一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)子和密封板，還包括：設(shè)于所述轉(zhuǎn)子和密封板之間的轉(zhuǎn)子徑向密封機(jī)構(gòu)；依靠溫度產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，能隨著溫度場(chǎng)的變化而維持所述轉(zhuǎn)子徑向密封機(jī)構(gòu)的絕對(duì)位置保持不變，以補(bǔ)償空氣預(yù)熱器的徑向漏風(fēng)間隙的線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置。轉(zhuǎn)子熱態(tài)出現(xiàn)下垂變形時(shí)，線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置因線性脹差而出現(xiàn)相對(duì)位移，進(jìn)而改變密封片安裝架和轉(zhuǎn)子間的距離，維持轉(zhuǎn)子徑向密封片不隨轉(zhuǎn)子變形而下降，使轉(zhuǎn)子徑向密封片的絕對(duì)位置保持不變。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能大幅度降低漏風(fēng)率，無(wú)需人工干預(yù)，響應(yīng)快，成本低，調(diào)節(jié)方便，且維護(hù)費(fèi)用低，使用壽命長(zhǎng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣預(yù)熱器，簡(jiǎn)稱(chēng)空預(yù)器，是大型火力發(fā)電鍋爐系統(tǒng)的必備設(shè)備，通過(guò)吸收煙氣熱量加熱進(jìn)入爐膛的空氣，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，通過(guò)提高空預(yù)器的換熱效率可以有效提升鍋爐的發(fā)電效率，而提高空預(yù)器效率的重要工作之一就是降低漏風(fēng)率?？煽康挠?jì)算表明，空預(yù)器漏風(fēng)率每增加I %，將導(dǎo)致供電煤耗增加0.06-0.08g/kwh，空預(yù)器的漏風(fēng)不但導(dǎo)致了電廠供電煤耗的增加，也加大了廠用電的消耗。在浪費(fèi)大量的能源的同時(shí)，也導(dǎo)致空預(yù)器內(nèi)部出現(xiàn)磨損、設(shè)備壽命降低等弊病。
[0003]回轉(zhuǎn)式換熱器的漏風(fēng)是這類(lèi)設(shè)備的固有問(wèn)題。漏風(fēng)通常由攜帶漏風(fēng)和直接漏風(fēng)組成。攜帶漏風(fēng)為轉(zhuǎn)子內(nèi)部傳熱元件間空腔(占轉(zhuǎn)子容積80%_85%)中的空氣隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而帶入煙氣的漏風(fēng)，通常攜帶漏風(fēng)率在1.5%_2%左右，目前除適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速減少意外尚無(wú)好的經(jīng)濟(jì)手段。直接漏風(fēng)為空氣在空氣-煙氣壓力差的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)轉(zhuǎn)子密封片和殼體之間的間隙而產(chǎn)生的漏風(fēng)。其中，直接漏風(fēng)一般為空預(yù)器泄漏的主要部分。
[0004]在控制預(yù)熱器直接漏風(fēng)時(shí)，面臨的最棘手的問(wèn)題是如何適應(yīng)轉(zhuǎn)子上下溫度差導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子變形問(wèn)題。預(yù)熱器轉(zhuǎn)子受熱后呈蘑菇形變形，軸向和冷端徑向密封可以通過(guò)利用轉(zhuǎn)子變形做預(yù)留設(shè)置，熱態(tài)轉(zhuǎn)子發(fā)生變形后，使預(yù)熱器軸向和冷端密封間隙得到有效消除。而熱端徑向密封間隙難以簡(jiǎn)單消除，目前業(yè)內(nèi)通常采用配置自動(dòng)漏風(fēng)控制系統(tǒng)或彈簧柔性密封來(lái)控制熱端密封間隙。自動(dòng)漏風(fēng)控制系統(tǒng)一定程度上改善了空預(yù)器的漏風(fēng)情況，但也帶來(lái)了系統(tǒng)熱態(tài)卡澀、傳感器損壞頻繁、提升桿漏灰、電控裝置失靈等等運(yùn)行維護(hù)問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備的總體投運(yùn)比率不高。而彈簧柔性密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壽命短，成套更換費(fèi)用高昂，經(jīng)濟(jì)性差，通過(guò)減少漏風(fēng)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)收益難以彌補(bǔ)設(shè)備的投入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能大幅度降低漏風(fēng)率、成本較低且使用壽命長(zhǎng)的空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)子和密封板，其特征在于，還包括:
[0007]設(shè)于所述轉(zhuǎn)子和密封板之間的轉(zhuǎn)子徑向密封機(jī)構(gòu)；
[0008]依靠溫度產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，能隨著溫度場(chǎng)的變化而維持所述轉(zhuǎn)子徑向密封機(jī)構(gòu)的絕對(duì)位置保持不變，以補(bǔ)償空氣預(yù)熱器的徑向漏風(fēng)間隙的線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置。
[0009]優(yōu)選地，所述線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置由膨脹系數(shù)與所述轉(zhuǎn)子不同的材料制成。
[0010]優(yōu)選地，在不同溫度段，所述線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置的膨脹量與轉(zhuǎn)子的膨脹量不同。
[0011]優(yōu)選地，所述線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置包括由膨脹系數(shù)與所述轉(zhuǎn)子不同的材料制成的驅(qū)動(dòng)管，驅(qū)動(dòng)管外部套有與所述轉(zhuǎn)子材質(zhì)相同的套管。
[0012]優(yōu)選地，所述套管與轉(zhuǎn)子固定，所述驅(qū)動(dòng)管內(nèi)側(cè)與所述轉(zhuǎn)子固定，所述驅(qū)動(dòng)管外側(cè)自由膨脹與密封片安裝架外端相連。
[0013]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子徑向密封機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子徑向密封片，轉(zhuǎn)子徑向密封片設(shè)于密封片安裝架上，密封片安裝架內(nèi)端鉸接在所述轉(zhuǎn)子上;所述轉(zhuǎn)子徑向密封片可以設(shè)置兩層或多層，包括相對(duì)厚硬的主密封片和相對(duì)薄軟的次密封片，所述次密封片與所述密封板的預(yù)留間隙比所述主密封片與所述密封板的預(yù)留間隙小。
[0014]優(yōu)選地，所述主密封片下端插入設(shè)于所述轉(zhuǎn)子徑向隔板上的鋼板槽內(nèi)。
[0015]優(yōu)選地，還包括用于將所述線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的位移轉(zhuǎn)變?yōu)樗鲛D(zhuǎn)子徑向密封片的上下位移的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0016]優(yōu)選地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)換向板，所述驅(qū)動(dòng)管外側(cè)自由膨脹且與換向板滑動(dòng)鉸接，所述密封片安裝架外端通過(guò)滑動(dòng)支點(diǎn)與換向板相連。
[0017]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子熱態(tài)出現(xiàn)下垂變形時(shí)，所述線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置因線性脹差而出現(xiàn)相對(duì)位移，通過(guò)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改變所述密封片安裝架和轉(zhuǎn)子間的距離，維持轉(zhuǎn)子徑向密封片不隨轉(zhuǎn)子變形而下降，使轉(zhuǎn)子徑向密封片的絕對(duì)位置保持不變。
[0018]由理論及實(shí)踐得出，轉(zhuǎn)子的下垂變形量和空預(yù)器熱端溫度存在近似線性比例關(guān)系。同時(shí)，在工作溫度范圍內(nèi)，驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)作特性也基本保持與轉(zhuǎn)子材料的膨脹系數(shù)和溫度變化的比率相當(dāng)(線性脹差)，這樣就能保證推動(dòng)或拉動(dòng)的距離和熱端溫度成正比。即轉(zhuǎn)子的下垂變形與驅(qū)動(dòng)裝置的推、拉距離都與溫度存在線性比例關(guān)系，所以通過(guò)改變換向板的尺寸，即可確保在各種溫度下密封片位置保持不變。
[0019]本發(fā)明利用一種線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置，使得熱端密封片不隨轉(zhuǎn)子受熱變形時(shí)下降，維持熱端密封間隙在較小的范圍內(nèi)。同時(shí)，該裝置也可用于預(yù)熱器冷端，來(lái)減少低負(fù)荷下預(yù)熱器冷端漏風(fēng)。
[0020]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0021](I)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，不需要設(shè)置任何外部的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)部件，也無(wú)需設(shè)置電氣控制系統(tǒng)，即可以大幅度降低漏風(fēng)率，漏風(fēng)控制效果接近投運(yùn)的自動(dòng)漏風(fēng)控制系統(tǒng)。
[0022](2)無(wú)需人工干預(yù)，不需要日常維護(hù)。無(wú)傳統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，無(wú)電氣操作系統(tǒng)，即無(wú)需人工干預(yù)操作，工作時(shí)在一定負(fù)荷以上為有運(yùn)行安全間隙，不會(huì)磨損密封片，因此設(shè)備也不需要經(jīng)常維護(hù)。
[0023](3)響應(yīng)快，直接利用不同材料膨脹差異特性，材料膨脹只和所處溫度相關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)子變形時(shí)，能立即做出動(dòng)作響應(yīng)。
[0024](4)經(jīng)濟(jì)效益明顯，結(jié)構(gòu)成本較低，投入回收期非常短。
[0025](5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便。由于密封片都裝在密封安裝架上，且裝成一條直線，不但安裝簡(jiǎn)單，拆裝時(shí)只需裝拆密封片安裝架的內(nèi)外段緊固件，便可整體卸下密封片，非常簡(jiǎn)便;驅(qū)動(dòng)裝置也同樣如此。
[0026](6)調(diào)節(jié)方便，在機(jī)組運(yùn)行溫度有較大改變時(shí)，只需要更換擺動(dòng)板尺寸改變放大比例，就可以重新設(shè)定補(bǔ)償間隙量。
[0027](7)壽命長(zhǎng)。
[0028](8)對(duì)直徑較小的空預(yù)器，可以直接利用密封片安裝架的剛性，能進(jìn)一步簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和降低造價(jià)。
[0029](9)維護(hù)費(fèi)用低，長(zhǎng)時(shí)間工作后，只需要更換密封片，后期維護(hù)成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為實(shí)施例1提供的推動(dòng)型密封補(bǔ)償系統(tǒng)冷態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為實(shí)施例1中密封片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為實(shí)施例1提供的推動(dòng)型密封補(bǔ)償系統(tǒng)熱態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為實(shí)施例2提供的拉動(dòng)型密封補(bǔ)償系統(tǒng)冷態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為實(shí)施例2提供的拉動(dòng)型密封補(bǔ)償系統(tǒng)熱態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0036]實(shí)施例1
[0037]如圖1所示，選用一種膨脹系數(shù)大于轉(zhuǎn)子的材料作為線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)工件，構(gòu)成推動(dòng)型的驅(qū)動(dòng)裝置2。為了節(jié)約空間，驅(qū)動(dòng)裝置2選用管型結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)管，驅(qū)動(dòng)管外部套一與轉(zhuǎn)子材質(zhì)相同的套管，以保護(hù)驅(qū)動(dòng)工件不受煙氣磨損。套管與轉(zhuǎn)子I固定，驅(qū)動(dòng)管內(nèi)側(cè)與轉(zhuǎn)子I固定，驅(qū)動(dòng)管外側(cè)自由膨脹且與換向板3滑動(dòng)鉸接。推動(dòng)型的驅(qū)動(dòng)裝置選用的驅(qū)動(dòng)管的膨脹系數(shù)大于轉(zhuǎn)子材質(zhì)的膨脹系數(shù)，在轉(zhuǎn)子I熱態(tài)出現(xiàn)下垂變形時(shí)，驅(qū)動(dòng)管膨脹量大于轉(zhuǎn)子膨脹量，從而推動(dòng)換向板3運(yùn)動(dòng)。
[0038]結(jié)合圖2，轉(zhuǎn)子徑向密封片4安裝在用槽鋼制造的密封片安裝架7上，密封片安裝架7內(nèi)端鉸接在轉(zhuǎn)子I上，密封片安裝架7外端通過(guò)滑動(dòng)支點(diǎn)與換向板3相連。
[0039]轉(zhuǎn)子徑向密封片4設(shè)置兩層，厚一些的主密封片8下端插入裝在轉(zhuǎn)子徑向隔板上的鋼板槽10內(nèi)，另設(shè)有一片薄軟的次密封片9，次密封片9比主密封片8和密封板5的預(yù)留間隙要小，以避免主密封片8和密封板5出現(xiàn)過(guò)度摩擦。
[0040]結(jié)合圖3，在轉(zhuǎn)子I熱態(tài)出現(xiàn)下垂變形時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置2因線性脹差而出現(xiàn)相對(duì)位移，通過(guò)換向板3改變密封片安裝架7和轉(zhuǎn)子I間的距離，基本維持轉(zhuǎn)子徑向密封片4不隨轉(zhuǎn)子變形而下降，最終使密封片的絕對(duì)位置保持基本不變，從而起到減小漏風(fēng)間隙、減少漏風(fēng)率的目的。
[0041]在較大型的空氣預(yù)熱器上，可以在適當(dāng)位置安裝兩個(gè)或多個(gè)換向板3，以防密封片安裝架7因自身?yè)隙茸冃翁髮?dǎo)致漏風(fēng)增加。
[0042]實(shí)施例2
[0043]如圖4和圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置采用拉動(dòng)型的驅(qū)動(dòng)裝置6。
[0044]相較于推動(dòng)型的驅(qū)動(dòng)裝置2，拉動(dòng)型的驅(qū)動(dòng)裝置6主要區(qū)別在于其選用的驅(qū)動(dòng)管的膨脹系數(shù)小于轉(zhuǎn)子材質(zhì)的膨脹系數(shù)，在轉(zhuǎn)子I熱態(tài)出現(xiàn)下垂變形時(shí)，驅(qū)動(dòng)管膨脹量小于轉(zhuǎn)子膨脹量，從而拉動(dòng)換向板3運(yùn)動(dòng)。換向板3安裝方向與實(shí)施例1相反，從而達(dá)到與實(shí)施例1同樣的運(yùn)行效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)子(I)和密封板(5)，其特征在于，還包括: 設(shè)于所述轉(zhuǎn)子(I)和密封板(5)之間的轉(zhuǎn)子徑向密封機(jī)構(gòu)； 依靠溫度產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，能隨著溫度場(chǎng)的變化而維持所述轉(zhuǎn)子徑向密封機(jī)構(gòu)的絕對(duì)位置保持不變，以補(bǔ)償空氣預(yù)熱器的徑向漏風(fēng)間隙的線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置。2.如權(quán)利要求1所述的一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)，其特征在于:所述線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置由膨脹系數(shù)與所述轉(zhuǎn)子(I)不同的材料制成。3.如權(quán)利要求1所述的一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)，其特征在于:在不同溫度段，所述線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置的膨脹量與轉(zhuǎn)子(I)的膨脹量不同。4.如權(quán)利要求1或2所述的一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)，其特征在于:所述線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置包括由膨脹系數(shù)與所述轉(zhuǎn)子(I)不同的材料制成的驅(qū)動(dòng)管，驅(qū)動(dòng)管外部套有與所述轉(zhuǎn)子(I)材質(zhì)相同的套管。5.如權(quán)利要求4所述的一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)，其特征在于:所述套管與轉(zhuǎn)子(I)固定，所述驅(qū)動(dòng)管內(nèi)側(cè)與所述轉(zhuǎn)子(I)固定，所述驅(qū)動(dòng)管外側(cè)自由膨脹與密封片安裝架(7)外端相連。6.如權(quán)利要求1所述的一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子徑向密封機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子徑向密封片(4)，轉(zhuǎn)子徑向密封片(4)設(shè)于密封片安裝架(7)上，密封片安裝架(7)內(nèi)端鉸接在所述轉(zhuǎn)子(I)上，所述轉(zhuǎn)子徑向密封片(4)可以設(shè)置兩層或多層，包括相對(duì)厚硬的主密封片(8)和相對(duì)薄軟的次密封片(9)，所述次密封片(9)與所述密封板(5)的預(yù)留間隙比所述主密封片(8)與所述密封板(5)的預(yù)留間隙小。7.如權(quán)利要求6所述的一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)，其特征在于:所述主密封片(8)下端插入設(shè)于所述轉(zhuǎn)子(I)徑向隔板上的鋼板槽(10)內(nèi)。8.如權(quán)利要求5所述的一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)，其特征在于:還包括用于將所述線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的位移轉(zhuǎn)變?yōu)樗鲛D(zhuǎn)子徑向密封片(4)的上下位移的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。9.如權(quán)利要求8所述的一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)，其特征在于:所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)換向板(3)，所述驅(qū)動(dòng)管外側(cè)自由膨脹且與換向板(3)滑動(dòng)鉸接，所述密封片安裝架(7)外端通過(guò)滑動(dòng)支點(diǎn)與換向板(3)相連。10.如權(quán)利要求8所述的一種空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變形自補(bǔ)償型徑向密封系統(tǒng)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子(I)熱態(tài)出現(xiàn)下垂變形時(shí)，所述線性脹差型驅(qū)動(dòng)裝置因線性脹差而出現(xiàn)相對(duì)位移，通過(guò)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改變所述密封片安裝架(7)和轉(zhuǎn)子(I)間的距離，維持轉(zhuǎn)子徑向密封片(4)不隨轉(zhuǎn)子(I)變形而下降。
【文檔編號(hào)】F16J15/16GK106016341SQ201610327353
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】蔡明坤, 王勇, 匡俊, 宣駿, 杜燕青
【申請(qǐng)人】上海鍋爐廠有限公司, 上海市東方海事工程技術(shù)有限公司