0引言
回转式空预器是电站锅炉尾部烟气和空气换热的重要设备，在我国125mw以上机组上已被普遍采用。在实际应用中，存在的突出问题是漏风率高，通常比设计值高五至十个百分点。漏风量大直接导致发电煤耗和电耗增加。据有关部门研究测算，对于300mw机组，漏风率每增加一个百分点，年经济损失在100万元左右。更为严重的是，受此影响，有的锅炉在高负荷下缺风，被迫降负荷运行；有的锅炉送风机、引风机和一次风机长期压红线运行，既增加了故障隐患，也影响了设备的寿命。
在各部分漏风中，热端径向间隙产生的漏风占一半以上。要减少漏风，必须对热端径向漏风进行有效控制。过去通常的做法，是用机械位移式传感器探测密封间隙，由plc调节系统据此动态调整密封间隙。在实际使用中，由于空预器内部温度高，灰尘多，机械位移式传感器由于受热变形，而常出现误信号，引起误动作，损坏设备，使自动控制不能正常投运。
本文介绍一种通过声频信号测量密封间隙的方法，据此研制了一种新型的回转式空预器漏风自动控制装置，并在多个电厂投入丁使用。
1密封间隙声频测量分析原理
1．1热端径向间隙的形成
热端径向漏风的形成如图1所示。空预器转子受热时，由于重力的作用要产生蘑菇状变形，使密封间隙增大（300mw机组达25～30mm），从而形成了一个大的三角形漏风区。因差压作用，使空气和烟气之间及一、二次风之间产生泄漏。漏风间隙可通过下式计算：
d=0.006（t2-t1）r2／h
式中：d为变形量，mm；t2,t1为空预器进、出口烟气温度，℃；h为回转面的高度，m；r为回转面半径，m。
在空预器制造安装以后，转子受热后产生蘑菇状变形的变形量d仅与空预器进出口烟气温度有关，而烟气温度是随机组负荷变化而变化的。考虑到烟气温度变化时，转子变形的滞后，可以认为转子变形量d是一定时间，内烟气平均温度；的函数。
1．2用声频探测技术控制漏风的机理
采用声频技术探测密封间隙，即在空预器转子上安装一个特定的接触发声片，发声片与径向密封片间保持一定的整定值，并在空预器各分仓上装设声频测量组件。如图2所示，声频测量组件由声波传导管、隔热绝缘体和声频传感器组成。
声频传感器动态地监测空预仓内噪声的变化。当机组负荷变化，引起密封间隙减小到零，扇形板与发声片接触时，会产生特定的声频信号，由声频传感器采集，经前置放大、带通滤波、模数转换后，由工业控制机进行m（快速傅里叶）变换，确认扇形板与发声片接触时，则自动发出控制命令，将扇形板上提到设定的安全间隙。在机组负荷变化引起转子向下的变形增大，漏风量增加时，根据装在空预器进出口的热电偶测得
的烟气温度可预知密封间隙的变化，从而触发控制系统动作，驱动电机下压扇形板，至接受到与发声片接触的信号时，再将扇形板上提到原安全设定值。因而总能动态地保证径向密封间隙稳定控制在*运行状态。图3为没有接触时的空预器仓内背景噪声频谱图；图4为扇形板与发声片接触时的声音频谱图。
2装置构成方案
三分仓空预器漏风控制装置构成如图5所示，由信号采集系统、信号处理及控制系统、电气驱动及手动操作系统和机械传动及执行机构等组成。
2．1信号采集系统
信号采集系统除声频传感器外，还包括电流传感器、热电偶及磁敏传感器。电流传感器采集空预器转子的电流信号，以作为控制系统的保护信号，并可作为转子是否停转的辅助监测信号。热电偶用来采集烟气温度信号，作为控制系统动作的前馈信号。磁敏传感器用来标定各扇形板当前位置及上下动作的位移量。
2．2信号处理及控制系统
信号处理及控制系统以工业控制机（ipc）为核心，采集各传感器信号，进行实时处理，按特定算法进行分析、处理和逻辑判断，然后发出控制命令。此外还提供操作显示界面、历史数据存储及系统自诊断和保护等功能。
2．3电气驱动及手动操作系统
手动操作系统安装在空预器现场，内装电气驱动电路，通过面板上的“提升”“下压”开关，运行人员可就地提升／下压扇形板。面板上还有扇形板的当前位置等指示信号。手动操作系统是为锅炉检修或自动系统因故未投入时操作扇形板所配置。
2．4机械传动及执行机构
机械传动及执行机构包括电机、减速机构、螺旋千斤顶、联轴器等传动部件，以及连接千斤顶丝杆与扇形板悬臂梁的连接装置。本装置采用了一种新型的柔性连接方式。可弥补扇形板径向和横向的膨胀变形，保证千斤顶安全正常工作。
3软件系统
应用程序由vc++编写，运行在window32环境下。程序分为前台和后台。后台实现检测和控制，主要功能如下：①动态监测密封间隙；②自动调整密封间隙；③自学习和自优化功能；④故障自诊断功能，故障时自动报警并自动产生保护动作。
前台提供用户界面，从功能上可分为七大模块，如图6所示。
4装置应用情况
该装置已先后在黄台电厂、南京华能电厂等投入使用。使用结果表明，声频传感器灵敏度高，控制效果好，经测试投用后漏风率平均降低6～8个百分点。而且声频探测密封间隙属非接触测量，声频传感器装在空预器外部，不受空预器仓内高温多尘的恶劣环境影响，能长期可靠工作。该漏风控制装置在系统的配置上采取了适当的冗余，具有一定的容错性。对机组停运、空预器转子停转、系统故障等都能自动诊断，并采取自动保护和自动报警，保证了系统的控制精度和可靠性。
使用该装置替代原基于机械位移传感器的控制系统，能获得较大的经济效益，具有较好的推广前景。