112，但随运行时间的加长又逐渐增大到1314%左右。空预器漏风率长期偏高，不仅影响锅炉效率，而且在夏季因引风机出力超过额定值还限制了机组的负荷。在大唐集团公司和湖南分公司的大力支持下，2006年12月2007年3月我公司组织专业技术人员进行广泛调研和大量的技术论证，决定将空预器密封改造为柔性接触式密封装置。 二、柔性接触式密封装置的基本原理传统空预器密封技术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。由于空气预热器的蘑菇状变形问题，而且这种变形随负荷不断发生变化，使得我们很难达到一个最佳的动静之间的间隙值。柔性接触式空预器密封技术，滑块采用自润滑复合材料。基本工作原理如下图所示：图1-1： 柔性接触式密封热端径向工作示意图1、基本工作原理：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径向转子格仓板上，在未进入扇形板时，柔性接触式密封滑块高出扇形板3mm10mm 。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，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。图1-2： 柔性接触式密封安装立体图2、柔性接触式密封系统的主要特点：采用柔性接触式密封技术，不会形成密封间隙，密封效果好。由于扇形板与径向密封滑块之间没有间隙，则没有气流通过，也就避免了冲刷磨损的问题，从而密封系统能长期运行。采用合页弹簧技术。该技术允许空预器的转子在热态运行状态下有一定的圆端面变形及圆周方向的变形，特别适合空预器的改造。采用压缩弹簧，材料采用X530镍基合金材料，使用温度900。空预器热态下，圆端面和圆周椭圆度均有不同幅度的变形问题存在。这种技术也可以自动补偿这样的变化。检修工艺简化：柔性接触式密封系统采用工厂化生产，车间组装成单个密封元件,对原有转子的椭圆度、两端面的平行度、平面度、转子转动跳动量要求降低，大大简化了现场安装的工艺程序，工期短、效果好。三、改造范围及方案1、转子热端、冷端重新安装“T”型钢并进行调整。2、热端、冷端旁路密封片全部更换并根据设备的实际情况对间隙优化调整。3、轴向密封改双密封结构并重新调整密封间隙。4、热端、冷端扇形板修理及调整,弧形板修理调整。5、热端径向、冷端径向原密封更换为柔性接触式密封装置。6、其他空预器漏风处理。四、施工情况介绍2007年4月5日我公司与北京华能达电力技术应用有限公司签订合同，经过双方技术人员多次讨论于5月5日完成了现场施工方案和作业指导书编审工作，5月10日开始现场施工。5月15日完成空预器改造前的数据测量，转子轴承检修和晃度调整工作。5月20日完成轴向双密封改造和冷热端环向密封更换与调整。5月25日完成冷热端扇形板调整和局部磨损腐蚀不平度的缺陷消除工作。6月3日完成接触式密封装置的安装工作，6月5日全部调整合格，转子盘转正常，整个改造历时25天。由于施工时我公司1炉处于大修状态，该作业区域同时有空预器换热元件改造、烟道撑杆防磨更换和水平低温再热器更换与探伤等大型工作，交叉工作面多，施工环境复杂，因此该项目的施工时间稍长。如只进行密封装置改造，预计时间在15天左右。五、改造后的效果1、#1炉大修前后空预器漏风对比性试验报告试验单位：湖南电力试验研究院和大唐石门发电有限责任公司调试组1炉大修前后空预器漏风对比性试验报告序号项 目单位大修前大修后1试验时间2007.3.142007.7.92机组负荷MW299.82305.613主蒸汽流量T/h962.04950.464主蒸汽压力Mpa16.1116.185主蒸汽温度535.27538.696炉膛负压pa-65-657磨煤机运行台数338空预器进口烟温（A/B）399.87416.3/402.79实测排烟温度（A/B）145.2/158.2144.4/159.610实测环境温度17.3832.511引风机电流（A/B）166.5/168.8136.2/137.812送风机电流（A/B）37.7/39.2未计13一次风机电流（A/B）A35.9/32.431.86/31.8014空预器出口一次风温（A/B）360.6/358.3369.9/370.115空预器出口二次风温（A/B）328.1/345.2332.5/357.4016送风机出口风压（A/B）kpa1.88/1.861.91/1.8917二次风与炉膛差压（A/B）kpa0.69/0.7618一次风机出口风压（A/B）kpa3.40/3.243.31/3.1919一次风总风压（A/B）kpa1.83/2.201.92/2.2320空预器入口氧量（A/B）%4.2/4.04.24/4.5021空预器出口氧量（A/B）%6.47/6.05.49/5.6722空预器出口二氧化碳（A/B）%23空预器漏风系数（A/B）0.195/0.150.10/0.09724空预器漏风率（A/B）%14.1/10.937.25/6.8725空预器主电机电流A812.626锅炉效率%90.6791.5010月12日利用1机组停机备用机会，我公司技术人员与华能达技术人员共同对空预器的密封装置进行了检查，检查结果表明密封装置完好，没有松脱和损坏等异常情况。并对轴向密封和环向密封间隙根据运行情况进一步优化调整。在1机组开机后，公司调试组和中试所专家一起，再次对空预器漏风进行了试验，试验结果如下：#1锅炉空预器大修后漏风试验报表序号项 目单位#1备 注1试验时间2007.10.302机组负荷MW308.8253主蒸汽流量T/h946.134主蒸汽压力Mpa 16.155主蒸汽温度541.156炉膛负压pa-657磨煤机运行台数28空预器进口烟温（A/B）404.0/401.19实测排烟温度（A/B）131.910环境温度15.611引风机电流（A/B）125.1/127.512送风机电流（A/B）40.97/41.0113一次风机电流（A/B）A33.82/33.2914空预器出口一次风温（A/B）354.9/363.815空预器出口二次风温（A/B）317.9/363.816送风机出口风压（A/B）kpa1.95/1.9317二次风与炉膛差压（A/B）kpa0.67/0.7618一次风机出口风压（A/B）kpa3.42/3.3519一次风总风压（A/B）kpa1.87/2.2020空预器入口氧量（A/B）%4.43/4.1721空预器出口氧量（A/B）%5.58/5.2922空预器出口二氧化碳（A/B）%23空预器漏风系数（A/B）0.09/0.0924空预器漏风率（A/B）%6.50/6.44试验结果表明，经过调整后，空预器的漏风率降到了6.5左右，达到了比较好的效果。2、效果对比2.1经济效益对比通过以上大修前后试验数据的对比可以看出，主要技术参数大修后得到了全面优化，空预器的平均漏风率为6.5，较大修前降低了6，相当于发电煤耗降低了1g/kwh；在更换了传热元件和密封改造的双重作用下，锅炉的平均排烟温度（以排烟温度与环境的差值做比较）降低了17度，引风机平均电流降低了30.65A，大大提高了锅炉效率，达到了空预器密封改造的预期目标。2.2设备可靠性比较原密封装置为刚性密封片间隙密封技术，如果间隙调整太小或者空预器运行中跳闸没有及时恢复，转子发生不均匀热变形后，空预器很容易卡死引发转子损坏或停炉事故。改造为柔性密封后由于滑块的摩擦力远小于空预器马达力矩，且其退让间隙达到10毫米，不会造成转子卡死故障，可靠性远远高于改造前。3、结论通过我公司与华能达实施空预器密封装置改造项目，积累了宝贵的改造经验，同时柔性接触式密封不仅提高了锅炉的经济运行水平，而且也提高了设备的运行可靠性，是一项成功的新技术应用项目，可以推广使用。