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摘 要：在电厂的锅炉中所使用的空气预热器拥有非常复杂的内部构造，存在比较明显的漏风现象，导致能耗偏大，在电厂锅炉工作的过程当中必须适当地采取一些积极、有效的措施来进行节能改造，保证回转式空气预热器能够带来更多的应用价值，本文将就电厂当中所使用的空气预热器在节能改造方面存在的问题进行系统的讨论，并且尝试探究其改造的策略，为电厂发展提供理论参考。
关键词：锅炉；回转式空气预热器；节能改造
在电厂锅炉运行过程中，回转式空气预热器（以下简称回转式空预器）可以很好地将锅炉所排放的烟气当中的余热吸收并贮存起来，尽可能降低排烟温度，直接加热锅炉燃烧用的冷空气，提升余热利用效率，防止锅炉在运行的过程中存在不完全燃烧的现象。最近几年这种预热器存在的能耗问题引发了非常强烈的重视，因此需要充分结合其运行状态来规划适当的节能措施。
一、目前电厂锅炉当中的回转式空预器存在的弊端
本节将系统地对空预器当中存在的运行弊端进行阐述，以期为对其进行节能改造工作提供比较基础性的理论参考，完善其在电厂锅炉当中的合理应用。
（一）漏风现象
对预热器而言，漏风可能会产生非常大的影响，严重增加了锅炉风机运行的负担。在电厂锅炉当中设置的回转式空预器在正常运作状态下，其漏风率需要控制在7%到8%之间，不过就目前情况来看，漏风率在20%以上的预热器能够达到六成甚至以上，严重超出限制，不但不利于电厂锅炉高效运作，还会产生更多的电耗量，严重时影响锅炉出力。
（二）积灰现象
在回转式空预器当中，一旦出现积灰就可能会带来很大阻力作用，同时影响回转式空预器吸放热性能，十分不利于预热器高效运行，如果预热器在很长时间中都处在积灰的状态当中，可能会形成动态的平衡，假如锅炉正常运作的外界环境出现了变化，那么预热器就需要进行动态平衡的重新建立，不过不同平衡状态都可能会对预热器造成更大的负担，提升了它的阻力，造成非常严重的浪费现象。
（三）摆动电流
在回转式空预器驱动电机当中可能会出现一些呈现出大幅度的摆动电流，造成预热器无法保持正常运作，形成空载消耗。通常情况下电流的摆动都是由预热器的摩擦所造成的，严重的时候可能会因电流超过保护值跳停回转式空预器，不但不能保证预热器平稳运行，还可能会危及设备本身及锅炉的安全运行，造成设备的安全事故。
二、如何对电厂锅炉的回转式空预器进行节能改进
现将臻能热电有限公司5号锅炉（以下筒称5号锅炉）当中的回转式空预器作为案例，结合其实际情况来进行改善措施的分析和讨论，以期可以很好地满足电厂在节能上的需求。
（一）节能改善背景
2012年国家环境保护部正式颁布了《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），其中对于电厂NOx物的排放等有了更加严格的要求，要求现有火电厂污染物排放在2014年7月1日起需满足氮氧化物小于200毫克/立方米，改造前5号锅炉氮氧化物为600毫克/立方米左右。因此必须对烟气脱硝进行环保技改工程，增加SCR脱硝装置，而增加SCR脱硝装置后，对电厂原有回转式空预器会产生诸多不良影响，主要有以下几点：
1） 由于脱硝催化剂的作用，烟气中的SO2向SO3的转化率增加，烟气酸露点升高，由此加剧空气预热器的酸腐蚀和积灰。
2）SCR脱硝装置中的逸出氨（NH3）与烟气中的SO3和水蒸汽生成硫酸氫铵凝结物：
对于燃煤锅炉，在灰的作用下，硫酸氢铵在146℃～207℃（这个区域被称为ABS区域）间凝结成粘性很强的状态，易粘附在回转式空预器的换热元件表面上，增加空预器阻力，长期运行会堵塞空预器的通流区。ABS区域正好处于现回转式空预器的中温和低温段。吹灰器无法有效吹扫至中温段，尤其是中低温段接合处。
3）增设SCR后，回转式空预器的热端压差要增加约1000Pa左右，回转式空预器的漏风率随之增加。
4）5号锅炉在100%额定负荷时实测的回转式空预器烟风参数值和原设计值如下表：
5号锅炉投运初期即存在回转式空预器排烟温度超温现象，通过运行调整也无法降低，根据上表判断原空预器换热元件面积偏小，造成大面积经济损耗。
（二）具体措施
该公司充分地结合了锅炉正常运行的需求，针对回转式空预器提出了合适的改造方案，并且结合实际情况进行实际应用。
由于原有回转式空预器设计未考虑SCR脱硝装置运行的不良影响，故需要对空预器进行改造，以适应新的运行工况。
另外原回转式空预器换热元件面积偏小，加上较长时间的没有进行更换换热元件，已有部分换热元件有一定的磨损，同时也存在一定程度的堵灰现象，造成目前回转式空预器的排烟温度高过原设计温度22℃左右，通过局部改造增加部分换热高度较难达到保证回转式空预器性能，因此应采用整体更换回转式空预器方式，从各段换热元件高度和空预器直径加大来进行优化，实现空预器各项性能值达到甚至优于原设计值，使空预器出口排烟温度降至135℃以下，从而保证锅炉效率不降低。根据现场考察，并与空预器厂家确认，现场有足够的空间更换比原来大一号的空预器整体，更换的新空预器直径增大694mm，换热元件总高度加高520mm，空预器中心稍向炉后移，其它构架、烟风道等作一些修改。
为了避免铵盐在两段换热元件间沉积，低温段要有一定的高度。一般燃煤电厂锅炉的ABS区域为距预热器传热元件底部381mm～900mm位置之间，故为尽量减少改造工作量，5锅炉可将空预器冷段蓄热元件由原来的300mm高度提高到900mm，此高度能覆盖硫酸氢氨的生成区，且留有一定余量，使得在任何负荷下将硫酸氢氨易沉积的温度区域设计在单层的冷段传热元件区域，这样可以有效的达到预热器的防结露，抗腐蚀目的。 冷端传热元件采用搪瓷传热元件，元件盒选用耐腐蚀的考登钢钢制造，提高了传热元件盒的使用寿命。传热元件镀搪瓷后，降低了传热元件表面的粗糙度，有效降低冷端积灰，同时提高吹灰器的吹扫效果，及时将聚集在冷端的积灰吹扫掉，通过这样的方式减小预热器运行过程当中出现的风烟阻力，直接提升锅炉风机工作效率，防止其带来过多的电能消耗。
冷端版型的选择应考虑脱硝空预器的特点，如选择适用的HE系列版型（如下图），这一系列版型可以提升传热性能，同时又有独立的介质通道，介质压力衰减小，清洗效果更好。很好地实现预热器所具备的通透性，防止预热器出现积灰堵塞的现象，提升其高效运行的周期。
回转预热器径向密封采用双、三密封结构，即一次风扇形板处为双密封结构，中心桁架扇形板处为三密封结构，可降低直接漏风30%左右，大大改善空预器的漏风率，而原设计采用的是双密封结构。改造后空预器扇形仓选用48分仓结构，即7.5°结构，同时保证预热器的转子扇形板以及弧形板均稳定运行。
采用膨胀节式静密封，在热端、冷端静密封采用膨胀节式静密封后，既阻止了一次风、二次风之间，一次风与烟气之间，二次风与烟气之间的漏风，又可以在回转式空预器外部通过调节装置进行密封间隙调整。热端和冷端静密封由通常的单侧密封改为双侧密封，既减少了漏风又提高了使用寿命。
在回转式空预器冷端增设蒸汽和高压水相结合的双介质吹灰器，定期合理地使用吹灰器和水清洗工作，以防止钙化沉积物对传热元件盒的堵灰和腐蚀。当预热器总阻力达到设计值的1.3倍时，投入高压水进行清洗，这样可以保证在烟气中的颗粒未完全粘结接牢固之前，将积灰吹掉。
回转预热器总体按要求安装完成后，应将转子、中心筒重新找正，找正时用合象水平仪架在上端轴轴头进行360°旋转。每45°进行一次测量。直到测量一周为止。根据实测数据进行调整，垂直度偏差不得大于设备厂家要求，如不在规定范围内，将导向轴承箱滑动垫铁打开，用顶丝进行调整直至达到规定标准，将滑动垫铁打紧，顶丝顶紧限位块并焊牢。调整轴向、径向和旁路密封到标定值，检查中心筒密封，同时对遗留孔洞、漏点等展开封堵及修补，在最大程度上保证改造安装的节能效果。
结语：
在电厂锅炉的回转式空预器正常运作的时候，就当前情况来看依然存在比较大的节能余地，作为研专业人员，应该充分地结合预热器实际运行的状态，对节能改造进行深入探究，强化对预热器节能进行完善的力度，结合一些成功案例，令其可以在最大程度上实现节能，体现最佳经济效益，实现良性发展。
参考文献
[1] 张步庭，王春玉，李玲，等.600MW机组锅炉回转式空气预热器节能改造[J].热力发电，2013（10）.
[2] 王承亮.锅炉回转式空气预热器防堵技术研究[J].华电技术，2015（03）.
[3] 邢希東.回转式空气预热器新型密封技术对比与能效分析[J].锅炉技术，2014（03）.
关键词：锅炉；回转式空气预热器；节能改造
在电厂锅炉运行过程中，回转式空气预热器（以下简称回转式空预器）可以很好地将锅炉所排放的烟气当中的余热吸收并贮存起来，尽可能降低排烟温度，直接加热锅炉燃烧用的冷空气，提升余热利用效率，防止锅炉在运行的过程中存在不完全燃烧的现象。最近几年这种预热器存在的能耗问题引发了非常强烈的重视，因此需要充分结合其运行状态来规划适当的节能措施。
一、目前电厂锅炉当中的回转式空预器存在的弊端
本节将系统地对空预器当中存在的运行弊端进行阐述，以期为对其进行节能改造工作提供比较基础性的理论参考，完善其在电厂锅炉当中的合理应用。
（一）漏风现象
对预热器而言，漏风可能会产生非常大的影响，严重增加了锅炉风机运行的负担。在电厂锅炉当中设置的回转式空预器在正常运作状态下，其漏风率需要控制在7%到8%之间，不过就目前情况来看，漏风率在20%以上的预热器能够达到六成甚至以上，严重超出限制，不但不利于电厂锅炉高效运作，还会产生更多的电耗量，严重时影响锅炉出力。
（二）积灰现象
在回转式空预器当中，一旦出现积灰就可能会带来很大阻力作用，同时影响回转式空预器吸放热性能，十分不利于预热器高效运行，如果预热器在很长时间中都处在积灰的状态当中，可能会形成动态的平衡，假如锅炉正常运作的外界环境出现了变化，那么预热器就需要进行动态平衡的重新建立，不过不同平衡状态都可能会对预热器造成更大的负担，提升了它的阻力，造成非常严重的浪费现象。
（三）摆动电流
在回转式空预器驱动电机当中可能会出现一些呈现出大幅度的摆动电流，造成预热器无法保持正常运作，形成空载消耗。通常情况下电流的摆动都是由预热器的摩擦所造成的，严重的时候可能会因电流超过保护值跳停回转式空预器，不但不能保证预热器平稳运行，还可能会危及设备本身及锅炉的安全运行，造成设备的安全事故。
二、如何对电厂锅炉的回转式空预器进行节能改进
现将臻能热电有限公司5号锅炉（以下筒称5号锅炉）当中的回转式空预器作为案例，结合其实际情况来进行改善措施的分析和讨论，以期可以很好地满足电厂在节能上的需求。
（一）节能改善背景
2012年国家环境保护部正式颁布了《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），其中对于电厂NOx物的排放等有了更加严格的要求，要求现有火电厂污染物排放在2014年7月1日起需满足氮氧化物小于200毫克/立方米，改造前5号锅炉氮氧化物为600毫克/立方米左右。因此必须对烟气脱硝进行环保技改工程，增加SCR脱硝装置，而增加SCR脱硝装置后，对电厂原有回转式空预器会产生诸多不良影响，主要有以下几点：
1） 由于脱硝催化剂的作用，烟气中的SO2向SO3的转化率增加，烟气酸露点升高，由此加剧空气预热器的酸腐蚀和积灰。
2）SCR脱硝装置中的逸出氨（NH3）与烟气中的SO3和水蒸汽生成硫酸氫铵凝结物：
对于燃煤锅炉，在灰的作用下，硫酸氢铵在146℃～207℃（这个区域被称为ABS区域）间凝结成粘性很强的状态，易粘附在回转式空预器的换热元件表面上，增加空预器阻力，长期运行会堵塞空预器的通流区。ABS区域正好处于现回转式空预器的中温和低温段。吹灰器无法有效吹扫至中温段，尤其是中低温段接合处。
3）增设SCR后，回转式空预器的热端压差要增加约1000Pa左右，回转式空预器的漏风率随之增加。
4）5号锅炉在100%额定负荷时实测的回转式空预器烟风参数值和原设计值如下表：
5号锅炉投运初期即存在回转式空预器排烟温度超温现象，通过运行调整也无法降低，根据上表判断原空预器换热元件面积偏小，造成大面积经济损耗。
（二）具体措施
该公司充分地结合了锅炉正常运行的需求，针对回转式空预器提出了合适的改造方案，并且结合实际情况进行实际应用。
由于原有回转式空预器设计未考虑SCR脱硝装置运行的不良影响，故需要对空预器进行改造，以适应新的运行工况。
另外原回转式空预器换热元件面积偏小，加上较长时间的没有进行更换换热元件，已有部分换热元件有一定的磨损，同时也存在一定程度的堵灰现象，造成目前回转式空预器的排烟温度高过原设计温度22℃左右，通过局部改造增加部分换热高度较难达到保证回转式空预器性能，因此应采用整体更换回转式空预器方式，从各段换热元件高度和空预器直径加大来进行优化，实现空预器各项性能值达到甚至优于原设计值，使空预器出口排烟温度降至135℃以下，从而保证锅炉效率不降低。根据现场考察，并与空预器厂家确认，现场有足够的空间更换比原来大一号的空预器整体，更换的新空预器直径增大694mm，换热元件总高度加高520mm，空预器中心稍向炉后移，其它构架、烟风道等作一些修改。
为了避免铵盐在两段换热元件间沉积，低温段要有一定的高度。一般燃煤电厂锅炉的ABS区域为距预热器传热元件底部381mm～900mm位置之间，故为尽量减少改造工作量，5锅炉可将空预器冷段蓄热元件由原来的300mm高度提高到900mm，此高度能覆盖硫酸氢氨的生成区，且留有一定余量，使得在任何负荷下将硫酸氢氨易沉积的温度区域设计在单层的冷段传热元件区域，这样可以有效的达到预热器的防结露，抗腐蚀目的。 冷端传热元件采用搪瓷传热元件，元件盒选用耐腐蚀的考登钢钢制造，提高了传热元件盒的使用寿命。传热元件镀搪瓷后，降低了传热元件表面的粗糙度，有效降低冷端积灰，同时提高吹灰器的吹扫效果，及时将聚集在冷端的积灰吹扫掉，通过这样的方式减小预热器运行过程当中出现的风烟阻力，直接提升锅炉风机工作效率，防止其带来过多的电能消耗。
冷端版型的选择应考虑脱硝空预器的特点，如选择适用的HE系列版型（如下图），这一系列版型可以提升传热性能，同时又有独立的介质通道，介质压力衰减小，清洗效果更好。很好地实现预热器所具备的通透性，防止预热器出现积灰堵塞的现象，提升其高效运行的周期。
回转预热器径向密封采用双、三密封结构，即一次风扇形板处为双密封结构，中心桁架扇形板处为三密封结构，可降低直接漏风30%左右，大大改善空预器的漏风率，而原设计采用的是双密封结构。改造后空预器扇形仓选用48分仓结构，即7.5°结构，同时保证预热器的转子扇形板以及弧形板均稳定运行。
采用膨胀节式静密封，在热端、冷端静密封采用膨胀节式静密封后，既阻止了一次风、二次风之间，一次风与烟气之间，二次风与烟气之间的漏风，又可以在回转式空预器外部通过调节装置进行密封间隙调整。热端和冷端静密封由通常的单侧密封改为双侧密封，既减少了漏风又提高了使用寿命。
在回转式空预器冷端增设蒸汽和高压水相结合的双介质吹灰器，定期合理地使用吹灰器和水清洗工作，以防止钙化沉积物对传热元件盒的堵灰和腐蚀。当预热器总阻力达到设计值的1.3倍时，投入高压水进行清洗，这样可以保证在烟气中的颗粒未完全粘结接牢固之前，将积灰吹掉。
回转预热器总体按要求安装完成后，应将转子、中心筒重新找正，找正时用合象水平仪架在上端轴轴头进行360°旋转。每45°进行一次测量。直到测量一周为止。根据实测数据进行调整，垂直度偏差不得大于设备厂家要求，如不在规定范围内，将导向轴承箱滑动垫铁打开，用顶丝进行调整直至达到规定标准，将滑动垫铁打紧，顶丝顶紧限位块并焊牢。调整轴向、径向和旁路密封到标定值，检查中心筒密封，同时对遗留孔洞、漏点等展开封堵及修补，在最大程度上保证改造安装的节能效果。
结语：
在电厂锅炉的回转式空预器正常运作的时候，就当前情况来看依然存在比较大的节能余地，作为研专业人员，应该充分地结合预热器实际运行的状态，对节能改造进行深入探究，强化对预热器节能进行完善的力度，结合一些成功案例，令其可以在最大程度上实现节能，体现最佳经济效益，实现良性发展。
参考文献
[1] 张步庭，王春玉，李玲，等.600MW机组锅炉回转式空气预热器节能改造[J].热力发电，2013（10）.
[2] 王承亮.锅炉回转式空气预热器防堵技术研究[J].华电技术，2015（03）.
[3] 邢希東.回转式空气预热器新型密封技术对比与能效分析[J].锅炉技术，2014（03）.