CN203052703U - 一种回转式空气预热器的密封装置 - Google Patents

一种回转式空气预热器的密封装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于节能领域，具体为一种用于火力发电厂回转式空气预热器的密封装置，它包括安装于径向扇形板和轴向密封板上的柔性密封元件，其中，所述柔软密封元件为气囊，其宽度分别与转子相邻两隔板径向间距和轴向间距同宽，气囊充气后转子旋转的任何时刻都有一块隔板与气囊的密封面挤压接触，气囊放气后密封面与转子隔板脱离。本实用新型可将空气预热器漏风率降至一个极低的水平，能够显著提高锅炉运行经济性。

Description

一种回转式空气预热器的密封装置
技术领域
本实用新型属于节能领域，具体为一种用于火力发电厂回转式空气预热器的密封装置。
背景技术
随着火电厂单机容量的逐步增加，三分仓回转式空气预热器得到大规模应用，该类型空气预热器的直接漏风（径向漏风、轴向漏风、旁路漏风）问题一直是影响机组经济性的主要因素，因而如何改善其漏风性能已成为很多研究人员的研究重点。
该类型空气预热器的直接漏风是由不同流动介质在接触面上压力差及转子与扇形板间隙引起的，压差越大，漏风量越大；间隙越大，漏风越大。因而如何减小不同流动介质在接触面上的压力差及转子与扇形板间隙，成为许多研究人员的研究方向，也发表了不少专利，一些专利技术应用到生产中后也取得了较好的经济效益，例如双密封系统专利、弹性密封片装置专利、自动补偿漏风间隙专利、柔性接触式密封专利等。
现在所应用的密封专利技术思路是将密封片安装在转子模数仓格的隔板上（径向和/或轴向），通过自动调节或冷态预留间隙方法，达到减小转子隔板与扇形板间隙，从而减小空气预热器漏风量。但是这些方法对空气预热器漏风量的减少幅度有限，而且当密封片磨损后存在更换困难、密封间隙难以控制、漏风量显著增加等问题。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种回转式空气预热器的密封装置，它打破常规技术思维模式，采用气囊作为密封元件，并将密封元件只安装在径向扇形板和轴向密封板上，从而保证转子旋转的任何时刻都有一模化仓格隔板与密封元件接触，实现不同流动介质交界处零间隙密封。
为实现上述技术目的，本实用新型提供的方案是：一种回转式空气预热器的密封装置，包括安装于径向扇形板和轴向密封板上的柔性密封元件，其中，所述柔性密封元件为气囊，其宽度分别比转子相邻两隔板径向间距和轴向间距略宽，气囊充气后转子旋转的任何时刻都有一块隔板与气囊的密封面挤压接触，气囊放气后密封面与转子隔板脱离。
而且，所述径向扇形板上的气囊密封面呈扇形或类似形状，所述轴向密封板上的气囊密封面呈矩形或类似形状。
而且，所述气囊的外表面由外至内依次具有耐磨材料层、隔热材料层和保温材料层。
而且，所述耐磨材料层是不锈钢丝网或其他耐磨喷涂料，所述隔热材料层是陶瓷纤维布，所述保温材料层是玻璃纤维布。
而且，位于空气预热器热端的径向和轴向所述气囊内表面为氟胶布；位于空气预热器冷端的径向所述气囊内表面为硅胶布。
而且，所述气囊通过具有充气调节阀的进气管与密封风机连通，所述气囊通过具有放气阀的放气管与空气预热器的出口烟道连通。
而且，所述进气管设置压力表。
而且，所述充气调节阀的工作由DCS控制系统控制。DCS是分散控制系统（Distributed Control System）的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
本实用新型可将空气预热器漏风率降至一个极低的水平，能够显著提高锅炉运行经济性；可使空气预热器密封元件的安装及更换操作变得简单、方便，而且对空气预热器径向扇形板及轴向密封板结构优化后，还可实现不停运空气预热器更换密封元件；还可使空气预热器在任意锅炉出力工况下，实现径向和轴向零漏风密封。
附图说明
图1是本实用新型在气囊充气状态的结构示意图。
图2是本实用新型在气囊放气状态的结构示意图。
图3是本实用新型在气囊充气状态下密封面与转子隔板挤压接触的示意图。
图4是本实用新型在气囊放气状态下密封面与转子隔板脱离的示意图。
图5是本实用新型系统的结构示意图。
图6是图4中A-A面的剖视图。
其中，1、气囊边界，2、密封面，3、轴向密封板，4、热端径向扇形板，5、隔板，6、气囊，7、压力表，8、充气分支管，9、放气分支管，10、充气调节阀，11、放气阀，12、冷端径向扇形板。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
本实施例提供一种回转式空气预热器的密封装置，包括安装于径向扇形板4和轴向密封板3上的柔性密封元件，如图1和图2所示，所述柔软密封元件为气囊6，其宽度分别比转子相邻两隔板5径向间距和轴向间距略宽。因而用于安装气囊6的扇形板的截面尺寸只需比相邻两隔板5截面略大即可，可使当前空气预热器的空气与烟气交界处扇形板截面缩小近一半。根据冷态下空气预热器转子径向扇形板4和轴向密封板3与隔板5安装间隙及所需密封高度、转子轴向隔板5与轴向密封板3间隙及所需密封高度、转子热膨胀预留量、以及转子相邻两隔板5径向、轴向间距等参数进行设计加工成图1效果图所示结构，在气囊边界1开若干孔用于与扇形板4及轴向密封板3的螺栓连接，连接时确保其严密性。另外，本实用新型中的密封元件只安装在径向扇形板和轴向密封板3上，进行结构优化设计后，在不停运空气预热器时，可实现对其密封元件的更换。
气囊6充气后转子旋转的任何时刻都有一块隔板5与气囊6的密封面2挤压接触，如图3所示，气囊6充气后，径向、轴向气囊密封面2充分膨胀呈“鼓泡”状，与转子隔板5挤压接触，气囊的密封面2和隔板5共同构成一道屏障，阻断了两侧流动介质因压力差形成的漏流，消除了空气预热器径向、轴向漏风现象。气囊6充气后，气囊密封面2与转子隔板5间接触摩擦引起转动电机功耗增加量按下式进行估算：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
   (1)                                       
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
径向，轴向密封面2与隔板5接触摩擦引起电机功耗增加量，单位w；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
密封面2与隔板5接触摩擦引起电机功耗增加总量，单位w；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
单台空气预热器径向，轴向气囊6数量，分别为6和3；
Figure DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
径向，轴向密封面2与隔板5摩擦系数；
Figure DEST_PATH_IMAGE018
空气预热器转子运转周期，单位s；
，径向，轴向气囊6充气压力，单位pa；
Figure DEST_PATH_IMAGE024
，
Figure DEST_PATH_IMAGE026
空气预热器转子隔板5径向，轴向厚度，单位m；
Figure DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure DEST_PATH_IMAGE030
分别为空气预热器转子隔板5内径和外径，单位m；
Figure DEST_PATH_IMAGE032
空气预热器转子高度，单位m。
以125MW机组为例，取
Figure DEST_PATH_IMAGE034
，
Figure DEST_PATH_IMAGE036
，
Figure DEST_PATH_IMAGE038
，，
Figure DEST_PATH_IMAGE042
，
Figure DEST_PATH_IMAGE044
，
Figure DEST_PATH_IMAGE046
计算得到
Figure DEST_PATH_IMAGE048
，
Figure DEST_PATH_IMAGE050
，气囊6与转子的最大摩擦力引起转机总功耗增加量
Figure DEST_PATH_IMAGE052
，电流增量为1.3A。
如图4所示，气囊6放气后，密封面2呈“干瘪”状，此时密封面2与转子隔板5脱离，转子可无阻碍的旋转。
进一步的，在上述方案中所述径向扇形板4上的气囊密封面2呈扇形或类似形状，所述轴向隔板5上的气囊密封面2呈矩形或类似形状。
进一步的，在上述方案中所述气囊6的外表面由外至内依次具有耐磨材料层、隔热材料层和保温材料层。
进一步的，在上述方案中所述耐磨材料层是不锈钢丝网或其他耐磨喷涂料，所述隔热材料层是陶瓷纤维布，所述保温材料层是玻璃纤维布。
进一步的，在上述方案中气囊6的材料可借鉴火电厂锅炉烟道上耐高温的非金属膨胀节材料成分，采用耐高温、防腐、高致密性柔性橡胶布。位于空气预热器热端的径向和轴向所述气囊6内表面为氟胶布；位于空气预热器冷端的径向所述气囊6内表面为硅胶布。
添加隔热、保温材料后，热端的径向和轴向气囊6可长期在400℃及以上高温下正常使用；冷端径向气囊6也可长期在300℃及以上高温下正常使用。
进一步的，在上述方案中所述气囊6通过具有充气调节阀10的进气管与密封风机母管连通，所述气囊6通过具有放气阀11的放气管与空气预热器的出口烟道连通。充气时，可从密封风机出口母管引一路充气母管至空气预热器平台，再由充气分支管8经充气调节阀10将气源依次引入空气预热器气囊6内腔。放气时，关闭充气分支管8上充气调节阀10，打开放气阀11，利用空气预热器出口烟道负压将气囊6内腔抽至“干瘪”态。
进一步的，在上述方案中所述充气调节阀10的工作由DCS控制系统控制。利用DCS控制系统编写压力自动调整逻辑，只需输入所需压力目标值，即可实现充气调节阀10自动开、关的调整。
使用时的步骤为：气囊充气→压力调整→气囊零漏风密封→压力调整→气囊放气。防止空气预热器转子热膨胀后漏风量增加的控制方案为：一是所述气囊高度预留转子热膨胀量，二是调节所述气囊充气压力。

Claims (8)

1.一种回转式空气预热器的密封装置，包括安装于径向扇形板和轴向密封板上的柔性密封元件，其特征在于：所述柔软密封元件为气囊，其宽度分别比转子相邻两隔板径向间距和轴向间距略宽，气囊充气后转子旋转的任何时刻都有一块隔板与气囊的密封面挤压接触，气囊放气后密封面与转子隔板脱离。
2.根据权利要求1所述的一种回转式空气预热器的密封装置，其特征在于：所述径向扇形板上的气囊密封面呈扇形，所述轴向密封板上的气囊密封面呈矩形。
3.根据权利要求1或2所述的一种回转式空气预热器的密封装置，其特征在于：所述气囊的外表面由外至内依次具有耐磨材料层、隔热材料层和保温材料层。
4.根据权利要求3所述的一种回转式空气预热器的密封装置，其特征在于：所述耐磨材料层是不锈钢丝网，所述隔热材料层是陶瓷纤维布，所述保温材料层是玻璃纤维布。
5.根据权利要求1或2或4所述的一种回转式空气预热器的密封装置，其特征在于：位于空气预热器热端的径向和轴向所述气囊内表面为氟胶布；位于空气预热器冷端的径向所述气囊内表面为硅胶布。
6.根据权利要求1所述的一种回转式空气预热器的密封装置，其特征在于：所述气囊通过具有充气调节阀的进气管与密封风机母管连通，所述气囊通过具有放气阀的放气管与空气预热器的出口烟道连通。
7.根据权利要求6所述的一种回转式空气预热器的密封装置，其特征在于：所述进气管设置压力表。
8.根据权利要求6所述的一种回转式空气预热器的密封装置，其特征在于：所述充气调节阀的工作由DCS控制系统控制。
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CN103032884A (zh) * 2012-12-31 2013-04-10 黄辉 一种回转式空气预热器的密封装置
CN113023250A (zh) * 2021-03-04 2021-06-25 上饶中材机械有限公司 一种新型壳体密封形式的埋刮板输送机

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