回转式空气预热器说明书

LAP13494/3883回转式空气预热器

说明书

沁北电厂

本预热器根据美国C-E预热器公司技术进行设计和制造。

型号LAP13494/3883表示容克式空气预热器，转子直径13494毫米，蓄热元件高度至上而下分别为300、800、800和300毫米，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653吨，其中转子重量约492吨（约占总重75%）。本空气预热器是三分仓形式。

一原理

LAP13494/3883这种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。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仓格内，转子以0.99转/分的转速旋转，其左右两半部分分别为烟气和空气通道。空气侧又分为一次风道和二次风道，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;当蓄热元件转道空气侧时，又将热量释放给空气，空气温度升高。如此周而复始地循环，实现空气和烟气热交换。它不但是电站锅炉的主要部件，而且也是化工、冶金过程中理想的节约能源、提高效率的热交换器。

转子由置于下梁中心的推力轴承及置于上梁中心的导向轴承支撑，并处在九边形的壳体中，上梁、下梁分别与壳体相连，壳体则坐落在钢架上。电动机安装在下梁的下部，通过与转子接长轴连接，带动转子旋转。为防止空气向烟气侧泄漏，在转子上、下端半径方向，外侧轴线方向，以及圆周方向分别设有径向、轴向及旁路密封装置，采用双密封结构以降低漏风率。此外，预热器上还配有火灾检测消防和清洗系统，吹灰装置、润滑及控制等设备（见图1及图2）。

二主要部件

1.转子

本空气预热器转子采用模数仓格结构，每个仓格为15度，为布置双密封结构，每个仓格又分隔为两（见图4），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。由于采用这种结构，大大减少了工地的安装工作量，并减少转子内焊接应力和热应力。中心筒上、下两端分别用M12和M42和金螺栓连接上轴和下轴，接长轴通过M42合金螺栓与下轴相连，整体形成预热器的旋转主轴。相邻的模数仓格之间用螺栓互相连接。热段蓄热元件由模数仓格顶部装入。冷段蓄热元件由模数仓格外周上所开设的门孔装入。本厂提供专为更换冷段蓄热元件用的拉钩，以备检修时使用。转子上下段最大直径处所设的弧形T型钢为旁路密封零件，上端最大直径处的转子法兰平面，须利用预热器本身旋转和我公司提供的刀架来加工，作为热态下测量转子热变形的基准面。

蓄热元件

热段蓄热元件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0.6毫米。

冷段采用低合金耐腐蚀钢蓄热元件，也按仓格形状制成各种规格的组件，每一组件都是由一块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3）

所有热段和冷段蓄热元件均采用扁钢、角铁焊接包扎，结构牢固，并可颠倒放置。如果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显著影响排烟温度或运行安全（如经常有被腐蚀的残片脱落）时，须将冷段蓄热元件更换。

2.壳体

预热器壳体呈九边形，有三块主壳体板、二块副壳体板和四块侧壳体板组成。

主壳体板1、2与下梁及上梁连接，通过主壳体板上的四个立柱，将预热器绝大部分重量传递给锅炉钢架，主壳体板内侧设有圆弧形的轴向密封装置，外侧有若干个调节点，可对轴向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。为保证吊入模数仓格时副壳体板的稳定性，我厂同时提供（34YR221-7-0）副壳体安装架，作为安装时临时拉撑梁，安装完毕予以拆除。副壳体板上也有四个立柱，可传递小部分重量至锅炉钢架。

侧壳体板在45度和25度方位，每台预热器有4块，其中一块设有安装驱动装置的基座框架，靠炉后设有一块更换冷段蓄热元件的检修门。每一块侧壳体板上都设有508*508的人孔，以便进入预热器对轴向

密封装置调整和维修。

主壳体板1、2和副壳体板的立柱下面设有膨胀支座，以适应预热器壳体板径向膨胀。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东面。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、副壳体板立柱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之用。

3.梁、扇形板及烟风道

上梁、下梁与主壳体板1.2连接，组成一个封闭的框架，成为支撑预热器转动件的主要结构。上梁和下梁分隔了烟气和空气，上部小梁和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。

下面断面似双腹板梁、下梁中心放置推力轴承，支撑全部重量。梁的两端分别焊接在由主壳体板1、2立柱延伸的厚钢板上。下梁中心部分设有加强支承平面，供检修时放置千斤顶用，顶起转子，对推力轴承进行检修（见图2）。下部小梁断面呈矩形空心梁，一端与下梁相连，另一端与主壳体板3底部相连。每块冷端扇形板有三个支点，全部支承在下梁或下部小梁上。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34YR32-11-0,每块扇形板2只，可防止扇形板在烟风压差下水平移动。下轴周围由超细玻璃棉构成填料式密封，具体结构参阅图34YR02-0(中心筒及短轴)。

上梁断面呈船性，中心部位放置导向轴承。梁的两端坐落在主壳体板的顶端。上部小梁断面呈矩形空心梁，一端与上梁相连，另一端与主壳体板3顶部相连。每块热端扇形也有三个支点，内侧一点，外侧两点，内侧支点是滚柱，支撑在中心筒上（34YR31-2-0），而中心密封筒则吊挂在导向轴承的外圈上，随主轴承热膨胀上下移动，从而保证热端扇形板内侧可“跟踪”转子的变形，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执行机构相连，运行时由该系统对热端扇形板进行控制，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”（34YR31-2-0），由金属“Ω”结构的密封圈及空气密封装置（34YR61-20-0）构成密封系统。空气密封装置的管道需接至一次风机出口，维持密封装置中的空气压力高于预热器出口的空气压力。上、下部烟风道壁上分别设有600×700及508×508人孔门。下部烟风道内还设有供检修行走的调节平台（34YR93-0）。

4.密封系统

本预热器采用先进的径向—轴向，径向—旁路双密封系统，所谓双密封系统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它和轴向密封装置配合，形成两道密封。使密封处的压差减小一半，从而降低漏风。根据理论计算及实践经验表明，直接漏风可下降30%左右，这是近期国内外采用的较成熟技术，密封周界短、效果好（见图6）。

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孔型，径向密封片的高低位置可以适当调整。

轴向密封片也由2.5mm厚的耐腐蚀钢板制成，也用螺栓连接在的模数仓格的径向隔板上，沿转子的径向可以调整。（见图7）

径向密封片与扇形板构成径向密封，轴向密封片与轴向密封装置构成轴向密封。围绕上轴及下轴的密封结构已在上节叙述，所有这些密封结构联合形成了一个连续封闭的密封系统。此外，在转子外圈上下两端还设有一圈旁路密封装置，防止烟气和空气在转子和壳体之间短路，同时它作为轴向密封第一道防线，起到一定的密封作用。旁路密封片为1.2mm厚的耐腐蚀钢板制成，它与转子外周的T 形钢圈构成旁路密封，在扇形板处断开，断开处另设旁路密封件（34YR31-11-0及31YR32-4-120），与旁路密封装置接成一整圈。

5.电驱动装置

空气预热器采用下轴中心驱动方式，电驱动装置主、辅驱动电机及气动马达。主、辅驱动电机启动时为变频调速启动，配有变频控制装置。配有气动的气源控制系统，详见《电驱动装置说明书》，及《回

转式空气预热器电器控制箱使用说明书》。

6.导向及推力轴承

导向轴承采用双列向心球面滚子轴承21392CAK/W33（GB28-64），内圈固定在上轴套上，外圈固定在导向轴承座（34YR61-16）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（34YR61-4-0）内做轴向移动。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，彻底解决导向轴承处的密封问题。轴承外壳支撑在上梁中心部位，轴承采用油浴润滑，润滑油为150号极压工业齿轮油，容量约为30升，导向轴承座通过四个吊杆螺栓（34YR61-2）与中心密封筒（34YR31-2-0）相连，使其与轴承座同时随主轴膨胀而移动。导向轴承上留有装吸油及供油管的位置，并设有放油管、热电阻的接口（详见图8）。

推力轴承采用推力向心球面滚子轴承294/850EF，内圈通过同轴定位板与下轴固定，外圈坐落在推力轴承座（34YR62-11）上，推力轴承座通过36个M48×390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（详见图9）。

7.导向与推力轴承的润滑系统

导向与推力轴承分别采用DGXY-26型和DGXY-26D型稀油站装置（详见图10）。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，一个备用。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。推力轴承稀油站置于推力轴承下部检修平台上，采用单泵结构。两套装置的结构基本相同，均由3Gr30×4三螺杆油泵装置（电机型号 Y90L-4， 1.5KW，1410r/min，给油量1.2m3/h，系统最大工作压力为0.6Mpa）网片式滤油器、列管式油冷却器以及双金属温度计、压力表管道、阀门、视流计等组成。同时提供油泵热动开关、就地油温指示、报警等，详见《稀油站使用说明书》及图10。冷却水为一般工业水，p=0.2-0.3Mpa。正常情况下冷却水耗量约为70kg/min，最大流量不超过100kg/min，泵热动开关启动温度为55℃，超温报警为70℃。

8.预热器火灾报警、消防及清洗装置

每台空气预热器在烟气侧的热端和冷端分别设有一根φ159×12的固定式清洗管。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，使预热器转子内不同部位的受热面能获得均匀的水量，从而保证清洗效果。清洗介质为常温工业水，P=0.59Mpa，每根清洗管容量为4600kg/min。如果采用60-70℃温水清洗效果更好，本清洗管兼作消防用，工地安装时应采用软管与空预器的清洗管连接。

火灾报警系统为水平移动式，红外线检测，安装在预热器下部的空气侧，具有良好的检测效果。

9.吹灰装置

每台预热器在烟气侧冷端装有一台伸缩式吹灰器，吹灰采用电机驱动，齿轮—齿条行走机构。电动机型号M2QA80M4A，功率0.55KW，转速1400r/min。吹灰行程1.4m，移动速度1.44m/min。吹灰介质为过热蒸汽，吹灰器压力P=1.8Mpa，T=405℃，蒸汽耗量100kg/min。吹灰器在伸进预热器的行程中吹灰（约需时40分钟），退出时进汽阀关闭，吹灰器有四个喷嘴，喷嘴直径为φ16，每一次吹灰周期蒸汽耗量约为4000kg。

吹灰操作过程可以程序控制或单独操作。预热器吹灰程序控制包括在锅炉程序吹灰控制系统内。

三、指示仪表及操作、控制系统

为确保安全经济运行，预热器应装设下列指示仪表及操作、控制系统：

说明：

1、密封控制系统在主控室及现场均设有控制柜。有关该系统的指示仪表及操作、控制回路，详见《回转式空气预热器密封间隙自动装置使用说明书》。

2、火灾报警系统在现场就地设有控制柜。有关该系统的指示仪表及操作、控制回路，详见《回转式空气预热器火灾报警系统使用说明书》。

3、表中带*号的指示仪表在现场设置在稀油站润滑控制柜上。在该控制柜上为主控室提供了接线端子。

4、预热器中心驱动变频控制装置在现场就地设有控制柜。有关该系统的指示仪表及操作、控制回路，详见《回转式空气预热器转子中心驱动装置电气控制箱使用说明书》。

四、启动及试运行

启动

1、首次启动及以后每次启动前，都必须保证：

2、空气预热器内无人或工具等杂物。

3、经专人检查后，将所有人孔，检查孔严密关闭。

4、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。

5、导向及推力轴承油位正常，油温低于55℃，各自润滑系统的冷却水循环正常，如果油温超过，应手动启动油泵，使温度降至规定范围内并检查原因。

6、减速机油位正常。

7、热端、冷端径向密封以及轴向密封间隙已正确调整好，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。

8、吹灰装置、清洗管道处于备用状态。

9、指示仪表及控制、动力回路都工作正常。

试运行

预热器安装完毕后，应在冷态下运行4小时，每次大修后也应进行2-4小时冷态试运行。

试运行前除按上节要求准备启动外，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。

试运行期间应按下节正常运行巡视的要求，逐项检查，并做必要记录，如有异常，应停止运行检查原因，消除缺陷后再进行试运转。

五、正常运行巡视

预热器运行中，运行人员应对第三节所列各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，都是预热器运行不正常的信号，列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来使之恢复，则表明预热器蓄热元件玷污和堵塞情况加剧，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，而切超过正常温度50℃以上时，则很可能是在预热器内部着火了（即“二次燃烧”），运行人员需要立即采取紧急措施。

锅炉运行时，烟风进口温度及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℃

热端扇形板密封间隙指示值 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：

1、检查预热器运转时有无异常噪声。

2、减速机油位应正常，温升不超过60℃；在主驱动电机工作时，辅助驱动电机应该不转。无异常振动，漏油及烟气泄漏现象；

3、导向及推力轴承油位正常，无漏油现象，油冷却器冷却水畅通，出口水温低于30℃；

4、观察就地表盘上所有指示的导向及推力轴承油温（应在55℃以下）以及热端扇形板密封间隙指示值。

六、停止

锅炉热备用

如果锅炉仅作短期停炉（切断燃料，关闭送引风机挡板）处于热备用状态时，为避免锅炉热损失，这就造成了预热器内热滞留，增加了预热器的着火危险性。运行人员须按下列程序操作：

1、停炉前进行一次吹灰；

2、维持预热器运转；

3、严密监视预热器烟气进口和空气出口处的温度指示，因为一旦预热器内着火，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；

4、为避免不必要的空气泄漏进预热器，不应打开人孔门。

正常停炉

如果锅炉要停运较长时间直至冷态，按下列程序操作：

1、停炉前进行一次吹灰，负荷减至60%时再吹一次；

2、在燃烧器停运后，维持预热器运转，出口烟温降至150℃以下，可停预热器；

3、预热器停运后，确认导向及推力轴承温度在45℃以下，可停油循环和冷却水；

4、当风机还运行时，应监视烟气和空气出口温度，当风机停止后应监视烟气进口和空气出口温度，防止预热器着火；

5、如果预热器需要清洗，应在停炉后预热器进口烟温低于200℃以下时进行，清洗完毕可以利用锅炉余热干燥蓄热元件。

七、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，吹灰的频度取决于预热器玷污情况，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次数。

在燃料种类有较大改变时，以及锅炉启动、停炉或负荷低于50%时，推荐采取以下措施：

1、尽可能地缩短燃油时间；

2、加强吹灰：每4-8小时一次；

3、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，以防止泄漏引起预热器受热面局部堵塞。

八、清洗

如果运行实践证明，附在受热面上的沉积物不管怎样加强吹灰，也不可能除去，而且预热器烟风阻力比设计值高出70-100毫米水柱时，就需要在正常停炉时，对预热器进行一次清洗。

清洗方法

1、清洗在停炉后进行，启动辅助驱动电机，使预热器低速旋转，将热端扇形板置于紧急提升位置（上限位置）；

2、清洗应在预热器前的烟道气流温度降低到200℃时进行，同时关闭烟气进口和空气出口挡板；

3、将预热器底部灰斗积灰除空，打开排水孔门；

4、清洗水最好采用60-70℃温水，P=0.59MPa，无热水源采用常温水亦可，每根清洗管容量为4600kg/min，每台预热器清洗管应同时投入；

5、若受热面上的沉积物，呈现坚硬结块状态，建议在清洗过程中中断供水半小时，使沉积物软化；

6、如遇酸性沉积物时，在水中加入苛性钠提高清洗效果；

7、如清洗时有吹灰蒸汽可利用，建议打开吹灰器阀门，可以获得更好的清洗效果，此时蒸汽温度允许低于250℃；

8、清洗后受热面必须进行彻底干燥，否则比不清洗更为有害，一般可将烟道挡板打开，利用锅炉余热进行干燥，干燥至少4-6小时，随后检查干燥情况；

9、清洗管阀门必须关闭严密，防止泄漏；

10、为防止环境污染，应对清洗排放水进行处理；

清洗合格的判断标准

清洗时不断地检查排水PH值，当排水不含灰粒，并且PH值到6-8之间，可以认为清洗合格。清洗时间及用水量不能事先确定，需要根据受热面堵塞情况而定。作为估算，大约每恢复1mm水柱压降，需要1-1.5吨清洗水。

九、常见故障及采取措施

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（29.3A）范围之内的某一数值，其波动辐度不大于+1.5A。

如果电流指示突然出现大幅度波动，其出现的频率，约为半分钟一次，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突出转子端面造成与扇形板相磨。出现这种异常时，应根据具体情况分析原因，首先将扇形板提至上限位置。如果电流最大值未超过额定电流，而且波动情况逐渐减小趋于稳定，可以继续维持预热器运行，或逐步降低负荷至停炉。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值，而且无降低趋势，则应紧急停炉，关闭预热器烟风挡板，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，波动频率每一秒钟一次，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，造成与密封片相磨引起的。这种情况往往出现在安装或大修后初次投运时，应找出原因并处理，锅炉运行中出现间隙小，应设法找出哪块扇形板间隙小，以便停炉时重新调整。如因热端扇形板间隙小引起，可改变间隙设定值或手动调整消除电流波动。

如果电流最大值并未超过额定值，但在电流波动很大情况下长期运行，会造成密封片和扇形板，轴向密封装置的严重磨损。

驱动电机电流增大也可能是导向或推力轴承坏的征兆，但此时轴承温度异常升高，转子下沉，径向密封片与冷端扇形板相磨现象。出现这种情况应紧急停炉，并维持预热器转动，直至入口烟温降至200℃以下。

2、预热器突然停转

如果预热器运行中突然停转，密封控制系统会在25秒内送出报警信号，此时密封控制系统自动将扇形板提至上限位置。

如果此时驱动电机正常，表明电机仍在转动，说明减速机故障。

如果电机电流趋于最大值甚至跳闸，说明预热器负荷极大，通常是犯卡或轴承损坏。

预热器停转后，转子会发生不对称变形损坏，因此运行中停转应尽一切可能恢复转动，可以手盘，也可以打开侧壳体板上的人孔门或打开更换蓄热元件的门孔，用撬杠拨动转子，使预热器转动。如果能人力盘动一周以上，可以对主驱动电机或辅助电机强行合闸1-3次，当然，如果是厂用电中断，则启动辅助电机（保安电源）就可以了。在采取上述措施后仍不能启动转子，则立即关闭预热器烟气进口及热风出口挡板，停运同侧送引风机，降低负荷，直至停炉。

3、轴承温度异常升高

轴承温度超过55℃时，油循环会自动启动油泵进行循环和冷却。如果因油系统漏油，油质恶化或轴承本身损坏等原因，油温不能下降时，对油系统检查，观察冷却水流及水温，观察油温度计、视流计、压力表及轴承箱内油位。如上述部位正常，油温继续上升到70℃时，系统发出超温报警。油温超过85℃，预热器立即停止运行，操作同前。

4、辅助电机不能带动转子

辅助电机与减速箱之间装有超越离合器，由于离合器长期处于空转状态，会出现磨损，一旦磨损超过限定值，辅助电机就不能带动减速机使预热器旋转。因此每次停炉检修时，应用手轮在辅助电机尾轴上摇动，以检验离合器性能。离合器磨损过大予以更换。

5、预热器着火

1）着火原因及判断

由于锅炉不完全燃烧给预热器蓄热元件带来的可燃沉积物，会在有氧气和一定温度下开始燃烧，并导致金属熔化和烧蚀，这就是预热器着火，即二次燃烧。受热面上可燃物着火温度通常在250-400℃之间，而在燃油百分比较高时可降至150℃。预热器着火特别容易发生在锅炉频繁启停和热备用时期。

2）着火时的应急措施

切断锅炉燃料供应，紧急停炉；风机停止；打开上、下清洗管路上的阀门，投入消防水，同时打开预热器下部灰斗排水口；关闭烟气进口和空气出口挡板，不许打开人孔门；维持预热器转动，保证全部受热面得到消防水流；只有确认燃烧已熄灭时，关闭清洗水门。当进入内部检查时，可以手持水龙头，扑灭残存火源；建议留人看守，以防复燃。

十、润滑表