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1、回转式空气预热器有两种布置形式：垂直轴和水平轴布置。垂直轴布置的空气预热器又可分为受热面转动和风罩转动。通常使用的受热面转动的是容克式回转空气预热器，而风罩转动的是罗特缪勒（Rothemuhle）式回转预热器。这两种预热器均被采用，但较多的是受热面转动的回转式空气预热器。按进风仓的数量分类，容克式空气预热器可以分为二分仓和三分仓两种，由圆筒形的转子和固定的圆筒形外壳、烟风道以及传动装置组成。受热面装在可转动的转子上，转子被分成若干扇形仓格，每个仓格装满了由波浪形金属薄板制成的蓄热板。圆筒形外壳的顶部和底部上下对应分隔成烟气流通区、空气流通区和密封区（过渡区）三部分（如图520）。烟气流通区与烟

2、道相连，空气流通区与风道相连，密封区中既不流通烟气，又不流通空气，所以烟气和空气不相混合。装有受热面的转子由电机通过传动装置带动旋转，因此受热面不断地交替通过烟气和空气流通区，从而完成热交换。每转动一周就完成一次热交换过程。另外由于烟气的流通量比较大，故烟气的流通面积大约占转子总截面的50左右，空气流通面积占3040左右，其余部分为密封区（图521）。第二节 回转式空气预热器的结构一 空气预热器结构（如图523）。1） 外壳 回转式空气预热器壳体呈圆柱形，由两块主壳体板、一块侧座架体护板、两块转子外壳组件和一块一次风座架组成。（如图522）主壳体板分别与下梁及上梁连接，通过主壳体板的四个立柱，

3、将预热器的绝大部分重量传给锅炉构架。主壳体板内侧设有弧形的轴向密封装置，外侧有调节装置对轴向密封装置进行调整。侧座架体护板与上量连接，并有两个立柱承受空气预热器部分重量。转子外壳组件沿圆周方向分成两部分。2） 转子转子是装载传热元件（波纹板）并可旋转的圆筒形部件。为减轻重量便于运输及有利于提高制造、安装的工艺质量，采用转子组合式结构，主要有转轴、扇形模块框架及传热元件等组成。3） 轴承空气预热器轴承有导向轴承和支撑轴承两种（如图525）。导向轴承采用双列向心滚子球面轴承，导向轴承固定在热端中心桁架上，导向轴承装置可随转子热胀和冷缩而上下滑动，并能带动扇形板内侧上下移动，从而保证扇形板内侧的密封

4、间隙保持恒定。导向轴承结构简单，更换、检修方便，配有润滑油冷却水系统，并有温度传感器接口。空气予热器的支承轴承采用向心球面滚子推力轴承，支承轴承装在冷端中心桁架上，使用可靠，维护简单，更换容易，配有润滑油冷却水系统。支承轴承和导向轴承均采用油浴润滑。另外引起油温不正常升高的一般原因是：1、导向轴承周围空气流动空间有限；2、 油位太低；3、油装的太满；4、油受到污染；5、油的粘度不合适。二 三分容克式回转空气预热器，其传热元件按烟气流动方向可以分为热端、中层、和冷端层。传热元件盒均制成较小的组件，检修时热端传热元件盒、中间层传热元件盒、冷端传热元件盒全部抽屉式从侧面检修门孔处抽出，安装、更换非常

5、方便。 传动装置是驱动转子转动的部件，由电动机、液力耦合器、减速器、传动齿轮、传动装置支承。空气预热器的传动采用中心传动。中心传动装置包括主电机和备用电机各一台，主电机通过联轴器及换向器同减速机相连。备用电机通过联轴器及超越离合器以及换向器同减速机相连。电机分为高速与低速及检修档三档，其中高速档为正常工作档，低速档为清洗空预器时使用的。高速档时，减速机正常输出轴转速：0.8转/分；转子正常转速0.8转分；采用变频调速慢速挡转子转速0.23转分。启动系统之前应先确定高、低速档（速度切换主令开关），按启动按钮，电机将慢速启动，约需60秒系统达到设定频率，电机达到额定转速。当主电机出现故障时，系统可

6、以自动启动另一台电机。在任何情况下，当主传动故障，辅助电动机能自动提供驱动力。整个传动装置具有电气联锁、自动切换功能。三个传动系统在减速前各自独立，在减速箱中合为一体。在减速器高速输入轴上装有超速离合器，保证各系统之间互不干扰。由于减速器结构较复杂，共有三个相互垂直的轴，一个向下输出的轴，保证任何情况下只有一套系统工作。列：华润常熟每炉布置两台三分仓容克式预热器，型号为31.5VI（T）2000SMR，转子直径为14072mm，传热元件总高度2000mm，主驱动电机11Kw。图520 空气预热器外观图图521空气预热器密封区图522空气预热器的壳体1.1.1空气预热器的密封三分仓容克式预热器比

7、较突出的问题在于漏风，漏风可分为携带漏风和密封漏风两种方式。前者是由于受热面的转动将留存在受热元件流通截面的空气带入烟气中，或将留存的烟气带入空气中；后者是由于空气预热器动静部分之间的空隙，通过空气和烟气的压差产生漏风。漏风量的增加将使送、引风机的电耗增大，增加排烟热损失，锅炉效率降低，如果漏风过大，还会使炉膛的风量不足，影响出力，可能会引起锅炉结渣。为了减小漏风，需加装密封装置。由于容克式空气预热器是一种空气和烟气逆向流动 、回转式的热交换装置，在热交换过程中，有丢失能量的内在趋势，能量的丢失是因为空气和烟气之间的压差引起的空气向烟气的泄漏。密封系统能控制并减少漏风从而减少能量的流失，密封系

8、统是根据空气预热器转子受热变形而设计的，它包括径向密封、轴向密封、旁路密封以及静密封。三 空气预热器的密封主要有三种：径向密封、周向密封、轴向密封。1） 中心筒密封在每一个转子径向隔板的内侧的热端和冷端都装有中心筒密封片，中心筒密封环绕热端和冷端转子中心筒周围。在运行期间，中心筒密封紧贴着空气预热器连接板内围绕中心筒图523 回转式空气预热器结构部件a、导向轴承 b、 支撑轴承图524 空预器支持与导向轴承的导向和支承端轴的静密封卷筒，中心筒密封开槽并固定在径向隔板的内端，密封无论在径向还是在轴向方向上（靠近或者远离热端或冷端静密封卷筒）在安装时都可以调节安装。中心筒密封一般不需要更换。2）

9、径向密封在各项漏风中尤以径向漏风为最，是由于转子的外缘的挠度，尤其是因在工作状态下的冷热端温差而呈蘑菇形，使转子外缘的漏风间隙增大。因此沿着每个转子径向隔板的热端和冷端径向边缘安装有径向密封片，运行时径向密封片和扇形板之间的间隙最小。径向密封片上开腰形螺栓孔用螺栓固定径向隔板上，密封片可沿着轴向方向上（靠近或远离热端或冷端扇形板）调节，假如运行时这些密封片和扇形板接触，密封就开始磨损，当密封磨损到不够轴向调整时，密封片就需要更换了。3）旁路密封沿着转子外壳的内侧，在空气预热器转子的出口和入口处装有旁路密封片。这些密封片在空气预热器的转子外壳的热端和冷端的空气侧和烟气侧呈圆周分布，所以又称周向密

10、封。运行时，转子变形，热端及冷端转子角钢和静止的旁路密封片之间的间隙最小。旁路密封片上开腰形螺栓孔用螺栓固定在旁路密封角钢上。旁路密封片可沿着轴向方向上（靠近或远离冷、热端扇形板密封表面）调节。周向密封通常采用挠性弹簧密封板。图526和图527是常用的两种周向挠性弹簧密封板形式。图527所示，由两个固定在上下端板上的一对密封槽以及固定在转子外环上的两块弹簧密封挡板所构成。挡板随转子旋转，端部与槽内两壁接触起迷宫轴封的作用。在大型空气预热器中，因转子变形量大，使密封槽有较大的深度，因此一般是图526的形式，他由一端固定的空气预热器外壳直筒上，另一端与转子外缘直筒部分作滑动接触的若干挠性弹簧密封片

11、所构成。在转子的轴筒处的密封则采用迷宫轴封的方式。4）轴向密封沿着每个转子径向隔板外侧的轴向边缘安装有轴向密封片。运行时，轴向密封片和静止的轴向密封板之间的间隙最小。轴向密封片上开腰形螺栓孔用螺栓固定径向隔板上，密封片可沿着径向方向上（靠近或远离轴向密封板）调节。图525 可弯曲扇形板图526 漏风面积比较轴向密封是指在转子的外缘相应于径向分隔的位置设置轴向的密封挠性弹性挡板，它的作用是抑制已通过周向密封的空气沿着转子与壳体直筒部分间的环形间隙流向烟气侧。除密封装置的正确设计制造外，空气预热器漏风在很大程度上决定于密封间隙的调整状况。一般制造商也提供了有关间隙的推荐值，由于转子是呈蘑菇状变形的

12、，所以在不同的位置上具有不同的推荐间隙值。空气预热器的传热元件布置紧凑，气流通道狭小，飞灰易集聚在传热元件中，造成堵塞，气流阻力加大，引风机电耗增加，受热面腐蚀加剧，传热效果降低，排烟温度升高，严重时会使气流通道堵死，影响安全运行。保证空气预热器传热元件的清洁，定期除灰是最有效的手段。此外利用机组停运时对预热器受热面进行清洗也是保持其传热元件清洁的有效方式。空气预热器配置有水冲洗装置，该装置也兼有消防功能。第三节 空气预热器红外热点探测装置1 概述在空气预热器中采用本装置的主要目的是检测回转受热元件中热金属表面上小区域的温度。装置是采用红外线测温技术来检测受热元件的内部温度。当测得热点温度在规

13、定范围时，它就触发报警器报警。这样就可以在达到金属着火温度之前，有时间采取有效的灭火措施，防止金属燃烧，确保空气预热器安全运行。装置的红外热点探测系统可自动地定时进行系统功能检查，确保检测系统正常工作。热点温度检测是通过一排四只水冷却红外探头来完成的。这些探头位于预热器的风道入口面上。布置时，要使这些探头处在被扫描的旋转受热元件恰要离开预热器风侧并向后穿过预热器的风侧和烟侧之间的密封截面处。一. 红外热点探测装置的作用及其工作原理大多数锅炉空气预热器的起火，都是由于预热器内部的传热元件沉积未完全燃烧的燃料着火引起的，若着火后的热点使传热元件的温度上升到700以上时，将会导致传热元件起火。为了防

14、止空气预热器在运行过程中着火燃烧，锅炉空气预热器特配置了红外热点探测装置。本装置是利用红外线信号来检测传热元件的温度，当测到热点温度在400500时，装置就会发出报警信号，这样就可以在达到金属着火温度前有时间采取必要的灭火措施。温度检测是通过位于预热器风道入口截面上的一组（四只）红外探头作往返扫描摆动来完成的。整套装置由机械传动机构和红外热点探测系统组成。正常工作时，由机械传动机构带动带有探头的旋臂，缓慢地延着180左右的弧线作连续扫描摆动，来自受热元件的红外线进入探头，并聚焦集中在内部的红外敏感器上，由此所产生的电信号，经红外热点探测系统处理后，自动显示出空气预热器内部出现的“热点”。为了保

15、证本装置在长期运行中，能有效地完成检测任务，设置了探测系统自身可靠性的检测功能。另外由于探头的工作区域温度较高，为保证内部电子元件正常工作，采用自来水进行冷却，冷却水压力0.20.5Mpa，冷却水流量必须大于1.1吨/小时，使探头内部温度保证在50以下。为了保证透镜表面清洁，还配备了一套风力自动除尘装置，采用杂用空气，空气压力0.6Mpa,空气耗量1.7m3/min。二. 红外热点探测装置的组成红外热点探测系统由红外测温传感器、信号处理器、可编程序控制器、继电接触器和报警指示器等组成。1. 红外探头当检测系统工作时，来自受热部件的红外线辐射到探头，经镜头聚焦到传感器内部的红外敏感器，经处理后作

16、为信号处理器的输入信号。2. 信号处理器信号处理器是将输入信号加以处理，当空予器内部受热部件温度高到出现“热点”时，输出“热点”信号；当由于在非正常工作状态下，传感器测得低于正常值时，输出“低信号”信号。这两种信号送到可编程序控制器的输入端，进行程控处理。3. 可编程序控制器可编程序控制器，在本系统是用于扫描驱动，自动检测，自动除尘，热点探测以及众多故障报警显示等程序控制。其输入信号有：扫描运行状态选择、扫描限位、电机过载、探头过热、“热点”、“低信号”以及低水流等信号。在程序控制下，进行周期性的工作，控制整台装置运转。三. 红外热点探测装置操作和显示工作时首先合上驱动控制箱内的空气开关2K和

17、3K，以及检测控制箱内的空气开关1K，然后操作控制面板开关。控制面板上分有电源、运行、测试和报警四部分功能。1. 电源合上操作总电源、扫描电源、除尘电源和扫描运行选择开关，其相应的指示灯亮，扫描驱动电机立即投入运行，并自动对探头镜喷气除尘。2. 运行扫描运行选择开关有三个状态位置为1） 扫描： 装有探头的旋臂，缓慢地延着180左右的弧线作连续扫描摆动。正向，反向黄色指示灯表示旋臂转向。2） 停：旋臂在任何位置，均可使扫描摆动立即停止。3） 存放：旋臂转向扫描窗端，当探头进到存放位置后，旋臂自动停止，此时，“存放”绿色指示亮。3. 测试揿下测试按钮，系统进行自身检测，45秒左右后，如系统自检工作

18、正常，“正常”指示灯亮10秒后，自动熄灭，如系统自检工作不正常，“故障”指示灯亮并发出报警，待故障排除后，必须重新揿一下测试按钮，证实正常后才能停止报警。4. 报警报警分以下几种情况1） 探头过热：当探头内部器件温度高于50以上时，四只探头分别有红色指示灯和警声持续报警。2） 电机过载：当扫描驱动电机过载运行时，电动机自动停转，电机过载指示灯和警声持续报警。3） 低水流：当探头所用的冷却水中断或流量不足给定值时，低水流指示灯和警声持续报警。4） 热点：表示已经测到空气预热器的“热点”，持续报警时间调整在空予器转子旋转一周的7080%约45秒左右，可用复位按钮消除热点报警。5） 低信号：表示电子

19、在非正常工作状态（如透镜上积满油污灰尘），红外敏感仪低于正常值时，低信号指示灯和报警声持续报警，直到正常为止。第四节 空预器的漏风控制系统LCS一 空气预热器漏风控制系统LCS概述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，这种现象造成进入锅炉的空气泄漏，加重了送风机和引风机的电流负荷和电耗率，严重的甚至会影响锅炉的出力。因此漏风是影响空气预热器性能的一个重要问题。针对漏风量大的现象，空气预热器漏风控制系统应运而生。国外在空气预热器漏风控制系统研究方面起步较早，应用也较为成熟，但进口产品成本高，售后服务周期长且工时昂贵。当空气预热器在正常运行中，一二次风与烟气的流动方

20、向相反，在空预器的高温端与低温段之间形成温度梯度，该梯度导致空预器高温端膨胀量大于低温段膨胀量，上表面向四周伸展，空预器换热面形成了一个蘑菇的形状，空预器高温端径向密封与扇形板的间隙变大 ，高压的一二次风漏入低压的烟气侧量增大。该部分漏风称为直接漏风。图11-6 空预器受热膨胀后示意图直接漏风与密封间隙成正比，与压差的平方根成正比。预热器中气流向压差的大小，主要取决于锅炉烟风道以及制粉系统的阻力。预热器中气流间的压差与预热器本身结构也有一定的关系，但当预热器的直径大小确定后，就不可能通过预热器设计本身去减小预热器中气流间的压差值了。因此，从预热器设计的角度力图减小漏风的唯一途径是将密封间隙，控

21、制在最小限度。空气预热器密封装置的设计的关键就在于研究预热器变形的规律，使设计出的密封装置能够有效地控制各种工况下，主要是MCR工况下密封间隙处在最小限值。自动漏风控制系统就是实现这一目标的一个有效手段。1 设计原理空气预热器的漏风包括二部分：直接漏风和携带漏风，预热器的转子与壳子之间存在间隙，预热器中空气与烟气由惰性区密封分开，转子密封片与壳子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穿过密封间隙漏向压力较低的烟气中，这是直接漏风。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。携带漏风是预热器的结构型式本身决定的，无法减小。预热器中气流间压差

22、的大小，主要取决于锅炉烟风道以及制粉系统的阻力。预热器冷端气流间的压差与预热器本身结构也有一定的关系，但当预热器的直径大小确定后，就不可能通过预热器设计本身去减小预热器中气流间的压差值了。因此，从预热器设计的角度力图减小漏风的唯一途径是将密封间隙控制在最小限度。空气预热器漏风控制系统（LEAKAGE CONTROL SYSTEM以下简称LCS）的设计原理是：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，扇形板在规定的间隙内跟随着转子径向密封片。这使漏风面积在各种过渡工况和MCR运行时期都减小了。LCS系统可以控制扇形板定时向下跟踪转子的热态变形，减少扇形板与转子径向密封面之间的间隙（减

23、少漏风面积）。漏风面积是由于经过转子（从热端至冷端）的温度梯度而来，并随着梯度的增大而增加。当转子的一端（热端）较另一端（冷端）为热时，转子不均匀地膨胀，使转子产生蘑菇状变形。于是转子的热端径向密封的间隙增大引起漏风面积增大，而漏风控制系统使扇形板下弯，跟踪转子的热态变形减少漏风面积，从而减少漏风量。扇形板的位置由一个传感器来检测。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定最小运行间隙。LCSIII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设备，具有设计合理、操作、维护、保养方便、稳定可靠等特点。2 主要技术特点（1）耐

24、高温、高精度的间隙传感装置：系统采用自主研发的高精度间隙传感器，耐高温达800，可用来严格控制扇形板和转子径向密封片之间的距离，使系统在各种工况下，扇形板和转子径向密封片之间的距离保持最佳，使空气预热器漏风量大大减少。（2）先进的温度辅助控制技术：系统创新性采用温度辅助控制技术，具有先进的温度模糊控制算法，可根据现场温度传感器采集的温度信号对扇形板的位移量进行控制，以达到最佳的漏风控制效果，大大提高了系统的稳定性、可靠性和适用性。（3）转子测速停转报警装置的技术创新：系统具有转子测速停转报警功能，时刻监测空气预热器是否正常工作，并且通过“停转连锁”的保护功能来控制扇形板的动作，大大提高了综合报

25、警的可靠性。（4）高性能的中央处理器以及友好的人机界面系统采用高性能的可编程序控制器（PLC）和触摸屏人机界面的一体化控制，具有稳定可靠、可扩容、易操作等多重优点，并且可运用现场总线技术，实现与中央控制室DCS系统的自由通讯，使操作人员在中央控制室就能实现遥控操作、实时监控现场情况，操作方便，稳定可靠。（5）完善的多重保护功能：系统设计有完善的多重保护功能，极大地降低设备的故障率，提升了设备一次有效运行的投用率，确保全周期安全运行。本项目创新性地采用了六重保护功能：1）温度辅助控制保护功能；2）停转连锁保护功能；3）超力矩保护功能；4）跟踪超时保护功能；5）上下行超限保护功能；6）转子电流超限

26、保护功能。3 技术性能指标（1） 漏风间隙控制范围：0.1 8mm（2） 烟气温度监测范围：0 800（3） 提升机构载荷：15、20、25T（每台）（4） 力矩保护：280NM（5） DCS通讯：RS485、以太网通讯、多路干接点报警信号（6） 电 源：AC380V 6KW（双路电源，可实现主、备电源的自动切换）4 LCS的主要组成部分LCS漏风控制系统主要由电气控制部分和机械执行机构组成。其中电控部分主要有动力柜、主控制柜和就地分控柜组成；机械执行机构主要由加载机构、位置传感器、热电偶温度辅助控制装置组成，下面主要介绍一下各机械执行机构的功能：（1） 加载机构加载机构通过二个千斤顶的连接杆

27、与预热器中的扇形板外侧端二根悬梁相绞结，扇形板的另一中心端由一滚柱支撑，允许扇形板因为热膨胀产生径向滑动。当发电机组发电量增加时预热器中温度升高，其中转子的圆周产生下垂弯曲，该系统将控制扇形板外侧端跟踪向下位移使扇形板底面的密封面与转子上的径向密封片始终保持理想的间隙，以达到控制漏风取得节能的目的。每块扇形板配一套加载机构。电动机通过减速器降速后，与二只螺旋千斤顶连接。螺杆千斤顶中装有螺杆间隙调整装置，保证系统的灵敏度，使螺杆千斤顶中螺杆准确上下运动，施力于扇形板不可弯曲面外侧。为了使二只千斤顶同步调节，扇形板始终处在水平位置，采取了一齿轮箱同时驱动二只螺杆千斤顶的布置方式。行程限位开关箱中装

28、有“完全回复”“最大变形”限位开关，来控制扇形板的上下极限位置，同时行程指示钟面显示扇形板的准确位置。加载机构配有力矩保护装置。当传动机构过载时，力矩保护装置动作，触发提升信号。系统将自动提升至“完全回复”位置。（2） 耐高温位置传感器为了探测锅炉各运行状态下，转子位置的变化，使扇形板的密封面能准确地跟踪转子，保持热端径向密封间隙处在最佳值，LCS中采用了一个能探测密封面到热变形转子外侧端的相对位置的传感器，传感器将测量的结果转换成电信号发出，触发加力传动装置动作，调节扇形板位置，达到设计目的。传感器中心有一根探杆，探杆的下端装着一只探测头，冷态时该探测头与装在转子圆周角钢上的传感瓣保持0.81.2 mm间隙，热态转子下垂后，扇形板向下跟踪，装在扇形板侧部的探测头随之向下，直到与传感瓣接触，届时扇形板与转子之间的间隙处在最小允许值，这时探杆向上移动，触发初级限位开关，此开关使电动机停转2秒钟，然后反转