[实用新型]应用于回转式空预器的接触式密封结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及火力发电设备技术领域，尤其涉及一种应用于回转式空预器的接触式密封结构。

背景技术

在发电设备领域中，转子回转式空气预热器的工作原理是驱动转子在空气预热器本体中连续但缓慢地转动，转子交替经过流入预热器的热烟气一侧和冷空气一侧，利用转子上载有的传热元件在热烟气一侧中吸取热量，在冷空气一侧中释放热量，来实现热交换功能，达到利用烟气的热量加热冷空气的技术目的。

回转式空气预热器是一种转动机构，转动的转子与固定的空气预热器本体之间为间隙配合，该间隙势必造成空气预热器中存在一定的空气泄漏现象。因此空气泄漏现象是回转式空气预热器在结构上固有的属性之一，难以从根本上避免。

同时，由于流经空气预热器的热烟气与冷空气之间存在着一定的压差，上述空气泄漏现象的漏风率还存在着扩大化的趋势。因此，目前的技术改进主要是将空气预热器的漏风率尽可能地降低。

空气预热器的漏风率过大主要有以下几大危害。首先，漏风率过大会影响锅炉运行的经济性。漏风一方面增加了排烟损失，降低了锅炉的热效率；另一方面增加了风机的功率消耗。当漏风超过送风机的负荷能力时，会使燃烧风量不足，导致锅炉的机械、化学燃烧损失增加，严重时会导致一次风的送粉能力下降，降低机组出力；当漏风超过引风机的负荷能力时，会使炉膛负压维持不住，迫使锅炉降负荷运行。此外，热端漏风降低了烟侧平均温度，降低了传热效率。而轴向和周向漏风又让部分冷空气不经加热而直接从转子外侧穿越并混入热空气和热烟气，降低了传热效率及热风温度，降低了锅炉效率。漏风过大会加快空气预热器的冷端腐蚀。由于烟气中掺入了空气，使排烟温度虚假下降，排烟温度下降又导致冷端受热面壁温降低，加速了低温腐蚀的过程。统计表明，对于300MW的机组，空预器漏风率每增加1％，将使机组的综合煤耗增加0.66g/(kw.h)。

在发电机组正常运行工况下，转子的热端和冷端的温度相差300多度，热端的膨胀大于冷端的膨胀，转子会形成通常所说的蘑菇状变形，即转子的中心部位向上膨胀，扇形板内侧跟随导向端轴随动向上；转子的外侧向下变形。热端间隙越来越大，形成了一定的漏风通道，而冷端逐渐弥合预留间隙。

传统的回转式空预器所采用三向密封结构主要包括径向密封结构、轴向密封结构和环向密封结构。如图1所示，现有的径向密封结构包括扇形密封板10、安装在转子膜片20上的密封叶21。在扇形密封板10的密封面11与密封叶21的工作端211之间存在有动态间隙30。当转子膜片20随转子绕轴线转动时，密封面11与密工作端211之间基本形成密封。

如图2所示，现有的轴向密封结构包括弧形密封板10和安装在转子膜片20上的轴向密封叶21。在弧形密封板10的密封面11与密封叶21的工作端211之间设置有动态间隙30。轴向密封结构、径向密封结构均用于防止一次风、二次风、烟气之间因压差而产生的漏风现象。

如图3所示，环向密封结构包括转子的支撑部20、固定在转子上下缘的密封件10及固定在支撑部20上的环向密封叶21。环向密封结构用于防止烟气或空气因泄漏而在转子与壳体之间产生的气流短路现象。

在传统的这三种密封方式中，以径向密封结构的漏风率为最大，通常占到了空预器总漏风率的70％~80％。

为了控制径向漏风，传统的解决方式一般是在转子的热端上加装自动跟踪装置，以调整扇形密封板与密封叶之间的间隙。而在转子的冷端则较多采用在冷态时预留间隙、在热态时逐渐弥合间隙的解决方案。

采用如此的结构后，转子的热端的径向密封结构在各种工况下都能自动调节，扇形密封板与密封叶之间的间隙在工作中处于受控状态。

但由于自动跟踪装置的探头所处环境较差，故障频繁，使空预器的电流容易出现大幅波动的现象。且在探头损坏后，转子的热端密封板只能处于强制提升位置，进一步加大了空预器的漏风率。另外，由于自动跟踪装置具有故障点多的缺点，因此整个调整体系的维护费用高，维护量大。

此外，转子冷端的固定式径向密封结构能使机组在满负荷时的动态间隙达到最小值，但随着机组负荷的降低，在转子的变形量逐渐减小后，转子冷端的动态间隙不断增加，漏风率会随之不断增大，形成技术矛盾。而过大的空气泄漏会对机组的运行性能和热效率产生严重的负面影响。