摘 要：空气预热器是锅炉的主要附属设备之一，"十三五"规划中对节能降耗提出了更高的要求，而空气预热器漏风的问题是回转式空气预热器效率难以提高的主要制约因素。本文阐述了轴流式汽轮机轴封系统的工作原理，并采用"堵、疏"结合的设计理念，借鉴其轴封系统，提出了应把漏风回收系统建立在空气预热器内部的改造方案。该方案具有很高的推广价值，并且具有投资少、易实施、效果好、理念新等优点。
关键词：节能；空气预热器；密封
引言
我国能源转型发展的关键时期就是“十三五”，为了实现2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%，提出了“推动能源生产和消费革命”、“大力发展风电、太阳能等清洁能源”以及“加强生态文明建设”的战略部署。我国在2015年6月发布了《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》，明确提出在2030年左右二氧化碳排放量达到峰值并争取尽早达峰、单位国内生产总值（GDP）二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，非化石能源占一次能源消费比重要达到20%。
在能源的消耗和污染等问题上，“十三五”规划对此都提出了更高的要求。能耗大户是发电设备，而火力发电厂重要的锅炉附属设备之一便是空气预热器，对锅炉安全经济地运行产生直接严重影响的因素是设备漏风率的高低和质量的好坏，长期以来，国内外很多专家学者和研究机构对降低漏风率的问题进行了长期的开发和研究。本文详细介绍了发电企业中回转式空气预热器最广泛应用的密封技术工作原理、漏风的影响因素及明显存在的不足，阐述了轴流式汽轮机轴封系统的工作原理，并采用“堵、疏”结合的设计理念，提出了应把漏风回收系统建立在空气预热器内部的改造方案。
1 空气预热器漏风情况简介
锅炉在火力发电厂中的排烟热损失就是主要热损失，而回收排烟余热的重要设备之一是空气预热器，提高锅炉的效率要通过回收烟气的热量，降低排烟温度等因素而进行的，因此，对于锅炉整体效率的提高有很大的影响的因素就是它的密封性能的好坏。
目前管式、板式和回转式空气预热器是主要常用的空气预热器，管式和板式预热器的缺点有很多，例如体积庞大、造价高昂以及不耐腐蚀等，因此在锅炉大型化的过程中逐步被淘汰。表面式加热器包括回转式空气预热器，即通过其蓄热体不停的旋转，将烟气加热蓄热体完成，然后蓄热体又加热空气的循环过程，它的优点有体积小、加热效率高和造价低廉等，因此在大型锅炉中被广泛应用。
但是，漏风率高是回转式空气预热器最大的缺点，而把漏风率降低在6%以上也只是目前最先进的密封技术，并且运行一段时间后还会逐步增高，最高可达 30%，据不完全统计，回转式空气预热器每降低1个百分点的漏风率，其引风机和送风机的电流能降低 1%～2%，相应厂可以降低0.1%的用电率，因此，一个很好的节能降耗研究课题就是如何降低预热器漏风率。
2新型密封方式的设计理念
本文在必须满足锅炉运行和空预器运转的工况条件下，在总结机械密封经验教训的基础上，采用的设计思路是“大禹治水，先堵后疏”，先运用机械密封进行“堵”，再将“堵不住”的空气进行“疏”，开辟“渠道”，堵与疏形成最佳配比关系，“疏导”出的热空气又须继续做功。从而达到前所未有的效果。
其一，回转式空预器无论锅炉负荷如何变化，漏风率始终保持在 0.5%～3.5%较低的范围内。
其二，设备运行期间控制部分的维修和更换可在不停机情况下进行，确保密封系统的投入率。
其三，系统组合简单，具有的可靠性和稳定性；自动化程度高，使用方便；能满足锅炉长期运行的要求。
因此，该改造方案，不仅能够消除了因漏风率超标导致烟、风短路，影响锅炉安全、经济性运行的瓶颈问题，还可以解决回转式空预器漏风率普遍过高的问题。
該改造方案借鉴的设计理念是汽轮机“轴封”密封技术“大禹治水，先堵后疏”的理念，在进行“堵”的原有机械密封的基础上，也把密封区和回收区相应的建立在空预器内部，使回收区内有泄漏的风进入，并全部回收在设备外回收装置，将“堵不住”的空气“疏”，使得“堵”与“疏”的关系形成最佳配比，并可再利用“疏导”出的热空气，又大幅降低了漏风率，为锅炉安全、经济运行提供了保障。
该思路的主要是利用流体的特性作为特点，通过合理的疏导，使预热器漏风率始终在允许范围内轻松地保持着。另外，由于简单易行的流体控制，使密封回收系统具有可靠性，增强可控性，运行操作更简便，有较少的维护量，在不停机的状况下也能够维护、更换等优点。
3小结
本文所研究的旋转式空预器密封技术基于堵疏结合的设计思想，在参考相关资料的设计基础上，实现了以下几点：
（1）在锅炉任意负荷下，回转式空气预热器漏风率始终保持在 0.53%～3.65%较低的范围内。
（2）可以使密封系统具有较高的投入率，控制部分的维修和更换可在设备运行期间，不停机的情况下进行更换。
（3）系统具有的可靠性和稳定性且自动化程度高，使用方便，组合简单，能保证锅炉长期运行的要求。
参考文献：
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[5]吕兆聚，刘立圣，余琴清.回转式空气预热器的双密封技术[J].山东电力技术，2000（2）：53～54.
作者简介：
张振斌，男，河北唐山人，工程硕士在读，工程师，主要研究方向为：先进制造技术。
李耀刚，男，工学博士，教授，硕士研究生导师，主要研究方向为机械动力学、数控技术、先进制造技术、机电一体化。