CN204574098U - 空预器及其冷端径向或轴向的密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了空预器及其冷端径向或轴向的密封结构，该密封结构包括呈片状的密封板，所述密封板为由背风侧保护板、中间密封板和向风侧保护板层叠而成的层叠结构，且背风侧保护板与向风侧保护板的任意一侧均具有一段弯曲段，在背风侧保护板与向风侧保护板层叠后两段弯曲段均位于密封板的同侧，且两个弯曲段的弯曲方向相反，两个弯曲段构成一个沿着密封板长度方向且开口方向向外的V形卡口，所述中间密封板部分位于V形卡口中，且由V形卡口伸出的中间密封板的自由端端部位于V形卡口之外；同时本实用新型公开了一种采用以上密封结构的空预器。该密封结构密封性能好、使用寿命长，采用该密封结构的空预器泄漏率低、故障率低。

Description

空预器及其冷端径向或轴向的密封结构

技术领域

    本实用新型涉及空预器零部件及空预器结构领域，特别是涉及一种空预器及其冷端径向或轴向的密封结构。

背景技术

回转式空气预热器简称空预器，是大型锅炉的热交换设备，由于相对于管式空气预热器，具有结构紧凑、体积小、换热面密度高、整机质量轻、金属耗用量少、布置安装方便、低温腐蚀较轻等特点，在电站锅炉上被广泛运用。空预器是利用锅炉排出的烟气热量来预热进入锅炉参与燃烧所需的空气，或作为锅炉烟气热量的回收设备，以便于将以上热量用作燃料除湿、加热等其他用途的设备，该设备设置的目的是提高锅炉的效率。空预器的漏风率是影响锅炉效率的重要指标，现有技术中的空预器以上漏风率在正常情况下一般为6%-8%，密封不良是甚至高达20%，所以，空预器的密封技术对锅炉的效率影响大。

现有技术中空预器中烟气与空气一般采用逆流，将空预器中设置烟气进口和空气出口的一端定义为热端，空预器的另一端为冷端。空预器的漏风分为直接漏风和携带漏风，两者的漏风量比例一般小于1:3，而在直接漏风中，冷端的径向漏风量约占总直接漏风量的30%以上，直径越大的空预器冷端的径向漏风量约占总直接漏风量的比例更大。以上冷端的直接漏风源自空预器转子在工作过程中的热态变形和重力变形叠加形成的蘑菇状变形。现有技术中由于空预器转子位于冷端的一端的变形相较于位于热端的一端变形量更小，同时冷端的热流体经过了放热、热冷流体未吸热，造成现有对冷端的密封结构的设计或进一步改造力度小，不利于锅炉系统的整体经济运行效益和工艺控制。

实用新型内容

针对上述现有技术中由于空预器转子位于冷端的一端的变形相较于位于热端的一端变形量更小，同时冷端的热流体经过了放热、热冷流体未吸热，造成现有对冷端的密封结构的设计或进一步改造力度小，不利于锅炉系统的整体经济运行效益和工艺控制的问题，本实用新型提供了一种空预器及其冷端径向或轴向的密封结构。

为解决上述问题，本实用新型提供的空预器及其冷端径向或轴向的密封结构通过以下技术要点来解决问题：空预器冷端径向或轴向的密封结构，包括呈片状的密封板，所述密封板为由背风侧保护板、中间密封板和向风侧保护板层叠而成的层叠结构，所述中间密封板卡设在背风侧保护板与向风侧保护板之间，且背风侧保护板与向风侧保护板的任意一侧均具有一段弯曲段，在背风侧保护板与向风侧保护板层叠后两段弯曲段均位于密封板的同侧，且两个弯曲段的弯曲方向相反，两个弯曲段构成一个沿着密封板长度方向且开口方向向外的V形卡口，所述中间密封板部分位于V形卡口中，且由V形卡口伸出的中间密封板的自由端端部位于V形卡口之外。

具体的，以上结构用于安装在转子的冷端端部的径向或/和冷端侧面的轴向，以在空预器工作过程中以上结构随转子转动。设置的中间密封板用于形成一条扰流板，以在转子转动时产生风扰作用而形成一道风墙，阻碍转子冷端端面和冷端轴向的泄漏，以实现转子冷端的径向密封和冷端的轴向密封；设置的背风侧保护板和向风侧保护板主要用于中间密封板的固定和实现对中间密封板的保护：在转子的转动过程中，由V形卡口伸出的中间密封板的自由端端部位于V形卡口之外的结构设置使得相对于V形卡口边缘伸出的部分迎风，同时在转子的蘑菇状变形过程中中间密封板的自由端还可能与扇形板或定子内部接触产生摩擦力甚至碰撞，这样，以上过程使得中间密封板在变形的过程中，V形卡口的内壁对中间密封板具有支撑作用，以分散以上中间密封变变形过程中其上的压力，达到减小局部应力的作用，通过采用合适材质的中间密封板材料，可实现以上夹持在V形卡口中的中间密封板部分超过百万次的饶性周期试验；同时，设置的背风侧保护板和向风侧保护板作为V性卡口避免的弯曲段还具有增强风扰的作用，达到强化径向或轴向密封性能的目的。

作为以上结构的优选实施方案，以上密封板设置为由其一侧到另一侧宽度线性增加或减小，以适应转子工作过程的蘑菇状变形。

本结构相较于传统运用于冷端端面或冷端径向密封结构，由于中间密封板可与定子或扇形板接触形成直接隔离流道实现密封，同时配合上述产生的风扰作用，使得本结构具有良好的密封性，通过对本结构形状的限定，使得本结构还具有较长的使用寿命。

作为对空预器冷端径向或轴向的密封结构的进一步限定，作为一种易于实现、对中间密封板变形时具有良好力分散作用的背风侧保护板和向风侧保护板弯曲段形状的设置形式，所述弯曲段为向对应的背风侧保护板或向风侧保护板一侧弯曲的弧形板，或所述弯曲段为向对应的背风侧保护板或向风侧保护板一侧弯曲的平板。

作为对空预器冷端径向或轴向的密封结构的进一步限定，为减小中间密封段变形起始端的应力，所述平板与对应的背风侧保护板或向风侧保护板的其他部分通过一段弧形段相接。

作为对空预器冷端径向或轴向的密封结构的进一步限定，为进一步增强以上结构产生的风扰作用的强度，所述向风侧保护板上还设置有至少一段隆起的凸起，所述凸起呈波纹状，且凸起的宽度方向与密封板的宽度方向同向。以上呈波纹状的凸起可通过叶轮的原理产生风压，以形成强壮阻碍泄漏，同时以上呈波纹状的凸起形式便于通过变形吸收向风侧保护板受热时产生的热应力，而不至于使得以上热应力引起中间密封板过大的热变形而影响以上结构的密封效果。

作为对空预器冷端径向或轴向的密封结构的进一步限定，基于以上结构的使用寿命，作为一种便于取材、强度、刚度和耐磨性等性能的综合优选方案，所述中间密封板为厚度介于2至4mm之间、牌号为15CrMn的钢板，所述背风侧保护板和向风侧保护板均为由厚度介于3至7mm之间的Q215钢板一侧弯曲而成，所述牌号：15CrMn源自GB/T 3077-2006。

作为对空预器冷端径向或轴向的密封结构的进一步限定，为便于中间密封板自由端末端的位置调整，以便于以上结构的安装调试过程中达到最优的寿命与泄漏量的优选实施方案，还包括连接螺栓，所述风侧保护板、中间密封板和向风侧保护板通过连接螺栓相连，且所述中间密封板上用于连接螺栓穿过的螺栓孔为条形螺栓通孔。

一种采用以上密封结构的空预器，包括转子，所述转子冷端端面的径向方向和/或冷端侧面的轴向方向上均固定有多个以上任意一个方案所述的空预器冷端径向或轴向的密封结构，且冷端端面/或和冷端侧面上的密封结构各自V形卡口均位于各自自由侧。以上结构的空预器冷端径向和轴向泄漏率小，同时由于密封结构特定的结构形式，以上空预器的故障率低。

作为对以上空预器的进一步限定，为利于稳定空预器转子的转动形态，所述冷端端面/或和冷端侧面上的密封结构均绕转子的轴心呈环状均布。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型公开了一种空预器及其冷端径向或轴向的密封结构，该密封结构用于安装在转子的冷端端部的径向或/和冷端侧面的轴向，以在空预器工作过程中以上结构随转子转动。设置的中间密封板用于形成一条扰流板，以在转子转动时产生风扰作用而形成一道风墙，阻碍转子冷端端面和冷端轴向的泄漏，以实现转子冷端的径向密封和冷端的轴向密封；设置的背风侧保护板和向风侧保护板主要用于中间密封板的固定和实现对中间密封板的保护：在转子的转动过程中，由V形卡口伸出的中间密封板的自由端端部位于V形卡口之外的结构设置使得相对于V形卡口边缘伸出的部分迎风，同时在转子的蘑菇状变形过程中中间密封板的自由端还可能与扇形板或定子内部接触产生摩擦力甚至碰撞，这样，以上过程使得中间密封板在变形的过程中，V形卡口的内壁对中间密封板具有支撑作用，以分散以上中间密封变变形过程中其上的压力，达到减小局部应力的作用，通过采用合适材质的中间密封板材料，可实现以上夹持在V形卡口中的中间密封板部分超过百万次的饶性周期试验；同时，设置的背风侧保护板和向风侧保护板作为V性卡口避免的弯曲段还具有增强风扰的作用，达到强化径向或轴向密封性能的目的。

本密封结构相较于传统运用于冷端端面或冷端径向密封结构，由于中间密封板可与定子或扇形板接触形成直接隔离流道实现密封，同时配合上述产生的风扰作用，使得本结构具有良好的密封性，通过对本结构形状的限定，使得本结构还具有较长的使用寿命。

同时本实用新型还公开了一种运用以上密封结构的空预器，该空预器冷端径向和轴向泄漏率小，同时由于密封结构特定的结构形式，以上空预器的故障率低。

附图说明

图1为实施例1和实施例3中本实用新型所述的空预器冷端径向或轴向的密封结构和采用该密封结构的空预器的结构侧视图和安装示意图；

图2为实施例2和实施例3中本实用新型所述的空预器冷端径向或轴向的密封结构和采用该密封结构的空预器的结构侧视图和安装示意图。

图中标记分别为：1、转子，2、背风侧保护板，3、中间密封板，4、向风侧保护板，41、凸起，5、V形卡口，6、连接螺栓。

具体实施方式

本实用新型提供了一种空预器及其冷端径向或轴向的密封结构，用于解决：现有技术中由于空预器转子位于冷端的一端的变形相较于位于热端的一端变形量更小，同时冷端的热流体经过了放热、热冷流体未吸热，造成现有对冷端的密封结构的设计或进一步改造力度小，不利于锅炉系统的整体经济运行效益和工艺控制的问题。通过本实用新型提供的结构便于达到以下技术效果：密封结构可实现良好的空预器转子冷端的径向和轴向密封，同时本密封结构使用寿命长；采用本密封结构的空预器具有较小的漏风率和故障率。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1所示，空预器冷端径向或轴向的密封结构，包括呈片状的密封板，所述密封板为由背风侧保护板2、中间密封板3和向风侧保护板4层叠而成的层叠结构，所述中间密封板3卡设在背风侧保护板2与向风侧保护板4之间，且背风侧保护板2与向风侧保护板4的任意一侧均具有一段弯曲段，在背风侧保护板2与向风侧保护板4层叠后两段弯曲段均位于密封板的同侧，且两个弯曲段的弯曲方向相反，两个弯曲段构成一个沿着密封板长度方向且开口方向向外的V形卡口5，所述中间密封板3部分位于V形卡口5中，且由V形卡口5伸出的中间密封板3的自由端端部位于V形卡口5之外。

本实施例中，以上结构用于安装在转子1的冷端端部的径向或/和冷端侧面的轴向，以在空预器工作过程中以上结构随转子1转动。设置的中间密封板3用于形成一条扰流板，以在转子1转动时产生风扰作用而形成一道风墙，阻碍转子1冷端端面和冷端轴向的泄漏，以实现转子1冷端的径向密封和冷端的轴向密封；设置的背风侧保护板2和向风侧保护板4主要用于中间密封板3的固定和实现对中间密封板3的保护：在转子1的转动过程中，由V形卡口5伸出的中间密封板3的自由端端部位于V形卡口5之外的结构设置使得相对于V形卡口5边缘伸出的部分迎风，同时在转子1的蘑菇状变形过程中中间密封板3的自由端还可能与扇形板或定子内部接触产生摩擦力甚至碰撞，这样，以上过程使得中间密封板3在变形的过程中，V形卡口5的内壁对中间密封板3具有支撑作用，以分散以上中间密封变变形过程中其上的压力，达到减小局部应力的作用，通过采用合适材质的中间密封板3材料，可实现以上夹持在V形卡口5中的中间密封板3部分超过百万次的饶性周期试验；同时，设置的背风侧保护板2和向风侧保护板4作为V性卡口避免的弯曲段还具有增强风扰的作用，达到强化径向或轴向密封性能的目的。

本实施例中，作为以上结构的优选实施方案，以上密封板设置为由其一侧到另一侧宽度线性增加或减小，以适应转子1工作过程的蘑菇状变形。

本结构相较于传统运用于冷端端面或冷端径向密封结构，由于中间密封板3可与定子或扇形板接触形成直接隔离流道实现密封，同时配合上述产生的风扰作用，使得本结构具有良好的密封性，通过对本结构形状的限定，使得本结构还具有较长的使用寿命。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，如图2所示，作为对空预器冷端径向或轴向的密封结构的进一步限定，作为一种易于实现、对中间密封板3变形时具有良好力分散作用的背风侧保护板2和向风侧保护板4弯曲段形状的设置形式，所述弯曲段为向对应的背风侧保护板2或向风侧保护板4一侧弯曲的弧形板，或所述弯曲段为向对应的背风侧保护板2或向风侧保护板4一侧弯曲的平板。

作为对空预器冷端径向或轴向的密封结构的进一步限定，为减小中间密封段变形起始端的应力，所述平板与对应的背风侧保护板2或向风侧保护板4的其他部分通过一段弧形段相接。

作为对空预器冷端径向或轴向的密封结构的进一步限定，为进一步增强以上结构产生的风扰作用的强度，所述向风侧保护板4上还设置有至少一段隆起的凸起41，所述凸起41呈波纹状，且凸起41的宽度方向与密封板的宽度方向同向。以上呈波纹状的凸起41可通过叶轮的原理产生风压，以形成强壮阻碍泄漏，同时以上呈波纹状的凸起41形式便于通过变形吸收向风侧保护板4受热时产生的热应力，而不至于使得以上热应力引起中间密封板3过大的热变形而影响以上结构的密封效果。

作为对空预器冷端径向或轴向的密封结构的进一步限定，基于以上结构的使用寿命，作为一种便于取材、强度、刚度和耐磨性等性能的综合优选方案，所述中间密封板3为厚度介于2至4mm之间、牌号为15CrMn的钢板，所述背风侧保护板2和向风侧保护板4均为由厚度介于3至7mm之间的Q215钢板一侧弯曲而成。

作为对空预器冷端径向或轴向的密封结构的进一步限定，为便于中间密封板3自由端末端的位置调整，以便于以上结构的安装调试过程中达到最优的寿命与泄漏量的优选实施方案，还包括连接螺栓6，所述风侧保护板、中间密封板3和向风侧保护板4通过连接螺栓6相连，且所述中间密封板3上用于连接螺栓6穿过的螺栓孔为条形螺栓通孔。

实施例3：

本实施例在基于实施例1或实施例2，如图1和图2所示，一种采用以上实施例提供的密封结构方案的空预器，包括转子1，所述转子1冷端端面的径向方向和/或冷端侧面的轴向方向上均固定有多个以上任意一个方案所述的空预器冷端径向或轴向的密封结构，且冷端端面/或和冷端侧面上的密封结构各自V形卡口5均位于各自自由侧。以上结构的空预器冷端径向和轴向泄漏率小，同时由于密封结构特定的结构形式，以上空预器的故障率低。

作为对以上空预器的进一步限定，为利于稳定空预器转子1的转动形态，所述冷端端面/或和冷端侧面上的密封结构均绕转子1的轴心呈环状均布。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.空预器冷端径向或轴向的密封结构，包括呈片状的密封板，其特征在于，所述密封板为由背风侧保护板（2）、中间密封板（3）和向风侧保护板（4）层叠而成的层叠结构，所述中间密封板（3）卡设在背风侧保护板（2）与向风侧保护板（4）之间，且背风侧保护板（2）与向风侧保护板（4）的任意一侧均具有一段弯曲段，在背风侧保护板（2）与向风侧保护板（4）层叠后两段弯曲段均位于密封板的同侧，且两个弯曲段的弯曲方向相反，两个弯曲段构成一个沿着密封板长度方向且开口方向向外的V形卡口（5），所述中间密封板（3）部分位于V形卡口（5）中，且由V形卡口（5）伸出的中间密封板（3）的自由端端部位于V形卡口（5）之外。

2.根据权利要求1所述的空预器冷端径向或轴向的密封结构，其特征在于，所述弯曲段为向对应的背风侧保护板（2）或向风侧保护板（4）一侧弯曲的弧形板，或所述弯曲段为向对应的背风侧保护板（2）或向风侧保护板（4）一侧弯曲的平板。

3.根据权利要求2所述的空预器冷端径向或轴向的密封结构，其特征在于，所述平板与对应的背风侧保护板（2）或向风侧保护板（4）的其他部分通过一段弧形段相接。

4.根据权利要求1所述的空预器冷端径向或轴向的密封结构，其特征在于，所述向风侧保护板（4）上还设置有至少一段隆起的凸起（41），所述凸起（41）呈波纹状，且凸起（41）的宽度方向与密封板的宽度方向同向。

5.根据权利要求1所述的空预器冷端径向或轴向的密封结构，其特征在于，所述中间密封板（3）为厚度介于2至4mm之间、牌号为15CrMn的钢板，所述背风侧保护板（2）和向风侧保护板（4）均为由厚度介于3至7mm之间的Q215钢板一侧弯曲而成。

6.根据权利要求1所述的空预器冷端径向或轴向的密封结构，其特征在于，还包括连接螺栓（6），所述风侧保护板（2）、中间密封板（3）和向风侧保护板（4）通过连接螺栓（6）相连，且所述中间密封板（3）上用于连接螺栓（6）穿过的螺栓孔为条形螺栓通孔。

7.一种空预器，包括转子（1），其特征在于，所述转子（1）冷端端面的径向方向和/或冷端侧面的轴向方向上均固定有多个如权利要求1至6中任意一个所述的空预器冷端径向或轴向的密封结构，且冷端端面/或和冷端侧面上的密封结构各自V形卡口（5）均位于各自自由侧。

8.根据权利要求7所述的一种空预器，所述冷端端面/或和冷端侧面上的密封结构均绕转子（1）的轴心呈环状均布。