CN204513443U - 一种柔性自补偿滚动式空预器密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柔性自补偿滚动式空预器密封装置。该装置在空气预热器热态运行时使转子具有热端柔性自补偿功能，密封元件与扇形板采用滚动接触式密封，主要目的是回转式空气预热器正常热态运行时空气侧与烟气侧密封作用，减少空预器漏风，提高锅炉效率。滚动头内嵌于轴碗内与之形成滑动摩擦并保持转动灵活，滚动密封头与热端扇形板形成滚动接触式密封，弹簧用于对托板形成合适弹性范围内的柔性适应并保持滚动头与扇形板接触的紧密程度保证密封性能，滚动密封装置几何长度根据转子蘑菇状变形程度确定，滚动头直径从内向外根据扇形板宽度与转动速度确定，从而在回转式空预器热态运行时实现柔性自补偿滚动接触密封，具有广泛的社会经济效益。

Description

一种柔性自补偿滚动式空预器密封装置

技术领域

本实用新型属于大型火力发电站回转式空预器密封装置，尤其针对漏风严重的回转式空预器，具体是一种柔性自补偿滚动式空预器密封装置。

背景技术

我国的大型火力发电站基本都采用回转式空气预热器，空预器热态运行时，空预器转子会发生蘑菇状变形（图3中D1），使得空预器密封片与扇形板间隙增大，漏风严重，影响锅炉效率和机组经济性。回转式空预器设计漏风率要求低于10%，但是实际运行中漏风率都在10%以上，严重的甚至能达到30%。据统计空预器投运一年内漏风率为8%，一年后为12%左右，影响锅炉效率0.16%。300MW机组为例，漏风率每降低1%，供电煤耗约减少0.14g/kW.h，600MW机组漏风率降低1%，供电煤耗约减少0.18 g/kW.h。目前针对回转式空预器有多种密封技术，但每一种技术都存在不可回避的缺点，不能很好的解决回转式空预器漏风问题，空预器密封目前仍然是需要进一步研究解决的问题。

    回转式空预器一般包括圆筒形的转子、固定的圆筒形外壳、烟风道以及传动装置；受热面装在可转动的转子上，转子被分成若干个扇形仓格（由转子仓格板隔开），每个仓格装满了蓄热板。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种回转式空气预热器柔性自补偿滚动式密封技术，以解决目前回转式空预器漏风、运行稳定性差及使用寿命短的技术问题。

本实用新型采用的技术方案是：一种柔性自补偿滚动式空预器密封装置，包括由空预器转轴端部向远离转轴端方向顺次排列固定在空预器转子仓格板上方的多个与空预器扇形板相配合的滚动密封装置；每个滚动密封装置包括一个固定在空预器转子仓格板上方的包括水平段和竖直段的固定板、通过合页可上下转动设在固定板竖直段上端的托板，托板的上方固定有一个内嵌有滑动轴承的轴碗，滑动轴承内支撑有一个滚动头；托板的下方与固定板水平段之间连接有弹性元件；滚动密封装置空载时滚动头顶端高于扇形板底部，高出的高度小于滚动头半径。

本实用新型所述固定板通过螺栓与转子仓格板固定连接，固定板水平段与弹性元件（如强力弹簧、类似于臂力器所用的弹簧等）下端连接，固定板竖直端通过合页与托板连接，托板一端以合页为轴（轴向水平）可自由旋转，托板上固定轴碗，轴碗内部设计自润滑滑动轴承，滑动轴承上放置滚动头，轴碗高度要大于滚动头半径，防止滚动头从轴碗中脱落；当滚动密封装置空载时滚动头高于扇形板底部，高出的高度H<滚动头半径，当滚动密封装置运行到扇形板位置时，扇形板给滚动头及托板压力，通过合页转轴及压缩弹性元件使得滚动头及托板整体下移，最终形成滚动头与扇形板的滚动接触，其接触间隙通过滚动头、弹性元件实现与扇形板的柔性自补偿。

本实用新型的技术特征在于：1）利用滚动头与扇形板形成滚动接触，滚动接触摩擦力小，既可以实现密封功能也可以保证电耗小、运行平稳；2）滚动头、轴碗及托板通过合页及弹性元件等弹性装置，在空预器热态运行时，对滚动头与扇形板接触间隙实现自补偿调节功能，减少漏风；3）轴碗高度大于滚动头半径，保证滚动头不脱落，自润滑轴承确保滚动头转动灵活；4）沿空预器转子半径方向滚动头直径、周长与扇形板宽度一致，确保热态运行时转动平稳；5）滚动密封单元部件长度按照转子蘑菇状变形弧度确定，尽量减小配合间隙，减少漏风；6）本密封装置也可以用于四分仓空预器密封。

本实用新型主要针对回转式空气预热器热态运行过程中减少漏风的密封装置，在结构和原理上与其它密封技术相比提出了比较有创新的设计理念。该密封装置主要综合考虑了密封性能、寿命、节省电耗、运行稳定性等多个方面，可以有效解决回转式空预器热态运行时漏风及运行稳定性的问题，并且具有寿命长、结构简单、可靠性高、实用性强等诸多优点。

附图说明

图1空预器转子扇形板与密封装置俯视结构示意图。

图中：1、空预器转轴，2、扇形板，3、滚动密封装置。

图2滚动密封装置的侧视结构示意图。

图中：2、扇形板，4、滚动头，5、固定托板，6、合页，7、弹性支撑装置，8、固定板，9、内嵌有滑动轴承的轴碗。

图3 空预器热态运行正面剖视结构示意图。

图中：10、热态运行时滚动头与扇形板配合间隙。

具体实施方式

本实用新型提供一种柔性自补偿滚动式空预器密封装置，包括由空预器转轴端部向远离转轴端方向顺次排列固定在空预器转子仓格板上方的多个与空预器扇形板2相配合的滚动密封装置3；每个滚动密封装置3包括一个固定在空预器转子仓格板上方的包括水平段和竖直段的固定板8、通过合页6可上下转动设在固定板8竖直段上端的托板5，托板5的上方固定有一个内嵌有滑动轴承的轴碗9，滑动轴承内支撑有一个滚动头4；托板5的下方与固定板8水平段之间连接有弹性元件7；滚动密封装置3空载时滚动头4顶端高于扇形板2底部，高出的高度小于滚动头4半径。

当滚动头4与扇形板2不接触时，滚动头4高于扇形板2；接触时通过压缩弹性元件7使得滚动头4与扇形板2保持紧密接触。

弹性元件7的弹力使得滚动头4在轴碗9内可以转动运动而不会使滚动头4与扇形板2形成滑动摩擦；其弹性范围使得滚动头4离开扇形板2时候高出扇形板2，与扇形板2相遇时能与扇形板2形成滚动接触，也即高于扇形板2的高度要小于滚动头4的半径。滚动头4内嵌于轴碗内与之形成滑动摩擦并保持转动灵活，滚动头4与热端扇形板2形成滚动接触式密封，弹性元件7用于对托板5形成合适弹性范围内的柔性适应并保持滚动头与扇形板2接触的紧密程度保证密封性能。

轴碗9对滚动头4包围高度要保证滚动头4不会从轴碗9内脱落。一般轴碗高度略大于滚动头半径就可以保证滚动头不会脱落。

滚动头4采用铜或者带自润滑特性的金属制做，轴碗9内滑动轴承由带自润滑特性的金属制做。

滚动头4直径根据所处圆周扇形板2宽度计算，扇形板2宽度与滚动头4圆周周长相同，使得空预器转子不同圆周半径上密封装置通过扇形板2的时间相同，也即靠近空预器转子端滚动头直径小，而远离空预器转子端滚动头直径大。

滚动密封装置3的长度，根据转子热态蘑菇状变形程度计算确定，尽可能减小变形弧度曲线与扇形板直线的间隙，从而在回转式空预器热态运行时实现柔性自补偿滚动接触密封，达到密封性能良好，运转平稳，提高锅炉效率、风机节能的目的，具有广泛的社会效益和经济效益。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1是空预器转子扇形板2与滚动密封装置3俯视图，图2是滚动密封单元部件侧视图，图3是空预器热态运行正面剖视图，从图中可以看出滚动密封装置3主要由8个部件组成。固定板8竖直段下端与空预器转子仓格板通过螺栓紧固连接，固定板水平段则与（自补偿）弹性元件7固定连接，托板5与固定板8通过合页6连接，内嵌有滑动轴承的轴碗9固定于托板5上，滚动头4安装于轴碗内。滚动头长度设计为5cm～10cm，直径为2cm～5cm，滚动密封装置3空载时滚动头高度不超过1cm～2cm，滚动头部件采用铜或者自润滑金属材料制作，滑动轴承采用自润滑金属材料制作。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出改进，也可以上述具体实施方式的进行组合，这些改进及组合形成的技术方案也应视为本实用新型的保护范围。

工作过程为：滚动密封装置3部件制作完成以后，采用螺栓紧固方式与空预器转子仓格板通过螺栓紧固连接，其中滚动头比扇形板高1cm～2cm，弹簧处于完全弹起状态，当转子转动，带动滚动密封装置转到扇形板边缘时，扇形板对滚动头光滑接触，然后压缩弹簧并带动滚动头向下运动，使得滚动头与扇形板形成紧密的滚动接触，滚动头与扇形板接触力带动滚动头在滑动轴承转动，使得扇形板与滚动头形成相对滚动运动；当滚动密封装置3随转子转离扇形板2时，滚动头4与扇形板2脱离，托板5与滚动头4在弹簧的弹力作用下，向上运动，恢复自由状态；轴碗对滚动头包围半径大于滚动头4半径，使得滚动头4始终处于轴碗包围范围内，不发生脱离。热态运行时，转子有蘑菇状变形，产生向下弯曲的弧线变形，而扇形板底部是直线，所以，滚动密封装置长度根据变形程度计算，保持配合间隙10最小，提高密封性能；而滚动头4直径则随着转子半径不同部位扇形板宽度计算得出，保持各滚动密封装置3角速度相同，保证转子平稳运行。

Claims (7)

1.一种柔性自补偿滚动式空预器密封装置，其特征在于，包括由空预器转轴端部向远离转轴端方向顺次排列固定在空预器转子仓格板上方的多个与空预器扇形板（2）相配合的滚动密封装置（3）；每个滚动密封装置（3）包括一个固定在空预器转子仓格板上方的包括水平段和竖直段的固定板（8）、通过合页（6）可上下转动设在固定板（8）竖直段上端的托板（5），托板（5）的上方固定有一个内嵌有滑动轴承的轴碗（9），滑动轴承内支撑有一个滚动头（4）；托板（5）的下方与固定板（8）水平段之间连接有弹性元件（7）；滚动密封装置（3）空载时滚动头（4）顶端高于扇形板（2）底部，高出的高度小于滚动头（4）半径。

2.根据权利要求1所述的一种柔性自补偿滚动式空预器密封装置，其特征在于，当滚动头（4）与扇形板（2）不接触时，滚动头（4）高于扇形板（2）；接触时通过压缩弹性元件（7）使得滚动头（4）与扇形板（2）保持紧密接触。

3.根据权利要求1或2所述的一种柔性自补偿滚动式空预器密封装置，其特征在于弹性元件（7）的弹力使得滚动头（4）在轴碗（9）内可以转动运动而不会使滚动头（4）与扇形板（2）形成滑动摩擦；其弹性范围使得滚动头（4）离开扇形板（2）时候高出扇形板（2），与扇形板（2）相遇时能与扇形板（2）形成滚动接触，也即高于扇形板（2）的高度要小于滚动头（4）的半径。

4.根据权利要求1或2所述的一种柔性自补偿滚动式空预器密封装置，其特征在于轴碗（9）对滚动头（4）包围高度要保证滚动头（4）不会从轴碗（9）内脱落。

5.根据权利要求4所述的一种柔性自补偿滚动式空预器密封装置，其特征在于滚动头（4）采用铜或者带自润滑特性的金属制做，轴碗（9）内滑动轴承由带自润滑特性的金属制做。

6.根据权利要求1或2所述的一种柔性自补偿滚动式空预器密封装置，其特征在于滚动头（4）直径根据所处圆周扇形板（2）宽度计算，扇形板（2）宽度与滚动头（4）圆周周长相同，使得空预器转子不同圆周半径上的滚动密封装置（3）通过扇形板（2）的时间相同，也即靠近空预器转子端滚动头（4）直径小，而远离空预器转子端滚动头（4）直径大。

7.根据权利要求1或2所述的一种柔性自补偿滚动式空预器密封装置，其特征在于滚动密封装置（3）的长度，根据转子热态蘑菇状变形程度计算确定，尽可能减小变形弧度曲线与扇形板直线的间隙。