CN201787595U - 回转式空气预热器的曲径迷宫式可调扇形板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种回转式空气预热器的曲径迷宫式可调扇形板，包含一对断面相同均为“山”字形的曲径迷宫密封件和L形附加密封件。下曲径迷宫密封件固定在热端可调扇形板上，上曲径迷宫密封件固定在热端中心桁架上，上曲径迷宫密封件与下曲径迷宫密封件互扣，互不接触，形成曲折阻流流道；L形附加密封件与下曲径迷宫密封件单侧触靠形成附加密封；上曲径迷宫密封件与热端可调扇形板的侧板内侧单侧触靠形成附加密封。曲径迷宫式可调扇形板解决了现有技术的静态密封运行中产生巨大的热应力，引起静态密封构件的塑性变形并引起静态密封构件及其焊缝的疲劳破坏的问题，可以长周期充分发挥热端可调扇形板的降低回转式空气预热器的漏风率的作用。
Description
(一)技术领域：
本实用新型涉及一种电站锅炉用的回转式空气预热器的曲径迷宫式可调扇形板。扇形板是回转式空气预热器的重要部件，对回转式空气预热器的漏风率有重大影响。
(二)背景技术：
回转式空气预热器是电站锅炉的一个重要部套，利用电站锅炉省煤器出口烟气的热量加热电站锅炉燃烧所需要的一次风和二次风，回转式空气预热器转子中的传热元件以回转的方式先后通过烟气流道和一次风、二次风流道，在烟气流道中被加热，在一次风、二次风流道中放热。分隔烟气流道和一次风、二次风流道的部件称为扇形密封板，简称扇形板。三分仓回转式空气预热器在其热端和冷端各有三块扇形板。四分仓回转式空气预热器在其热端和冷端各有四块扇形板。垂直轴转子上部称为热端，下部称为冷端。
现有技术的电站锅炉回转式空气预热器的转子重达数百吨，为伞形结构转子轴在中心，转子热态时会发生蘑菇形变形，1000MW等级的电站锅炉以最高负荷运行时该蘑菇形变形量可达55mm，大型回转式空气预热器通常在回转式空气预热器的热端采用可调扇形板，在转子热态发生蘑菇形变形时适当向下调整热端可调扇形板，以减少漏风间隙，减少漏风量。与热端可调扇形板相对的固定结构物称热端中心桁架，热端可调扇形板与热端中心桁架之间需要密封，因热端可调扇形板与热端中心桁架均不随转子转动，故又称为静态密封。
在回转式空气预热器的冷端，一般采用在冷态预留适当间隙的方法，以保证转子热态发生蘑菇形变形时漏风间隙最小又不和冷端扇形板触碰，如果要在电站锅炉运行中，上下微调冷端可调扇形板，则冷端可调扇形板与冷端中心桁架之间也需要密封，也统称静态密封。
现有技术的静态密封有2种：
a 迷宫式 如图1所示，常用于热端。
b 胀缩节式 如图2所示，常用于冷端，也用于热端。
(三)发明内容：
现有技术的静态密封存在的问题：无论迷宫式还是胀缩节式静态密封在Z轴方向可调性良好，表现出刚度很小，换言之，在Z轴方向调整扇形板与中心桁架之间的距离时，仍可已保持静态密封良好。但是，在X轴方向和Y轴方向表现出刚度很大，在X轴方向和Y轴方向的热变形会产生巨大的热应力，引起静态密封构件的塑性变形，该热应力会随电站锅炉的负荷和电站锅炉的启停而变化，并引起静态密封构件及其焊缝的疲劳破坏。
无论迷宫式还是胀缩节式静态密封，如果其两侧构件和/或焊缝发生破坏，风将从高风压侧漏到低风压侧或者负压的烟气侧，在高速风的作用下，破口逐渐扩大，漏风量渐次增加，甚至于大过在转子热态发生蘑菇形变形时热端扇形板不做调整的回转式空气预热器。
本实用新型回转式空气预热器的曲径迷宫式可调扇形板在现有技术的静态密封由扇形板、中心桁架、迷宫式密封件/胀缩节式密封件围成的扇形扁柱状空腔中，增加一对曲径迷宫密封件，一件固定在热端可调扇形板(5)上，称为下曲径迷宫密封件(11)，另一件固定在热端中心桁架(1)上，称为上曲径迷宫密封件(10)；上曲径迷宫密封件(10)与下曲径迷宫密封件(11)的断面相同，均为“山”字形，互扣，形成曲折阻流流道；下曲径迷宫密封件(11)与上曲径迷宫密封件(10)无论在冷态还是热态均不接触，因此也不会产生热应力引起构件破坏，对大型回转式空气预热器在热端采用可调扇形板的自动调整过程无任何不良影响。
以热端可调扇形板为例，在回转式空气预热器冷态时热端可调扇形板(5)位于最高位，此时转子尚无蘑菇形变形，下曲径迷宫密封件(11)与上曲径迷宫密封件(10)距离最近，但仍无接触，该距离可取20mm至30mm。在电站锅炉以最高负荷运行时转子蘑菇形变形量最大，热端可调扇形板向下调整无阻碍，由下曲径迷宫密封件(11)与上曲径迷宫密封件(10)的组合形成曲径迷宫形流道，在胀缩节式静态密封完好时，该曲径迷宫形流道里并无气体流过，在胀缩节式静态密封两侧的构件和/或焊缝发生破坏时，由于下曲径迷宫密封件(11)与上曲径迷宫密封件(10)组合形成曲径迷宫形流道的阻流作用，使漏流量减少到无该对构件时的1/10或更小。
可以仅使用下曲径迷宫密封件(11)与上曲径迷宫密封件(10)，如实例1，也可以保留现有技术的迷宫式或胀缩节式静态密封，结合使用下曲径迷宫密封件(11)与上曲径迷宫密封件(10)，如实例2和实例3。这两种方式统称为回转式空气预热器的曲径迷宫式可调扇形板，其共有技术特征是都具有下曲径迷宫密封件(11)与上曲径迷宫密封件(10)。
本实用新型可用于对现有技术的电站锅炉回转式空气预热器进行改造，也可用于设计新一代的电站锅炉回转式空气预热器。
采用本实用新型的效益在于：
●可以降低回转式空气预热器的漏风率，特别是锅炉投产一年后回转式空气预热器的漏风率的考核值；
●可以长周期充分发挥热端可调扇形板的降低回转式空气预热器的漏风率的作用；
●可以扩大应用到冷端，使冷端扇形板在运行中自动、可调，可以显著降低回转式空气预热器在锅炉中、低负荷时的漏风率；
●耐久性好，免维护。
(四)附图说明：
图1现有技术迷宫式密封结构图
本图仅画出现有技术迷宫式密封结构单侧结构图，如采用双侧布置，则以扇形板中心线为对称轴对称布置。
由图1可见，热端中心桁架(1)与热端可调扇形板(5)之间的密封是靠人字形中间密封件(3)、侧T字形中间密封件(4)和填料(2)实现的。热端可调扇形板(5)、人字形中间密封件(3)、侧T字形中间密封件(4)三者之间均有接触滑动部位，在冷态安装时可以做到严密不漏，但长期运行后难以避免人字形中间密封件(3)和侧T字形中间密封件(4)，的塑性变形和/或焊缝撕裂，人字形中间密封件(3)从侧T字形中间密封件(4)和可调扇形板(5)共同形成的槽中脱出，漏风急剧增加。
图2现有技术胀缩节式密封结构图
图2是用于冷端的结构示意图，该类结构也可用于热端。
图3实例1曲径迷宫式可调扇形板结构图
由图3可见上曲径迷宫密封件(10)与下曲径迷宫密封件(11)的断面相同均为“山”字形，互扣，形成曲折流道；图3为下曲径迷宫密封件(11)冷态位置，在电站锅炉以最高负荷运行时转子蘑菇形变形量最大，热端可调扇形板(5)向下调整55mm后，上曲径迷宫密封件(10)与下曲径迷宫密封件(11)仍然深度交错形成阻流曲径迷宫密封。在图3右上侧，L形附加密封件(12)与下曲径迷宫密封件(11)单侧触靠形成附加密封，并不影响下曲径迷宫密封件(11)的动作；同理，在图3左下侧，上曲径迷宫密封件(10)与热端可调扇形板(5)的侧板内侧单侧触靠形成附加密封，也并不影响热端可调扇形板(5)的动作。上述两部位单侧触靠形成附加密封可以降低初始漏风率，但不会产生过大的热应力。
图4实例2保留胀缩节式静态密封的曲径迷宫式可调扇形板结构图
图4与图3比较可见，保留了胀缩节式静态密封(7)，取消了L形附加密封件(12)，其他相同，同样可取得良好效果。
图5实例3保留胀缩节式静态密封上曲径迷宫密封件改为U形
由图5与图4比较可见，下曲径迷宫密封件(11)为“山”字形，上曲径迷宫密封件(10)改为U字形，下曲径迷宫密封件(11)的两侧与与热端可调扇形板(5)的侧板内侧留有较大间隙，装配时较方便，同样可取得良好效果。
图1至图5中的附图标记：
1热端中心桁架 2填料 3人字形中间密封件
4侧T字形中间密封件 5热端可调扇形板 6冷端扇形板
7胀缩节式静态密封 8冷端中心桁架 9加强筋板
10上曲径迷宫密封件 11下曲径迷宫密封件 12L形附加密封件
(五)具体实施方式：
实例1曲径迷宫式可调扇形板结构图见图3
上曲径迷宫密封件(10)与下曲径迷宫密封件(11)的形状相同，断面相同均为“山”字形，由5mm厚Q235碳钢板冷弯90°形成两侧板，起弧内半径5mm，俯视为扇形，该扇形所占的弧度约为热端可调扇形板(5)所占的弧度的4/5，中间竖板与扇形基板焊接部位应特别加强；上曲径迷宫密封件(10)与热端中心桁架(1)用螺栓定位、紧固并防松；下曲径迷宫密封件(11)与热端可调扇形板(5)用螺栓定位、紧固并防松；在图3右上侧，L形附加密封件(12)与下曲径迷宫密封件(11)单侧触靠形成附加密封，并不影响下曲径迷宫密封件(11)的动作；同理，在图3左下侧，上曲径迷宫密封件(10)与热端可调扇形板(5)的侧板内侧单侧触靠形成附加密封，也并不影响热端可调扇形板(5)的动作。
上曲径迷宫密封件(10)与下曲径迷宫密封件(11)的断面相同均为“山”字形，互扣，形成曲折阻流流道；图3为下曲径迷宫密封件(11)冷态位置，在电站锅炉以最高负荷运行时转子蘑菇形变形量最大，热端可调扇形板(5)向下调整55mm后，上曲径迷宫密封件(10)与下曲径迷宫密封件(11)仍然深度交错形成阻流曲径迷宫密封。
实例2保留胀缩节式静态密封的曲径迷宫式可调扇形板
上曲径迷宫密封件(10)与下曲径迷宫密封件(11)的形状、材质、装配关系与实例1完全相同；与实例1比较，保留了胀缩节式静态密封(7)，取消了L形附加密封件(12)。
实例3保留胀缩节式静态密封上曲径迷宫密封件改为U形
由图5与图4比较可见，下曲径迷宫密封件(11)为“山”字形，上曲径迷宫密封件(10)改为U字形，下曲径迷宫密封件(11)的两侧与与热端可调扇形板(5)的侧板内侧留有较大间隙，装配时较方便，也可取得良好效果。
实例2、实例3中也可以用图1所示的迷宫式密封替换胀缩节式静态密封。
Claims (3)
1.一种回转式空气预热器的曲径迷宫式可调扇形板，其特征在于：一对断面相同均为“山”字形的曲径迷宫密封件，下曲径迷宫密封件(11)固定在热端可调扇形板(5)上，上曲径迷宫密封件(10)固定在热端中心桁架(1)上，上曲径迷宫密封件(10)与下曲径迷宫密封件(11)的，互扣，互不接触，形成曲折阻流流道；L形附加密封件(12)与下曲径迷宫密封件(11)单侧触靠形成附加密封；上曲径迷宫密封件(10)与热端可调扇形板(5)的侧板内侧单侧触靠形成附加密封。
2.根据权利要求1所述的回转式空气预热器的曲径迷宫式可调扇形板，其特征在于：在回转式空气预热器冷态时热端可调扇形板(5)位于最高位，下曲径迷宫密封件(11)与上曲径迷宫密封件(10)距离最近，该距离取20mm至30mm。
3.根据权利要求1所述的回转式空气预热器的曲径迷宫式可调扇形板，其特征在于：上曲径迷宫密封件(10)可以简化为U字形。
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| CN102200407A (zh) * | 2011-07-09 | 2011-09-28 | 程爱平 | 回转式气气换热器无泄漏密封系统轴向隔离密封舱 |
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