[實用新型]一種回轉式空氣預熱器柔性密封結構

有效

• 申請號: 201220539305.6
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN202884978U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 孟蓬強
• 申請（專利權）人: 南京通用電氣裝備有限公司
• 主分類號: F23L15/00
• 分類號: F23L15/00;F16J15/16
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 劉守憲

技術領域

本實用新型涉及火力發電設備技術領域，特別涉及一種回轉式空氣預熱器柔性密封結構。

背景技術

在發電設備領域中，回轉式空氣預熱器是火力發電廠中燃燒鍋爐尾部排出的熱煙氣加熱進入鍋爐助燃的冷空氣溫度的一種熱交換裝置，該裝置是通過裝在轉子上的大面積傳熱元件，隨著轉子的持續地轉動，將排出的熱煙氣的熱量和進入的冷空氣交替的進行熱交換。與管式空氣預熱器相比，回轉式空氣預熱器具有結構緊湊、體積小、換熱面密度高、整機質量輕、金屬耗用量少、利于安裝布置、低溫腐蝕較管式換熱器輕等特點，適于在大型鍋爐上使用，但回轉式空氣預熱器的缺點是漏風量大、工況良好時為6%~8%，密封不良時為20%~30%。較高的漏風量引起預熱器入口風壓降低、風機電流升高，預熱器后的過量空氣系數升高、尾部排煙氣溫降低、鍋爐熱效率降低、燃煤損耗增加，鍋爐達不到額定負荷。

回轉式空氣預熱器是一種轉動機構，轉動的轉子與固定的空氣預熱器本體之間為間隙配合，該間隙勢必造成空氣預熱器中存在一定的空氣泄漏現象。因此空氣泄漏現象是回轉式空氣預熱器在結構上固有的屬性之一，難以從根本上避免。同時，由于流經空氣預熱器的熱煙氣與冷空氣之間存在著一定的壓差，上述空氣泄漏現象的漏風率還存在著擴大化的趨勢。因此，目前的技術改進主要是將空氣預熱器的漏風率盡可能地降低。為了控制徑向漏風，傳統的解決方式一般是在轉子的熱端上加裝自動跟蹤裝置，以調整扇形密封板與密封葉之間的間隙。而在轉子的冷端則較多采用在冷態時預留間隙、在熱態時逐漸彌合間隙的解決方案。采用如此的結構后，轉子的熱端的徑向密封結構在各種工況下都能自動調節，扇形密封板與密封葉之間的間隙在工作中處于受控狀態。但由于自動跟蹤裝置的探頭所處環境較差，故障頻繁，使空預器的電流容易出現大幅波動的現象。且在探頭損壞后，轉子的熱端密封板只能處于強制提升位置，進一步加大了空預器的漏風率。另外，由于自動跟蹤裝置具有故障點多的缺點，因此整個調整體系的維護費用高，維護量大。此外，轉子冷端的固定式徑向密封結構能使機組在滿負荷時的動態間隙達到最小值，但隨著機組負荷的降低，在轉子的變形量逐漸減小后，轉子冷端的動態間隙不斷增加，漏風率會隨之不斷增大，形成技術矛盾。而過大的空氣泄漏會對機組的運行性能和熱效率產生嚴重的負面影響。從以上敘述可知，傳統的空預器密封結構往往都將重點放在保證密封葉和密封板不接觸的前提下極力減小這兩者之間的間隙，從而減小漏風量。但傳統的密封技術采用的都是非接觸式的硬密封結構，由于空預器轉子直徑較大，尤其是對于現在的大型機組，空預器轉子的直徑可達16米~17米，對于這樣的龐然大物，即使轉子處于相對穩定的工況下運行，轉子的周向溫度也是處處不同，同樣轉子的變形也是不均勻的，轉子在這種情況下的變形始終是不可控的，上述間隙是一個動態間隙。因此，若采用非接觸式的硬密封形式，即使密封結構再精密，密封葉和密封板之間將始終存在固有間隙。此外，由于空預器的轉子在不同的溫度下變形量也是漸變的，因此傳統的固定式密封結構在某一特定工況下密封效果最佳，而工況一改變漏風就明顯增加。

中國專利文獻CN201425316Y公開了一種應用于回轉式空預器的接觸式密封結構，用于密封空預器中運動件與靜止件之間的動態間隙；如圖1所示，密封結構至少包括密封件，密封件包括本體及固定在本體上、成簇狀排列的絲狀物；絲狀物包括用于與本體連接的固定端部分，及具有彈性的自由端部分；密封件通過本體與運動件和靜止件中的一個固定連接，絲狀物的自由端部分借助于彈性而與運動件和靜止件中的另一個保持接觸狀態。通過在空預器中動態間隙的位置上設置呈簇狀排列的絲狀物，利用空氣在簇狀排列的絲狀物中的流動特性及絲狀物的彈性特性，實現了降低空預器漏風率的目的，這種密封原來應用在汽機上，效果不錯，但空預器由于轉速較低，很難形成汽封，因此，密封效果有限，且金屬絲軟化快，維持時間短。

為了提高密封效果，降低漏風率，在《2009年中國電機工程學會年會》上公開了一篇論文——《300MW回轉式空氣預熱器漏風原因分析及對策》，在文中公開了一種回轉式空氣預熱器的密封新結構，如圖2結構所示，包括密封滑塊、護瓦、彈簧組成和彈簧支撐座組成，彈簧的兩端分別作用在護瓦和彈簧支撐座上，密封滑塊與扇形板構成密封連接，在壓縮彈簧的復位彈力下使密封滑塊與扇形板始終處于密封狀態，由于壓縮彈簧的復位彈力全部作用于護瓦上，長時間運行后壓縮彈簧會變得松弛，進而消弱密封滑塊與扇形板之間的密封，增加漏風率。

實用新型內容