[实用新型]一种回转式空气预热器柔性密封结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及火力发电设备技术领域，特别涉及一种回转式空气预热器柔性密封结构。

背景技术

在发电设备领域中，回转式空气预热器是火力发电厂中燃烧锅炉尾部排出的热烟气加热进入锅炉助燃的冷空气温度的一种热交换装置，该装置是通过装在转子上的大面积传热元件，随着转子的持续地转动，将排出的热烟气的热量和进入的冷空气交替的进行热交换。与管式空气预热器相比，回转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、利于安装布置、低温腐蚀较管式换热器轻等特点，适于在大型锅炉上使用，但回转式空气预热器的缺点是漏风量大、工况良好时为6%~8%，密封不良时为20%~30%。较高的漏风量引起预热器入口风压降低、风机电流升高，预热器后的过量空气系数升高、尾部排烟气温降低、锅炉热效率降低、燃煤损耗增加，锅炉达不到额定负荷。

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。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。从以上叙述可知，传统的空预器密封结构往往都将重点放在保证密封叶和密封板不接触的前提下极力减小这两者之间的间隙，从而减小漏风量。但传统的密封技术采用的都是非接触式的硬密封结构，由于空预器转子直径较大，尤其是对于现在的大型机组，空预器转子的直径可达16米~17米，对于这样的庞然大物，即使转子处于相对稳定的工况下运行，转子的周向温度也是处处不同，同样转子的变形也是不均匀的，转子在这种情况下的变形始终是不可控的，上述间隙是一个动态间隙。因此，若采用非接触式的硬密封形式，即使密封结构再精密，密封叶和密封板之间将始终存在固有间隙。此外，由于空预器的转子在不同的温度下变形量也是渐变的，因此传统的固定式密封结构在某一特定工况下密封效果最佳，而工况一改变漏风就明显增加。

中国专利文献CN201425316Y公开了一种应用于回转式空预器的接触式密封结构，用于密封空预器中运动件与静止件之间的动态间隙；如图1所示，密封结构至少包括密封件，密封件包括本体及固定在本体上、成簇状排列的丝状物；丝状物包括用于与本体连接的固定端部分，及具有弹性的自由端部分；密封件通过本体与运动件和静止件中的一个固定连接，丝状物的自由端部分借助于弹性而与运动件和静止件中的另一个保持接触状态。通过在空预器中动态间隙的位置上设置呈簇状排列的丝状物，利用空气在簇状排列的丝状物中的流动特性及丝状物的弹性特性，实现了降低空预器漏风率的目的，这种密封原来应用在汽机上，效果不错，但空预器由于转速较低，很难形成汽封，因此，密封效果有限，且金属丝软化快，维持时间短。

为了提高密封效果，降低漏风率，在《2009年中国电机工程学会年会》上公开了一篇论文——《300MW回转式空气预热器漏风原因分析及对策》，在文中公开了一种回转式空气预热器的密封新结构，如图2结构所示，包括密封滑块、护瓦、弹簧组成和弹簧支撑座组成，弹簧的两端分别作用在护瓦和弹簧支撑座上，密封滑块与扇形板构成密封连接，在压缩弹簧的复位弹力下使密封滑块与扇形板始终处于密封状态，由于压缩弹簧的复位弹力全部作用于护瓦上，长时间运行后压缩弹簧会变得松弛，进而消弱密封滑块与扇形板之间的密封，增加漏风率。

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