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超超临界大型电站锅炉空气预热器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电站锅炉空气预热器((简称空预器简称空预器))是大型火力发电厂中是大型火力发电厂中电站锅炉的重要设备。对于电站锅炉的重要设备。对于300MW300MW--1000MW1000MW的机组，空的机组，空预器的直径预器的直径:10:10--1616米，重量米，重量:800:800--25002500吨吨空预器原理•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空预器密封间隙控制问题1.大量热空气由烟道排出带走了大量的热能，降低了整个机组的燃烧效率；1.大量热空气由烟道排出带走了大量的热能，降低了整个机组的燃烧效率；2.降低了送引风机的有效出力，增加了厂用电的消耗。2.降低了送引风机的有效出力，增加了厂用电的消耗。空预器转子的蘑菇状变形示意图漏风对空预器性能的影响主要表现为如果不采取措施，满负荷下将有大约60%以上的漏风是通过上部径向变形间隙泄露的。以300MW机组为例,一般漏风率下降1%，可节约费用约300万元/年。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形间隙泄露的。以300MW机组为例,一般漏风率下降1%，可节约费用约300万元/年。空预器漏风间隙及理想跟踪示意图径向密封轴向密封环向密封扇形板轴向密封板三、问题的解决方案与分析1.1.双道密封双道密封2.2.三道密封三道密封3.3.拖曳式软密封拖曳式软密封4.4.钢丝刷软密封钢丝刷软密封5.5.弹簧密封弹簧密封6.6.自动漏风控制系统自动漏风控制系统7.7.四分仓设计四分仓设计8.8.抽气密封抽气密封9.9.加压密封加压密封3.1.23.1.2近年出现的漏风控制手段近年出现的漏风控制手段利用原理：利用原理：减小密封间隙减小密封间隙实现方法：实现方法：自动跟踪转子位置自动跟踪转子位置得到效果：得到效果：长期全负荷降低直接漏风长期全负荷降低直接漏风优优点：点：1.1.不必增加转子仓格不必增加转子仓格2.2.投资低，见效快投资低，见效快,,非接触无磨损！非接触无磨损！3.1003.100万机组漏风率可到万机组漏风率可到33--4%4%不足之处：不足之处：1.1.技术门槛高，需一定运行操作水平技术门槛高，需一定运行操作水平使用情况：使用情况：1.1.大型机组普遍使用大型机组普遍使用目前目前6060万以上机组大部分配置万以上机组大部分配置66自动漏风控制系统自动漏风控制系统————西安理工大学（西安理工大学（19881988--），填补了国内空白），填补了国内空白3.1.33.1.3综合比较综合比较有高略高高最短好弹簧软密封无高省省短好拖曳软密封无无略省省长期好三道密封有最高最高高较长好加压密封有高略省高较长好抽气密封无无略省高长期好四分仓有最低省最省最长好自动密封无略高省高短不明显钢丝刷软密封无无省省长期好双道密封操作要求维护成本运行费用投运费用持续性控制效果手段自动间隙密封效果最好！1、技术难点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。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。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传感器能够在此环境中长期、可靠地运行。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传感器能够在此环境中长期、可靠地运行。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需求。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。3.1.43.1.4自动间隙密封技术介绍自动间隙密封技术介绍————西安理工大学西安理工大学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。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℃以上环境中的间隙传感器。间隙传感器间隙变送器冷却风装置1.间隙测量范围0-10mm2.分辨率≤0.1mm3.频率响应≥50Hz4.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)传感器的主要性能指标传感器的主要性能指标工业控制计算机+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！