CN201611109U - 一种回转式空气预热器的自适应式密封组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种回转式空气预热器自适应式密封组件，用于替代原有径向和轴向密封片。该组件主要由支座、若干个转动臂和紧固件三部分组成，其中转动臂至少有一头带有部分圆柱面，紧固件用一个特定的压紧力将转动臂压紧在支座上，在空预器转动力作用下，每一个转动臂可以以圆柱面的旋转中心为中心偏转一定角度，在偏转过程中，圆柱面与支座表面始终接触，而转动臂的另一头与密封面也始终接触，从而形成完好的密封。

Description

一种回转式空气预热器的自适应式密封组件

技术领域    本实用新型涉及一种应用于回转式空气预热器的自适应式密封组件，取代回转式空气预热器的原有径向和轴向密封片。主要用于回转式空气预热器的径向和轴向密封，减少空气预热器的空气侧和烟气侧之间的泄漏。

背景技术    回转式空气预热器是一种用于大型锅炉热能回收的热交换设备，它利用锅炉烟气的热量来加热燃烧所需的空气。回转式空气预热器主要由中心轴、转子、装在转子格仓里的换热原件、转子外壳、过渡烟风道、顶部结构、底部结构、上部扇形板、下部扇形板、弧形板、支撑轴承、导向轴承、驱动装置等组成。最重要的部件是转子，转子由很多个径向隔板和环向隔板将转子分成若干个格仓，格仓内放置换热元件。转子旋转时通过换热原件实现烟气和空气之间的热交换。转子径向隔板上安装径向和轴向密封片。下部径向密封片与下部扇形板，上部径向密封片与上部扇形板，轴向密封片与弧形板在热态运行中接触或只有很小的距离，形成烟气和空气之间的密封。

由于空气预热器在运行时空气侧的是正压，烟气侧是负压，空气会通过密封片和扇形板、弧形板之间的间隙向烟气侧泄漏，这将降低送、引风机的出力，从而影响整个锅炉效率。空气预热器的漏风率是影响锅炉效率的重要指标，通常空气预热器漏风率越低，锅炉效率越高。

在热态运行状态下，空气预热器各部件均会因受热而发生膨胀，转子会变成蘑菇状，转子和扇形板、弧形板之间的间隙会变化，大部分间隙都会变小。热态运行状态下，如果间隙过大，将导致空气预热器漏风率很大，如果过小，将可能导致空气预热器卡死。空气预热器的漏风率是影响锅炉运行效率的重要因素，所以空气和烟气之间的密封，显得尤为重要，特别是径向密封和轴向密封对漏风率起决定作用，空气预热器的密封技术，也是各空气预热器厂家的核心技术之一。

目前回转式空气预热器密封装置主要采用以下几种形式：

1、可调式密封。扇形板和弧形板是可以通过自动或手动调整的，其中扇形板大多可以自动调整。在回转式空气预热器上安装执行机构，并且在扇形板附近装有间隙监测装置，当热态下间隙发生改变时，将间隙变化信号反馈至执行机构，执行机构动作，根据反馈信息上下调整扇形板，从而使间隙达到最佳状态。这种密封方式结构复杂，对运行要求高，可靠性不好，维护费费用高。

2、固定式密封。根据回转式空气预热器运行参数，预先计算出热态下密封片和扇形板、弧形板之间的膨胀间隙，在安装时预留出来，以保证热态运行膨胀后达到最佳的密封状态。由于转子上的密封片跟扇形板、弧形板之间的冷态间隙是转子与扇形板、空气预热器顶底结构之间的“热膨胀差”，计算非常复杂，调整方法也比较复杂，这种技术只被少数外国公司掌握，并作为核心技术，通常不提供给客户冷态设定数据和设定方法。国内目前还没有无法精确计算出冷态间隙设定值，自行设定间隙往往存在较大偏差。固定式密封维护方便，可靠性好，但为了保证运行安全性，密封片只有1～3mm厚度，运行几年就因飞灰磨损和腐蚀需要进行更换，由于间隙设定的核心技术被垄断，只能高价请专业公司再次进行间隙设定，费用高昂。同时由于冷态间隙的计算和调整仍然存在误差，扇形板和密封片之间仍然存在一定的泄漏间隙。

3、弹片式密封。密封片用弹性材料制作，以保证间隙改变时仍能很好地贴合静态密封面，保证密封。由于旋转式空气预热器处于长期持续运转状态，并且运行环境恶劣，弹性密封片长期处于高温和反复受力状态，很容易造成弹性失效，甚至疲劳断裂，整块密封片折断，造成更大漏风，而且转子旋转需要克服弹片阻力，所需要的扭矩较大，增加了驱动装置耗电量。

实用新型内容

本实用新型用于回转式空气预热器，目的是克服现有技术缺陷，采用一种新型自适应式密封组件，来替代原有的径向密封片、轴向密封片，使回转式空气预热器在热态下随着转子与扇形板、弧形板间隙减小而自行调整到间隙最佳密封状态，降低空气预热器的漏风率，从而提高锅炉效率，并且使空气预热器的维护、检修费用大大降低。

本实用新型是这样实现的：

自适应式密封组件安装在空气预热器转子径向隔板的边缘，也就是原径向密封片和轴向密封片的位置，取代原径向、轴向密封片。它与原径向轴向密封片不同之处在于，此密封组件不是完全固定的，可以随着热态下间隙的减小而自行调整到最佳状态。

自适应式密封组件由支座、若干个转动臂和紧固件组成。转动臂至少有一头的部分为圆柱面，紧固件用一定的紧固力将转动臂压紧在支座上。转动臂一头的圆柱面可以是多个薄钢片叠加而侧面形成的圆柱面，也可以是零件本身的圆柱面。在外力的作用下，每一转动臂均可以绕圆柱面的中心轴线偏转一定的角度。

空气预热器在运行中因膨胀间隙减小受到阻碍时，由于转子在转动，静态密封面(即空气预热器的扇形板和弧形板)会给转动臂一个侧向力，使这些转动臂发生偏转，直到刚好接触到密封面为止。

在转动臂以圆柱面中心轴线为旋转中心发生偏转时，圆柱面与支座表面始终接触，并且转动臂的另一头仍然与静态密封面(即扇形板和弧形板)保持接触。

紧固件的压紧力恰到好处，能保证这些转动臂在锅炉正常风压下不发生偏转，同时空气预热器的转动力可以使这些转动臂发生偏转。

这些若干个叠加或拼接起来的转动臂、支座、紧固件共同组成一个密封组件，每一套自适应式密封组件，转动臂可以有多个，这些转动臂叠加或者拼接成一个整体。密封组件装在径向隔板和轴向隔板上原径向密封片和轴向密封片的位置，形成一条密封带，可以由几套密封组件拼接起来组成完整的径向和轴向密封片。若干个组件通过拼接，可以沿径向隔板方向形成一条完整的密封带。

由于径向和轴向间隙的变化每一个位置都可能不同，因而每一个转动臂偏转的角度也可能不同，以适应不同的间隙变化，从而使热态下空气预热器形成良好径向和轴向的密封。

本实用新型有以下积极效果：

1、由于密封组件和扇形板之间密封热态下是接触式的，可以获得更好的密封效果。

2、由于转动臂组成的密封带厚度可以远超过密封片厚度，不会如薄密封片那样容易形成飞灰磨损，可以长期不用更换密封组件，使用寿命更长。

3、即便发生空气预热器超温、着火等导致异常膨胀的情况，也只会造成转动臂进一步偏转，不会导致空气预热器卡死，使运行更加安全。

4、无需再对热态间隙进行计算，在回转式空气预热器制造或者改造、检修中，运用本实用新型，均不用再进行密封间隙设定，大大减少了安装、检修工作量。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。

图1是空气预热器解剖部分转子后的整体结构图。

图中，8.驱动装置，9.过渡烟风道，10.顶部结构，4.扇形板(下部)，5.转子径向隔板

图2显示的是自适应式密封组件安装在径向隔板上的情形。

图中，5.转子径向隔板，6.安装在轴向的自适应式密封组件，7.安装在径向的自适应式密封组件。

图3显示的是第一个自适应式密封组件的实施实例及该密封组件的A-A向剖视图。

图中，1.转动臂，2.紧固件，3.支座。

图4显示的是第一个自适应式密封组件实施实例的立体图。

图中，1.转动臂，2.紧固件，3.支座。

图5显示的是第二个自适应式密封组件的实施实例及该密封组件的A-A向剖视图。图中，1.转动臂，2.紧固件，3.支座。

图6是第三个自适应式密封组件的实施实例及该密封组件的局部剖面图(侧视)。

图中，1.转动臂，2.紧固件，3.支座。

具体实施方式：

该实用新型专利可应用于回转式空气预热器新产品和目前在运行的各种回转式空气预热器的改造。无需改变原空气预热器整体结构，只将原径向、轴向密封片更换成本实用新型的密封组件即可。

图3、图4显示本实用新型在空气预热器中的应用的第一个实施实例。

将转动臂1组合叠加，用紧固件2将其安装到支座3上。组合形式如图所示。在此实例中，转动臂1有两种外形，一种为两头的两个转动臂，形状如图所示，一种是位于中间的若干个转动臂，为薄钢片，形状如图所示。这些转动臂至少一头是部分圆柱面，并且加工有与圆柱面同心的孔。若干转动臂叠加而形成一条完整密封带。每一转动臂的圆柱面与支座上平面接触或仅有很小的间隙，并且可以绕紧固件2中心线偏转一定角度。

紧固件2拧紧到一定力矩，拧紧力矩的大小恰到好处，能保证在回转式空气预热器转动过程中受到阻力时，转动臂1能在侧向推力作用下绕圆柱面旋转中心发生偏转，同时保证转动臂在锅炉运行风压下不发生偏转。这一力矩的大小根据计算，并且结合安装和运行经验确定。

图5显示本实用新型在空气预热器中应用的第二个实施实例。

将若干个转动臂1拼接，用紧固件2将其安装到支座3上。转动臂1是由一块钢板和一根钢管组合而成的零件，有两种外形，一种为位于两头的两个转动臂，形状如图所示，一种为位于中间的若干个转动臂，形状如图所示。紧固件2的螺杆穿过钢管，和螺母和垫圈安装在支座3上。

紧固件2拧紧到一定力矩，拧紧力矩大小恰到好处，要能保证在回转式空气预热器转动过程中受到阻力时，转动臂1能在侧向推力作用下绕圆柱面旋转中心发生偏转，同时保证密封组件的薄钢片组在锅炉运行风压下不发生偏转。这一力矩的大小根据计算，并且结合安装经验确定。

图6显示本实用新型在空气预热器中应用的第三个实例。

转动臂1的圆柱面两侧有两块带有近似半圆弧的支座3，通过紧固件2夹紧固定在空气预热器的径向隔板上。转动臂1可以是薄钢片叠加的转动臂，也可以是钢板和钢管组合的转动臂，但支座3的形式是两片带有近似半圆弧的钢板，紧固件2通过紧固两片支座来夹紧转动臂的圆柱面。紧固件2拧紧到一定力矩，拧紧力矩大小恰到好处，能保证在回转式空气预热器转动过程中受到阻力时，转动臂1能在侧向推力作用下绕圆柱面旋转中心发生偏转，同时保证密封组件的薄钢片组在锅炉运行风压下不发生偏转。这一力矩的大小根据计算，并且结合安装经验确定。

Claims (4)

1.一种回转式空气预热器的自适应式密封组件，其特征是：该组件至少由支座、转动臂和紧固件三部分组成，转动臂至少有一头带有部分圆柱面，紧固件用紧固力将转动臂压紧在支座上，在外力的作用下，每一个转动臂均可以以圆柱面的旋转中心为中心偏转，在转动臂绕圆柱面旋转中心发生偏转时，圆柱面与支座表面始终接触。

2.根据权利要求1所述的空气预热器自适应式密封组件，其特征在于，每一套自适应式密封组件，转动臂可以有多个，这些转动臂叠加或者拼接成一个整体。

3.根据权利要求1所述的空气预热器自适应式密封组件，其特征在于，转动臂一头的圆柱面可以是多个薄钢片叠加而侧面形成的圆柱面，也可以是零件本身的圆柱面。

4.根据权利要求1所述的空气预热器自适应式密封组件，其特征是，可以由几套密封组件拼接起来组成完整的径向和轴向密封片。

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