空气预热器运行异常原因分析

　　〔摘 要〕 介绍了珠海发电厂1，2号炉4台空气预热器(以下简称"空预器")在运行中出现动静部分发生摩擦或卡死跳停，附件轴承套、支撑管损坏，底部支撑梁挠度超标等异常现象，并在分析原因的基础上对空预器上部的烟道膨胀节及支吊架进行了调整改造，使空预器运行基本正常的措施。

　　〔关键词〕 空气预热器；支吊架；膨胀节；支撑管

1 空预器存在的问题

　　珠海发电厂1，2号炉4台空预器自机组2000年投产以来，运行经常不正常，多次影响机组带正常负荷，其中2001年全年因为空预器的缺陷降低出力共10次，其主要现象为：

　　(1) 冷态时按设计数据调节的空预器动静间隙(径向、轴向、环向)，经过一段时间的运行(2～3个月)后便会出现转子倾斜、部分动静间隙异常，导致空预器马达电流增大甚至过载调停现象；

　　(2) 4台空预器上导轴承连接套均发生过断裂，累计断裂次数达5次；

　　(3) 1号炉A侧空预器热端二次风侧烟道壳体的内部支撑杆拉裂；1号炉空预器顶部烟道膨胀节1(见图1)护板将烟道支撑管压挤下凹变形，压痕最大约3 mm深(靠近GSH01支吊架处的支撑管被压最严重)；

　　(4) 空预器底部支撑梁挠度超标，1999年11月和2001年12月测量1号机组空预器底部梁挠度值，其结果见表1。

表1 空预器底部支撑梁挠度测量值

	1A空预器		1B空预器
	1号梁	2号梁	1号梁	2号梁
1999年	17mm		20mm
2001年	25mm	23mm	24mm	20mm

　　注：1号梁靠炉后，2号梁靠炉前。空预器底部支撑梁长度为14 252 mm。按我国电力行业规范(DL/T 5047-95)支撑梁的最大挠度为14.252 mm。

2 原因分析

　　针对空预器运行中出现的上述4种异常现象，经电厂、锅炉设计厂家及空预器厂家共同进行现场测量和技术分析认为：4种异常现象的根源主要是由于空预器上部锅炉尾部烟道膨胀节设计不合理而引起的。其分析如下：

　　锅炉热态时，烟道向下膨胀，而空预器以底部支撑梁为膨胀死点向上膨胀，热态时向下与向上的膨胀量靠膨胀节1和膨胀节2来吸收调节，但从现场膨胀节支撑管的压痕可判断膨胀节1和膨胀节2的膨胀量不够，膨胀节护板销孔与叉销相互挤压导致锅炉尾部烟道膨胀节1和膨胀节2成为没有膨胀余量的(销孔与护板见图2)膨胀节，使机组高负荷时尾部烟道的膨胀量无法吸收。这样在锅炉尾部烟道膨胀力F1和空预器膨胀力F2的联合作用下使得空预器外壳变形，且合力(F1+F2)通过空预器外壳将力加到空预器内部的支撑管上，将空预器内部的顶部支撑管焊口拉裂，最后使空预器底部支撑梁挠度增大。由于空预器受该合力的作用，虽然冷态时空预器动静之间的间隙是合理的，但热态时在外壳变形下会引起部分间隙的异常变化而导致空预器动静部分摩擦、电流增大甚至过负荷跳闸；而空预器顶部导向轴承起到固定转子和限制转子倾斜的作用，使导向轴承连接套成为薄弱点，在合力下会导致轴承连接套断裂。从图1分析看，该合力(F1+F2)对底部1号梁的挤压力大于2号梁，因此1号梁的挠度也比2号梁的大。

3 改进措施

　　(1) 调整烟道支吊架，限制烟道向下的膨胀量。2001年5月，锅炉制造厂三菱重工对1，2号机组锅炉空预器顶部烟道段(膨胀节1与膨胀节2之间)支吊架进行了调整，并在空预器入口烟道段GSH03、GSH06支吊架上增加了刚性支吊架，以限制入口烟道段热态时向下的膨胀量，以消除对空预器的附加力。

　　(2) 从现场的检查来看，热态时膨胀节1的导向槽已压死，已失去膨胀的弹性作用，变成了刚性金属连接件，因此对膨胀节1的限位板的槽孔进行了改造，即把每小块膨胀节的槽孔的中心长度由77 mm变成117 mm(见图2)，这样尾部烟道段的膨胀节1的压缩量增大，基本上消除了烟道对空预器的附加力。

4 结束语

　　经过锅炉烟道膨胀节1及弹簧支吊架的改造和调整后，珠海发电厂2台空预器运行基本正常。由此可见空预器作为锅炉烟风系统的一个设备，其运行异常时，除了在空预器本身设备找原因外，还应该考虑到整个烟风系统的膨胀节、支吊架等部件的设计是否合理。最近，英国豪顿(HOWDEN)公司在空预器的设计和现场安装上已有两方面的改变：

　　(1) 改变连接套的尺寸，提高连接套的强度，从而提高连接套的使用寿命；

　　(2) 与锅炉烟风道的连接改用非金属膨胀节，以彻底消除烟风道膨胀的附加力。