河北国华沧东发电有限责任公司（061110）　韩宝军

摘 要：针对管式预热器防磨套管歪斜或错口，造成上管板与管子焊口部位磨损问题，进行了分析和探讨，提出了在制作预热器管箱时改进防磨套管结构的方法。经过实践检验，证明此项改进可使预热器管子的使用寿命有较大提高，漏风率得到有效控制，经济效益显著。
关键词:预热器 防磨 套管 改进

管式空气预热器因具有漏风率低、结构简单、维护方便的优点而在80年代以前被广泛采用，但随着投运时间的增长，漏风率逐渐增大，而对其进行控制的手段却极为有限，这也是目前管式空气预热器应用愈来愈少的主要原因之一。
**热电厂安装有两台HG670t/h-140-12型燃煤锅炉，分别于1987年、1988年安装投产。锅炉采用单级管式空气预热器，布置在尾部竖井内，分上、中、下三组，每组20个管箱；每个管箱由1860根Φ40×1.5的Q235中频焊钢管及上下管板构成，管箱高为3500mm。
哈尔滨锅炉厂设计的管式预热器，为了减轻飞灰对管子入口处的冲击磨损，在管箱上部接有φ40×1.5，200mm长的外接防磨套管，垂直点焊在管箱的上管板管口上，套管与套管之间的间隙，用耐火混凝土浇注与套管的上管口平齐。

1 问题的提出

随着投运时间的增长，预热器漏风不断地增大。在2001年该厂#9炉小修前对预热器进行了漏风试验。发现漏风率远远高出设计值，右侧为7.81％，左侧为11.83％，平均为9.82％，设计为3.9％，高出设计值5.92％；2003年在大修前对预热器作漏风试验，右侧为8.78％，左侧为13.58％，平均为11.18％，设计为3.9％，明显高出设计值6.98％，说明经过一年的运行时间，预热器的漏风率在不断的增长。
在机组检修时采取了打风压检查堵管的方法，但对漏风治理效果不明显。经过认真的检查，发现预热器的漏风主要原因是：预热器上管口与管板接口部位磨损，造成宽0.5~1.0mm,长度约1/3~2/3管口周长的缝隙，它直接导致正压的送风漏入负压区的烟气内，而这种磨损缺陷均发生在防磨套管歪斜或与预热器管错口的管子上。
根据检查统计，该预热器存在套管歪斜和错口的数量，每个管箱均在82%以上。也就是说，每个管箱均有超过1500个以上；而因此磨漏管口的为32%，即将磨漏的约为25%。因此可以判定，该预热器漏风的关键部位是在管口处的磨损所致。

2 预热器管防磨分析

为了保证新更换管箱能够保持长周期的运行，对管式空气预热器的磨损及防磨进行分析，以确定最佳的防磨方案。
空气预热器管的磨损均发生在烟气进口段1~3倍管径的距离内，其主要原因是由于气流收缩产生旋涡，而发生严重磨损，其磨损速度比管内平均速度大2~3倍。要降低入口段的局部磨损，从根本上说要消除入口段的气流分离收缩和所出现的旋涡，目前通常采用的防磨方法有以下二种：
(1)加管内防磨套管^[1]：此防磨套管通常用长(2~4)d，外径小于管内径的管子，通常做成缩口形状(也有做成拉伐尔线型)，插在管子入口处。其主导思想是让此防磨套管承受磨损，并随时可进行更换，以保证空气预热器管子的安全。由于防磨内套管入口流线形，因此入口处的湍流强度比不加时略有降低，因而使得防磨套管本身的磨损降低，但是在烟气离开内防磨套管出口处由于有一突然扩大，烟气将产生旋涡，因而使出口段附近的管壁的局部磨损量显著增加，比不加防磨套管时还大1.4～1.5倍。当防磨内套管长度为2d时，最大局部磨损位置约在3.2d处。可见，这种方法不但收不到防磨效果，而且加剧了更深处管壁的严重磨损。此外通过试验表明，加装内防磨套管后，由于入口段管径缩小，空气预热器的烟侧阻力需增加14～16%，即要增大引风机的电耗。因此这种方法对预热器管的磨损起不到预期的作用。
(2)加外接防磨套管^[1]：把同样直径的管子在空气预热器管板上延伸，以保护管板下的管壁，即使这段外防磨套管磨穿，也不会漏风影响空气预热器的工作。这时，烟气流过外防磨套管管壁的湍流强度与不加任何保护措施的情况一样。有试验表明，当外防磨套管长为4d时，空气预热器入口管壁的局部磨损由1.9～2.0倍降到1.1～1.2倍，基本上能收到防磨的效果。这个方法最重要的是保证防磨管和空气预热器管的同心度。当同心度有偏离时，含尘气流将会在进入空气预热器管段是产生斜向冲刷和旋涡，使局部磨损大大增加。根据资料介绍，外防磨套管同心度偏离1mm时，在入口段5d内局部　磨损增加1.1～1.25倍。图1所示为加装不同防磨套管时的防磨效果，从图中可见，加外防磨管的防磨效果应该是较为理想的，但如发生偏心，则磨损情况会大大增强。