四分倉回轉式空預器一次風側增加扇形板優化改造研究

楊志敏

【摘 要】全膜式水冷壁結構爐膛空預器使用四分倉回轉式空氣預熱器，但是在運行過程中由于左右兩側床壓不一、風門卡塞、風機故障等等原因易翻床現象。為了避免翻床現象的發生，將四分倉回轉式空預器的一次風側來增加扇形板來優化結構，分析優化后對阻力和機組的影響。

【關鍵詞】四分倉回轉式空預器；扇形板；優化改造；影響

一、四分倉回轉式空預器優化改造的意義

我廠鍋爐爐膛采用全膜式水冷壁結構，爐膛下部采用褲衩型結構將下爐膛一分為二形成左右兩個燃燒室，空預器采用四分倉回轉式空氣預熱器。在運行過程中，兩臺一次風機產生的冷一次風混合后進入空預器，換熱后的熱一次風通過兩個風道燃燒器進入布風板下的等壓風室。

目前左右側床壓穩定控制主要靠熱一次風擋板調整，床壓偏差1KPa時，開始調整左右側熱一次風。運行過程中一次風機進出口擋板全開，熱一次風擋板門的開度大約在40-60%區間，利用擋板節流來控制；二次風擋板開度在15-60%區間，變頻輔助控制，主要根據氧量和二次風壓來決定二次風的變頻和擋板開度；升負荷過程中二次風擋板和變頻同時加大。運行過程中，在床壓偏高、風門卡塞、風機故障或返料不正常的情況下，容易發生翻床現象。為了確保機組運行的穩定性，則需要對爐膛左右側床壓進行分析，經過相關技術研討后，擬對我廠空預器的一次風進行改造，改造后一次風由混合變得各自獨立，每臺一次風機變頻調整各自的風量，從而避免翻床的現象。

二、四分倉回轉式空預器應用現狀

本廠現使用的空預器為四分倉。對于回轉式空氣預熱器，一、二次風側的空氣阻力降在800-1000Pa，煙氣側在700-900Pa，具有阻力小的特點。

回轉式空預器為蓄熱式，傳熱元件為波紋板，煙氣流向垂直向下。徑向密封：減少空氣沿轉子的上下端面漏到煙氣區；軸向密封：防止已漏到轉子和外殼之間空隙的空氣再漏至煙氣側，中心筒密封：減少空氣漏入大氣；環向密封：阻斷未經過換熱的轉子外側的旁路氣流。1轉/分鐘。旋轉方向：煙氣----二次風----一次風。轉子的熱變形是空預漏風的重要原因之一。

以一定角速度旋轉的空預器轉子進入煙氣通道被煙氣加熱后，依次進入右二次風側、一次風側和左二次風側加熱空氣，而后又回到煙氣通道。周而復始，煙氣得到冷卻，空氣被加熱，金屬轉子作為蓄勢介質不斷進行蓄熱和放熱，完成空預器的傳熱過程。與三分倉相比，四分倉式的設計將壓頭較小的二次風倉拆分為左、右兩個二次風倉，將壓頭較大的一次風倉分布在兩個二次風倉中間，如此，可有效控制壓差漏風。

三、空預器改造說明

兩側一次風在空預器底部設有聯絡風箱，風箱中設置擋板門，正常運行時，擋板門關閉，當一側風機故障時，擋板門打開，兩側一次風聯通，不影響機組正常運行。在空預器一次風倉中間增加扇形板，將其一分為二，改原四分倉改為五分倉，實現左右側床壓各自調節的目的。

新增加的一次風倉隔板需做好徑向密封和軸向密封。

改造后只是在一次風倉中間加了一個隔板，縱使隔板不嚴密，當左右兩側一次風壓不同時，只會在整體一次風倉內部存在一次風漏風，對原漏風率影響很小。

四、四分倉回轉式空預器優化改造后的影響

（一）一次風側增加扇形板對阻力的影響

預熱器進口壓力=爐膛總壓降+布風板阻力+風道阻力+風道燃燒器阻力+調節風門阻力+預熱器阻力

ECR工況20780=11900+3700+412+920+3100+750

根據單密封片的特點，改造后對預熱器阻力的影響約35pa；在進預熱器前的共享風箱中間需加擋板，將通道分開，預熱器出口的一次風道也需加裝隔板分開熱一次風道，徹底將原一次風分成兩支，分別進入兩臺一次風機，若所加隔板的厚度不足以影響風道的通流面積，則改造后對風道阻力的影響按照41pa估算，則改造后ECR工況一次風預熱器進口壓力約為20846pa。

（二）一次風側增加扇形板對機組的影響

改造前當左右側床壓偏差大時，存在翻床風險時，運行人員主要通過調節一次風擋板和一次風機頻率來調節床壓，其中會把一次風機的出力調到最大，通過憋壓來實現床壓平衡，其會帶來一次風機電耗增大，同時爐膛氧量也增大，煙氣量也相應增大，不利于減少氮氧化物的原始生成量等一系列弊端。

改造后一次風由混合變得各自獨立，每臺一次風機變頻調整各自的風量，不僅對偏床的調整有利，而且可以達到節能降耗的目的。

1）改造后的一次風的傳熱面積由13418m2變為12198m2，在換熱量不變的情況下，出口煙溫將上升1.7℃，出口一次風溫將下降4.7℃。

2）改造后對阻力的影響。改造后對預熱器阻力的影響約35pa，改造后對風道阻力的影響按照41pa估算，則改造后ECR工況一次風預熱器進口壓力約為20846pa。

3）改造后對漏風率的影響。改造后只是在一次風倉中間加了一個隔板，縱使隔板不嚴密，當左右兩側一次風壓不同時，只會在整體一次風倉內部存在一次風漏風，對漏風率影響很小。

4）改造后在共享風箱中的兩根一次風管之間布置連通管，分別連鎖左右側一次風機，當左側風機故障時，關閉左側故障風機的入口擋板門，同時聯開共享風箱中的擋板門，由正常運行的另一側風機鼓風，根據床壓和負荷情況調整風機出口的擋板門，調整一次風的運行。

五、結束語

在調整爐膛左右側床壓的過程中，存在熱一次風互相干擾的情況，容易產生偏床現象，不利于機組穩定長周期運行。在對空預器進行一次風側增加扇形板的改造之后，一次風由混合變得各自獨立，每臺一次風機變頻調整各自的風量，不僅對偏床的調整有利，同時提升了節能效率。

【參考文獻】

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