CN212157244U - 一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，包括用于实现空预器冷端径向密封的密封件，所述密封件包括支撑板、通过弹性片与支撑板相连的第一密封片，还包括双金属片，所述双金属片作为第一密封片与弹性片之间的中间连接件或作为弹性片与支撑板之间的中间连接件；所述支撑板上用于与空预器固定的一端为支撑板的连接端，在双金属片温度升高时，双金属片产生的变形使得第一密封片朝向远离连接端的一侧运动；还包括固定于双金属片上或与双金属片相互独立的电热丝，所述电热丝用于加热双金属片。该漏风控制系统用于减少空预器在运行时的漏风量，同时具有可适应空预器负荷变化的特点。

Description

一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统

技术领域

本实用新型涉及空预器漏风控制部件技术领域，特别是涉及一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统。

背景技术

空气预热器(以下简称为空预器)以其传热密度高、结构紧凑、耐腐蚀、寿命长、费用低等特点而被大型火电机组普遍采用。它是一种回转设备，转动部分和固定部分存在间隙，在热态运行时，热端与冷端的温差使转子产生热态“蘑菇状”变形，增大了热端径向密封间隙，从而提高了空预器的漏风率。据不完全统计，回转式空气预热器漏风率每降低1％，其引风机和送风机的电流能降低1％～2％，相应的电厂的厂用电率能降低0.1％。例如以一台1000MW机组为例，每年节煤和节电的费用为700万元以上，如果再加上出力增加而提高的发电收益，改造一台机组的空预器，每年可增加的收益非常显著。因此，近年来，各发电企业纷纷投入资金进行空预器及密封改造。在这种大的市场和节能减排需求背景下，降低空预器漏风率，研究空预器漏风控制系统具有十分重要的意义。

空预器属于再生式传热方式的热量交换器，它利用烟气自身所带的余热来加热锅炉燃烧所需空气的热交换设备。锅炉机组运行中，空预器在锅炉中烟气温度最低的区域里进行工作，回收了烟气中的热量同时又降低了排烟温度，从而提高了锅炉效率。与此同时，空气由于被预热，空气与燃料的初始温度也提升，燃料的不充分不完全燃烧损失自然降低，同时增加了锅炉效率。回转式空预器因为烟气和空气交替流动受热面，同时进行放热和吸热。当烟气流过的时候，烟气的热量传给了受热面金属元件，热量蓄积起来。当空气流过时，金属元件中的热量就释放，传给空气。

空预器结构其主要部件是一个体积庞大的装载热交换元件的转子。高温烟气从上往下流经转子的一侧，使蓄热元件温度升高，当加热后的蓄热元件转到另一侧空气侧，低温空气自下往上流经蓄热元件，将热量带走，从而达到加热空气的目的。空预器的漏风包括直接漏风和携带漏风，其中携带漏风是由空预器的结构、尺寸和转速决定的，是不可避免的，相对来说携带漏风只占总漏风很小的部分。直接漏风是空预器漏风的主要原因，主要由轴向、径向和旁路漏风三部分组成，其中旁路和轴向漏风占漏风总量的30％～40％，其余60％～70％由径向漏风造成。

漏风量遵循如下计算公式：

其中；G-----漏风量，K-----系数，S-----间隙面积，P_A----空气侧压力，P_C-----烟气侧压力，ρ-----空气密度。

由上式可知，要降低空预器的直接漏风，一要降低漏风间隙面积、堵死漏风渠道，而要降低空气侧与烟气侧之间的压差，削弱漏风动力。

实用新型内容

针对上述要降低空预器的直接漏风，一要降低漏风间隙面积、堵死漏风渠道，而要降低空气侧与烟气侧之间的压差，削弱漏风动力的技术问题，本实用新型提供了一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，该漏风控制系统用于减少空预器在运行时的漏风量，同时具有可适应空预器负荷变化的特点。

为解决上述问题，本实用新型提供的一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统通过以下技术要点来解决问题：一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，包括用于实现空预器冷端径向密封的密封件，所述密封件包括支撑板、通过弹性片与支撑板相连的第一密封片，还包括双金属片，所述双金属片作为第一密封片与弹性片之间的中间连接件或作为弹性片与支撑板之间的中间连接件；

所述支撑板上用于与空预器固定的一端为支撑板的连接端，在双金属片温度升高时，双金属片产生的变形使得第一密封片朝向远离连接端的一侧运动；

还包括固定于双金属片上或与双金属片相互独立的电热丝，所述电热丝用于加热双金属片。

回转式空气预热器是高参数大容量电站锅炉广泛采用的尾部换热设备，漏风率高是该类设备的致命缺点。在空预器工作时，空预器转子发生蘑菇状变形，针对转子上端(热端)的径向密封，由于转子上端边缘在变形时位置下移，且一般为空预器的负荷越大，热端的温度越高，且下移量越大，故针对该情况，现有技术中，针对空预器热端径向密封，采用包括双金属片的密封件，即能根据空预器的工作温度，通过密封件实现因为转子热端蘑菇状变形所产生的泄露间隙的自动补偿；而针对空预器的下端(冷端)，由于转子蘑菇状变形时，转子下端位置下移，相对于空预器冷态，发生变形后转子下端距离空预器下端弧形板的距离变小，故考虑空预器冷端密封件在工作时的磨损量，现有技术中，一般根据空预器的设计参数，设置特定的冷态时转子下端与下端弧形板之间的间隙宽度，通过柔性密封件，实现空预器下端的径向密封。

如上所述，在空预器工作时，随着温度的上升，因为蘑菇状变形所引起的转子上端的间隙为变大的过程，转子下端的间隙为变小的过程，而空预器在日常工作时，其负载可能是变化的，故针对转子下端的径向密封，在空预器并未满负荷工作时，实际上其下端的泄露间隙相较于满负荷运行间隙宽度更大，此种情况导致空预器在非满负荷工作时冷端径向漏风量更大，这样，不利于整个机组的效率。

本方案中，所述支撑板作为所述密封件上用于与空预器固定连接的连接件，同时通过设置为：还包括双金属片，双金属片作为弹性片与第一密封片之间的连接件或作为弹性片与支撑板之间的连接件，这样，通过双金属片的热变形，即可达到改变第一密封片相对于支撑板位置的目的。同时，通过设置为还包括电热丝，这样，在以上密封件用于空预器冷端，实现空预器的漏风控制时，由于空预器在非满负荷运行时一般冷端温度相较于满负荷工作温度更低，故若电热丝不干涉双金属片所处环境温度，这样，空预器在非满负荷运行时，双金属片所处环境温度导致的双金属片变形量小于空预器在满负荷运行时所产生的变形量，此时，转子本身的变形量以及双金属片对第一密封片的位置补偿量均使得泄露间隙大于满负荷运行时的泄露间隙。

通过设置为还包括电热丝，所述电热丝用于加热双金属片所处环境的环境温度，这样，在双金属片本身所处环境温度不能使得双金属片产生足够的热变形时，通过电热丝对环境温度进行进一步升温，即可达到在本身环境温度不变的情况下，使得双金属片具有更大的热变形以适应空预器冷端的泄露间隙具体宽度，从而实现：根据空预器的具体运行负荷，主动控制电热丝的发热量，以使得双金属片的热变形可调以适应具体的泄露间隙，实现双金属片在空预器冷端上的运用。

同时，作为本领域技术人员，现有技术中，电热丝为一种发热快、设置和维护成本低、功率变化控制精度高且覆盖的功率范围宽泛的加热装置。故采用以上方案，不仅设置和维护成本低，同时在空预器负荷变化时，可使得相应的密封件对泄露间隙的补偿能力具有相应快、补偿精度高的特点。

更进一步的技术方案为：

作为本领域技术人员，以上电热丝能够加热双金属片周围环境即可，但考虑到电热丝用于空预器的具体工作环境情况，作为一种可减小故障率、使得双金属片与电热丝之间的传热能力稳定的技术方案，设置为：所述电热丝固定于双金属片上。

作为双金属片及所述密封件的具体实现方案，所述双金属片为两片，还包括转轴，两片双金属片的两端均设置有为折边状的连接块，两片双金属片相互之间呈层叠关系；

两片双金属片两端中，位于同一端的两片连接块通过转轴铰接连接；

两片双金属片受热时变形方向相反，且任意一片双金属片的温度升高时，该双金属片的中部均朝远离另一片双金属片的一侧外凸；

两片双金属片受热变形时，至少有一片双金属片的端部均可绕所述转轴转动；

其中一片双金属片的中部与支撑板固定连接，另一片双金属片层叠于所述其中一片双金属片远离支撑板的一侧；

所述第一密封片通过弹性片与双金属片相连，且弹性片在双金属片上的连接点位于所述另一片双金属片的中部；

所述电热丝位于两双金属片之间的空间内。本案中，通过设置将双金属片的数量设置为两片，同时将两片双金属片设置为层叠关系、两片双金属片受热时变形方向相反、两片双金属片通过转轴铰接连接的特殊形式，本组件在使用时，通过将未连接有第一密封片的双金属片的中部与空预器固定，可使得两片双金属片产生的热变形相互叠加，如在具体安装完成后两片双金属片位于不同高度，下侧的双金属片中部固定于空预器转子上端的隔板上，下侧的双金属片下层为主动层，上层为被动层，上侧的双金属片中部固定第一密封片，上侧双金属片的上侧为主动层，下侧为被动层，这样，本双金属片受热时，下侧的双金属片两端上翘，上侧的双金属片中部上翘，即可由两块相互平行且两端铰接的板变形为一个椭圆形结构，在两片双金属片变形过程中，对应连接块绕转轴转动，即本组件中单片双金属片更短的情况下，可得到更大的热变形来弥补漏风间隙；同理，在所需填补的漏风间隙一定的情况下，由于单片双金属片更短，同时两片双金属片的两端相互约束，相较于现有技术中采用常态为弧形板的双金属片，本组件中双金属片在变形后第一密封片端部停留的位置更为准确。进一步的，本方案中，限定为所述电热丝位于两双金属片之间，旨在实现：通过双金属片使得电热丝处于一个相对封闭的安装环境，这样，可避免电热丝表面生成热阻层或减小所述热阻层形成的速度、减小电热丝在工作时的受力等，以使得所述密封件用于空预器冷端密封时性能更为可靠。

两片双金属片的中部均设置有第一连接螺栓，其中一片双金属片通过其上的第一连接螺栓连接支撑板，另一片双金属片通过其上的第一连接螺栓连接有托盘，所述弹性片固定于托盘上；

所述支撑板呈U形结构，且双金属片在支撑板上的固定点位于U形结构的底部，所述支撑板任一侧边顶部还固定有第二密封片，在双金属片产生热变形时，托盘沿着U形结构的槽深方向运动；

所述托盘的两端均与U形结构的槽壁相贴，第一密封片位于U形结构的槽口侧。本方案中包括了一片固定密封片，即第二密封片，还包括了一片活动密封片，即第一密封片。支撑板上U形空间内相当为一个槽体，本方案中以上支撑板可具体设置为包括一块弯折板及一块为平板的限位板，弯折板弯折呈楼梯的梯面状且具有两个弯折点，平板与弯折板的下端直板段螺栓连接，弯折板的中段直板段作为槽体的底部，弯折板的上端直板段作为槽体的侧板，平板作为槽体的另一侧板，固定密封片作为槽体侧边的上端。在使用时第一密封片的上端延伸至第二密封片上端的上侧，这样，不仅第一密封片与第二密封片同时发挥径向密封功能，利于减小空预器的径向漏风率，同时在双金属片变形时，如托盘向左或向右歪斜时，托盘左端或右端分别与槽体左侧或右侧的侧边相接触，即使得托盘左端或右端仅能沿着槽体的左侧边或右侧边滑动，可达到控制双金属片在发生热变形时第一密封片移动方向的效果，这样不仅可使得第一密封片相对于转子的位置变化用于填补泄漏间隙，同时第一密封片伴随双金属片的热变形而运动的运动方向唯一，便于根据具体需要，核算双金属片的参数和电热丝的加热功率。

还包括固定于托盘上的撑板，所述第一密封片的侧面与撑板的侧面相贴，且第一密封片与撑板之间具有因为弹性片弹性变形所产生的挤压力。采用本方案，以上挤压力来自初始状态下弹性片的弹性变形，这样，在第一密封片未与扇形板或弧形板接触时，可使得弹性片不再发生弹性形变，这样可避免弹性片发生非必要弯折，从而提高本组件的寿命。具体的，在第一密封片与扇形板或弧形板接触时，弹性片向远离撑板的一侧运动，且此时弹性片相较于与撑板接触的状态，发生进一步的弹性变形。

为限制弹性片在工作过程中能够发生的最大变形量，以保证弹性片在工作过程中能够承受的最大弯折次数，设置为：所述第二密封片设置在支撑板开口端的一侧，支撑板开口端的另一侧上还设置有限位块，所述限位块用于限定第一密封片向限位块方向运动的止点位置。

作为一种易于实现的限位块实现方案，所述限位块为连接于支撑板上的螺栓，且在所述U形结构的槽宽方向上，所述限位块的位置可调。本方案具体的方案可设置为螺栓的端部朝向第一密封片，同时螺栓与支撑板螺纹连接，在螺栓上同时连接锁紧螺帽，通过调整螺栓深入槽体的具体长度，达到限制第一密封片向螺栓运动止点位置的目的，即此种状态下第一密封片的运动被限定在撑板与限位块之间。

还包括用于实现空预器漏风回收的漏风回收装置，所述漏风回收装置包括风机、连接在风机进口端上的引风管和连接在风机出口端上的出风管；

所述漏风回收装置的数量为两套。本方案旨在针对机组负荷或燃煤品质变化，使得漏风回收量可控性更好和被回收漏风送入空预器的位置可控：本方案中，其中一套漏风回收装置用于回收转子冷端的漏风，另一套漏风回收装置用于回收转子热端的漏风，即依据回收风温度高低，回收风分为两部分，以转子高度中心线为分界线，将风温高的回收热风直接送人空预器出口的热二次风，将温度相对较低的回收温风送入空预器二次风的入口，以对该部分回收风进行进一步加热以提高热风温度，以利于锅炉燃烧。

考虑到空预器工作环境的低温腐蚀问题，针对用于回收空预器热端漏风的漏风回收装置，为使得其能够提供一部分被回收风至空预器的冷端，如一次风入口、二次风入口，以避免或减小所述的低温腐蚀问题，设置为：至少有一套漏风回收装置的出风管上连接有支管，所述支管上串联有用于控制该支管流体流通状态的控制阀。作为本领域技术人员，包括支管的漏风回收装置在使用时，引风管用于引入空预器热端漏风，支管的出口端位于一次风入口、二次风入口处位置即可。

作为一种可针对具体的环境温度，自动控制漏风回收装置对一次风入口、二次风入口的温度补偿，设置为：所述控制阀为自动阀，还包括温度传感器及控制模块，所述温度传感器的输出端与所述控制模块的输入端信号连接，所述控制模块的输出端与自动阀信号连接，所述控制模块用于实现：接收温度传感器所输出的温度信号，通过所述温度信号调控控制阀对所述支管的截断状态。本方案在使用时，所述温度传感器用于安装在一次风入口、二次风入口位置，在该位置温度较低时，控制模块向控制阀输出打开命令，使得所述支管被导通，此时，即可实现一次风入口、二次风入口位置温度补偿。

采用以上方案，如以现有的1000MW超超临界燃煤机组空气预热器密封及回收系统改造作为研究对象，根据1000MW超超临界机组运行特点、空预器结构特点及热-固耦合模拟计算为基础进行了75％，50％，35％中低负荷工况下的分析计算。研究采用补偿密封片和回收系统为主的漏风控制技术对漏风进行密封和回收，研究机组在中低负荷工况下漏风控制效果，发现使用漏风控制系统后漏风率得到了明显的降低，在35％低负荷工况时，其最大的漏风率为3.5％，保证回收经济性、运行可靠性及控制技术可行性。

本实用新型具有以下有益效果：

本方案中，所述支撑板作为所述密封件上用于与空预器固定连接的连接件，同时通过设置为：还包括双金属片，双金属片作为弹性片与第一密封片之间的连接件或作为弹性片与支撑板之间的连接件，这样，通过双金属片的热变形，即可达到改变第一密封片相对于支撑板位置的目的。同时，通过设置为还包括电热丝，这样，在以上密封件用于空预器冷端，实现空预器的漏风控制时，由于空预器在非满负荷运行时一般冷端温度相较于满负荷工作温度更低，故若电热丝不干涉双金属片所处环境温度，这样，空预器在非满负荷运行时，双金属片所处环境温度导致的双金属片变形量小于空预器在满负荷运行时所产生的变形量，此时，转子本身的变形量以及双金属片对第一密封片的位置补偿量均使得泄露间隙大于满负荷运行时的泄露间隙。

通过设置为还包括电热丝，所述电热丝用于加热双金属片所处环境的环境温度，这样，在双金属片本身所处环境温度不能使得双金属片产生足够的热变形时，通过电热丝对环境温度进行进一步升温，即可达到在本身环境温度不变的情况下，使得双金属片具有更大的热变形以适应空预器冷端的泄露间隙具体宽度，从而实现：根据空预器的具体运行负荷，主动控制电热丝的发热量，以使得双金属片的热变形可调以适应具体的泄露间隙，实现双金属片在空预器冷端上的运用。

同时，作为本领域技术人员，现有技术中，电热丝为一种发热快、设置和维护成本低、功率变化控制精度高且覆盖的功率范围宽泛的加热装置。故采用以上方案，不仅设置和维护成本低，同时在空预器负荷变化时，可使得相应的密封件对泄露间隙的补偿能力具有相应快、补偿精度高的特点。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统一个具体实施例中，所述密封件的结构示意图。

图中标记分别为：1、支撑板，2、连接块，3、转轴，4、双金属片，5、电热丝，6、限位板，7、弹性片，8、撑板，9、第二密封片，10、第一密封片，11、限位块，12、连接端。

具体实施方式

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，一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，包括用于实现空预器冷端径向密封的密封件，所述密封件包括支撑板1、通过弹性片7与支撑板1相连的第一密封片10，还包括双金属片4，所述双金属片4作为第一密封片10与弹性片7之间的中间连接件或作为弹性片7与支撑板1之间的中间连接件；

所述支撑板1上用于与空预器固定的一端为支撑板1的连接端12，在双金属片4温度升高时，双金属片4产生的变形使得第一密封片10朝向远离连接端12的一侧运动；

还包括固定于双金属片4上或与双金属片4相互独立的电热丝5，所述电热丝5用于加热双金属片4。

回转式空气预热器是高参数大容量电站锅炉广泛采用的尾部换热设备，漏风率高是该类设备的致命缺点。在空预器工作时，空预器转子发生蘑菇状变形，针对转子上端(热端)的径向密封，由于转子上端边缘在变形时位置下移，且一般为空预器的负荷越大，热端的温度越高，且下移量越大，故针对该情况，现有技术中，针对空预器热端径向密封，采用包括双金属片4的密封件，即能根据空预器的工作温度，通过密封件实现因为转子热端蘑菇状变形所产生的泄露间隙的自动补偿；而针对空预器的下端(冷端)，由于转子蘑菇状变形时，转子下端位置下移，相对于空预器冷态，发生变形后转子下端距离空预器下端弧形板的距离变小，故考虑空预器冷端密封件在工作时的磨损量，现有技术中，一般根据空预器的设计参数，设置特定的冷态时转子下端与下端弧形板之间的间隙宽度，通过柔性密封件，实现空预器下端的径向密封。

如上所述，在空预器工作时，随着温度的上升，因为蘑菇状变形所引起的转子上端的间隙为变大的过程，转子下端的间隙为变小的过程，而空预器在日常工作时，其负载可能是变化的，故针对转子下端的径向密封，在空预器并未满负荷工作时，实际上其下端的泄露间隙相较于满负荷运行间隙宽度更大，此种情况导致空预器在非满负荷工作时冷端径向漏风量更大，这样，不利于整个机组的效率。

本方案中，所述支撑板1作为所述密封件上用于与空预器固定连接的连接件，同时通过设置为：还包括双金属片4，双金属片4作为弹性片7与第一密封片10之间的连接件或作为弹性片7与支撑板1之间的连接件，这样，通过双金属片4的热变形，即可达到改变第一密封片10相对于支撑板1位置的目的。同时，通过设置为还包括电热丝5，这样，在以上密封件用于空预器冷端，实现空预器的漏风控制时，由于空预器在非满负荷运行时一般冷端温度相较于满负荷工作温度更低，故若电热丝5不干涉双金属片4所处环境温度，这样，空预器在非满负荷运行时，双金属片4所处环境温度导致的双金属片4变形量小于空预器在满负荷运行时所产生的变形量，此时，转子本身的变形量以及双金属片4对第一密封片10的位置补偿量均使得泄露间隙大于满负荷运行时的泄露间隙。

通过设置为还包括电热丝5，所述电热丝5用于加热双金属片4所处环境的环境温度，这样，在双金属片4本身所处环境温度不能使得双金属片4产生足够的热变形时，通过电热丝5对环境温度进行进一步升温，即可达到在本身环境温度不变的情况下，使得双金属片4具有更大的热变形以适应空预器冷端的泄露间隙具体宽度，从而实现：根据空预器的具体运行负荷，主动控制电热丝5的发热量，以使得双金属片4的热变形可调以适应具体的泄露间隙，实现双金属片4在空预器冷端上的运用。

同时，作为本领域技术人员，现有技术中，电热丝5为一种发热快、设置和维护成本低、功率变化控制精度高且覆盖的功率范围宽泛的加热装置。故采用以上方案，不仅设置和维护成本低，同时在空预器负荷变化时，可使得相应的密封件对泄露间隙的补偿能力具有相应快、补偿精度高的特点。

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1所示，作为本领域技术人员，以上电热丝5能够加热双金属片4周围环境即可，但考虑到电热丝5用于空预器的具体工作环境情况，作为一种可减小故障率、使得双金属片4与电热丝5之间的传热能力稳定的技术方案，设置为：所述电热丝5固定于双金属片4上。

作为双金属片4及所述密封件的具体实现方案，所述双金属片4为两片，还包括转轴3，两片双金属片4的两端均设置有为折边状的连接块2，两片双金属片4相互之间呈层叠关系；

两片双金属片4两端中，位于同一端的两片连接块2通过转轴3铰接连接；

两片双金属片4受热时变形方向相反，且任意一片双金属片4的温度升高时，该双金属片4的中部均朝远离另一片双金属片4的一侧外凸；

两片双金属片4受热变形时，至少有一片双金属片4的端部均可绕所述转轴3转动；

其中一片双金属片4的中部与支撑板1固定连接，另一片双金属片4层叠于所述其中一片双金属片4远离支撑板1的一侧；

所述第一密封片10通过弹性片7与双金属片4相连，且弹性片7在双金属片4上的连接点位于所述另一片双金属片4的中部；

所述电热丝5位于两双金属片4之间的空间内。本案中，通过设置将双金属片4的数量设置为两片，同时将两片双金属片4设置为层叠关系、两片双金属片4受热时变形方向相反、两片双金属片4通过转轴3铰接连接的特殊形式，本组件在使用时，通过将未连接有第一密封片10的双金属片4的中部与空预器固定，可使得两片双金属片4产生的热变形相互叠加，如在具体安装完成后两片双金属片4位于不同高度，下侧的双金属片4中部固定于空预器转子上端的隔板上，下侧的双金属片4下层为主动层，上层为被动层，上侧的双金属片4中部固定第一密封片10，上侧双金属片4的上侧为主动层，下侧为被动层，这样，本双金属片4受热时，下侧的双金属片4两端上翘，上侧的双金属片4中部上翘，即可由两块相互平行且两端铰接的板变形为一个椭圆形结构，在两片双金属片4变形过程中，对应连接块2绕转轴3转动，即本组件中单片双金属片4更短的情况下，可得到更大的热变形来弥补漏风间隙；同理，在所需填补的漏风间隙一定的情况下，由于单片双金属片4更短，同时两片双金属片4的两端相互约束，相较于现有技术中采用常态为弧形板的双金属片4，本组件中双金属片4在变形后第一密封片10端部停留的位置更为准确。进一步的，本方案中，限定为所述电热丝5位于两双金属片4之间，旨在实现：通过双金属片4使得电热丝5处于一个相对封闭的安装环境，这样，可避免电热丝5表面生成热阻层或减小所述热阻层形成的速度、减小电热丝5在工作时的受力等，以使得所述密封件用于空预器冷端密封时性能更为可靠。

两片双金属片4的中部均设置有第一连接螺栓，其中一片双金属片4通过其上的第一连接螺栓连接支撑板1，另一片双金属片4通过其上的第一连接螺栓连接有托盘，所述弹性片7固定于托盘上；

所述支撑板1呈U形结构，且双金属片4在支撑板1上的固定点位于U形结构的底部，所述支撑板1任一侧边顶部还固定有第二密封片9，在双金属片4产生热变形时，托盘沿着U形结构的槽深方向运动；

所述托盘的两端均与U形结构的槽壁相贴，第一密封片10位于U形结构的槽口侧。本方案中包括了一片固定密封片，即第二密封片9，还包括了一片活动密封片，即第一密封片10。支撑板1上U形空间内相当为一个槽体，本方案中以上支撑板1可具体设置为包括一块弯折板及一块为平板的限位板6，弯折板弯折呈楼梯的梯面状且具有两个弯折点，平板与弯折板的下端直板段螺栓连接，弯折板的中段直板段作为槽体的底部，弯折板的上端直板段作为槽体的侧板，平板作为槽体的另一侧板，固定密封片作为槽体侧边的上端。在使用时第一密封片10的上端延伸至第二密封片9上端的上侧，这样，不仅第一密封片10与第二密封片9同时发挥径向密封功能，利于减小空预器的径向漏风率，同时在双金属片4变形时，如托盘向左或向右歪斜时，托盘左端或右端分别与槽体左侧或右侧的侧边相接触，即使得托盘左端或右端仅能沿着槽体的左侧边或右侧边滑动，可达到控制双金属片4在发生热变形时第一密封片10移动方向的效果，这样不仅可使得第一密封片10相对于转子的位置变化用于填补泄漏间隙，同时第一密封片10伴随双金属片4的热变形而运动的运动方向唯一，便于根据具体需要，核算双金属片4的参数和电热丝5的加热功率。

还包括固定于托盘上的撑板8，所述第一密封片10的侧面与撑板8的侧面相贴，且第一密封片10与撑板8之间具有因为弹性片7弹性变形所产生的挤压力。采用本方案，以上挤压力来自初始状态下弹性片7的弹性变形，这样，在第一密封片10未与扇形板或弧形板接触时，可使得弹性片7不再发生弹性形变，这样可避免弹性片7发生非必要弯折，从而提高本组件的寿命。具体的，在第一密封片10与扇形板或弧形板接触时，弹性片7向远离撑板8的一侧运动，且此时弹性片7相较于与撑板8接触的状态，发生进一步的弹性变形。

为限制弹性片7在工作过程中能够发生的最大变形量，以保证弹性片7在工作过程中能够承受的最大弯折次数，设置为：所述第二密封片9设置在支撑板1开口端的一侧，支撑板1开口端的另一侧上还设置有限位块11，所述限位块11用于限定第一密封片10向限位块11方向运动的止点位置。

作为一种易于实现的限位块11实现方案，所述限位块11为连接于支撑板1上的螺栓，且在所述U形结构的槽宽方向上，所述限位块11的位置可调。本方案具体的方案可设置为螺栓的端部朝向第一密封片10，同时螺栓与支撑板1螺纹连接，在螺栓上同时连接锁紧螺帽，通过调整螺栓深入槽体的具体长度，达到限制第一密封片10向螺栓运动止点位置的目的，即此种状态下第一密封片10的运动被限定在撑板8与限位块11之间。

还包括用于实现空预器漏风回收的漏风回收装置，所述漏风回收装置包括风机、连接在风机进口端上的引风管和连接在风机出口端上的出风管；

所述漏风回收装置的数量为两套。本方案旨在针对机组负荷或燃煤品质变化，使得漏风回收量可控性更好和被回收漏风送入空预器的位置可控：本方案中，其中一套漏风回收装置用于回收转子冷端的漏风，另一套漏风回收装置用于回收转子热端的漏风，即依据回收风温度高低，回收风分为两部分，以转子高度中心线为分界线，将风温高的回收热风直接送人空预器出口的热二次风，将温度相对较低的回收温风送入空预器二次风的入口，以对该部分回收风进行进一步加热以提高热风温度，以利于锅炉燃烧。

考虑到空预器工作环境的低温腐蚀问题，针对用于回收空预器热端漏风的漏风回收装置，为使得其能够提供一部分被回收风至空预器的冷端，如一次风入口、二次风入口，以避免或减小所述的低温腐蚀问题，设置为：至少有一套漏风回收装置的出风管上连接有支管，所述支管上串联有用于控制该支管流体流通状态的控制阀。作为本领域技术人员，包括支管的漏风回收装置在使用时，引风管用于引入空预器热端漏风，支管的出口端位于一次风入口、二次风入口处位置即可。

作为一种可针对具体的环境温度，自动控制漏风回收装置对一次风入口、二次风入口的温度补偿，设置为：所述控制阀为自动阀，还包括温度传感器及控制模块，所述温度传感器的输出端与所述控制模块的输入端信号连接，所述控制模块的输出端与自动阀信号连接，所述控制模块用于实现：接收温度传感器所输出的温度信号，通过所述温度信号调控控制阀对所述支管的截断状态。本方案在使用时，所述温度传感器用于安装在一次风入口、二次风入口位置，在该位置温度较低时，控制模块向控制阀输出打开命令，使得所述支管被导通，此时，即可实现一次风入口、二次风入口位置温度补偿。

实施例3：

本实施例基于实施例2，提供一个具体运用实施例，如以现有的1000MW超超临界燃煤机组空气预热器密封及回收系统改造作为研究对象，根据1000MW超超临界机组运行特点、空预器结构特点及热-固耦合模拟计算为基础进行了75％，50％，35％中低负荷工况(非满负荷工况)下的分析计算。研究采用补偿密封片和回收系统为主的漏风控制技术对漏风进行密封和回收，研究机组在中低负荷工况下漏风控制效果，发现使用漏风控制系统后漏风率得到了明显的降低，在35％低负荷工况时，其最大的漏风率为3.5％，保证回收经济性、运行可靠性及控制技术可行性。

具体的：表1和表2是空预器使用密封件及漏风回收装置改造前后的性能对比，从表中可知，使用本漏风控制系统后，空预器的排烟温度在机组75％、50％和35％的负荷下，分别增加了2.8℃，3.4℃和3.6℃；一次和二次风机的流量有所降低，如表中所示。

表1未使用漏风控制系统的试验数据

表2使用漏风控制系统的CFD预测数据

改造前后中低负荷下漏风率的对比：

根据空预器转子的数值热变形量及采用的中低负荷漏风控制技术，研究得到了空预器在采用密封及回收系统前后的漏风率大小。

表3是空预器在不同工况下，采用本漏风控制系统前后的空预器漏风率对比。从表中可知随着负荷的降低，空预器的漏风率增加；在不使用漏风控制系统前，空预器的漏风率最高达到11.7％，而使用漏风控制系统后漏风率得到了明显的降低，其中最大的漏风率为35％锅炉工况时的3.5％。由此可见使用漏风控制系统可以有效的降低空预器的漏风率，提高了空预器的效率。

表3不同负荷下漏风控制系统使用前后漏风率对比

结论：

采用本方案提供的技术方案，通过采用数值计算的方法，利用ANSYS-Workbench软件平台对空预器的转子进行热-固耦合的计算，分析在75％，50％和35％负荷锅炉工况下的转子热变形量大小，得出在空预器75％负荷锅炉工况时，空预器转子的最大热变形量为46.67mm；35％负荷锅炉工况时，空预器转子的最大热变形量为42.118mm。75％负荷时，空预器转子的冷端最大变形量为31.112mm。同时对比分析了使用漏风控制系统前后的空预器的漏风率大小，发现使用漏风控制系统后漏风率得到了明显的降低，其中最大的漏风率为35％锅炉工况时的3.5％，为回转式空气预热器实际工程应用提供依据。

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 (10)

1.一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，包括用于实现空预器冷端径向密封的密封件，所述密封件包括支撑板(1)、通过弹性片(7)与支撑板(1)相连的第一密封片(10)，其特征在于，还包括双金属片(4)，所述双金属片(4)作为第一密封片(10)与弹性片(7)之间的中间连接件或作为弹性片(7)与支撑板(1)之间的中间连接件；

所述支撑板(1)上用于与空预器固定的一端为支撑板(1)的连接端(12)，在双金属片(4)温度升高时，双金属片(4)产生的变形使得第一密封片(10)朝向远离连接端(12)的一侧运动；

还包括固定于双金属片(4)上或与双金属片(4)相互独立的电热丝(5)，所述电热丝(5)用于加热双金属片(4)。

2.根据权利要求1所述的一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，其特征在于，所述电热丝(5)固定于双金属片(4)上。

3.根据权利要求2所述的一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，其特征在于，所述双金属片(4)为两片，还包括转轴(3)，两片双金属片(4)的两端均设置有为折边状的连接块(2)，两片双金属片(4)相互之间呈层叠关系；

两片双金属片(4)两端中，位于同一端的两片连接块(2)通过转轴(3)铰接连接；

两片双金属片(4)受热时变形方向相反，且任意一片双金属片(4)的温度升高时，该双金属片(4)的中部均朝远离另一片双金属片(4)的一侧外凸；

两片双金属片(4)受热变形时，至少有一片双金属片(4)的端部均可绕所述转轴(3)转动；

其中一片双金属片(4)的中部与支撑板(1)固定连接，另一片双金属片(4)层叠于所述其中一片双金属片(4)远离支撑板(1)的一侧；

所述第一密封片(10)通过弹性片(7)与双金属片(4)相连，且弹性片(7)在双金属片(4)上的连接点位于所述另一片双金属片(4)的中部；

所述电热丝(5)位于两双金属片(4)之间的空间内。

4.根据权利要求3所述的一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，其特征在于，两片双金属片(4)的中部均设置有第一连接螺栓，其中一片双金属片(4)通过其上的第一连接螺栓连接支撑板(1)，另一片双金属片(4)通过其上的第一连接螺栓连接有托盘，所述弹性片(7)固定于托盘上；

所述支撑板(1)呈U形结构，且双金属片(4)在支撑板(1)上的固定点位于U形结构的底部，所述支撑板(1)任一侧边顶部还固定有第二密封片(9)，在双金属片(4)产生热变形时，托盘沿着U形结构的槽深方向运动；

所述托盘的两端均与U形结构的槽壁相贴，第一密封片(10)位于U形结构的槽口侧。

5.根据权利要求4所述的一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，其特征在于，还包括固定于托盘上的撑板(8)，所述第一密封片(10)的侧面与撑板(8)的侧面相贴，且第一密封片(10)与撑板(8)之间具有因为弹性片(7)弹性变形所产生的挤压力。

6.根据权利要求5所述的一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，其特征在于，所述第二密封片(9)设置在支撑板(1)开口端的一侧，支撑板(1)开口端的另一侧上还设置有限位块(11)，所述限位块(11)用于限定第一密封片(10)向限位块(11)方向运动的止点位置。

7.根据权利要求6所述的一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，其特征在于，所述限位块(11)为连接于支撑板(1)上的螺栓，且在所述U形结构的槽宽方向上，所述限位块(11)的位置可调。

8.根据权利要求1所述的一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，其特征在于，还包括用于实现空预器漏风回收的漏风回收装置，所述漏风回收装置包括风机、连接在风机进口端上的引风管和连接在风机出口端上的出风管；

所述漏风回收装置的数量为两套。

9.根据权利要求8所述的一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，其特征在于，至少有一套漏风回收装置的出风管上连接有支管，所述支管上串联有用于控制该支管流体流通状态的控制阀。

10.根据权利要求9所述的一种可适应空预器负荷变化的漏风控制系统，其特征在于，所述控制阀为自动阀，还包括温度传感器及控制模块，所述温度传感器的输出端与所述控制模块的输入端信号连接，所述控制模块的输出端与自动阀信号连接，所述控制模块用于实现：接收温度传感器所输出的温度信号，通过所述温度信号调控控制阀对所述支管的截断状态。

Images