摘要：现国内部分电厂锅炉尾部空气预热器设备存在换热能力不足，换热元件板型无法适应实际燃用煤质现象，造成空气预热器实际运行烟风阻力增大，排烟温度较高，降低了锅炉效率及机组运行经济性，对空气预热器核心部件换热元件进行优化改造，可有效提高锅炉效率及机组运行经济性。
关键词：煤质；空气预热器；换热元件；板型；烟风阻力；排烟温度；
1 现状分析
目前国内部分电厂存在实际燃用煤质偏离设计值，煤质水份、灰份相对较高，导致锅炉尾部空气预热器设备实际运行烟风阻力较高，造成空气预热器核心部件换热元件磨损、堵塞，致使空气预热器换热效率下降，排烟温度升高，同时空气预热器烟风阻力的升高，增加了机组送、引风机电耗，降低了锅炉效率及机组运行经济性。
2 空气预热器改造方向
针对不同电厂实际燃用煤质情况，对原空气预热器换热元件进行优化改造，若实际燃用煤质灰份含量相对较高，可将原空气预热器换热元件更换为抗堵塞能力及换热能力相对较为均衡的板型，若实际燃用煤质硫份较高，可对原冷端换热元件进行改造，将其更换为搪瓷元件或加高冷端元件高度，以提高空气预热器抗腐蚀及抗堵塞能力。
3 改造案例介绍
3.1 案例情况简介
某发电厂#1炉为300MW机组，锅炉配置两台三分仓回转式空气预热器。原空预器按非脱硝形式设计，换热元件三层布置，热端及中间层换热元件为上抽形式，冷端为侧抽形，空预器采用36分仓设计，实际运行转向为烟气侧→一次风→二次风。现由于机组配脱硝装置，原空预器换热元件设计形式已无法满足现机组运行要求，需对空预器换热元件进行改造，以保证机组安全稳定运行，提高机组运行经济性。
3.2 案例项目空气预热器存在问题
机组实际燃用煤制灰份及硫份含量相对较高，空预器设备实际运行存在烟风阻力较大问题。满负荷运行时，烟气侧阻力约为2000Pa。另由于燃用煤质灰份高，烟气磨损性强，导致机组空预器换热元件磨损腐蚀较为严重，空预器整体换热效率降低。
为达到降低空预器实际运行烟风阻力的目的，需对空预器换热元件进行改造，重新设计布置换热元件，改造后换热元件按两层设计，冷端采用低合金耐腐蚀钢材质元件，热端采用换热能力及抗堵塞能力相对均衡的板型元件。有效增强空预器抗堵塞、防腐蚀能力，并提升换热元件吹灰效果。
3.3 改造方案
本改造方案利用空气预热器原有扇形仓空间及结构，更换全部换热元件，并对换热元件进行重新设计布置，改造后换热元件合并为两层：热端层高度1200mm，使用抗堵塞及换热能力相对较为均衡板型的换热元件；冷端层高度1000mm，使用低合金耐腐蚀钢材质的换热元件。 同时为降低漏风率，更换全部密封组件，并结合实际煤质、燃烧特点重新调整密封间隙。
3.4 改造施工范围
①拆除相应位置的部分保温及外护板，拆除转子三向密封，拆除原空预器全部换热元件；
②拆除原冷端栅架，向下拼接横向隔板至设计所需位置；
③安装新供货的冷、热端换热元件；
④检查、调整转子水平度及垂直度；
⑤安装三向密封并调整密封间隙；
⑥护板、保温及外护板的恢复，周围环境恢复。
3.5 改造前后对比
设计边界条件
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空预器改后结构及性能参数对照表
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3.6 改造效果
3.6.1空预器阻力优化
改造后烟气侧阻力计算值相对改造前实际运行阻力降低约1000Pa，预计改造后保证有效吹灰满负荷空预器阻力可控制在1000Pa至1200Pa之间。
3.6.2性能参数优化
改造后更换了全部换热元件，出口热一次风温度相对改造前升高7℃，出口热二次风温度相对改造前升高3.3℃，排烟温度（考虑漏风）相对改造前降低4℃。
3.6.3漏风率优化
为保证空预器漏风率达到最优化，本工程空预器三向密封全部更换，同时对空预器安装过程及密封间隙调整严格把关，保证空预器转子安装水平及垂直度达到设计要求，以保证空预器漏风率最优化，可保证漏风率一年内小于5%，相对改前优化降低约3%。
4 总结
1）通过对空气预热器换热元件的优化改造，提高了空气预热器的抗堵塞能力；
2）冷端改造为抗腐蚀能力好的换热元件，可更好适应实际燃用煤质，同时冷端可涵盖液态硫酸氢铵腐蚀区域，使空预器能够更好适应机组运行条件，防止换热元件腐蚀及堵灰；
3）更换密封系统组件并重新调整密封间隙，优化降低漏风率。
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