一种回转式空预器及其波纹补偿密封装置的制作方法

本发明涉及燃煤火电机组运行优化和节能改造技术领域，具体为一种回转式空预器及其波纹补偿密封装置。

背景技术：

回转式空预器因其单位体积的换热面积大、布置紧凑而在电站锅炉中得到广泛应用，但是回转式空预器转子在热态运行中会发生蘑菇状变形，导致空气预热器漏风率大，影响空预器热效率和增加风机的电耗。现有的回转式空预器漏风控制技术主要是基于柔性密封原理，利用材料的韧性或者利用弹簧和配重装置使得径向密封片能随着密封间隙变化而调整位置，达到控制漏风率的目的。柔性密封装置由于采用接触式的密封，因而在运行中设备本身的损耗很大，需要频繁维护和更换备品备件，且其漏风效果往往随着运行时间增加变差甚至恶化。

鉴于现有的回转式空预器漏风控制技术存在其运行时漏风率高的问题，需要开发一种新的技术解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种回转式空预器及其波纹补偿密封装置，结构简单，设计合理，运行安全可控，能够有效地控制回转式空预器长期运行中的漏风率，从而长期稳定地降低回转式空预器的漏风率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种回转式空预器的波纹补偿密封装置，包括径向密封片、悬臂和波纹补偿装置；

所述悬臂的一端与回转式空预器的中心筒固定，另一端悬空；悬臂的上部连接径向密封片与扇形板接触密封，下部通过波纹补偿装置与对应的空预器转子隔仓板连接。

进一步的，所述的波纹补偿装置与悬臂和对应的空预器转子隔仓板通过螺栓和压板密封固定连接。

进一步的，所述的径向密封片通过螺栓固定于悬臂上部，且其与扇形板的安装间隙为0.5～1.5mm。

进一步的，所述悬臂的悬空端与空预器转子外围密封结构密封配合；所述外围密封结构侧边固定设置限位块，悬臂的悬空端支撑在限位块上。

进一步的，所述的波纹补偿装置包括不锈钢丝网骨架和包裹在不锈钢丝网骨架外部的硅橡胶蒙皮，以及压合在不锈钢丝网骨架和硅橡胶蒙皮间的保温棉和隔热填料。

更进一步的，所述的不锈钢丝网骨架在高度方向上设置有波纹褶皱。

一种回转式空预器，包括空预器转子，所述空预器转子的空预器转子隔仓板上设置有如上任意一项所述的波纹补偿密封装置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过利用波纹补偿装置来消化吸收空预器转子蘑菇状变形，维持承载径向密封片的悬臂的位置固定，以此保证径向密封片在实际运行中位置相对扇形板固定，使径向密封间隙降至最低，达到控制空预器漏风的目的；同时，本发明通过设置包括用于直接实现漏风控制的由扇形板、径向密封片和悬臂共同构成的密封功能区，以及用于吸收转子变形的由悬臂、波纹补偿装置、空预器转子隔仓板和空预器转子共同构成的空预器蘑菇状变形量补偿区，可有效解决回转式空预器因转子蘑菇状变形而漏风率高的问题，而且波纹补偿密封装置运行中基本无材料损耗，可长期维持固定的密封间隙和较好的控制漏风效果，运行稳定。

进一步，本发明在波纹补偿装置在与四周结构连接时，通过使用螺栓和压板紧密固定，防止任何可能的泄漏。

进一步，本发明采用的波纹补偿装置由硅橡胶蒙皮、不锈钢丝网骨架、保温棉和隔热填料四层材料压合，成为具备柔韧性、绝热性、良好力学性能的转子变形量补偿材料。

进一步，本发明通过在悬臂的不锈钢丝网骨架高度方向上设置波纹褶皱，保持悬臂垂直方向不受外力，从而利用波纹延展特性吸收空预器转子变形。

附图说明

图1为本发明实施例中所述的结构剖面示意图。

图2为本发明实施例中所述的结构侧视图。

图中：径向密封片1，扇形板2，悬臂3，波纹补偿装置4，空预器转子隔仓板5，空预器转子6。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种回转式空预器的波纹补偿密封装置，如图1和图2所示，包括与扇形板2相邻的径向密封片1，用于固定径向密封片1的悬臂3，以及位于悬臂3和空预器转子隔仓板5之间的波纹补偿装置4；

所述悬臂3一端固定在回转式空预器的中心筒上，另一端悬空，悬空端与空预器转子6的外围结构密封配合；通过固定端与中心筒固定，悬空端支撑在与转子外围密封结构固定的限位块上，从而保持径向、轴向和周向位置的固定；；所述的径向密封片1通过螺栓固定连接在悬臂3上部且与扇形板2接触密封；所述的波纹补偿装置4包括在高度方向上设置有波纹褶皱的不锈钢丝网骨架和包裹在不锈钢丝网骨架外部的硅橡胶蒙皮，以及压合在不锈钢丝网骨架和硅橡胶蒙皮间的保温棉和隔热填料，其通过螺栓和压板连接在悬臂3下部且与对应的空预器转子隔仓板5连接。

上述扇形板2、径向密封片1和悬臂3共同构成控制漏风的密封功能区，用于直接实现漏风控制；上述悬臂3、波纹补偿装置4、空预器转子隔仓板5和空预器转子6共同构成空预器蘑菇状变形量补偿区，用于吸收空预器转子6变形；

其中，控制漏风的密封功能区与传统空预器密封片的结构相似，不同之处在于传统密封片安装于空预器转子隔仓板5上，随着空预器转子6变形而移动，本发明中空预器径向密封片1安装在有一定刚度的悬臂3上，不随空预器转子6变形而移动位置。空预器回转过程中，安装于悬臂3上的径向密封片1保持水平高度，与扇形板2的间隙控制在1mm左右，既不造成空预器转子6卡顿，又能够确保有效的漏风控制。

其中，空预器蘑菇状变形量补偿区虽然不与扇形板2直接接触，但却是漏风控制的核心部件。空预器转子6在热态运行中会发生蘑菇状变形，在外侧远端最大变形量能达到50mm，实际运行中大部分漏风即从外侧远端三角区域短路。本发明中在悬臂3和空预器转子隔仓板5之间设置波纹补偿装置4，空预器转子6热态运行发生形变时，悬臂3保持水平，空预器转子隔仓板5变形量从中心筒向转子外侧远端逐渐增大，带动波纹补偿装置4依次延展，利用波纹补偿装置4消化空预器转子6的变形，保持径向密封片1的严密性，维持径向密封片1与扇形板2相对位置的固定和最小的密封间隙。需要说明的是，为了保持三向密封结构的完整，波纹补偿装置4的形状需要与空预器转子隔仓板5和转子外围密封结构密封配合。

具体的，如图1所示，本发明一种回转式空预器的波纹补偿密封装置，其中安装在悬臂3上的径向密封片1与扇形板2之间的距离即为影响漏风量的核心参数——密封间隙；

以往的空预器密封装置中，径向密封片1安装在空预器转子隔仓板5上，该密封间隙随着空预器转子6变形而变大，空预器漏风量因而增加。本发明中以悬臂3承载径向密封片1，利用悬臂3的刚性维持径向密封片1与扇形板2相对位置固定，即保持最低的密封间隙，并且冷热态密封间隙基本不变，在不同热态运行工况下也保持稳定。

以往的空预器密封装置中，径向密封片1与空预器转子隔仓板5为螺栓刚性连接，空预器转子6变形直接引起径向密封片1垂直位移，密封间隙变大。本发明中以波纹补偿装置4将径向密封片1和空预器转子隔仓板5隔开，由刚性连接变为软连接，利用波纹延展特性吸收空预器转子6变形，保持悬臂3垂直方向不受外力；波纹补偿装置4同时作为烟气和风侧的隔离装置，完全避免了三角漏风区的出现。

本发明一种回转式空预器的波纹补偿密封装置工作时，其原理是：

(1)冷态运行工况下，空预器转子6无明显变形整体处于水平位置，波纹补偿装置4预留波纹膨胀量，径向密封片1与扇形板2的安装间隙约为1mm；

(2)热态运行工况下，空预器转子6充分受热后，空预器转子6发生蘑菇状变形，外侧远端转子下垂形成近似三角形的漏风区，最大高度约10～50mm，此时，空预器转子隔仓板5外侧远端随着空预器转子6下垂带动外侧远端波纹补偿装置4延伸，封堵了三角形漏风区，阻止一、二次风向烟气侧泄漏；

(3)悬臂3和径向密封片1无论在冷态还是热态运行工况下均保持水平位置，因而径向密封片1与扇形板2间的间隙固定在1mm左右。

在以上装置的基础上，本发明还提供一种回转式空预器，该回转式空预器在锅炉变负荷过程中，波纹补偿装置4的延伸量随之变化，消化吸收空预器转子6的蘑菇状变形，维持承载径向密封片1的悬臂3位置固定，以此保证空预器径向密封片1实际运行中位置相对扇形板2固定，整个系统中无直接接触和材料损耗，系统可靠性好，最终达到控制空预器漏风的目的。

本发明实施只需要对空预器热端径向密封装置进行局部改造，构建用于补偿空预器转子6变形的波纹补偿装置4，安装固定径向密封片1位置的悬臂3，改造投资与风险小。

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