郝慧君，杨庆娥
（中国能源建设集团山西电力建设有限公司山西太原030001）
【摘要】针对国电长治热电厂#1锅炉回转式三分仓预热器由于焊接热变形问题，导致热端径向密封间隙超出设计值，对其重新调整的过程进行分析，并提出整改措施及现场施工建议，可供同类型设备参考。
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关键词 回转式空气预热器；密封；焊接变形；漏风控制
Discussion adjusted Trisector preheater rotary seal mounting
Hao Hui-jun,Yang Qing-e
(China Shanxi Electric Power Construction Energy Construction Group Co., LtdTaiyuanShanxi030001)
【Abstract】Changzhi for Guodian Power Plant # 1 boiler preheater rotary Trisector thermal deformation due to the welding problems, leading to the hot end of the radial sealing gap beyond the design values were analyzed readjustment process, and to propose corrective measures and recommendations construction site, the same type of equipment available for reference.
【Key words】Rotary air preheater;Seal;Welding deformation;Leakage Control
1. 引言
（1）空气预热器是利用锅炉尾部的烟气热量加热空气的设备。回转式三分仓空气预热器具有结构紧凑、占地面积小、钢耗少，容易布置等优点，因此被广泛应用于大容积锅炉。由于回转式预热器是一种传动机构，在预热器的转动部分和固定部分之间重视存在一定的间隙。同时流经预热器的空气（正压）与烟气（负压）之间有压差，空气就会通过这些间隙漏到烟气流中，造成较大的漏风，严重影响锅炉的出力。三分仓容克式空气预热器是一种以逆流方式运行的再生式热交换器。
（2）加工成特殊波纹的金属蓄热元件被紧密地放置在转子扇形隔仓格内，转子以 1.14转/分的转速旋转，其左右两半部份分别为烟气和空气通道。空气侧又分为一次风通道及二次风通道，当烟气流经转子时，烟气将热量释放给蓄热元件，烟气温度降低；当蓄热元件旋转到空气侧时，又将热量释放给空气，空气温度升高。如此周而复始地循环，实现烟气与空气的热交换。
2. 设备介绍
（1）国电长治热电厂#1锅炉是由东方锅炉厂生产制造的300MW机组的锅炉，其锅炉尾部烟道下配置了两台转子直径φ10320mm的三分仓回转式空预器（型号LAP10320/2200），该预热器根据美国C-E预热器公司技术进行设计和制造，蓄热元件高度热段自上而下分别为300mm、600mm，1000mm；冷段300毫米蓄热元件为低合金耐腐蚀传热元件，其余热段蓄热元件为碳钢，每台预热器金属重量约402吨，其中转动重量约280吨(约占总重70%)。
（2）该预热器密封装置采用三密封结构，分别设有径向、轴向及旁路密封装置，此部分密封安装和调整已经经过长时间得实际检验，有相对成熟的施工经验，此处不再赘述。针对本台预热器热端、冷端扇形板均采用了全焊接式的固定密封装置，现场实际施工中，发现了一些无法常规控制的因素，此处详细描述一下。
3. 现场实际施工中遇到的问题
现场施工根据东方锅炉厂提供的《回转式预热器安装说明及技术要求》一书，调整完冷、热端径向密封片并经验收密封间隙尺寸合格后，对固定密封装置进行了密封焊接，焊完后发现冷端径向密封间隙无变化，但是热端径向密封间隙增大了3mm，原本调试到同一水平面的三块扇形板六个剖分面也不再水平。
3.1密封间隙增大的原因分析。
（1）热端扇形板是由三个吊杆悬吊在上梁上，且固定密封的密封板是整块钢板δ3mm，它是L型的，但整块钢板折板并不是90°，约有100°弧度，上端贴齐上梁，下端贴齐扇形板，且上平面间断有预留螺栓孔，在密封焊接过程中，钢板产生热应力发生收缩变形，引起扇形板被提升（如图1）。
（2）热端扇形板调试好后，对吊杆的螺母、垫圈、上梁接缝处进行了密封焊接，虽然对扇形板有了向下的顶力不再是只有悬吊力，但吊杆孔眼与销子、销子与扇形板的耳套都存在间隙，在焊接固定密封钢板时，钢板焊接热应力太大，收缩变形时，吊杆的悬吊力减小发生了偏斜，造成扇形板提升（如图2）。
（3）为了封堵扇形板与中心筒间的孔洞，隔断空气侧与烟气侧的通道，固定密封板在中心密封筒处也设置一整块板，密封板与上梁、中心密封筒、扇形板三面进行密封焊接。扇形板底面应与密封筒是零间隙但不允许焊接，中心密封筒是机加工件，立面与平面焊接成型，其平整度不够，在焊接小板时，密封筒也焊接变形，造成三块扇形板内端处不再水平，密封片最内端处密封间隙在一次风、二次风、烟气侧扇形板下不再一致（如图3）。
3.2上述原因是造成热端密封间隙在固定密封焊接前后发生变化的主要因素，造成的结果：
（1）热端径向密封间隙增大3mm。
（2）热端三块扇形板不再同一水平面上。
4. 现场采取的措施方法
（1）把固定密封板从中间割开，密封筒处小板取下，已焊接的吊杆螺母、垫圈重新磨开，放下扇形板重新调整，保证扇形板外端与转子法兰的尺寸要求，保证内端与密封筒的零间隙。
（2）初调一块扇形板后，开始初定径向密封的标尺，调试一块扇形板足够覆盖的密封片，保证一块扇形板下两个剖分面处都有密封片，可以随时进行密封间隙的测量。
（3）把调试好的4条密封片转到初定的扇形板下，调定该扇形板，并且把扇形板外端与法兰的尺寸放到比图纸要求低1mm，保证两侧密封片与该扇形板各对应测点数据一致，内端与中心密封筒两侧都是零间隙。此时认为该扇形板两个剖分面水平并在固定密封板中间处开出人孔，在扇形板内部空间加放∠100×100角钢，角钢放置在扇形板肋板上，顶紧上梁下平面，放置5排角钢，一排俩根，将角钢与扇形板肋板、上梁点焊（如图4）。
再复测密封片各测点数据以及扇形板与法兰、中心密封筒间尺寸，将数据记录为第一组。把序3.1步中割开的密封板缝隙用扁铁贴封，开始焊接扁铁，此时焊缝由钢板对接焊缝变为角焊缝，焊接热应力相应减弱。焊接扁铁时采取花焊方式，沿扇形板直径方向从外端开始花焊，间断300mm焊进内端，再返回外端补焊，防止钢板持续受热变形量增大。且在进行焊接工作时一定要两名焊工同时同样焊接方式在一块扇形板两侧焊接，技术人员对各测点一小时进行一次测量，记录数据，作为第二组数据。根据实际经验，在焊接完所有焊缝后约收缩0.3~0.8mm。
（4）在焊接完一块扇形板后，盘动转子，将调试好的4条密封片转到下一块扇形板下，对照序3.3步中第一组数据调试扇形板，同样将外端放下0.5mm，在内部放置角钢，贴封扁铁，以同样的方式焊接。焊完后测量并记录各测点数据作为第三组数据。同样步骤将第三块扇形板固定密封焊接并记录第四组数据。在调试扇形板的时候要保证内端与中心密封筒的零间隙，但是密封筒自身水平度存在偏差，若内端两侧数据误差大于0.5mm，应在扇形板内端的吊杆上加外力向下顶，尺寸适合后，手将吊杆螺母带紧，将螺母、垫圈、上梁点焊，冷却后松掉外力。
（5）三块扇形板固定密封板在按照以上方法步骤全部焊接完后，比较四组数据，误差在0.5mm之内，基本将三块扇形板六个剖分面控制在同一水平面内，开始按东方锅炉厂《密封调整说明书》调试径向密封片。根据已调整好的扇形板位置确定径向密封调整标尺，随后对热端径向密封进行调整，从而保证施工图纸对密封间隙的要求。
5. 密封安装调整建议
（1）针对冷、热端固定密封全焊接式的预热器建议先调整好扇形板将固定密封板所有焊缝密封焊接后再调整冷、热端径向密封间隙。对于热端扇形板固定密封，其密封板一般是由制造厂家点焊在上梁发货，建议在调整扇形板时将其取下，待三块扇形板调整到同一水平后在内部空间进行加固后，再对密封板施焊。
（2）标尺架立后应加固牢靠，且建议将标尺的靠板由过去的与密封片零间隙改为有间隙。
（3）建议在厂家将壳体发货到现场后就对弧板进行测量，核实其高度与图纸设计值的偏差，在组合壳体与下梁时，应测量调整两相对的主壳体弧板上端面与冷端扇形板的高度，避免在上梁以及转子吊装后，热端扇形板外端被壳体弧板顶死而无法下调。
（4）在安装密封片时应特别注意加强板及密封压板的位置，杜绝加强板搭接造成密封片接缝错位，杜绝压板高低不平造成密封片折弯处角度不匀造成接缝处错位。
（5）建议设计及制造厂家应考虑密封片径向的变化曲线，在制作分段的密封片时将其做成斜边，在现场安装时避免出现接缝处张口现象（如图5）。
（6）针对固定密封焊接变形，建议厂家将密封板设计成弯板，使其在焊接受热时有收缩余量，避免扇形板被提升。在内端与中心密封筒连接的密封板设计为插接组合式（如图6），插接式使压力高的空气侧在绕过密封板时经过四次减压，有效降低漏风且避免了中心密封筒焊接变形，使扇形板内端与密封筒产生间隙造成漏风。
6. 结语
调整后的空预器漏风率达到设计值5％以内，一次风机、二次风机和送风机电耗相应降低，锅炉烟风系统裕量增加，备品备件使用寿命提高，检修费用和维护工作量降低，锅炉效率和机组运行经济性提高较为明显。解决了回转式三分仓预热器由于焊接热变形引起的密封间隙重新调整的问题，并且达到了节能降耗的目的。
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参考文献
［1］周强泰.锅炉原理［M］.北京：中国电力出版社，2009：235～258.
［2］王飞波.东方锅炉厂回转式预热器密封调整说明书［P］.中国.
［3］东方锅炉厂空气预热器施工图纸［P］.
［文章编号］1006-7619（2015）07-30-635
［作者简介］ 郝慧君（1982-），男，籍贯：山西省长治人，职称：助理工程师，2002年毕业于太原电力学校，主要从事电厂设备安装和管理工作。
杨庆娥（1980-），女，籍贯：山西省祁县人，职称：助理工程师，2002年毕业于太原电力学校，主要从事电厂锅炉设备安装和管理工作。