空预器不变形恒定漏风率密封技术 耦合ABS自清洁技术的创新研究与应用

空预器不变形恒定漏风率密封技术 耦合ABS自清洁技术的创新研究与应用

曲鸣

大唐七台河发电有限责任公司 黑龙江省七台河市茄子河区154600

摘要

针对火电机组空预器漏风率高、硫酸氢铵（ABS）沉积导致的堵塞及腐蚀问题，本研究提出“不变形恒定漏风率密封技术”与“ABS自清洁技术”的耦合解决方案。通过热端密封结构优化与冷端热风循环系统设计，实现空预器漏风率降低与传热元件自清洁。依托4号机组空预器密封改造项目，实验表明：100%负荷下漏风率降低5.5%，50%工况漏风率由9.68%降至5.00%，年节约标煤1572吨，经济效益达148.32万元。研究成果为同类型机组空预器改造提供重要技术参考。

关键词：空预器漏风率；恒定密封技术；ABS自清洁；节能减排

1. 引言

回转式空预器是燃煤机组锅炉的关键设备，其漏风率直接影响机组效率与经济性。传统空预器因转子蘑菇化变形及ABS沉积问题，导致漏风率升高、阻力增大，长期运行后漏风率普遍超过设计值（7-10%）。现有技术主要通过密封结构改造或抑制ABS沉积单一方向优化，但难以兼顾长效稳定性与自清洁需求。本研究以大唐七台河4号机组为依托，提出密封技术与自清洁技术的耦合方案，旨在系统性解决空预器漏风与堵塞问题。

2. 研究背景与技术路线

2.1 问题分析

空预器漏风主要源于转子热态变形导致的密封间隙扩大，而ABS沉积加剧了传热元件堵塞与腐蚀。七台河4号机组空预器（型号：32 VNT 2200）投运后漏风率逐年上升，超低排放改造后ABS现象显著，漏风率达11%以上，亟需综合治理。

2.2 技术路线对比

国内外研究聚焦两类方向：

密封结构优化：通过刚性密封片改造减小间隙，但难以适应热态变形；

ABS抑制技术：通过喷氨优化降低硫酸氢铵生成，但无法消除已沉积物质。

本研究提出耦合技术路线：

不变形密封技术：基于热变形规律设计抗变形密封结构，保持冷/热态密封间隙恒定；

ABS自清洁技术：利用热风循环系统蒸发冷端硫酸氢铵，抑制沉积与腐蚀。

3. 研究方法与实施方案

3.1 不变形恒定密封技术

密封结构设计：在热端隔板上方安装抗变形密封片安装板，采用倾角密封片降低摩擦阻力（图1）。

热变形补偿机制：通过有限元模拟空预器转子膨胀量，优化安装板材质与固定方式，确保热态下密封片位置与冷态一致。

3.2 ABS自清洁系统

分仓改造：在二次风仓内增设再热分仓（图2），引入热二次风（温度≥200℃）循环加热冷端传热元件。

热风调控：采用变频风机调节风量，实时监测传热元件表面温度，确保硫酸氢铵完全气化。

4. 实验结果与分析

4.1 漏风率优化效果

改造后测试数据表明：

满负荷工况：漏风率由11.2%降至5.7%，降幅达5.5%；

50%负荷工况：漏风率由9.68%降至5.00%。

4.2 经济性与环保效益

节煤效益：年节约标煤1572吨，折合费用148.32万元；

减排效益：降低厂用电率0.19%，年减排CO₂约4200吨。

4.3 技术推广价值

本技术已规划在1、3号机组推广，预计全厂年节约成本超500万元。

5. 结论与展望

本研究通过密封技术与自清洁技术的耦合应用，显著降低空预器漏风率并延长设备寿命。未来需进一步优化热风循环系统的能耗比，探索智能化调控手段，以实现更高效的清洁能源利用。

附图与附表

图1 不变形密封片安装结构示意图

图2 空预器分仓与热风循环系统设计

通信作者：曲鸣，quming@163.com