回转式空气预热器冷端重力式密封装置的制作方法

1.本实用新型属于空气预热器漏风治理技术领域，具体涉及一种回转式空气预热器冷端重力式密封装置。


背景技术：

2.回转式空气预热器广泛用于火力发电厂燃煤锅炉，是利用高温烟气加热空气的一种热交换设备。工作原理为：回转式空气预热器正常工作时，高温烟气与空气交替流过受热面；当烟气流过受热面时，热量从烟气传递给受热面，受热面温度升高，并积蓄热量；当受热面旋转至空气侧时，空气流过受热面，受热面将积蓄的热量传递给空气。回转式空气预热器一般置于脱硝装置出口或者省煤器出口，预热器入口烟气一般在350℃以上，出口烟气一般在150℃以下，而冷空气一般将从20℃被加热到300℃以上，该设备能达到降低空气预热器排烟温度，加热空气的目的，从而提高空气预热器的热转换效率。
3.除了热转换效率外，空气预热器的漏风率也是影响锅炉效率的重要目标。漏风率可直接反映出空气预热器空气向烟气泄漏的空气量。密封良好的回转式空气预热器漏风率小于6％，密封不良的空气预热器漏风率在20％左右，甚至更高。较高漏风率意味着有更多的参与燃烧的空气泄漏，增加了送风机出力；烟道内气量增加，造成了引风机的出力增加；空气流量增加造成空气预热器换热效率降低，进而造成锅炉效率降低。因此控制空气预热器的漏风率十分必要，对电厂的节能减排，降低损耗具有重要意义。
4.回转式空气预热器是转动机械，正常工作时，高温烟气自上而下，低温空气自下而上流经空气预热器受热面，从而导致受热面上下受热不均，上部和下部存在较大的温度差。较高的温度差导致受热面上部热膨胀量较大，下部热膨胀量较小，从而使回转式空气预热器的受热面发生蘑菇状变形，空气预热器转子与扇形板之间的间隙发生变化。低温高压的空气由此间隙进入高温低压的烟气系统。
5.为了降低空气预热器的漏风率，一般采用径向密封、轴向密封及环向密封的方法，传统的硬密封片无法弥补转子蘑菇状变形造成的密封间隙增大的问题，漏风率较高，影响空气预热器的换热效率。
6.目前针对回转式空气预热器漏风治理改造主要有两种技术，一种是弹簧式柔性接触式密封技术，另一种是密封自动跟踪系统。弹簧式柔性接触式密封技术是利用弹簧为密封片提供工作和复原的力，这种技术虽然弥补了蘑菇状变形导致的间隙增大的问题，但是由于空气预热器的下部存在硫酸氢铵结垢、腐蚀性气体等环境恶劣，导致弹簧容易发生失效和腐蚀损坏等故障，从而影响柔性密封装置的正常工作。密封自动跟踪技术主要是安装在空气预热器上部，通过传感器实时监测转子的蘑菇状变形，并将信号传输给控制系统，控制系统根据信号实时调整扇形板与转子之间的距离，减小密封间隙来阻止空气向烟气侧泄漏的目的。由于空气预热器内部是一个存在大量的粉尘的工作环境，这些粉尘容易造成传感器失效以及机械执行机构的卡涩，使用寿命较短。传感器失效以及机械执行机构的卡涩将导致扇形板无法正常调节，当机组降低负荷或停机时，转子向上变形，转子热端密封间隙
减小，转子外圆法兰及密封片可能与扇形板接触摩擦，造成回转式空气预热器转子卡涩或停转，从而导致发电机组停机的重大安全隐患。


技术实现要素：

7.针对以上现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种回转式空气预热器冷端重力式密封装置，为了降低空气预热器的漏风率，设置两级密封片，结构设计合理，安装方便，可自动补偿空气预热器冷端的密封间隙，保证机组在任何工况下，实现密封装置与扇形板之间的无间隙运行，有效降低空气预热器的漏风率，提高了空气预热器的热转换效率。
8.本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
9.一种回转式空气预热器冷端重力式密封装置，其包括转子、扇形板和隔板，所述隔板固定设置在转子上，所述扇形板位于隔板的下方，还包括密封组件和缓冲装置，所述密封组件固定设置在隔板的下端，其包括第一密封片、第二密封组件、第一压板、第二压板和紧固件；所述第一密封片设置在隔板的前端，所述第一密封片为下部带折弯的倾斜板结构，其包括竖直板和倾斜板，且位于第一密封片上部的竖直板上设有腰型安装孔；所述第二密封组件设置在隔板的后端，其包括固定片、转轴和旋转件，所述固定片为l型板状结构，其包括竖直板和水平板，且位于固定片上部的竖直板上设置有安装孔；所述转轴固定设置在所述固定片和旋转件之间且通过套管固定连接；所述第一压板和第二压板分别设置在所述第一密封片和第二密封组件的外侧；所述第一压板、第一密封片、第二密封组件和第二压板与隔板通过所述紧固件固定连接；所述缓冲装置固定设置在扇形板的两侧外缘，所述缓冲装置向扇形板的外圆周方向设有倾斜角度。
10.可优选的，当所述密封组件旋转至扇形板上方时，所述第一密封片和第二密封组件的底部端面均能与扇形板的端面相互配合密封，且所述第二密封组件能与扇形板的端面无间隙密封。
11.可优选的，所述第二密封组件的底部端面低于扇形板的端面高度，所述第一密封片和第二密封组件之间设置为过渡区。
12.可优选的，所述第一压板和第二压板的宽度大于所述腰型安装孔的长度，且能够完全覆盖所述腰型安装孔。
13.可优选的，所述旋转件包括主板、扰流板、自润滑片和压重块，所述主板的上部设有倾斜板，所述压重块固定设置在主板后端，所述扰流板为l型板状结构设置在主板的前端，所述自润滑片固定设置在扰流板上。
14.可优选的，所述主板的上部和下部均能通过所述固定片进行限位。
15.可优选的，所述固定片后端的下部和旋转件前端的上部均设置有套管，所述套管相间排列布置且套管两端均设置有轴套。
16.可优选的，所述紧固件包括螺栓、垫圈和螺母，所述垫圈套设在所述螺栓上，所述螺栓依次穿过所述第一压板、第一密封片、隔板、第二密封组件以及第二压板上的安装孔，并通过所述螺母进行固定。
17.与现有技术相比较，本实用新型的有益效果如下：
18.1、本实用新型通过密封装置的自重进行工作，具有结构设计合理，安装方便，故障率低和安全可靠的特点，杜绝了传统的弹簧柔性密封装置因簧脱落或失效而导致的安全隐
患。
19.2、本实用新型第二密封组件的结构设置，可自动补偿空气预热器冷端的密封间隙，保证机组在任何工况下，实现密封装置与扇形板之间的无间隙运行，有效降低空气预热器的漏风率，提高空气预热器的热转换效率。
20.3、本实用新型在扇形板两侧设置缓冲装置，第二密封组件由缓冲装置通过或离开扇形板，能够减少密封组件对扇形板的冲击，从而稳定进入扇形板，安装缓冲装置后，可降低驱动电机电流的波动，保护驱动电机和第二密封组件。
21.4、本实用新型无需改变空气预热器的基本结构，不影响空气预热器的热力参数，密封效果好。
附图说明
22.图1为本实用新型的回转式空气预热器冷端重力式密封装置的整体结构示意图；
23.图2为本实用新型的回转式空气预热器冷端重力式密封装置的工作原理示意图；
24.图3为本实用新型的密封组件与扇形板的安装结构示意图；
25.图4为本实用新型的第二密封组件的结构示意图；
26.图5为本实用新型的第二密封组件的工作限位结构示意图；
27.图6为本实用新型的旋转件的结构示意图；
28.图7为本实用新型的旋转件的力学示意图；
29.图8为本实用新型的扰流板的工作原理示意图。
30.图中标记说明：
31.转子1、扇形板2、隔板3、第一密封片4、第二密封组件5、固定片51、转轴52、旋转件53、主板531、扰流板532、自润滑片533、压重块534、缓冲装置6、第二压板7、螺栓81、垫圈82、螺母83、过渡区9、第一压板10。
具体实施方式
32.为详尽本实用新型之技术内容、结构特征、所达成目的及有益效果，以下将结合说明书附图进行详细说明。
33.本实用新型的一种回转式空气预热器冷端重力式密封装置，如图1至图8 所示，包括转子1、扇形板2和隔板3，转子1是一转动部件，扇形板2是一静止部件，隔板3固定在转子1上，扇形板2位于隔板3下方，扇形板2的两侧边缘处设置有缓冲装置6，缓冲装置6向扇形板2的外圆周方向设置有一定的倾斜角度，能减小密封组件对扇形板的冲击从而平稳的进出扇形板2。
34.本装置还包括固定设置在隔板下端的且能与扇形板2密封连接的密封组件，包括第一密封片4、第二密封组件5、第一压板10、第二压板7和紧固件。在本实用新型优选的实施例中所提到的前端和后端，均按照转子1的旋转方向来描述的，第一密封片4固定设置在隔板3前端，第二密封组件5固定设置在隔板3后端。第一压板10和第二压板7分别设置在第一密封片4和第二密封组件5的外侧，第一压板和第二压板的宽度大于腰型安装孔的长度，且能够完全覆盖腰型安装孔。第一压板10和第二压板7上均设置有安装孔且与隔板3 上的安装孔相对应。
35.第一密封片4为一体制成的下部带折弯的倾斜板结构，即包括竖直板和倾斜板，竖直板上加工有腰型安装孔，倾斜板向隔板的后端方向倾斜，且其底部端面能与扇形板的端面相互配合密封。第二密封组件5的底部端面低于扇形板 2的端面高度。当高压气体流经第一密封片4后，进入到第一密封片4和与第二密封组件5之间的如图2所示的过渡区9中，过渡区9的压强相较于第一密封片4的前端压强发生较大衰减，进一步降低第二密封组件5所承受的压力。
36.如图3-图6所示，第二密封组件5包括固定片51、转轴52和旋转件53，固定片51为一体制成的l型板状结构，即包括竖直板和水平板，竖直板的上部设置有安装孔与紧固件连接。旋转件53包括主板531、扰流板532、自润滑片533和压重块534，主板531的上部设有倾斜板。压重块534固定设置在主板531的后端，依靠自重的作用能使旋转件53与扇形板保持无间隙密封，并且当脱离扇形板时，能使旋转件53恢复到自然状态。扰流板532为l型板状结构设置在主板531的前端且位于固定片的下方，扰流板通过其上部的水平板，能让过渡区9处的压强对水平板产生一垂直于水平板向上的力，通过力的分解可增加第二密封组件5抵抗被高压气体吹开的力，保证旋转件53不被吹开，力的作用原理具体如图7和图8所示。自润滑片533固定设置在扰流板532 上，当旋转件与扇形板接触时，能降低摩擦力，减小密封片对扇形板的磨损。自润滑片、扰流板和压重块通过螺栓固定在主板上。
37.转轴52设置在固定片51和旋转件53之间，固定片51后端的下部和主板 531前端的上部均设有套管，套管相间排列布置，转轴52从起始端依次穿入各套管内直至终端固定，固定片51和旋转件53通过套管固定连接在一起组成转动连接装置。为了减小转轴52的磨损，在每个套管的两端设置有轴套。
38.紧固件包括螺栓81、垫圈82和螺母83，垫圈套设在螺栓上，螺栓依次穿过第一压板、第一密封片、隔板、第二密封组件以及第二压板上的安装孔，通过螺母进行固定。
39.作为优选的，旋转件53设置在固定片51的水平板的后端，且固定片的水平板端面能与旋转件的主板531贴合，对于旋转件53转动至低位时起到限位作用。如图7所示，更进一步的，为达到双重限位的目的，主板531的上部设置有一体制成的倾斜板，当旋转件53受力绕转轴52旋转到极限位置时，倾斜板与固定片51的竖直板的内侧接触起到限位作用。
40.下面对本实用新型的具体实施方式作进一步描述：
41.本实用新型中，第一密封片4、第二密封组件5与扇形板2相互配合密封，其中第一密封片4与扇形板2存在一定的动静密封间隙，第二密封组件5与扇形板2紧密接触形成无间隙密封。由于第一密封片4安装在第二密封组件5 运动方向的前端，因此高压气体流经第一密封片4后，压强发生衰减，留在第一密封片4与第二密封组件5之间的过渡区9内，第二密封组件5受过渡区9 与低压烟气之间的相互作用力，过渡区9的压强小于高压区，故第二密封组件 5受作用力减小，因此第二密封组件5可始终与扇形板2接触形成无间隙密封。
42.第二密封组件5安装的初始状态，低于扇形板2。当第二密封组件5通过扇形板2时，在空气预热器转子的驱动下，经过缓冲装置6与自润滑片532 减小与扇形板2的冲击力和摩擦阻力，顺利进入扇形板，能够延长密封组件及扇形板的寿命，减小噪音，减缓密封组件对扇形板的冲击载荷，减小驱动电机的电流波动。第二密封组件5受力绕转轴52旋转一定的角度，使第二密封组件5与扇形板2始终紧密接触。当第二密封组件5离开扇形板2时，第二密封组件5依靠压重块533的自身重力的作用恢复至自然状态。第二密封组件5 通过上述方式周
而复始的工作，保证在任何工况下都实现零间隙运行，从而阻止了空气向烟气泄漏，降低了空气预热器的漏风率。
43.本实用新型具有以下特点：
44.1、初始限位：固定片的底部设置有限位，保证第二密封组件上设置的金属制成的自润滑片与扇形板全面接触，保证第二密封组件工作的稳定性和安全性。
45.2、极限限位：在旋转件的上部通过适当的弯曲工艺结构，保证第二密封组件工作稳定，保证空其预热器漏风率长期稳定，不发生较大的波动。
46.3、工作方式：根据密封装置的自重进行工作，具有结构简单，故障率极低和安全可靠的特点，杜绝了传统的弹簧柔性密封装置因弹簧脱落或失效而导致的安全隐患。
47.4、安装结构：不改变空气预热器的基本结构，可达到双重密封效果，能长期保证空气预热器较低的漏风率。
48.5、工作稳定性：重力式密封装置为纯机械结构，重力一直都存在，能保证本密封装置在任何情况下都能安全稳定工作。
49.6、材料的选择：重力式密封装置与扇形板接触的部位，自润滑片采用具有摩擦系数小、硬度低等特点的金属片，运行中对扇形板几乎零磨损。
50.7、适用性：能适应各种型号的回转式空气预热器，重力式密封装置补偿量较大，对机组负荷变化的适应能力更强，能够使空气预热器漏风率长期保持在较低的水平。
51.8、旋转轴机构：空气预热器内部是高粉尘的封闭环境，封闭的旋转轴能保证粉尘无法进入，保证旋转轴处不结垢，保证密封装置始终处于正常的工作状态。
52.降低空气预热器的漏风率可以提高空气预热器的换热效率，减小送风机、引风机出力，提高锅炉效率，有效的提升发电厂机组的运行经济性，而本实用新型空气预热器冷端重力式密封装置，能够延长空气预热器的使用寿命，对机组的稳定运行、节能减排、降低厂内自用电及降低机组煤耗有重大的历史意义，将成为控制空气预热器漏风率的有效措施。
53.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。