超临界锅炉结构.ppt

朱 全 利,锅炉设备及系统,第一章 概 述,第一节 超临界锅炉的发展现状与趋势一、国内外超临界机组发展情况1国外超临界机组发展情况 60年代初，美国、俄罗斯和日本就开始发展超临界大型机组 80年代以后，随着金属材料技术的发展，辅机及系统方面的成熟，超临界技术得以迅速发展,2国内超临界机组发展情况 80年代开始引进超临界压力机组，600MW超临界机组在上海石洞口第二发电厂于1992年投入运行以来，效益良好 目前，国外超临界一次再热机组热效率一般可达40%42%，先进的则高达45%以上，供电煤耗大多在300g/（kWh）左右二、超临界火电技术的发展趋势展望,三、超临界火电机组技术国产化的关键超临界参数带来了一些新的问题：（1）超临界参数下材料特性，锅炉传热、水动力、热偏差和动态特性，汽轮机关键部件的结构设计与转子的冷却技术、汽流激振、固体颗粒侵蚀（2）机组的轴系稳定性及汽轮机末级长叶片的开发（3）在国产化的条件下尚需要解决的一些技术问题（4）机组大型化而带来的技术问题（5）发电机的设计、制造和大件运输等方面,“600MW超临界火电机组研制”项目主要关键技术和攻关内容：（1）600MW超临界机组系统优化及提高运行性能（2）超临界机组材料和铸锻件国产化（3）超临界机组自控系统及仪表研究（4）600MW超临界汽轮机研制（5）600MW超临界锅炉研制（6）超临界机组辅机设备研制（7）超超临界火电机组技术开发,第二节 本厂超临界锅炉概况,本公司的2台350MW锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司自主开发设计、制造的国内首台超临界350MW锅炉。锅炉炉型是HG-1100/25.4-YM型，为一次中间再热、超临界压力变压运行直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、型布置，采用不带再循环泵的大气扩容式启动系统。锅炉岛为露天布置。设计煤种为烟煤。,锅炉示意图,2、锅炉结构及系统概述燃烧系统制粉系统汽水系统烟风系统除灰除渣系统吹灰系统脱硫系统,本锅炉采用型布置，单炉膛，尾部双烟道，全钢架，悬吊结构，燃烧器前后墙布置、对冲燃烧。炉膛断面尺寸为15.287m宽、13.217m深，水平烟道深度为4.747m，尾部前烟道深度为5.06m，尾部后烟道深度为5.98m，水冷壁下集箱标高为6.5m，顶棚管标高为59.0m。,锅炉的主汽系统以内置式启动分离器为界设计成双流程，从冷灰斗进口一直到标高39.0m的中间混合集箱之间为螺旋管圈水冷壁，再连接至炉膛上部的水冷壁垂直管屏和后水冷壁吊挂管，然后经下降管引入折焰角、水平烟道底包墙和水平烟道侧墙，再引入汽水分离器。从汽水分离器出来的蒸汽引至顶棚和包墙系统，再进入低温过热器中，然后再流经屏式过热器和末级过热器。,再热器系统分为低温再热器和高温再热器两段布置，中间无集箱连接，低温再热器布置于尾部双烟道中的前部烟道，高温再热器布置于水平烟道中逆、顺流混合与烟气换热。,水冷壁为全膜式焊接水冷壁，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管屏，上部水冷壁为垂直管屏，螺旋管屏和垂直管屏的过渡点在标高39.2m处，转换比为1:3。从炉膛出口至锅炉尾部，烟气依次流经上炉膛的屏式过热器、折焰角上方的末级过热器、水平烟道中的高温再热器，然后至尾部烟道中烟气分两路：一路流经前部烟道中的立式和水平低温再热器，另一路流经后部烟道的低温过热器、省煤器，最后进入下方的两台三分仓回转式空气预热器。,过热器主要采用煤水比调温，并设两级喷水减温器，一级减温器布置在低温过热器和屏式过热器之间，二级减温器布置在屏式过热器和末级过热器之间，每级两点。再热蒸汽采用尾部烟气挡板调温，并在再热器入口管道备有事故喷水减温器。,制粉系统采用中速磨正压直吹系统，每炉配5台磨煤机，在4台磨煤机运行时能带额定负荷。每台磨煤机供布置于前墙或后墙同一层的燃烧器，前墙布置3层后墙2层，每层布置4只。在煤粉燃烧器的上方前、后墙各布置2层燃烬风，每层有4只风口。,锅炉布置有52只炉膛吹灰器，14只长伸缩式吹灰器布置于上炉膛和水平烟道、60只燃气脉冲吹灰器布置在尾部烟道内，4只空气预热器吹灰器（2只蒸汽吹灰器和2只燃气脉冲吹灰器），吹灰器由程序控制。在水平烟道的高温再热器入口两侧各装设一只烟气温度探针，在下炉膛设置了炉膛监视闭路电视系统的摄像头用于监视炉膛燃烧状况。,第二章 超临界锅炉的构造第一节 蒸发受热面一、水冷壁结构 本工程水冷壁具有如下特点：包括冷灰斗在内的炉膛下部采用螺旋盘绕水冷壁，上部采用垂直水冷壁，适于变压运行及锅炉调峰；水冷壁为全膜式结构，并采用微负压炉膛设计，炉内烟气不泄漏；下部螺旋盘绕水冷壁管全部采用内螺纹管，可防止水循环不稳定现象的发生，降低最低质量流速，减小水冷壁流动阻力；下部水冷壁与上部水冷壁之间设有过渡段，并设有混合分配集箱，以及下部螺旋盘绕内螺纹管的采用，水冷壁出口工质温度偏差小；采用不同的刚性梁支撑结构，刚性梁与水冷壁可相对滑动，自由膨胀,炉膛水冷壁的设计主要考虑以下几点：（1）随负荷降低，工作条件恶劣的水冷壁中，质量流速也按比例下降。在直流方式下，工质流动的稳定性受到影响，为了防止出现流动的多值性不稳定现象，须限定最低直流运行负荷时的质量流速；（2）在临界压力点以下负荷运行时，与亚临界机组一样，必须重视水冷壁管内两相流的传热和流动，要防止发生膜态沸腾；（3）低负荷时，炉膛水冷壁的吸热不均将加大，须防止它引起水冷壁管圈吸热不均导致温度偏差增大；（4）在变压运行中，蒸发点的变化，使单相和两相区水冷壁金属温度将变化，须注意水冷壁及其刚性梁体系的热膨胀设计，防止频繁变化引起承压件上出现疲劳破坏；（5）由于降低负荷后，省煤器段的吸热量减少，按B-MCR工况设计布置的省煤器在低负荷时有可能出现出口处汽化，它将影响水冷壁流量分配，导致流动工况恶化。,螺旋管圈的设计，是为了在直流炉中负荷减少时，既减少了工质流量又能充分冷却炉膛水冷壁，螺旋管圈炉膛的基本原理就是减少组成炉膛水冷壁管子的数量，保持较高的质量流速，又不加大管子之间的节距，使管子和肋片的金属壁温在任何工况下都安全，于是将管子以一定倾角沿炉膛四周向上盘绕就能做到这一点。因此螺旋管圈水冷壁设计达到这样两个目的：（1）减少各管屏的管子数量，提高管内质量流速，避免管壁金属发生过热和超温。（2）使每根管子都经过炉膛的四面墙就可把管子间的吸热偏差减至最小程度。所有的水冷壁管都是按工质向上流动而布置。对大容量锅炉水冷壁，螺旋盘绕管和垂直上升管两种布置都是可行的。在本锅炉设计中，炉膛由下部螺旋盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁两个不同的结构组成，都采用膜式结构，两者间由过渡水冷壁转换连接。,图6-1不同的水冷壁形式下出口工质温度偏差比较,水冷壁总体布置图,给水经省煤器加热后进入规格为21945mm、材料为SA-106C的水冷壁下集箱（其标高为6.5m），经水冷壁下集箱再进入水冷壁冷灰斗。冷灰斗的角度为55，下部出渣口的宽度为1429mm。灰斗部分的水冷壁由前、后水冷壁下集箱引出的328根直径38mm、壁厚为7.3mm、材料为15CrMoG、节距为53（52.79）mm的光管组成的管带围绕成。经过灰斗拐点（标高为14.9177m）后，管带以17.893的螺旋倾角继续盘旋上升，由328根直径38mm、壁厚为6.5MWTmm、材料为15CrMoG、节距为53（52.79）mm的内螺纹管组成的管带围绕成。在炉膛的四角，螺旋管屏以250mm的弯曲半径进行弯制。,螺旋管圈水冷壁在标高39.0m处通过规格为21960、材料为SA-335 P12的中间集箱转换成垂直管屏。相邻的中间集箱均用1根8315的压力平衡管连接。垂直管屏由988根31.86.2mm、材料为12Cr1MoVG、节距为57.5mm的管子组成。前、后墙垂直管屏各由265根管子组成，两侧墙管屏各由229根管子组成。前墙和两侧墙垂直管屏上升并与位于顶棚上方的出口集箱相连接，后墙垂直管屏上升与标高45.536m的27360后水吊挂管入口集箱相接，此集箱引出65根63.514的吊挂管至标高60.050m的吊挂管出口集箱。,在运行过程中为监控水冷壁的壁温，在螺旋水冷壁管出口装设了56个壁温测点，在前、侧墙垂直管屏和后水吊挂管出口共装设了77个壁温测点。前、侧垂直管屏出口集箱和吊挂管出口集箱分别引出8根、10根和6根共24根16835的引出管与上炉膛两侧的各1根559的下降管相连。下降管向下再向后在折焰角后标高46.081m处汇合成折焰角入口汇集集箱。从折焰角入口汇集集箱引出24根11420和4根16830的连接管分别与27360折焰角入口集箱和21945水平烟道侧包墙入口集箱相接。,折焰角由265根44.58.5、节距为57.5mm的管子组成，其穿过后水吊挂管形成水平烟道底包墙，然后形成纵向4排节距为100mm、横向65排节距为230mm的水平烟道管束与出口集箱相连。水平烟道侧墙由80根44.57.0、节距为115mm的管子组成，其21945的出口集箱与21945的水平烟道管束出口集箱共引出12根16830的连接管与2只启动分离器相连接。（见图中间集箱）,冷灰斗螺旋水冷壁：为便于车间生产，每一片屏分成若干工艺小屏，再厂内生产后组装出厂。为减少工地焊口，角部弯头均带在管屏上出厂。,刚性梁,每面墙的每层刚性梁水平上均设有膨胀中心，以此为固定端，即导向点。炉膛侧墙固定端距后水冷壁中心线 后竖井侧墙固定端距前包墙中心线 炉膛及后竖井前后墙的固定端设定在锅炉中心线上。刚性梁两端与锅炉水冷壁间可相互安全滑动。螺旋管水冷壁和垂直水冷壁具有不同的刚性梁结构。,垂直水冷壁刚性梁 设计同常规亚临界锅炉,螺旋水冷壁刚性梁,刚性梁由垂直刚性梁和水平刚性梁构成网格结构，刚性梁体系及炉墙等的自重荷载完全由垂直搭接板支吊。作用在水冷壁上的炉膛压力被传递到垂直搭接板上，反作用力通过大、小接头传递给垂直刚性梁，最后从垂直刚性梁的顶端和底端传到水平刚性梁上。,螺旋水冷壁刚性梁,垂直搭接板滑道耳板可固定垂直搭接板，又可使其上下滑动，保证垂直搭接板和螺旋水冷壁间相对滑动。垂直搭接板与垂直刚性梁之间用大、小接头连接，保证了垂直刚性梁与垂直搭接板间的相对滑动。在大接头附近端的垂直刚性梁与该附近的水平刚性梁焊接固定，而垂直刚性梁另一端与另一层水平刚性梁之间，通过焊接在该层水平刚性梁上的滑动导向槽连接，垂直刚性梁可在此槽内滑动，保证垂直刚性梁与水平刚性梁间的相对滑动。垂直搭接板最上端与垂直水冷壁焊接固定，从而把下部全部荷载传递到上部水冷壁。,炉墙结构,第二节 过热器及再热器一、概述 在过热器和再热器的设计及运行中，应注意下列问题：（1）运行中应保持汽温的稳定，汽温波动不应超过（510）C。（2）过热器和再热器要有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定的汽温。（3）尽量防止或减少平行管子之间的热偏差。过热器及再热器所用材料取决于其工作温度。当金属管壁温度不超过500C时，可采用碳钢；当金属温度更高时，必须采用合金钢或奥氏体合金钢。,二、过热器1过热器结构及工作特性（1）对流过热器（2）辐射式过热器（3）半辐射式过热器（4）包覆过热器,2本锅炉过热器系统（1）过热器系统的组成 过热器系统按蒸汽流程分为顶棚包墙过热器、低温过热器、屏式过热器和末级过热器。,1）顶棚过热器及后竖井区域。来自分离器的12根21935连接管将蒸汽引到27360的顶棚入口集箱。上炉膛和水平烟道上部的顶棚过热器由133根63.510、材料为12Cr1MoVG 的管子组成，管子之间焊接10mm厚的扁钢，另一端接至27365尾部包墙入口集箱。上炉膛顶棚管的节距为115mm，水平烟道上方的顶棚管变为按153.3mm和76.7mm交错的节距布置。尾部包墙入口集箱同时与后烟道前墙和后烟道顶棚相接，蒸汽分成两路流动。后烟道顶棚由132根44.57.5、节距为115mm的管子组成，其到后部转弯90下降形成后烟道后墙。后烟道前墙由133根518.5的管子组成，其上部为两排通过烟气的管束，横向节距为230mm，纵向节距为85mm，下部为膜式包墙，节距为115mm。,后烟道前、后墙与32475的后烟道下部环形集箱相接，环形集箱又连接后烟道两侧包墙，每面侧包墙由95根63.510.5、节距为115mm的管子组成。侧包墙出口集箱的规格为27360，其引出16根21935引出管与40685的中间隔墙及吊挂管入口集箱相接。与后烟道前墙相似，中间隔墙上方为烟气流通的管束，纵向为两排，横向节距为230mm，纵向节距为90mm，下方为膜式管壁，节距为115mm，管子规格均为44.510。中间隔墙向下进入32475的隔墙出口集箱即一级过热器入口集箱，隔墙出口集箱与一级过热器相连。后烟道包墙所有膜式管屏的扁钢厚度均为6mm。同时在中间隔墙及吊挂管入口集箱分别引出了过热器侧和再热器侧吊挂管，低再侧吊挂管共130根519.0、节距为230mm，沿锅炉深度方向布置两排，来吊挂低温再热器；低过侧吊挂管共130根5712.5、节距为230mm，沿锅炉深度方向布置两排，来吊挂低温过热器，过再热器吊挂管均引到27360的中间隔墙吊挂管出口集箱，节距为115mm，管子规格均为5710的尾部烟道中间隔墙下部管自中间隔墙吊挂管出口集箱引入到隔墙出口集箱即一级过热器入口集箱。,低温过热器,低温过热器布置于尾部双烟道中的后部烟道中，由2段水平管组和1段立式管组组成，第1段水平低温过热器沿炉宽布置130片、横向节距为115mm，纵向节距为79mm，每片管组由3根5710、材料为15CrMoG的管子绕成。至第2段水平低温过热器，管组为130片，横向节距为115mm，纵向节距为71.1mm，每片管组由3根519.5、材料为12Cr1MoVG的管子绕成，立式低温过热器采用6根5110、材料为12Cr1MoVG的管子绕成，横向节距为230mm，纵向节距为75mm，并穿过后烟道顶棚管连接至50895的低温过热器出口集箱。,屏式过热器 经低温过热器加热后，蒸汽经由低温过热器出口集箱端部引出的2根45780的连接管和一级喷水减温器并通过左右交叉后进入屏式过热器入口汇集集箱，并通过22根16830的连接管连接到21945、SA-335 P12的屏式过热器入口集箱。屏式过热器布置在上炉膛，沿炉宽方向共有22片管屏，管屏间距为690mm。每片管屏由23根并联管弯制而成，根据管子的壁温不同，入口段的管子为386.5、SA-213 T91，屏底部及出口内11根管为387.5、SA-213 T91，屏底部及出口外12根管采用387.5、SA-213 TP347H。每片屏式过热器均连接有入口及出口小集箱各一只，在车间内焊接完成出厂。从21950、SA-335 P91的屏式过热器出口集箱引出的蒸汽通过16830的出口连接管引至50885、SA-335 P91的屏过出口汇集集箱，并经2根左右交叉的同规格的连接管及二级喷水减温器，进入末级过热器入口汇集集箱。,高温过热器,末级过热器入口汇集集箱引出22根16825的连接管连接到21940、SA-335 P91的末级过热器入口集箱。末级过热器位于折焰角上方，沿炉宽方向排列共22片管屏，管屏间距为690mm。每片管组由17根管子绕制而成，入口段的管子44.58.5、SA-213 T91，底部和出口段的管子为44.59、SA-213 TP347H。每片末级过热器均连接有入口及出口集箱各一只，在车间内焊接完成出厂。从24560、SA-335 P91的末级过热器出口集箱引出的蒸汽通过16835的出口连接管引至45795、SA-335 P91的末级过热器出口汇集集箱，并经出口汇集集箱两端引出的两根40665、SA-335 P91的主蒸汽管道在炉前汇成一根管道引向汽轮机。,U型承重块示意图,管屏出口段过渡梁支撑示意图,管屏滑动块示意图,（3）过热器系统的保护 在两根主蒸汽管道上对称布置有4只弹簧安全阀和2只动力排放阀（PCV）。动力排放阀的整定压力比弹簧安全阀的整定压力低，这样可在过热蒸汽侧超压时首先动作，起到先期警报的作用。按照ASME规范的要求，动力排放阀和弹簧安全阀的总排量大于100%BMCR过热蒸汽流量。过热器进、出口集箱之间的所有连接管道均为两端引入、引出，并进行左右交叉，确保蒸汽流量在各级受热面中的均匀分配，避免热偏差的发生。,过热器系统设置两级喷水减温器，每级减温器均为2只。喷水减温器采用笛型管结构，筒身内设置套筒，减温器总长度为5m。在BMCR工况下，过热器减温水的设计流量为6%BMCR，两级减温器的喷水量均为3%BMCR。从给水操纵台后给水管道抽出的过热器减温水总管规格为16820、SA-106C，然后其在炉前减温水操纵台处分成四路8913、SA-106C减温水支管，支管将减温水引到减温器中。过热器减温水管路的最大设计通流量按12%BMCR。在减温水操纵台处，每路支管上均装设有一只流量测量元件、一只电动截止阀、一只电动调节阀和一只手动截止阀。为保证喷水减温后的汽温高于饱和温度，10%BMCR负荷下，二级喷水电动截止阀闭锁，减温水不能投用，20%BMCR负荷下，一级喷水电动截止阀闭锁，减温水不能投用。,三、再热器 再热器分为低温再热器和高温再热器两段。从汽轮机高压缸做功后的蒸汽进入到再热蒸汽冷段管道。在锅炉构架内，锅炉左侧布置一根81320、SA-106C的再热器冷段管道，与尾部双烟道前部烟道中标高39.0m处的71145、SA-106C低温再热器入口集箱连接。,在两根再热器冷段管道上布置一只事故喷水减温器，减温器筒身规格和材质与管道相同。再热器喷水水源取自锅炉给水泵中间抽头，减温水总管的规格为768.5。总管在再热器减温水操纵台分成两路768.5的支管路与再热器减温器连接。在每根支管上布置有电动截止阀、流量测量装置、手动截止阀和电动调节阀。再热器减温水管路的最大设计通流量为BMCR工况下再热汽流量的4.5%。在50%BMCR负荷下，再热器减温水管路上的电动截止阀闭锁，减温水不能投用。,低温再热器由三段水平管组和一段立式管组组成。上、中、下部水平再热器沿炉宽布置130片、横向节距为115mm，每片管组由4根管子绕成。下部管组的管子规格为634、材料为20G，中部管组的管子规格为634、材料为15CrMoG，上部的管子规格为574、材料为15CrMoG。立式低温再热器的片数变为65片，横向节距为230mm，纵向节距为79mm，每片管组由8根管子组成，管子规格为574、材料12Cr1MoVG。,高温再热器布置于水平烟道内，与立式低温再热器直接连接，采用逆顺混合换热布置。高温再热器沿炉宽排列65片，横向节距为230mm，每片管组采用8根管，入口段管子为574.5、材料为12Cr1MoVG，中间段管子为514.5、材料为SA-213 T91，出口段管子为514.5、材料为SA-213 TP347H。除一片高温再热器管组出口段与一根出口集箱相接外，其余管组均为两片与一根出口集箱相连接。高温再热器出口集箱的规格为27330、SA-335 P91，共33根。每根出口集箱引出一根21918的连接管与86465、SA-335 P91的高温再热器出口汇集集箱相接。高再出口汇集集箱左侧引出一根86435、SA-335 P91的再热器热段管道将高温再热蒸汽送往汽轮机中压缸。,再热器出口管道上装设5只弹簧安全阀。安全阀全部布置于再热器出口，当安全阀动作时，可保证有全部流量的再热蒸汽来冷却再热器受热面管，使得再热器受到充分的保护。,省煤器及出口连接管 在尾部的后烟道内低温过热器下布置有省煤器管组。省煤器采用H型双肋片管。肋片间节距均为25mm，基管规格为51mm6.5MWTmm，材质为SA-210C；肋片尺寸为3mm100mm235mm，材质为酸洗碳钢板。省煤器采用顺列布置的结构形式（见附图），纵向节距为120mm，纵向排数为20排；横向节距为115mm，横向排数为130排，管组宽度为15256mm；管组有效深度为5000mm。,省煤器出口集箱规格为WB36，32455，设有放气管，设置有一只电动截止阀。当任何燃烧器点火时此阀门关闭，一旦出现炉膛内无火焰，此阀门将立即打开，该管路除用于锅炉上水时排放空气外，另一目的是在锅炉点火之前将省煤器中产生的蒸汽排出，避免蒸汽进入水冷壁管中影响水动力的安全。,与省煤器出口集箱相连的是40650的连接管，将省煤器中被加热的水引入水冷壁下集箱，下降管在标高9.8m处又分成两根32440的小下降管，并分别引至炉膛冷灰斗处的两侧与45775的分配集箱连接。每根下降管分配集箱引出11根11420的连接管分别与水冷壁入口前、后集箱连接。,空气预热器1作用首先，空气通过空气预热器后再送入炉膛，由于送入炉内的空气温度提高，可使炉膛温度得到相应的提高，可使燃料迅速着火，改善或强化燃烧，保证低负荷下着火的稳定性。其次，由于给水温度提高，例如亚临界锅炉，给水温度可高达250290，若仅采用省煤器而不采用空气预热器，排烟温度仍然很高。第三，炉膛内辐射传热量与火焰平均温度的四次方成正比。送入炉膛热空气温度提高，使得火焰平均温度提高，从而增强了炉内的辐射传热。这样，在满足相同的蒸发吸热量的条件下，就可以减少水冷壁管受热面，节省金属消耗量。最后，热空气还可作为制粉系统中干燥剂。,2分类3空气预热器(某600MW锅炉)东锅生产，每台炉配两台三分仓空预器，据美国ABB-CE预热器公司技术设计和计算。型号为LAP13494/3883。LAP13494/3883表示容克式空气预热器，转子直径为13494mm，蓄热元件高度自上而下分别为300、800、800和300mm。热端和中间段蓄热元件由定位板和波形板交替叠加而成，钢板厚度0.6mm，高度为300+800+800mm，材料为Q215-A.F。冷端蓄热元件由1.2mm 厚垂直大波纹的定位板和平板构成，高度为300mm。冷端蓄热元件采用低合金耐腐蚀钢板。正常转数为0.99r/min，预热器采用反转方式，即一次风温低，二次风温高。每台预热器金属重量653吨，其中转动重量约492吨，约为总重的75。,（1）三分仓空气预热器 为适应大容量燃煤锅炉的需要，通常采用“冷一次风”系统，即采用三分仓空气预热器。该空气预热器的一、二次风在预热器中即已分开，一次风机布置在预热器的前面，风机中介质体积较小，且清洁，风机体积小，寿命长。本锅炉的空气预热器即为三分仓。三分仓容克式空气预热器是在二分仓的基础上，将空气通道一分为二。一、二次风中间由径向密封片、轴向密封片将它们隔开，成为分开的一次风和二次风通道，以适应系统需要，烟气通道不变。一次风的角度可任意变化，以适应不同燃料的需要。目前已有的标准化角度为35和50。图6-34（P166）。,（2）空气预热器结构 预热器由转子、蓄热元件、壳体、梁、扇形板及烟风道、密封系统、电驱动装置、轴承、自控系统及相关附件等组成。预热器上还有吹灰、清洗、润滑、火灾报警及消防装置等。图6-35为空气预热器立体结构图（P167）。,1）转子 采用模数仓格结构，每个仓格为15，为布置双密封结构，每个仓格又分隔为两格（见图6-36），全部蓄热元件分装在24个模数仓格内，每个模数仓格利用一个定位销和一个固定销与中心筒相连接。中心筒上下两端分别用M52和M42合金钢螺栓连接上轴和下轴，接长轴通过M42合金钢螺栓与下轴连接，整体形成预热器的旋转主轴。相邻模数仓格用螺栓互相连接。热段蓄热元件由顶部装入，冷段蓄热元件由模数仓格外周上所开设的门孔装入。转子上下端最大直径处所设的弧形T型钢为旁路密封零件。,2）蓄热元件 热段蓄热元件由压制成特殊波形的碳钢板构成，按模数仓格内各小仓格的形状和尺寸，制成各种规格的组件，每一组件都是由一块具有垂直大波纹和扰动斜波的定位板，与另一块具有同样斜波的波纹板一块接一块地交替层叠捆扎而成。钢板厚0.6mm。见图6-37。冷段采用低合金耐腐蚀钢蓄热元件，也按仓格的形状和尺寸制成各种规格的组件，每一组件都是由一块具有垂直大波纹的定位板与另一块平板交替层叠捆扎而成（见图6-38）。所有蓄热元件组件均用扁钢、角铁焊接包扎，结构牢固，并可颠倒放置。如冷段蓄热元件下缘遭受腐蚀，检修时取出，清理后颠倒再重新放入转子内使用，直至深度腐蚀。当蓄热元件严重腐蚀并影响排烟温度或运行安全时，需将冷段蓄热元件更换。,3）壳体呈九边形，由三块主壳体板、两块副壳体板和四块侧壳体板组成。主壳体板、与下梁与上梁连接，通过主壳体板上的四个立柱，将预热器的绝大部分重量传递给锅炉构架，主壳体板内设圆弧形轴向密封装置，外侧有若干调节点，可对密封装置的位置进行调整。副壳体板沿宽度方向分成三段，中间段可以拆去，是安装时吊入模数仓格的大门。副壳体板上有四个立柱，可传递部分重量至构架。侧壳体板布置在45和25方位，每台预热器有四块，其中一块设有安装驱动装置的机座框架，靠炉后设有一块更换冷段蓄热元件的检修门。每块侧壳体板上都有人孔，以便对轴向密封装置进行调整和维修。,主壳体板、和副壳体板的立柱下面设有膨胀支座，以适应预热器壳体径向膨胀。膨胀支座采用三层复合自润滑材料的平面摩擦副作为膨胀滑动面。此外，在每对膨胀支座的内侧还装有挡块，限制预热器的水平位移，并作为壳体径向膨胀的导向块。主、副壳体板下部外侧均设有一个“牛腿”，以供安装时放置千斤顶、调整膨胀支座的垫片用。4）梁、扇形板及烟风道 上、下梁与主壳体板、连接，组成一个封闭的框架，成为支承转动件的主要结构。上、下梁分隔了烟气和空气，上、下部小梁又将空气分隔成一次风和二次风，分别形成烟气和一、二次风进、出口通道。上、下梁和上、下小梁装有扇形板，扇形板与转子径向密封片之间形成了预热器的主要密封-径向密封。扇形板可作少量调整。它与梁之间有固定密封装置，分别设在烟气侧和二次风侧。,下梁断面似双腹板梁，下梁中心放置推力轴承，支承全部转动重量。梁的两端分别焊接在由主壳体板、立柱延伸到厚钢板上。下梁中心部分设有加强的支承平面，供检修时放置千斤顶用，以顶起转子对推力轴承进行检修。下部小梁断面呈矩形，为空心梁，一端与下梁相连，另一端与主壳体板底部相连。每块冷端扇形板有三个支点，全部支承在下梁和下部小梁上。每个支架采用不同厚度的垫片组合，可对扇形板的位置略加调整，以适应密封的要求。下梁及下部小梁上装有导向杆，每块扇形板2只，可防止扇形板子烟风压差下的水平移动。下轴周围由超细玻璃棉构成填料式密封。,上梁断面呈船形，中心部位放置导向轴承。梁的两端座落在主壳体板的顶端。上部小梁断面呈矩形，为空心梁，一端与上梁相连，另一端与主壳体板顶部相连。每块热端扇形板也有三个支点，内侧一点，外侧两点，内侧支点是一个滚柱，支承在中心密封筒上，而中心密封筒则吊挂在导向轴承的外圈上，可随主轴热膨胀而上下移动，从而保证了热端扇形板内侧可“跟踪”转子变形，避免径向密封片内侧的过度磨损。外侧两个支点通过吊杆与控制系统中的执行机构相连，运行时由该系统对热端扇形板进行程序控制，自动适应转子“蘑菇状”变形。上梁及上部小梁也装有防止扇形板水平移动的导向杆，每块扇形板2只。上轴周围的中心密封筒，由金属“”结构的密封圈及空气密封装置构成密封系统。空气密封装置的管道接至一次风机出口，维持密封装置中空气压力高于预热器出口的空气压力。,上、下部烟道及风道壁上分别设有人孔门。下部烟风道内还设有供检修行走的调节平台。5）密封系统本预热器采用先进的径向-轴向及径向-旁路双密封系统，双密封系统就是每块扇形板在转子转动的任何时候至少有两块径向和轴向密封片与轴向密封装置相配合，形成两道密封。这样，密封处的压降减少一半，从而降低漏风。密封周界较短，效果好。见图6-39（P169）。径向密封片厚2.5mm，用耐腐蚀钢板制成，沿长度方向分成两段。用螺栓连接在模数仓格的径向隔板上。由于密封片上的螺栓孔为腰形孔，径向密封片的高低位置可以适当调整。,轴向密封片由厚2.5mm的耐腐蚀钢板制成，也用螺栓连接在模数仓格的径向隔板上，沿转子的径向可以调整。见图6-40。径向密封：防止和减少空气沿转子的上下端漏到烟气侧。主要由密封扇形板、径向密封片和间隙调整装置组成。轴向密封：转子与外壳之间有较大的空间。环向密封：包括转子外周上下端处的旁路和中心筒密封。,6）电驱动装置空气预热器采用下轴中心驱动方式，电驱动装置采用两个独立电源的电动机。主驱动电机采用厂用电源，辅助驱动电机采用保安电源。主辅驱动电机连锁保护。主辅驱动电机启动时为变频调速启动。7）导向与推力轴承及其润滑 导向轴承采用双列向心球面滚子轴承，内圈固定在上轴套上，外圈固定在导向轴承座上，随着预热器主轴的热膨胀，导向轴承座可在导向轴承外壳内作轴向移动，导向轴承配有空气密封座，可接入密封空气对导向轴承进行密封和冷却，同时还采用U型密封环进行第二道密封，彻底解决了导向轴承处的密封问题。轴承外壳支承在上梁中心部分，轴承采用油浴润滑，导向轴承座通过四个吊杆螺栓与中心密封筒相连，使其与轴承座同时随主轴膨胀而移动。导向轴承座上留有装吸油及供油管道位置，并设有放油管、热电阻的接口。,推力轴承采用推力向心球面滚子轴承，内圈通过同轴定位板与下轴固定，外圈坐落在推力轴承座上，推力轴承座通过36个M48390合金钢螺栓紧固在下梁底面。轴承采用油浴加循环油润滑，润滑油为150号极压工业齿轮油，容量约为200升，推力轴承座上设有进油口、出油口、放油口、通气孔、油位计以及热电阻的接口。导向与推力轴承分别采用两种类型的稀油站装置。导向轴承稀油站置于上梁外侧，为安全可靠运行，采用双泵结构，一泵运行，一泵备用。进油管与导向轴承回油管相连，出油管与导向轴承进油管相连，组成一半封闭油循环系统。,9）消防及清洗装置每台预热器烟气侧热端和冷端各装有一根15912固定式清洗管。按转子旋转方向，清洗管装在靠近烟气侧的起始边，以便清洗水从烟侧灰斗排出。清洗管上装有一系列不同直径的喷嘴，从而保证清洗效果。清洗介质为常温工业水，P=0.59MPa，如果采用6070温水清洗效果更好。清洗管兼作消防用。10）预热器红外线火灾监测系统 火灾监测系统是用来监测预热器内部是否存在火灾隐患的设备。在正常情况下，空预器内部烟侧温度一般在400左右。火灾监测系统能随时监控空气预热器内部的温度分布，并在空气预热器温度过高，偏离正常运行及火灾发生的早期能够及时报警。,4启动及试运行（1）启动首次启动以及每次启动前，都必须保证：空气预热器内无人或工具等杂物。经专人检查后，将所有人孔，检查孔严密关闭。用盘车手轮将预热器转动，应无异常现象，再用辅助驱动电机低速盘转预热器数圈。导向及推力轴承油位正常，油温低于55，各润滑系统的冷却水循环正常，如果油温超过55，应手动启动油泵，使温度降低至规定范围内并检查原因。减速机油位正常。热端、冷端径向密封以及轴向密封间隙已调整好，热端径向密封控制系统（包括传感器和执行机构）已调整好并置于上限位置。吹灰装置、清洗管道处于备用状态。指示仪表及控制，动力回路都工作正常。,（2）试运行预热器安装完毕后，应在冷态下运行4小时，每次大修后也应冷态运行24小时。试运行前除按（1）要求准备启动外，还应通过短暂接通驱动电机，检查转子旋转方向是否与图纸一致。试运行期间应按5.正常运行巡视的要求，逐项检查，并作必要记录，如有异常，应停止运行检查原因，消除缺陷后再进行试运转。,5正常运行巡视预热器运行中，运行人员应对相关指示仪表非常仔细地进行监视，因这些仪表的任何异常显示，都是预热器不正常的信号，例如预热器中的烟风进出口压降持续不断地增大，并且已不能靠加强吹灰使其恢复，则表明预热器蓄热元件沾污和堵塞情况加剧，需要在下次停炉期间进行水清洗。又如当热风温度和排烟温度陡然升高，而且超过正常温度50以上时，则很可能是在预热器内部着火（即二次燃烧），运行人员需要立即采取紧急措施。锅炉运行时，烟风进口温度和压力应符合设计要求，下列表盘指示可供监视时参考：导向轴承温度：55推力轴承温度：55热端扇型板密封间隙指示值：0,运行人员在例行的巡回检查中，还应对下列各项进行观察和检查：检查预热器运转时有无异常噪音。减速机油位应正常，温度不超过60；主电机工作时，辅助电机应该不转。无异常振动，漏油及烟气泄露现象。导向推力轴承油位正常，无漏油现象，油冷却器冷却水畅通，出口水温不低于30；观察就地表盘上所有指示的导向及推力轴承温度（应在55以下）以及热端扇形板密封间隙指示值。,6停车（1）锅炉热备用如果锅炉仅作短期停炉（切断燃料，关闭送引风机）处于热备用状态时，为避免锅炉热损失，通常关闭烟道挡板，这就造成了预热器内热滞留，增加了预热器的着火（二次燃烧）的危险性。运行人员应按下列程序操作：停炉前进行一次吹灰；维持预热器运转；严密监视预热器烟气进口和空气出口处的温度温度指示，因为一旦预热器着火，随着热气流上升，装在预热器上部的温度测点会显示温度持续上升的趋势；为避免不必要的空气泄漏进预热器，不应打开人孔门。,（2）正常停炉如果锅炉要停运较长的时间直至冷炉状态，应按下列程序操作：停炉前进行一次吹灰，负荷减至60时再吹一次；在燃烧器停运后，维持预热器继续运转，出口温度降低至150以下时，方可停预热器；预热器停运后，确认导向及推力轴承温度在45以下，可以停油循环和冷却水；当风机还在运行时，应监视烟气和空气出口温度，当风机停运后应监视烟气进口和空气出口温度，防止预热器着火；如果预热器需要清洗，应在停炉后预热器进口温度低于200以下时进行，清洗完毕可以利用锅炉余热干燥蓄热元件。,7吹灰对预热器受热面进行吹灰是使其安全经济运行所必须的，吹灰的频率取决于预热器的沾污情况（积灰情况），最初可每24小时进行一次，连续运行后视实际情况减少或增加吹灰的次数。在燃料种类有较大的改变时，以及锅炉启动、停炉或负荷低于50时，推荐采取以下措施：尽可能地缩短燃油时间；加强吹灰，每48小时一次；采用蒸汽加热器方法提高进口空气温度，使冷端受热面保持在露点温度以上。吹灰管道上的阀门必须关闭严密，以防止泄漏引起受热面局部堵塞。,8 清洗 若空气预热器积灰严重，停炉时就需要对空气预热器进行清洗，清洗的介质为水。,当受热面上沉积物不能除去且预热器烟风阻力已比设计值高出70100毫米水柱时，正常停炉时，需对预热器进行一次清洗。（1）清洗方法 清洗在停炉后进行；在预热器前的烟气温度降到200下进行，同时关闭烟气进口和空气出口挡板；将预热器底部灰斗积灰除空，打开排水孔门；清洗水最好采用6070温水，P=0.59MPa，无热水水源采用常温水,每台预热器清洗管应同时投入；如遇酸性沉积物时，在水中加入苛性钠以提高清洗效果；如果清洗时有吹灰蒸汽可利用，建议打开吹灰器阀门。清洗后受热面必须进行彻底的干燥，一般可将烟道挡板打开，利用锅炉余热进行干燥，干燥46小时，随后仔细检查干燥状况；清洗管道阀门必须严密关闭，防止泄露。,9腐蚀 当换热元件壁温低于露点温度时，酸液凝结量随壁温的降低而不断增加。显然，换热元件的腐蚀速度也不断加速，最大腐蚀率的壁温比露点温度低20 45。为有效地控制和减缓冷端换热元件的腐蚀，必须避免空预器在“冷端综合温度”(烟气出口温度+空气入口温度)低于建议的最低值下长时间运行。因省煤器或暖风器故障产生的水汽泄入会提高烟气的露点，加以燃料未燃颗粒的带入会进一步加速换热元件的腐蚀。为防止换热元件的快速腐蚀，对发生泄漏的管路应及时修复。,10火灾防御 11润滑 12回转式空气预热器运行中的问题（1）驱动电机电流异常升高 正常运行时，主驱动电机电流应稳定在额定电流范围之内的某一数值，其波动幅度1.5A。如果电流突然出现大幅波动，其频率约为每半分钟一次，并伴有撞击摩擦声，则很有可能是异物落入转子端面，或转子中某些零件松脱凸出转子端面造成与扇形板相擦。在预热器前的烟道温度低于200之前，不能停转预热器。如果电流已超过额定电流值，而且无缓和趋势，则应紧急停炉，关闭预热器前烟风挡板，尽一切可能维持预热器转动，直至预热器前烟温低于200。,如果出现电流摆动，波动频率为每秒一次，很可能是冷端扇形板或热端扇形板或轴向密封装置调整不合适，造成与密封片相擦而引起。这种情况往往出现在安装或大修后初次投运时期，此时应设法找出是哪块扇板或轴向密封装置的预留间隙过小，以