吕兴亮

(中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司，山东 济南 250101)

0 概 述

随着电力技术的发展及国家节能减排要求的提高，更加高效低耗的四分仓空预器已逐步在大容量机组中得到应用。在某型1 100 MW机组中，空气预热器的转子直径较大(约17 m)，在安装过程中，控制焊接时的变形较为困难，构件热态时的膨胀量较大，因此，在运行时容易产生摩擦、围带跑偏、端面摆动、漏风量大等问题，影响机组运行的可靠性和热效率。目前，对于提高四分仓空预器安装质量及降低漏风率方面的研究较少，因此，迫切需要深入研究四分仓空预器的安装技术，优化安装工艺，降低空预器的漏风率，从而提高大容量机组的运行效益。

1 空气预热器的结构及特点

空气预热器被布置于锅炉后部，是利用烟气余热加热入炉风的换热装置。四分仓空气预热器是将风压较高的一次风布置在两路较低风压的二次风之间，利用二次风隔离一次风及负压烟气，形成分级降压，降低漏风率。空气预热器由底梁、中心筒、支撑轴承、导向轴承、隔仓板、换热元件、自控加载调整装置、驱动围带等构件组成，具有体积小、换热效率高、可连续工作等特点。空气预热器的安装质量，对漏风率有直接的影响，进而将影响锅炉的出力，因此，漏风率指标是空气预热器在安装过程中重要的质量控制点。空气预热器的结构及常见的泄漏点，如图1所示。

图1 空气预热器结构及常见的泄漏点

2 安装工艺的优化

因安装工艺的不同，对空气预热器漏风率的大小将存在较大差异。影响空气预热器漏风率偏大的主要因素，是热态时构件存在蘑菇状变形，使构件之间的密封间隙变大。因此，优化安装工艺，才能降低蘑菇状的变形量，并控制构件间的密封间隙。现以四分仓空气预热器的安装为研究对象，提出了安装工艺中的各项防变形技术措施。优化后的安装工艺，包含了径向密封反变形安装、自控加载调整装置的冷模热校正、安装环向密封时的无间隙补偿技术。利用多项技术措施，提高了转子的安装精度。

3 施工方法及技术要点

在径向密封反变形安装工艺中，据美国某公司提供的经验公式，采用有限元法，推导了空预器蘑菇状变形在任意位置的变形量。变形量公式为：

Δl=δ·Δt·r2αw/ 2RH3

(1)

在式(1)中：

Δl—变形量，英寸；

Δt—冷热端温差，℉；

δ—经验系数(随H不同，取值不同)；

r—该点距离中心的距离，英寸；

R—扇形仓的半径，英寸；

α—该材料线的热膨胀系数；

w—截面抵抗距，平方英寸；

H—扇形板的高度，英寸；

根据计算蘑菇状的变形数据，设计制作了专用的非线性测量标尺。利用非线性标尺，对径向密封装置进行反变形安装，从而控制构件热态时因蘑菇状变形产生的不均匀间隙，同时，也提高了径向密封装置的安装精度。非线性测量尺的形状，如图2所示。

图2 非线性测量尺

利用冷模热校正自控加载调整装置，调整空预器热端扇形板的安装位置。可实时在线调整密封间隙，降低空预器的漏风率。通过分析蘑菇状的变形数据，对扇形板的调整曲线进行了动态模拟试验，并依据计算数据，对扇形板的位置进行了校正，提高了径向密封的安装精度，进一步降低了漏风率。冷模热校正自控加载装置，如图3所示。

图3 冷模热校正自控加载装置

利用无间隙补偿技术，优化环向密封装置的安装工艺。安装时，采用厚度为0.5 mm不锈钢片，制成弹性的密封片。将密封片环向布置在转子间设计时预留的膨胀间隙上，作为间隙补偿器，即可对间隙进行密封，而又不影响转子的自由膨胀和运行。环向无间隙补偿密封片的安装，如图4所示。

图4 环向无间隙补偿密封片的安装

在优化安装工艺时，还采取了多项措施，以提高转子的安装精度。对转子隔板模块安装时，需交叉进行并对称安装，可最大限度地减小转子在安装过程中的重心偏移，使中心筒处于平衡受力状态，从而确保了安装中心筒时的垂直精度。隔板模块的安装序号及焊接次序，如图5所示。

图5 隔板模块的安装序号及焊接次序

在拼焊隔板时，各条焊缝均会产生焊接变形，其中对转子整体尺寸影响较大的焊缝，是隔板与中心筒的焊缝。隔板和中心筒的所有焊缝，均需采取整体对称焊的方法，对于单条焊缝，需实施局部对称焊接的方法。采用对称安装及对称焊接的工艺方法，才可最大限度地减小构件的焊接变形。

4 安装实例

在某型2×350 MW热电机组中，每台炉配备1台四分仓空气预热器，于2014年6月开始安装，至2015年11月安装结束，机组于2016年1月顺利投产发电。在空预器的冷态调试及热态运行过程中，无异常卡涩现象。经长期运行后，空预器的密封性能良好，漏风率小于4.8%。设备的安装精度较高，符合安装标准的要求，系统的运行稳定可靠。

目前，优化后的安装工艺已推广应用在某型1 100 MW机组空气预热器安装工程中(每台炉配备2台四分仓空气预热器，未投运)。由于提升了设备的安装工艺，所以，可显著降低空气预热器的漏风率。

5 结 语

利用多项防变形技术，有效地降低了空预器的漏风率，提高了入炉风的温度，从而提高了锅炉的燃烧效率，降低了机组煤耗，达到了降本增效目的。降低漏风率后，可使排烟温度易于控制，也能使系统的环保装置更平稳地运行，减少了对周围环境的飞尘污染、硫化物污染和热污染。优化后的安装工艺，提高了空预器的安装质量，并加快了施工进度，具有借鉴和参考的价值。