CN202082946U - 回转式空气预热器的密封回收成套装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回转式空气预热器的密封回收成套装置，包括内部动、静密封机构、外部回收机构、自动化控制机构，所述内部动、静密封机构包括外壳、中心密封筒、左、右密封定子、安装在转子上的上、下径向密封片和轴向密封片，左、右密封定子均包括固联的上、下扇形板和纵向的圆弧面板，上、下扇形板和圆弧面板均内设相互隔离的导流室，上、下扇形板和纵向的圆弧面板的宽度在静态时少同时覆盖各自对应的数组密封片；在上、下扇形板和圆弧面板均设有数个呈直线排列的长形孔，长形孔的截面为“V”形；本实用新型具有漏风率低、能耗小、故障率低，使用寿命长的优点，可实现空预器的零排放，且所输出的能耗仅占节约能耗的15%，经济价值高。

Description

回转式空气预热器的密封回收成套装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于回转式空气预热器的密封回收装置。 

背景技术

上世纪80年代初，我国因亚临界火力发电机组配备需要，全套引进美国漏风率为10%的、以受热面旋转的回转式空气预热器，用以淘汰原苏联设计漏风率为20%的的风罩式空预器。回转式空气预热器是目前大型火力发电厂及化工行业必配的辅助设备，其主要用途就是利用锅炉尾部的烟气来加热冷空气，向锅炉提供干燥煤粉和炉膛助燃的热空气；工作时，空气预热器的转子携带受热面在设备内匀速转动，锅炉尾部的高温烟气在引风机吸引下从上而下穿过空预器位于烟气侧正在旋转的转子受热面，受热面由此被加热，烟气被冷却，当被加热的受热面旋转至空气侧时，冷空气在送风机推动下由下往上穿过受热面，吸收热量形成热空气，被冷却的受热面又旋转至烟气侧被加热，由此周而复始、往复循环，源源不断地向锅炉提供热空气，由此回转式空预器成为大型火力发电锅炉正常运行的关键设备。 

由于回转式空预器同时贯穿在锅炉烟－风系统中，空气和烟气因回转式空预器而联通，空气的正压与烟气的负压同在设备内而形成压差，因此设备内必须具有密封系统，以阻止热空气在压差作用下通过一切间隙向烟气侧泄漏。而空预器又是大型转动机械，受热面转子并联在风道、烟道中旋转，因此动、静间隙过小密封性好，但易卡涩转子，影响锅炉安全运行；动、静间隙过大则造成泄漏，不仅使已经吸取热量的空气漏入烟道被排放，热能浪费、烟气量加大，同时锅炉缺风而无法正常运行！因此设备内部的密封系统至关重要。 

我国没有回转式空预器自有技术，目前国内普遍使用两种密封技术，其一美国密封定子运动，自动跟踪转子的热变形技术，以保持较小的密封间隙，来降低漏风率；由于空预器内运行工况恶劣，造成运动的密封定子故障率高，密封系统经常解列！密封效果差，实际漏风率平均在10%左右；其二英国双密封技术，密封定子与壳体固定不动，密封定子与转子密封片构成多级密封副，以逐级减压降低流速来降低漏风率；由于转子在热态时发生蘑菇状热变形，动、静密封间隙增大，因而漏风率无法降至较低水平。英国密封技术的漏风率平均在7%水平。但目前在节能、减排要求下，将回转式空预器的漏风率降低为零，做到零排放，已成为难以突破的世界课题。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种回转式空气预热器的密封回收成套装置，它具有漏风率趋于零、能耗小、故障率低、使用寿命长的优点。 

为达到上述目的，本实用新型的回转式空气预热器的密封回收成套装置，包括内部动、静密封机构、外部回收机构、自动化控制机构，所述内部动、静密封机构包括外壳、左、右密封定子、安装在转子每块隔板上的上、下径向密封片和边缘的轴向密封片，左、右密封定子均包括固联的上、下扇形板和纵向的圆弧面板，上、下扇形板和圆弧面板均内设相互隔离的导流室，上、下扇形板分别与外壳的上、下梁固联；外部回收机构包括与各导流室连通的数根风管、与风管连接的储存容器、坐落在地面的回收风机、电源柜、以及排风管，其特征在于所述上、下扇形板和纵向的圆弧面板的宽度在静态时至少同时覆盖各自对应的数组密封片；在上、下扇形板和圆弧面板的内侧均设有数个呈直线排列的长形孔，长形孔与各自的导流室相通，长形孔的截面为“V”形，长形孔的轴线为静态时从空气侧向烟气侧计算的第次末级各自对应的径向密封片在对应扇形板或圆弧面板内表面上的投影线，两扇形板上的长形孔的两径向边缘线均指向转子的轴心，该长形孔的最大宽度小于两相邻径向密封片的间距，圆弧面板上的长形孔的宽度相等且小于两相邻轴向密封片的间距。 

上述自动化控制机构包括可编程控制器、与可编程控制器相连的变频器、数个电动风门、流量传感器，变频器还与回收风机的电机相连，各电动风门安装在各自对应的风管内，流量传感器设置在回收风机的排风管上。 

空预器正常运行时，具有正压的热空气，只能通过设备内密封定子与密封片之间形成的动、静密封间隙向具有负压的烟气侧泄漏，由于上、下扇形板和圆弧面板的宽度覆盖数组密封片，形成迷宫式多级动、静密封，空气流动的动力：“压差”，在泄漏过程中逐级被减弱，流速也被减弱，因此泄漏量也逐级减小，自然地被控制在要求范围内 (多级密封的级数是根据需控制泄漏量多少来确定)；密封定子内各导流室在设备外回收风机作用下形成要求的真空度，当少量泄露的空气进入到第次末级密封片对应的区域时，即经过密封定子表面开设的长形孔被吸入各导流室内，不影响前多级密封的逐级减压，保持空气自然流动，由于泄漏的空气在经过密封区域途中被自然地吸收，因此进入烟道的热空气趋于零；导流室内的热空气再经连通的风管、储存容器、回收风机、排风管进入炉膛助燃或输送到用户需要的地方；长形孔既可减小风阻，防止漏风，又能减缓上、下扇形板和圆弧面板的磨损速度，延长使用寿命，同时能适用于空预器内恶劣的运行工况，避免被堵塞，故障率低。 

由于锅炉负荷随社会用电量随时有所变化，导致烟气温度、烟气负压、空气压力也随之发生变化，空预器内部压差的变化，也使空气泄漏量发生变化；因此当流量传感器检测到流量的变化，可编程控制器通过变频器同步调整回收风机电机的转速，同时调整各风管内电动风门的开度，既能使风机的耗电量最小，又能保证泄漏的热空气全部回收。 

作为本实用新型的进一步改进，还包括再热机构，再热机构包括换热室、前端置于换热室内、后端置于空气预热器的进口烟道内的数根热管，所述排风管与换热室相连，换热室的出口通过管路与锅炉的风箱相连；通过热管回收空气被加热至要求温度后被送至锅炉的风箱利用。 

综上所述，本实用新型具有漏风率趋于零、能耗小、故障率低、使用寿命长的优点。 

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。 

图2为图1去除再热机构后的俯视图。 

图3为图1的A-A剖视图。 

图4为图3的B-B剖视图。 

图5为图1中左密封定子的主视图。 

图6为图5的右视图。 

图7为图5的C-C剖视图。 

图8为图7的D-D剖视图。 

图9为图8的Ⅰ处局部放大图。 

图10为图5的E-E剖视图。 

图11为图10的F-F剖视图。 

图12为图11的Ⅱ处局部放大图。 

图13为自动化控制机构的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。 

由图1和图2所示，该回转式空气预热器的密封回收成套装置，包括内部动、静密封机构、外部回收机构、自动化控制机构、再热机构，所述内部动、静密封机构包括外壳1、对称设置的左、右密封定子4和5、安装在转子6每块隔板上的上、下径向密封片7、8和边缘的轴向密封片9，由图3至图12所示，左、右密封定子4和5均包括固联的上扇形板10、下扇形板11和纵向的圆弧面板12，上、下扇形板10、11和圆弧面板12均内设相互隔离的导流室13，上、下扇形板10、11分别与外壳1上、下梁2固联，所述上、下扇形板10、11和纵向的圆弧面板12的宽度在静态时能同时覆盖各自对应的五组密封片，在上、下扇形板10、11的内侧均设有数个呈直线排列的长形孔14，在圆弧面板12的内侧设有数个呈直线排列的长形孔23，长形孔14和23与各自对应的导流室13相通，长形孔14和23的截面为“V”形，长形孔14的轴线为静态时从空气侧向烟气侧计算的第四级各自对应的径向密封片7或8在对应上、下扇形板10或11内表面上的投影线，长形孔23的轴线为静态时从空气侧向烟气侧计算的第四级轴向密封片9在圆弧面板12内表面上的投影线，上、下扇形板10、11上的长形孔14的两径向边缘线均指向转子6的轴心，该长形孔14的最大宽度小于两相邻径向密封片的间距，圆弧面板12上的长形孔23的宽度相等且小于两相邻轴向密封片9的间距，长形孔14和23总截面积计算应使相应空气流量在0.2秒时间内通过时的通过时流速小于10米/秒；由图1和图2所示，外部回收机构包括与各导流室13连通的数根风管15、与风管15连接的储存容器16、坐落在地面的回收风机17、电源柜18、以及排风管19；所述自动化控制机构包括可编程控制器20、与可编程控制器20相连的变频器21、数个电动风门22、流量传感器3，变频器21还与回收风机17的电机相连，各电动风门22安装在各自对应的风管15内，流量传感器3设置在回收风机17的排风管19上（如图13所示）；由图1所示，再热机构包括换热室26、前端置于换热室26内、后端置于空气预热器的进口烟道27内的数根热管28，所述排风管19与换热室26相连，换热室26的出口通过管路与锅炉的风箱29相连。 

空预器正常运行时，具有正压的热空气，只能通过设备内密封定子4和5与密封片之间形成的动、静密封间隙向具有负压的烟气侧泄漏，由于上、下扇形板10、11和圆弧面板12的宽度覆盖五组密封片，形成迷宫式多级动、静密封，而空气流动的动力：压差，在泄漏过程中逐级被减弱，流速也被减弱，因此泄漏量也逐级减小，自然地被控制在要求范围内 (多级密封的级数是根据需控制泄漏量多少来确定)；上、下扇形板10、11和圆弧面板12的各导流室13在回收风机17作用下形成要求的真空度，当少量泄露的空气进入到第四级密封片对应的区域时，即经过长形孔14或23时被吸入各导流室13内，不影响前多级密封的逐级减压，保持空气自然流动，由于泄漏的空气在经过密封区域途中被自然地吸收，因此进入烟道的热空气趋于零；导流室13内的热空气再经连通的风管15、储存容器16、回收风机17、排风管19进入换热室26，通过热管28回收空气被加热至要求温度后被送至锅炉的风箱29利用；长形孔14的形状与相邻两径向密封片7或8的间距相适配，其孔宽由中心向外侧逐渐加大，既可减小风阻，防止漏风，又能减缓上、下扇形板10、11和圆弧面板12的磨损速度，延长使用寿命，同时能适用于空预器内恶劣的运行工况（烟尘浓度大），避免被堵塞，故障率低，免于维护，长形孔23可实现同样的效果。 

由于锅炉负荷随社会用电量随时有所变化，导致烟气温度、烟气负压、空气压力也随之发生变化，空预器内部压差的变化，也使空气泄漏量发生变化；因此当流量传感器3检测到流量低于预设置时，可编程控制器20通过变频器21同步调整回收风机电机17的转速，同时调整各风管15内电动风门22的开度，既能使风机17的耗电量最小，又能保证泄漏的热空气全部回收，实现空预器的零排放，具有划时代的意义，且所输出的能耗仅占节约能耗的15%，经济价值高。 

Claims (3)

1.一种回转式空气预热器的密封回收成套装置，包括内部动、静密封机构、外部回收机构、自动化控制机构，所述内部动、静密封机构包括外壳、左、右密封定子、安装在转子每块隔板上的上、下径向密封片和边缘的轴向密封片，左、右密封定子均包括固联的上、下扇形板和纵向的圆弧面板，上、下扇形板和圆弧面板均内设相互隔离的导流室，上、下扇形板分别与外壳的上、下梁固联；外部回收机构包括与各导流室连通的数根风管、与风管连接的储存容器、坐落在地面的回收风机、电源柜、以及排风管，其特征在于所述上、下扇形板和纵向的圆弧面板的宽度在静态时至少同时覆盖各自对应的数组密封片；在上、下扇形板和圆弧面板的内侧均设有数个呈直线排列的长形孔，长形孔与各自的导流室相通，长形孔的截面为“V”形，长形孔的轴线为静态时从空气侧向烟气侧计算的第次末级各自对应的径向密封片在对应扇形板或圆弧面板内表面上的投影线，两扇形板上的长形孔的两径向边缘线均指向转子的轴心，该长形孔的最大宽度小于两相邻径向密封片的间距，圆弧面板上的长形孔的宽度相等且小于两相邻轴向密封片的间距。

2.如权利要求1所述的回转式空气预热器的密封回收成套装置，其特征在于所述自动化控制机构包括可编程控制器、与可编程控制器相连的变频器、数个电动风门、流量传感器，变频器还与回收风机的电机相连，各电动风门安装在各自对应的风管内，流量传感器设置在回收风机的排风管上。

3.如权利要求1或2所述的回转式空气预热器的密封回收成套装置，其特征在于还包括再热机构，再热机构包括换热室、前端置于换热室内、后端置于空气预热器的进口烟道内的数根热管，所述排风管与换热室相连，换热室的出口通过管路与锅炉的风箱相连。

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