蒋森年，刘政(.湖南省湘电试验研究院有限公司，湖南长沙40007；.大唐攸县能源开发有限公司，湖南株洲4307)

回转式空预器卡涩原因分析及防治措施

蒋森年1，刘政2
(1.湖南省湘电试验研究院有限公司，湖南长沙410007；2.大唐攸县能源开发有限公司，湖南株洲412307)

针对回转式空预器经常出现的卡涩或卡死的情况，对近几年出现的典型案例，进行原因分析，提出处理措施及防范对策，为事故处理提供借鉴，使从业人员能从空预器的传热、锅炉受热面的清洁度、风量配比及整体燃烧出发去分析及解决问题。

空预器；卡涩或卡死；原因分析；处理及防治措施

回转式空气预热器(简称“空预器”)是一种蓄热式预热器，它利用烟气和空气交替地通过金属受热面(蓄热板传热元件)来加热空气〔1－4〕。电站锅炉中空预器既回收了烟气热量，降低了排烟温度，又提高了燃烧所需空气的温度，有利于燃料的着火及燃尽〔5〕。

从锅炉机组全寿命周期来看，空预器在新建机组试运过程及商业化运营初期出现卡涩或卡死跳闸的风险大、概率高，严重时会影响到机组的正常启动及运行，文章通过几种常见的卡涩或卡死典型案例进行原因分析并提出处理措施及防范对策。

1 设备简介及设计参数分析

以某660MW超超临界机组为例介绍空预器主要参数。主电机型号为Y2－200LX6－6；电机转速为970 r/min；空预器(高/低)转速为0.95/0.25 r/min；烟气阻力＜1 000 Pa；转子最大蘑菇形变形量为40 mm；一、二次风进口温度分别为20，13℃，一、二次风出口温度分别为354，341℃；设计进口烟温374℃；排烟温度修正前为133℃；修正后为128℃；进口一、二次风量分别为738，1 476 t/h；进口烟气量为2 628 t/h；出口一、二次风量分别为596，1 493 t/h；出口烟气量为2 753 t/h。

2 出现卡涩的主要表现

空预器出现卡涩主要表现为电机电流呈现波浪式的周期性波动，逐渐偏离正常值，而且峰值逐渐上升，当峰值接近或超过电机的额定电流且无下降趋势时空预器有可能会卡死。出现卡涩的空预器就地会有周期性或连续性的刺耳尖锐的摩擦声。

3 原因分析、处理及防范对策

空预器本体的安装问题或其间隙调整装置失效造成的空预器卡涩屡见不鲜，除此之外仍有4种常见的空预器卡涩情况发生:

(1)进口烟温超过额定值导致的空预器卡涩；

(2)安装的微小偏差造成高负荷下空预器局部碰磨卡涩；

(3)高负荷下锅炉MFT时造成的空预器卡涩；

(4)停机后冷端温度升高导致的空预器卡涩。

3.1 进口烟温超过额定值导致的空预器卡涩

3.1.1 典型案例

某机组1号炉2016年1月24日06:50机组负荷310MW运行，07:00开始升负荷，07:40负荷升至550MW，1B空预器电流出现周期性波动，且呈增大趋势(运行人员未密切关注)，07:50负荷升至满负荷600MW，空预器最大电流50 A(正常运行18A左右)，且电流至50A后延时6～8 s才返回下降(测量值超过了仪表的量程)，08:05开始降负荷，空预器电流峰值回落不明显，08:15空预器主电机停转，辅电机联启后，空预器仍处于停转状态，判断A空预器卡死。机组单边运行，降负荷至330MW。

3.1.2 原因分析

此次空预器卡死跳闸的主要原因为空预器进口烟温超过额定值。本空预器设计BMCR工况下的进口烟温为374℃，当机组07:40升负荷至550 MW时进口烟温已经达到额定值，升至660MW时进口烟温已经升至382℃。进口的烟气温度超过了额定值，造成空预器的转子变形量超过了其设计的最大蘑菇形变形量，密封片与扇形板或外壳存在严重的碰磨，导致空预器卡涩。

造成进口烟温过高的主要原因为锅炉吹灰不及时。由于机组连续3天310MW运行，为保证脱硝进口的烟温高于脱硝投运的最低烟温317℃(厂家给定值)，运行人员未对锅炉水平烟道及尾部进行吹灰，造成受热面积灰严重，吸热能力下降，而在升负荷过程中又未提前补吹，因此造成了进口烟温过高，导致空预器在高负荷下卡涩。

3.1.3 空预器高负荷跳闸后机组单边运行方式的处理措施

空预器跳闸后的处理主要由以下几步组成:

1)制粉系统:切停部分运行的磨煤机，燃料降至45%～50%额定负荷时的燃料量，必要时投油或等离子稳燃；

2)空预器:关闭跳闸空预器的进口烟气挡板、出口一次风及二次风挡板，密切关注未跳闸空预器的排烟温度；

3)风机:送风机、一次风机、引风机的出力预先降至额定负荷时的50%～55%的出力，再根据机组的燃烧及氧量情况微调，此时应确认风机的联络挡板处于开启状态；

4)给水:汽泵的出力预先降至额定负荷时的45%～50%的出力，根据汽温及汽水分离器过热度的趋势进行微调；

以上需统一指挥协调、值班员系统的配合，所有操作基本同时进行。停运空预器应安排检修人员检查就地状态，确认空预器未起火。手动压死空预器进口烟气挡板，并尝试手动盘车，如果手动盘车力矩很大，则停止盘车，避免对传动轴承或减速机造成二次设备损坏。

3.1.4 空预器恢复后并入系统运行的主要操作

待空预器进、出口烟温下降并能手动盘车时，尝试性点动空预器电机，启动后密切注意电流的变化趋势及空预器就地的碰磨状况，发现异常时应继续手动盘车，若无异常，再次启动空预器，暂不开其进出口挡板，检查其运行状况0.5 h，待运行平稳且电流及其它参数正常后，出口一、二次风门切就地缓慢开至20%左右，运转无异常后，缓慢将烟气挡板开至10%，观察排烟温度，缓慢增长趋于平稳后，继续逐渐开大一、二次风门及烟气挡板，直至全开。

3.1.5 主要防范对策

防止空预器进口烟温过高超过其设计值的主要对策有以下两个方面:

1)定期吹灰:根据机组燃用煤种灰分的沾污性，制定相应的受热面吹灰频率，定期进行吹灰，并根据机组的负荷状况相应进行调整，如果机组长时间高负荷运行，可适当增加频次，反之适当减少。

2)加强燃烧调整:机组运行过程中，如果燃烧推迟或不充分，导致火焰中心上移，过热器受热面会超温，空预器进口烟温会相应的增加。

3)加强入炉煤控制:锅炉尽量燃用设计煤种，如果燃煤偏离设计煤种过多，应及时进行燃烧调整试验，摸清实际燃煤特性，做好事故预想及防范措施。

3.2 安装的微小偏差造成高负荷下空预器局部碰磨卡涩

3.2.1 典型案例

某机组2号炉2016年01月12日整套启动试运由400MW开始升负荷过程中，2 A空预器电流出现波动，负荷升至440 MW时电流波动至51 A (正常运行18 A左右)，且仍未有下降趋势，立刻降负荷至400 MW，电流恢复正常，01月13—14日负荷由400 MW升至500 MW的过程中，2 A空预器电流又开始出现波动，峰值45 A。

由于空预器卡涩出现在机组400MW以后，初步分析原因为密封间隙调整装置间隙设置过小，机组停运后将密封间隙设置为最大。设置完毕重新开机后2 A空预器在机组带同样的负荷时仍有较大的波动，电流最大40 A，就地一次风侧仍有刺耳的碰磨声音。受系统负荷限制，机组不能停机消缺，2号机组通过更换燃用煤种及运行调整，勉强可以继续升负荷，但在机组负荷变化较快时，空预器电流仍有较大的波动，机组安全运行存在很大隐患。

机组停运后，空预器冷却后进入内部仔细检查，发现中心筒一次风侧支撑架有一点安装位置较其它位置要高，处理后再次开机，空预器运行正常。

3.2.2 原因分析

中心筒一次风侧支撑架有一点安装位置较其它位置偏高，导致机组高负荷时支撑架与未达到设计膨胀量的转子提前碰磨，安装偏差是此空预器卡涩的直接原因。

3.2.3 采取的调整手段及应对措施

空预器内部某组件安装错误或存在较大偏差的情况，在冷态试转或低负荷试运阶段就会被发现，在高负荷时暴露的缺陷有一定的隐蔽性，大多是由安装存在细微偏差引起，在机组试运或大修结束后开机过程中容易遇见。受调度负荷的限制及试运计划的安排，机组又不能立即停机的时候，需要采取一些必要的调整手段及应对措施。

高负荷时空预器出现卡涩基本存在一个共性问题:即转子的膨胀量超过了其实际能容许值(小于设计值)。因此其调整手段主要是从尽量减少转子膨胀的方向出发即减少入口烟气量、降低烟气温度，增大空预器一、二次风的流量，主要手段主要有以下几个方面:

1)空预器烟气侧的控制:一方面加强燃烧调整及配风，压低火焰中心；另一方面加强受热面吹灰。综合控制空预器入口烟温低于BMCR工况下的设计值10℃左右。

2)空预器一、二次风侧的控制:尽量减少制粉系统运行套数或掺烧水分较高的煤种以减少冷一次风的风量。因为随着单套制粉系统出力的增加或煤种水分的提高，制粉系统的绝大部分通风量来自于热风，制粉系统冷风用量会减少，有利于空预器的整体换热及降低排烟温度。

3)空预器入口烟温偏差:可以通过投退火嘴或调整配风使炉膛出口烟温适当存在偏差，存在问题的一侧空预器入口烟温可适当低于正常运行空预器的入口烟温5℃左右。

4)制定应急措施，保证机组安全:当机组在高负荷时空预器电流波动较大时，应立即采取措施，必要时停运1—2台磨煤机，以较快的速率降负荷，待原因分析清楚，采取相应措施后再逐步增加机组负荷。

3.3 高负荷下锅炉MFT时造成的空预器卡涩

3.3.1 典型案例

某机组1号机550MW运行，MFT动作，最大负压值－3 587 Pa，A、B空预器电流随之大幅度波动，A、B空预器最大电流分别为50、47 A，B空预器电流经过2个波浪式周期波动后电流回归正常值18 A，A空预器电流至50 A后未回落，显示主电机跳闸，辅电机联启后随即亦跳闸，A空预器卡死。

3.3.2 原因分析

锅炉高负荷MFT后，炉膛负压值急剧下降，瞬间造成大量的热烟气进入空预器，导致进入空预器的烟气量与一、二次风冷风量的严重失衡，空预器烟气侧的超膨胀的转子得不到及时的冷却，造成与扇形板或空预器其它固定件碰磨，引起空预器卡涩或跳闸。

3.3.3 采取的调整手段及应对措施

机组在高负荷下MFT在所难免，为避免出现空预器卡死，保证机组顺利的热态开机及设备安全，应尽量提高锅炉MFT瞬间造成的超低负压。主要手段是将引风机导叶设置一个关前馈量，目标值跟踪MFT时机组的负荷，MFT时当机组负荷为300，400，500，600MW时，导叶关前馈量分别为－10%，13%，－16%，－20%。

3.3.4 MFT后空预器卡死后处理措施

空预器卡死后为尽快恢复运行采取的主要措施:

1)尝试手动盘车，如果盘不动，则停止盘车，尽量不要用过长的加力杆去强行盘车，避免扭断传动轴承或减速机轴承；

2)关闭进口烟气挡板，打开烟气侧的上下人孔门，或架设鼓风机向内鼓冷风；

3)打开空预器出口一、二次风挡板；

4)每隔1 h去尝试盘车1次；

5)4 h后启动送风机，用小风量向空预器内送风，每隔10min盘车1次，直至能盘动整个空预器的1/4圈，尝试启动空预器主电机。

3.4 停机后冷端温度升高导致的空预器卡涩

3.4.1 典型案例

某电厂600MW超临界“W”型火焰锅炉配2台三分仓容克式空气预热器(额定电流30.5 A)，2009年05月25日，进入点火吹管阶段。05月26日白天，投粉稳压吹管，先后投运了3－4套制粉系统，空气预热器运行正常，电流在正常值14～16 A。26日18:00，锅炉停炉、闷炉，此时空气预热器电流维持在正常值14～15 A。20:43，A，B空预器电流均出现小幅度波动，最高峰值17.2 A，并有升高的趋势；23:17，A空预器电流波动峰值逐渐增加至19.4 A；23:25，电流波动峰值仍继续上升至24 A，就地空气预热器内部已有尖锐刺耳的摩擦声音，根据经验，电流峰值至额定后，空气预热器可能跳闸。这是一起典型的停机后空预器出现卡涩的案例。

3.4.2 处理过程

空预器电流波动至19 A后，打开2台空预器的出口一、二次风门、送风机出口门及导叶，电流未见下降，电流波动至24 A后，启动A送风机，动叶开至15%，并打开送风机出口联络风管上的挡板，2min后2台空气预热器电流开始下降，10 min后空气预热器电流稳定在16 A，随即停送风机，空预器的出口一、二次风门、送风机出口门及导叶保持在开状态，空预器电流未再次波动。

3.4.3 原因分析

在正常运行时，由于送风机、一次风机运行，空预器冷端风侧有足够的冷风将其冷却，同时吸收烟气中的热量，使烟气温度逐渐下降，空预器运行平稳。停炉闷炉后，送风机、引风机、一次风机全部停运，空预器烟、风道上所有的进出口挡板关闭，空气预热器风侧冷端得不到冷却。当空气预热器入口烟气挡板关闭不严，外加烟囱的抽力，炉膛内部大量的高温热烟气会慢慢进入空气预热器内部，使冷端温度偏高。

上述案例中的空预器一、二次风冷端温度在42℃时空预器开始出现卡涩，电流呈波浪式逐渐上升，当升至52℃，空预器电流波动的峰值为24 A，空预器风侧冷端温度较设计值高造成风侧冷端膨胀量大于设计值是停机后空预器出现卡涩的主要原因。

3.4.4 应对策略

为防止空预器在停机后锅炉停炉、闷炉阶段出现卡涩主要有以下几点应对策略:

1)冷态下检查空预器进口烟气挡板的严密性，发现关不严应及时处理；

2)如果冷端温度开始上升，且空预器电流波动幅度不大(比正常的运行电流多2～3 A)，可打开空预器出口一、二次风挡板及风机的出口挡板和动叶；

3)若空预器电流波动趋势且呈上升态势且慢慢接近额定电流，应启动送风机，对空预器进行强制冷却。启动送风机后，动叶不宜超过20%，也不宜长时间运行，空气预热器电流恢复正常值后，应立即停止运行。

4 结束语

空预器出现卡涩的原因有很多种，但大致可分为两大类:一类是设备质量及安装原因，另一类为运行操作原因。属设备质量及安装原因只要设备厂家按照行标制造，安装单位按图施工基本能克服，属运行操作原因应从多方面去分析判断。空预器是一个冷热交换的传热工具，其转子不停地在高温烟气侧与冷风侧之间膨胀与收缩。锅炉的整体燃烧、受热面的清洁度、锅炉的风量配比均会对空预器的运行造成影响。

〔1〕周强泰，周克毅，冷伟.锅炉原理〔M〕.北京:中国电力出版社，2013:141-142.

〔2〕徐东，郭萌.600 MW机组锅炉回转式空预器电流波动分析〔J〕.锅炉制造，2008(3):9-13.

〔3〕李来春，李向阳.华能玉环电厂1 000MW超超临界锅炉空预器卡涩在线处理浅析〔C〕//超超临界机组技术交流会2012年论文集.2012.

〔4〕刘冬炎，顾宏伟，杨中明，等.空气预热器的漏风因素及密封改造〔J〕.中国电力，2011，44(7):53-56.

〔5〕李玲，张步庭，王春玉.燃煤发电机组空气预热器运行现状及分析〔J〕.河南电力，2011(2):30-31.

Reason Analysis and Preventive Measures for Jamm ing of Revolving Air Pre-heater

JIANG Sennian1，LIU Zheng2
(1.Hunan Xiangdian Test＆Research Institute Co.，Ltd，Changsha 410007，China；2.Datang Youxian Energy Development Co.，Ltd.，Zhuzhou 412307，China)

Aiming at jamming or stuck of air pre-heater，this paper analyzes some typical accidents in recent years.It proposes some treating and preventingmeasures，which can provide references to accident treatment.Meanwhile，it can suggestworkers to analyze and solve the problems by theway of heat transformation of air pre-heater，cleanliness of heating surface from boiler，proportion of air and the overview of combustion.

air pre-heater；jamming or stuck；reason analysis；treating and preventingmeasures

TK223.3＋4

B

1008-0198(2017)03-0068-04

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.03.019

2016-10-21

蒋森年(1982)，从事电站锅炉调试和优化运行研究。