[發明專利]一種空氣預熱器轉子變形自補償型徑向密封系統

有效

• 申請號: 201610327353.1
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN106016341B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 蔡明坤;王勇;匡俊;宣駿;杜燕青
• 申請（專利權）人: 上海鍋爐廠有限公司;上海市東方海事工程技術有限公司
• 主分類號: F23L15/00
• 分類號: F23L15/00;F16J15/16
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩,吳小麗

技術領域

本發明涉及回轉式空氣預熱器技術領域，尤其涉及一種回轉式空氣預熱器轉子變形自補償型徑向密封系統。

背景技術

空氣預熱器，簡稱空預器，是大型火力發電鍋爐系統的必備設備，通過吸收煙氣熱量加熱進入爐膛的空氣，達到節能環保的目的，通過提高空預器的換熱效率可以有效提升鍋爐的發電效率，而提高空預器效率的重要工作之一就是降低漏風率。可靠的計算表明，空預器漏風率每增加1％，將導致供電煤耗增加0.06-0.08g/kwh，空預器的漏風不但導致了電廠供電煤耗的增加，也加大了廠用電的消耗。在浪費大量的能源的同時，也導致空預器內部出現磨損、設備壽命降低等弊病。

回轉式換熱器的漏風是這類設備的固有問題。漏風通常由攜帶漏風和直接漏風組成。攜帶漏風為轉子內部傳熱元件間空腔(占轉子容積80％-85％)中的空氣隨轉子轉動而帶入煙氣的漏風，通常攜帶漏風率在1.5％-2％左右，目前除適當降低轉速減少意外尚無好的經濟手段。直接漏風為空氣在空氣-煙氣壓力差的驅動下，通過轉子密封片和殼體之間的間隙而產生的漏風。其中，直接漏風一般為空預器泄漏的主要部分。

在控制預熱器直接漏風時，面臨的最棘手的問題是如何適應轉子上下溫度差導致的轉子變形問題。預熱器轉子受熱后呈蘑菇形變形，軸向和冷端徑向密封可以通過利用轉子變形做預留設置，熱態轉子發生變形后，使預熱器軸向和冷端密封間隙得到有效消除。而熱端徑向密封間隙難以簡單消除，目前業內通常采用配置自動漏風控制系統或彈簧柔性密封來控制熱端密封間隙。自動漏風控制系統一定程度上改善了空預器的漏風情況，但也帶來了系統熱態卡澀、傳感器損壞頻繁、提升桿漏灰、電控裝置失靈等等運行維護問題，導致設備的總體投運比率不高。而彈簧柔性密封結構復雜，壽命短，成套更換費用高昂，經濟性差，通過減少漏風所帶來的經濟收益難以彌補設備的投入。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、能大幅度降低漏風率、成本較低且使用壽命長的空氣預熱器轉子變形自補償型徑向密封系統。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種空氣預熱器轉子變形自補償型徑向密封系統，包括轉子和密封板，其特征在于，還包括：

設于所述轉子和密封板之間的轉子徑向密封機構；

依靠溫度產生驅動力，能隨著溫度場的變化而維持所述轉子徑向密封機構的絕對位置保持不變，以補償空氣預熱器的徑向漏風間隙的線性脹差型驅動裝置。

優選地，所述線性脹差型驅動裝置由膨脹系數與所述轉子不同的材料制成。

優選地，在不同溫度段，所述線性脹差型驅動裝置的膨脹量與轉子的膨脹量不同。

優選地，所述線性脹差型驅動裝置包括由膨脹系數與所述轉子不同的材料制成的驅動管，驅動管外部套有與所述轉子材質相同的套管。

優選地，所述套管與轉子固定，所述驅動管內側與所述轉子固定，所述驅動管外側自由膨脹與密封片安裝架外端相連。

優選地，所述轉子徑向密封機構包括轉子徑向密封片，轉子徑向密封片設于密封片安裝架上，密封片安裝架內端鉸接在所述轉子上；所述轉子徑向密封片可以設置兩層或多層，包括相對厚硬的主密封片和相對薄軟的次密封片，所述次密封片與所述密封板的預留間隙比所述主密封片與所述密封板的預留間隙小。

優選地，所述主密封片下端插入設于所述轉子徑向隔板上的鋼板槽內。

優選地，還包括用于將所述線性脹差型驅動裝置產生的位移轉變為所述轉子徑向密封片的上下位移的傳動機構。

優選地，所述傳動機構包括至少一個換向板，所述驅動管外側自由膨脹且與換向板滑動鉸接，所述密封片安裝架外端通過滑動支點與換向板相連。

優選地，所述轉子熱態出現下垂變形時，所述線性脹差型驅動裝置因線性脹差而出現相對位移，通過所述傳動機構改變所述密封片安裝架和轉子間的距離，維持轉子徑向密封片不隨轉子變形而下降，使轉子徑向密封片的絕對位置保持不變。

由理論及實踐得出，轉子的下垂變形量和空預器熱端溫度存在近似線性比例關系。同時，在工作溫度范圍內，驅動裝置的動作特性也基本保持與轉子材料的膨脹系數和溫度變化的比率相當(線性脹差)，這樣就能保證推動或拉動的距離和熱端溫度成正比。即轉子的下垂變形與驅動裝置的推、拉距離都與溫度存在線性比例關系，所以通過改變換向板的尺寸，即可確保在各種溫度下密封片位置保持不變。

本發明利用一種線性脹差型驅動裝置，使得熱端密封片不隨轉子受熱變形時下降，維持熱端密封間隙在較小的范圍內。同時，該裝置也可用于預熱器冷端，來減少低負荷下預熱器冷端漏風。