空预器间隙调整介绍
空预器间隙控制装置说明书
一、概括
1、控制范围
2、系统组织
二、系统各部分的功能
1、间隙测量头
2、控制部分
三、设备
1、现场设备
2、集控室程控盘
3、现场操作箱
四、操作
1、电源
2、手动
3、自动运行
4、联锁保护
五、调整
六、注意
一、概述：
回转式空气预热器密封间隙测量装置，其作用原理是通过间隙量头把间隙（位移）大小转换成电流信号，再把信号进行加工处理形成控制信号，然后送到驱动部分去提升或下压密封扇形板，使其密封间隙被调整到给定范围内，驱动装置每次动作时间由间隙偏差量决定，动作时间上升最大12秒，下降最大10秒。
2.1现场手动运行
2.1.1将控制盘上对应扇形板的“自动/断/手动”由“断”的位置切在“手动”位置，则该扇形板即可在现场进行就地手动“上升”、“下降”、“紧急提升”操作，进行密封间隙调整。
2.1.2注意：控制盘上的“自动/断/手动”必须在上述各项准备工作完成后才能由“断”切向“手动”或“自动”位置。
注：只有当程控盘上“自动/断/手动”切换开关关切在“手动”位置时，这种操作方式才有效。“紧急提升”在任何方式均有效。
四、操作
计算机部分的操作请查阅其他使用说明书
1电源
1.1系统在上电前集控室程控制盘的六个“自动/断/手动”切换开关应切在“断”位置。
1.2合上动力柜内系统电源总开关Q，柜内电机动力三相交流电及控制盘内控制电源接通。
间隙测量头是安装在扇形板外周侧，其测量头端面与扇形板下表面位于同一水平面上，检测面是法兰上表面。如图二
有关间隙测量头的使用及接线。请详见传感器说明书。
2、控制部分
这部分的功能，是把间隙测量头测出的信号进行加工处理，综合判断后发出执行命令去启动动力回路，使密封扇形板上升，下降或紧急提升到上限位置。
空气预热器间隙调整在生产上的实际运用研究
空气预热器间隙调整在生产上的实际运用研究作者：孙学伟来源：《西部论丛》2019年第30期摘要：本文主要研究空气预热器间隙调整在生产上的实际运用，首先对空气预热器漏风情况进行介绍，重点分析间隙调整漏风控制系统的组成以及传感器、限位开关、加载机构等重要装置的工作原理，并对系统运行的基本检修项目及质量要求进行概括，在此基础上整理漏风控制系统运行的试验项目与技术标准，希望能够为后期更好的运用间隙调整提供参考。
关键词：空气预热器;间隙调整;漏风1、引言空气预热器是电力机组运行中的重要设备，能够高效利用机组运行中产生的热能。
但是空气预热器在使用中容易出现漏风的情况，间隙调整系统的使用能够有效控制漏风情况。
因此在现阶段加强对于空气预热器间隙调整在生产上的实际运用研究具有重要的现实意义，能够更加全面的了解间隙调整的工作原理，更好的发挥间隙调整系统的作用，提升机组运行效益。
2、空气预热器漏风介绍空气预热器在使用过程中主要有直接漏风和携带漏风两种不同的漏风形式。
在空气预热器的结构设计中，外面的壳体和内部的转子之间存在一定的间隙，并采用惰性区密封的设计将烟气和空气分隔开，在运行使用过程中由于预热器中的空气压力比较高，而烟气的压力相对偏低，在这种情况下高压空气就会“被压过”密封间隙，造成漏风问题。
而且随着转子的转动，转子仓格中的风量也会被转移到烟气中，并随烟气的排放排出。
在空气预热器的运行过程中，直接漏風的大小直接与密封间隙和压差相关，而携带漏风的出现主要是受预热器结构设计的影响。
3、空气预热器漏风控制系统概述本文研究的空气预热器漏风控制系统主要是由监测装置、传感控制装置、辅助装置等三部分组成。
在运行过程中，空气预热器中的扇形板会形成对转子热态变形的跟踪，并可以对其进行控制，使空气预热器转子的径向密封面与扇形板之间是始终保持较小的间隙，从而有效抑制漏风现象的出现。
在实际使用过程中，首先是利用传感器实时监测各种运行状态下热端扇形板外侧和空气预热器转子的径向密封之间的间隙大小，这一环节的实现主要依赖监测相对位置的传感器，然后传感器会将监测的数据结果进行加工转化，并输出控制命令调控加力传感装置，进而对热端扇形板的位置进行调整，这样就能始终保持转子径向密封与扇形板外侧之间的最小间隙，在这种控制系统的调控下空气预热器的漏风面积就能有效降低，控制减轻漏风的情况。
空预器介绍(包括故障处理)
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由径向、轴向和环向密封装置联合构成的是一个封闭和可调 的密封系统，是保证空预器具有较小漏风率的主要结构措施。 在回转式空预器上述三种密封间隙中，漏风量最大的是径向间 隙漏风（一般约占总漏风量的2/3)；其次是环向的密封间隙漏风； 最小的是轴向间隙漏风。在间隙及漏风通流截面积相同的条件下， 冷端处的漏风量较热端为大，这是因为空气区与烟气区的压差，冷 端要比热端的大；且冷端的空气温度低，密度大，故冷端的漏风量 也为较大，通常约为热端漏风的二倍左右。
空气预热器培训
培训目的
1.了解空预器基本知识。 2.掌握空预器构造。
3.掌握空预器各辅助系统。
4.了解空预器常见故障及处理方法
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主要内容
一、空预器结构简图
二、空预器工作原理 三、台山电厂空预器介绍 四、空预器常见故障及处理措施
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一、空预器结构简图
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二、空预器工作原理
工作原理：从锅炉尾部烟气中吸收热 量，通过连续转动特殊加工的金属薄板传 热元件，将热量传递给进来的冷空气，转 子转动一圈就完成了一次热交换循环。
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6、吹灰、冲洗、消防系统
回转式空预器由于波纹板布置的较紧密，波纹板之间的流通 通道狭窄，因而在空预器运行时气流的流动阻力较大，且烟气中 的飞灰容易粘积在波纹板上，引起波纹板的腐蚀和气流通道的堵 塞。这样不仅会使送、一次风机的电耗增加，而且还会因换热条 件变差，使一、二次风温降低，排烟温度升高，影响锅炉效率。 同时，流动阻力的增加，使风量减小满足不了要求，限制锅炉的 出力。
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3)密封松动或部件脱落。部分密封片（特别是冷端）安
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四、空预器常见故障及采取的措施
1、驱动电机电流异常升高
正常运行时主电机的电流应稳定在50-75%额定电流范围内。 如果电流指示突然出现大幅度升高，一般有如下可能：
火电厂空预器间隙控制系统介绍
锅炉空气预热器漏风间隙控制系统介绍西安理工大学信息与控制工程研究中心东方锅炉厂设计处预热器组间隙控制系统应用背景⏹间隙控制系统的结构⏹高温电涡流位移检测装置⏹间隙控制系统的调节规律⏹智能型间隙程控装置⏹全封闭扇型板提升机构⏹间隙控制系统业绩预热器形式，但是这种空预器存在一个特殊的漏风问题。
一.间隙控制系统应用背景容克式空气预热器的基本结构是一个装满蓄热元件的巨型转子。
通过使蓄热元件交替通过烟道和风道将烟气中的余热传递给助燃空气。
然而旋转的转子与静止的外壳之间不可避免的存在缝隙，这就使部分空气直接泄露进烟道造成能源的损失。
容克式空气预热器的漏风可以分为径向漏风、周向漏风和携带漏风，而径向漏风又有上部径向漏风和下部径向漏风的分别。
由于空预器转子工作时下部温度低上部温度高，中间温度高四周温度低，致使空预器转子工作时呈一种特殊的“蘑菇状”变形。
空气预热器下部径向变形间隙是随负荷的增加而减小的，而且下部扇型板泄露的是“冷风”只影响送引风机的出力，一般采取预留间隙的方法。
但上部变形间隙是随负荷的增大而增大的，这是与高负荷下需要更大送风量的要求相矛盾的，而且上部扇型板泄露的是经过预热后的热风，热风的大量泄露将直接降低锅炉的燃烧效率，增加煤耗。
如果不采取措施，满负荷下将有大约60%的漏风是通过上部径向变形间隙泄露的。
以300MW机组为例,转子上部边沿的极限变形量为30mm转子半径5米，按三角型面积公式近似计算一块扇型板就可以形成0.075平方米的漏风面积,如果能测量空预器转子外沿的变形量，并根据测量的变形量控制机械升降机构提升扇型板上下动作来补偿变形间隙，这样就可以大幅度降低空预器的漏风率，空预器上部漏风的减小可明显减小单位千瓦的燃煤消耗。
二.间隙控制系统的结构空预器漏风间隙控制系统是在上部扇型板上固定一个漏风间隙测量探头,由该探头连续的测量扇型板与空预器转子外沿法兰之间的漏风间隙。
如果密封间隙因热变形发生变化测量探头就可以将这个变化反馈给控制计算机,由计算机调节扇型板的位置使密封间隙始终维持在不使扇型板与转子发生激烈摩擦的最小间隙值。
空预器器扇形板自动调节说明书
空预器漏风控制系统说明书一、概述回转式空气预热器是指转子旋转而风罩固定的一种空气预热器。
自锅炉炉膛排出的高温烟气自上而下流经预热器转子一侧时，加热转子中的蓄热元件。
当已加热的蓄热元件随转子转到另一侧（空气侧）时，冷空气从下往上流经蓄热元件，把热量带走，从而达到预热冷空气的目的。
由于转子受热时上下存在温差，发生蘑菇状变形，使上部扇形板与转子径向密封片间的间隙增大。
（见图一）图一由于密封间隙增大，造成空气预热器的泄漏量增加，使能量损耗增大。
如果控制住了漏风量，就可以在不增加送风机能耗的情况下，保证锅炉的总风量供应。
空气预热器漏风间隙调整控制系统，就是通过测量并调节上部扇形板与转子径向密封片之间的间隙，以保证在任何运行工况下，该部的间隙保持最小，从而减少了漏风量，达到节能降耗，提高整个机组效率的目的。
本系统同时可以检测多路故障（如转子停转、传感器异常、电机过载等）并进行故障处理和报警。
◇本系统适用于河北定曲发电厂三分仓式空气预热器1.使用环境条件环境条件应满足：●相对湿度：<85%RH●大气压力L：86—106Kpa●无爆炸和破坏绝缘的介质※建议将控制柜安装在远离热源的地方2.安全应将控制柜、动力柜、现场信号变送箱可靠地固定在平台上，并保持良好的接地。
二、设备描述每台锅炉有两台空气预热器，每台预热器热端有三块扇形板，每块扇形板对应有一套高温间隙传感器和一台提升机构。
本系统由高温间隙传感器、扇形板提升机构、转子停转检测开关和控制柜、动力柜五部分组成，具体如下：●高温间隙传感器探头六个（含安装板）●现场信号变送箱六个（内有接线盒、电缆及信号变送器）●扇形板提升机构六台●控制柜一台●动力柜一台●转子停转检测开关两个（含安装支架）1.高温间隙传感器本传感器属电涡流式传感器，它可以连续测量密封扇形板下表面与转子法兰上表面之间的间隙，并把间隙值转化为电信号，具有较好的稳定性和较宽的线性范围，可以在烟气腐蚀及多粉尘的环境中工作。
空预器间隙资料
空预器间隙控制的作用由于空预器转子工作时下部温度低上部温度高，中间温度高四周温度低，致使空预器转子工作时呈一种特殊的“蘑菇状”变形，上部变形间隙是随负荷的增大而增大的，存在漏风问题，所以控制机械升降机构提升扇型板上下动作来补偿变形间隙可以大幅度降低空预器的漏风率，提高机组经济性。
空预器间隙控制系统是在上部扇型板上固定一个电涡流间隙测量探头,由该探头连续的测量扇型板与空预器转子外沿法兰之间的间隙。
如果密封间隙因热变形发生变化，测量探头就可以将这个变化反馈给控制计算机,由计算机调节扇型板的位置，使密封间隙始终维持在不使扇型板与转子发生激烈摩擦的最小间隙值。
系统主要功能间隙调节控制系统对预热器转子旋转一周的间隙信号进行实时测量从中找出转子法兰面与扇形板之间的最小间隙值作为调节依据。
将测量的最小值与间隙给定值进行比较，当测量值大于给定值0.3mm时，输出间隙大信号；当测量值小于给定值0.2mm时，给出间隙小信号；当测量值在给定值上0.3mm，下0.2mm之间时输出间隙正常信号。
在测量信号与给定值相比大或小时，如果系统处于自动状态，系统会自动调整扇形板到正常状态。
为提高系统间隙调节的稳定性，防止干扰引起的执行机构频繁动作，调节规律中还增加了调节的滞后启动功能。
就是当回路状态由“正常”变为“大”或“小”的第一个周期并不立即进行调节，而是等待第二个周期的状态，如果第二个周期的状态恢复为“正常”则认为第一个周期“大”或“小”状态是由干扰引起的，如果第二个周期的状态与第一个周期的状态一致则按照相应的规律进行调节。
这样做既可以有效的防止了干扰又不会降低调节的响应速度。
（这也就是我们在空预器控制柜观察空预器间隙调整时发现间隙变大或变小后间隙控制系统并不立即调节的原因）系统根据预热器转动一周（60s左右）测量的间隙最小值进行一次调节，调节时间与间隙偏差的大小有关，偏差越大调节时间越长，但每次最大调节时间均小于20s，对应调节距离为1mm。
空气预热器间隙控制系统及维护
空气预热器间隙控制系统及维护一、系统概述：漏风控制系统（Leakage Control System，简称LCS）1、空气预热器漏风原因：•因为预热器的转子与壳体之间存在间隙，所以预热器必然存在漏风，包括二部分：直接漏风和携带漏风。
•转子仓格中所包容的风量随着转子的旋转，会不断地转移到烟气侧，被烟气带走，这是携带漏风。
携带漏风是预热器本身的结构和型式决定的，无法减小。
•转子密封片与壳体密封板之间的密封间隙总是大于零，压力较高的空气必然要通过间隙漏向压力较低的烟气中，这是直接漏风。
2、漏风缺点漏风率增加会增大风机的电耗和风机出力，降低锅炉效率。
据测算，300MW机组漏风率每提高1%，全年可以节省经济效益120万元。
3、工作原理：空气预热器正常运行中，转子热端径向密封的间隙增大而引起漏风面积的增大。
漏风控制系统控制扇形板下弯，跟踪转子的热态变形以减少漏风面积，从而减少漏风量。
LCS III 型空气预热器漏风控制系统，创新采用了国内领先的温度辅助控制技术，它可以在传感器发生故障后，使系统仍然维持一定的漏风控制能力。
LCS III是在传统LCS的基础上进行重新优化设计，结合温度数据采集技术、可编程序控制器（PLC）和触摸屏的一体化控制，具有设计合理、操作简单、维护方便、稳定可靠等特点。
其设计原理是：使扇形密封板与热变形的转子形状紧密贴合。
在各种工况下，控制扇形板与转子径向密封片的间隙在规定范围内。
这使漏风面积在各种过渡工况和MCR运行时期都减小了。
在投运时，LCS系统使扇形板定时间向下跟踪转子的热态变形，使扇形板下弯，减少扇形板与转子径向密封面之间的间隙(减少漏风面积)。
扇形板的位置由一传感器来检测，此传感器检测径向密封与热端扇形板外侧的间隙并保持一最小运行间隙。
二、系统构造：本系统由系统主要包括扇形板提升机构、电涡流传感器、温度辅助控制装置、转子测速停转报警装置、主控柜、就地操作柜。
1、扇形板提升机构每块扇形板配一套扇形板提升机构，如下图所示，电动机通过减速器降速后，通过传动轴及联轴器与二只螺旋升降机连接。
空预器间隙调整介绍
西安理工大学信息与控制工程中心 西安智通自动化技术开发公司
2011年6月
一、电站锅炉空气预热器简介
电站锅炉空气预热器(简称空预器)是大型火力发电厂中 电站锅炉的重要设备。对于300MW-1000MW的机组，空 预器的直径:10-16米，重量:800-2500吨
如如果果不不采采取取措措施施，，满满负负荷荷下下将将有有 大大约约6600%%以以上上的的漏漏风风是是通通过过上上部部径径向向变变 形形间间隙隙泄泄露露的的。。
以以330000MMWW机机组组为为例例,,一一般般漏漏风风率率下下 降降11%%，，可可节节约约费费用用约约330000万万元元//年年。。
三、问题的解决方案与分析
3.1.2 近年出现的漏风控制手段
1. 双道密封 2. 三道密封 3. 拖曳式软密封 4. 钢丝刷软密封 5. 弹簧密封 6. 自动漏风控制系统 7. 四分仓设计 8. 抽气密封 9. 加压密封
6 自动漏风控制系统——西安理工大学（1988-），填补了国内空白
利用原理：减小密封间隙 实现方法：自动跟踪转子位置 得到效果：长期全负荷降低直接漏风 优 点：
11.大.大量量热热空空气气由由烟烟道道排排出出带带 走走了了大大量量的的热热能能，，降降低低了了整整 个个机机组组的的燃燃烧烧效效率率；；
22. .降降低低了了送送引引风风机机的的有有效效出出 力力，，增增加加了了厂厂用用电电的的消消耗耗。。
径向密封
扇形板
环向密封
轴向密封
轴向 密封板
空预器漏风间隙及理想跟踪示意图
间隙传感器
间隙变送器
冷却风装置
传传感感器器的的主主要要性性能能指指标标
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超超临界大型电站锅炉空气预热器 自动控制系统及工程应用
西安理工大学信息与控制工程中心 西安智通自动化技术开发公司
2011年6月
一、电站锅炉空气预热器简介
电站锅炉空气预热器(简称空预器)是大型火力发电厂中 电站锅炉的重要设备。
对于300MW-1000MW的机组，空 预器的直径:10-16米，重量:800-2500吨
空预器原理
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热烟气通过省煤器后 流经转子，将热量释 放给蓄热元件 蓄热元件通过电驱动 装置转动到空气侧 蓄热元件在空气侧将 在烟气侧得到的热量 释放给冷空气 如此周而复始的循 环，实现烟气与空气 的热交换
二、空气预热器控制的关键问题
空预器密封间隙控制问题
漏风对空预器性能的影响主 要表现为 1.大量热空气由烟道排出带 1.大量热空气由烟道排出带 走了大量的热能，降低了整 走了大量的热能，降低了整 个机组的燃烧效率； 个机组的燃烧效率； 2. 降低了送引风机的有效出 2. 降低了送引风机的有效出 力，增加了厂用电的消耗。
力，增加了厂用电的消耗。
空预器转子的蘑菇状变形示意图
径向密封
扇形板
环向密封
轴向密封
轴向 密封板
如果不采取措施，满负荷下将有 如果不采取措施，满负荷下将有 大约60%以上的漏风是通过上部径向变 大约60%以上的漏风是通过上部径向变 形间隙泄露的。
形间隙泄露的。
以300MW机组为例,一般漏风率下 以300MW机组为例,一般漏风率下 空预器漏风间隙及理想跟踪示意图 降1%，可节约费用约300万元/年。
降1%，可节约费用约300万元/年。
三、问题的解决方案与分析
3.1.2 近年出现的漏风控制手段
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
双道密封 三道密封 拖曳式软密封 钢丝刷软密封 弹簧密封 自动漏风控制系统 四分仓设计 抽气密封 加压密封
6 自动漏风控制系统——西安理工大学（1988-），填补了国内空白
利用原理：减小密封间隙 实现方法：自动跟踪转子位置 得到效果：长期全负荷降低直接漏风 优 点： 1. 不必增加转子仓格 2. 投资低，见效快,非接触无磨损！ 3. 100万机组漏风率可到3- 4% 不足之处： 1. 技术门槛高，需一定运行操作水平 使用情况： 1. 大型机组普遍使用 目前60万以上机组大部分配置
3. 1.3 综合比较
手段 双道密封 三道密封 拖曳软密封 钢丝刷软密封 弹簧软密封 自动密封 四分仓 抽气密封 加压密封 控制效果 好 好 好 不明显 好 好 好 好 好 持续性 长期 长期 短 短 最短 最长 长期 较长 较长 投运费用 省 省 省 高 高 最省 高 高 高 运行费用 省 略省 省 省 略高 省 略省 略省 最高 维护成本 无 无 高 略高 高 最低 无 高 最高 操作要求 无 无 无 无 有 有 无 有 有
自动间隙密封效果最好！
3. 1.4 自动间隙密封技术介绍——西安理工大学
1、技术难点
1、密封间隙的检测问题。
由于空预器内恶劣、高温（400℃ 1、密封间隙的检测问题。
由于空预器内恶劣、高温（400℃ 以上）、高腐蚀和高粉尘的现场环境，需要测量密封间隙的 以上）、高腐蚀和高粉尘的现场环境，需要测量密封间隙的 传感器能够在此环境中长期、可靠地运行。
传感器能够在此环境中长期、可靠地运行。
2.由于运行工况恶劣，密封间隙自动控制系统难以长时间可 2.由于运行工况恶劣，密封间隙自动控制系统难以长时间可 靠、在线稳定运行，对自动控制技术提出了较高的要求。
靠、在线稳定运行，对自动控制技术提出了较高的要求。
3、机组容量不断提升，设备维护工作强度增大，现场运行人 3、机组容量不断提升，设备维护工作强度增大，现场运行人 员大量裁减，对系统智能化要求及自动运行效率提出更高的 员大量裁减，对系统智能化要求及自动运行效率提出更高的 需求。
需求。
2、相应的解决方案
1）针对空预器内恶劣、高温、高腐蚀和高粉尘的现 1）针对空预器内恶劣、高温、高腐蚀和高粉尘的现 场环境，设计了可以可靠的运行在400℃以上环境中 场环境，设计了可以可靠的运行在400℃以上环境中 的间隙传感器。
的间隙传感器。
间隙传感器
间隙变送器
冷却风装置
传感器的主要性能指标 传感器的主要性能指标
1.间隙测量范围 0-10mm 2.分辨率 ≤0.1mm 3.频率响应 ≥50Hz 4.间隙测量探头耐温 ≤ 450℃ 5.信号变送器耐温 ≤ 65℃ 6.输出信号标准 0-10mA与4-20mA 可设置 7.测量装置维护周期 4年（安装冷却风装置)
工业控制计算机 + PLC 两级计算机控制结构
全封闭型漏风间隙调节机构
友好人机交互软件操作界面
谢 谢 大 家！
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