回转式空气预热器作为电厂锅炉尾部重要辅助设备,具有换热效率高、结构紧凑、布置方便灵活等优点,但同时它存在漏风率过高、积灰、低温腐蚀等三大难题,阻碍回转式空气预热器高效换热,影响机组整体热效率。本文主要研究内容包括:本文从漏风和热力特性两个角度着手,应用数值模拟方法对空气预热器开展系统研究。首先,以新疆某660MW机组的三分仓回转式空气预热器作为研究实例,采用多孔介质模型对回转式空气预热器的内部温度场进行研究,通过与电厂提供的运行数据对比,验证了模型的准确性,分析获得了三分仓空气预热器在五种典型工况下的运行参数和温度分布特性,特别针对易发生腐蚀和积灰区域进行界定与分析,为定量预测腐蚀和积灰区域提供了依据,可为空气预热器及其换热元件的设计、优化及运行维护提供基础支撑。三分仓空气预热器漏风较大的主要原因是由转子隔板热变形所导致。本文在温度场模拟数据基础上,应用有限元分析法对三分仓空气预热器转子隔板的热变形特性进行了建模分析和可靠性验证,获得了在不同工况下的转子隔板不同位置的热变形量及其变化规律,可为三分仓空气预热器密封系统的设计布置提供数据支撑,同时为空气预热器直接漏风量计算奠定了基础。另外,在空预器温度场和热变形模拟分析基础上还对三分仓空气预热器的直接漏风特性进行研究,获得了三分仓空气预热器在不同漏风量时的运行参数和温度分布,研究分析了漏风量大小变化对转子易发生腐蚀积灰区域以及对机组热效率的影响规律,漏风率每增加1%排烟温度平均上升1K,空气预热器热效率平均降低0.36%,锅炉热效率平均降低0.02%。最后针对三分仓空气预热器漏风率较大的问题,提出通过改造风机和风道布置方式将三分仓空气预热器改成四分仓空气预热器的改造方案,建立了同外形尺寸的四分仓回转式空气预热器模型,分析获得了五种典型工况下的温度分布和转子隔板热变形特性,对易发生腐蚀积灰区域和漏风缝隙进行了分析,研究了其漏风量大小变化对机组热效率的影响,并对改造方案进行了经济性分析,改造成本大概是1300万元,不到三年便可回收投资成本,证明改造具有很好的性价比。通过对四分仓空气预热器高温段和低温段的高度变化进行优化分析,获得了能够提高空气预热器换热效率的高度分布。所提出的改造方案及其优化可为工程改造提供思路借鉴和数据支撑。