专利名称：再生式空预器的漏风回收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种再生式空气预热器的漏风回收装置。
背景技术：
再生式空气预热器是大型火力发电厂及化工行业关键的辅助设备，其主要用途就是利用锅炉尾部的烟气用以加热冷空气，其工作原理为空预器串联在锅炉的尾部烟道和送风道中，锅炉烟气和空气同时相向地流经空预器，烟气在吸风机的作用下由上至下经过空预器的受热面；同时冷空气在鼓风机的作用下由下至上地经过空预器的受热面，空预器受热面布置在设备转子仓格中。正常运行时，受热面的转子以一定速度匀速旋转，当旋转至烟气侧时，受热面被加热，烟气被冷却，被加热的受热面旋转至空气侧时，将热量释放给空气，受热面被冷却，受热面又旋转至烟气侧被加热，由此周而复始循环，连续不断地提供锅炉系统所需的热空气。被加热的热空气一部分进入磨煤系统进行干燥和输送煤粉；另一部分则进入锅炉进行助燃。由于空预器设备内既有烟气侧的负压，又有空气侧的正压，又存在约130℃-380℃的温度场，因此，尽管设备内设置了密封机构，但空气在压差和温差的作用下，通过动静间隙及受热面箱体携带仍向烟气侧泄漏。目前，国内外空预器漏风率设计指标一般为8％。若设备漏风率偏大，不仅造成火力发电机组煤耗，电耗的增加，锅炉热效率降低，而且烟、风系统短路，造成锅炉额定出力困难。
空预器内部密封结构目前主要采用两种形式一是上扇形板的小端搭接在中心密封筒上，大端通过吊杆与壳体外跟踪控制系统的机械传动机构相联并与空预器壳体内的圆弧密封装置保持一定间隙，空气侧与烟气侧采用迷宫式插板密封隔绝，通过跟踪控制系统使上扇形板跟踪转子热变形，调整上扇形板的位置，减小动静密封间隙，用以降低设备漏风率；二是在空预器内部通过将中心密封筒、上、下梁壳体、上、下扇形板、圆弧密封装置等，用钢板焊接形成立体封闭的密封机构，保持动静间密封间隙固定不动，以双密封片形成密封转动副，通过增加转子密封片，增大漏风泄漏阻力，来降低漏风率。前者由于跟踪系统的应用，使设备内密封机构极为复杂，其中任何一个环节出现问题，就导致跟踪系统解列，其可靠性差，加上上扇形板和圆弧密封装置间始终存在间隙及插板密封不严，又无漏风回收装置，导致设备漏风率超标，其漏风率将达到20％左右；后者由于设备内密封机构固定不动，因而设备结构简单，可靠性强，因此其漏风率波动小，稳定性强，但也无漏风回收装置，其漏风率指标仍偏高，一般稳定在10％左右。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种可大幅降低再生式空预器漏风率的漏风回收装置，从而有效地降低送、引风机的开度和电耗，降低锅炉煤耗和提高锅炉热效率。
为达到上述目的，本实用新型再生式空预器的漏风回收装置，包括内部密封装置、外部漏风回收装置和回收自动控制系统，所述内部密封装置包括上、下中心密封筒、壳体、转子，以及布置于中心密封筒两侧的两组上、下扇形板、位于上、下扇形板之间并固定于壳体内的圆弧面板、分别固定在转子每块受热面仓格的径向隔板上、下方的轴向密封片和端部的径向密封片，轴向密封片和端部的径向密封片分别与上、下扇形板和圆弧面板成间隙设置，组成轴向密封转动副和径向密封转动副，上、下扇形板与轴向密封片相邻的一侧为上、下扇形板的密封面，圆弧面板与径向密封片相邻的一侧为圆弧面板的密封面，在设备内部以上、下中心密封筒为中心，两侧以连接钢板将设备壳体和上、下中心密封筒与上、下扇形板及之间的圆弧面板联接一起，组成封闭的框架密封结构，从而将设备内部空间隔离为空气侧和烟气侧，转子在框架中心水平旋转，具有正压的空气只有经过密封转动副才能向具有负压的烟道泄漏，上、下扇形板和圆弧面板的宽度在静态时能且只能同时覆盖四块密封片，这样在转子运行时，各密封面才能始终保持与三块密封片构成密封转动副；所述外部漏风回收装置包括设置在上、下扇形板密封面上数个径向排列的排气孔，排气孔位于静态时从空气侧至烟气侧方向的第二与第四块轴向密封片之间的位置，在圆弧面板的密封面上设置有数个竖直排列的排气孔，排气孔位于静态时从空气侧至烟气侧方向的第二与第四块径向密封片之间的位置，在上、下扇形板和圆弧面板均为中空结构，其内分别设置有回收室，各回收室与对应的排气孔连通，所有回收室的另一端通过回收管道与设备外的汇集联箱、回收风机、电机和出口管道相连，电机还配有轴冷却器和变频器，出口管道上设有电动开关门，轴冷却器用于对轴承降温，通过变频器启动电机和调速，使风机启动时能够消除较大的瞬间启动电流，也使风机自身的能耗降低，电动开关门用于密封回收系统未投入时关闭，以防止二次热风箱中的热空气倒灌回设备内；所述回收自动控制系统包括与变频器、电动开关门相联的工控机，与工控机相联并设置在进、出口烟道的压力变送器和氧量变送器、各回收室内的压力变送器，冷、热端径向回收区域的压力变送器，二次热风箱内的压力变送器和出口管道上的压力变送器、温度变送器、流量变送器；本实用新型的工作原理为空预器设备正常运行时，具有正压的空气只能通过设备内形成的密封转动副中向具有负压的烟气侧泄漏，在设备运行时，密封转动副中从空气侧至烟气侧方向的第一与第二块密封片之间的区域为密封区，第二与第三块密封片之间的区域与排气孔对应，为回收区；由于密封区两块密封片的阻挡作用，使进入回收区的空气泄漏量一般在4％～8％范围，其压力和流速也大大降低，回收区在设备外回收风机的作用下形成与烟道负压相匹配的负压，因此经过密封区的泄漏空气及转子仓格携带的空气进入回收区时，即通过密集回收孔被吸入回收室内，再经联通管道、汇集联箱、回收风机、出口管道，进入二次热风箱内，随二次风进入炉膛助燃。由于泄漏空气在回收区内被全部回收，因而进入烟道的泄漏空气几乎为零，所以设备漏风率能够控制在0.5％～3.5％范围内。
由于锅炉负荷随电网调度随时有所变化，烟道负压，一、二次风压及动、静密封间隙亦随之发生变化，因此设备内空气泄漏量也随之增减，回收自动控制系统通过对进、出口烟气含氧量的检测或对进、出烟气压力的检测●通过设备实测漏风率来调节回收风机通过进、出口烟气中氧量变化的检测，经与设定值的比较来调节回收风机，其将采集到的氧量信号通过公式换算成设备漏风率，并跟设定值进行比较，如漏风率超过设定值(如实测漏风率＞3.5％)，则增大回收风机的转速；如漏风率在设定范围内(如0.5％＜实测漏风率＜3.5％，则回收风机定速；如漏风率小于设定值范围(如实测漏风率＜0.5％，则回收风机减速。
●通过压力变化来调节回收风机通过采集的一次风侧冷端回收室的压力和出口烟道的压力进行比较，如设备漏风率处在正常范围内时，设定回收室的压力比出口烟道的压力大0.8Kpa。如该比较值在设定范围内(如0.8Kpa～1.2Kpa)，则认为设备漏风率在正常范围内。此时，风机转速恒定；如该比较值小于0.8Kpa，则认为设备漏风率偏大，此时增大风机转速，直至比较值处在设定范围内时，风机才定速；相对应的，如该比较值大于设定值的上限(如＞1.2Kpa)，则认为风机出力太大，有可能烟气被吸到二次热风箱中，这时，减少风机转速直至比较值处在设定范围内；经过工控机逻辑处理，自动通过变频器调整电机、从而调整回收风机的出力即风机转速，从而自动地调整设备内的漏风回收量，因此，密封回收系统能够做到无论锅炉负荷如何变化，其设备漏风率始终控制在设定范围内。
作为本实用新型的进一步改进，所述上、下扇形板回收室和圆弧密封回收室相互隔离，并通过各自独立的回收管道与汇集联箱相连，在各自的回收管道内设有与工控机相联的电动风门，在回收风机的作用下，汇集联箱具有总的工作负压，通过各回收管道内的电动风门，将汇集联箱内的工作动力进行分配，确保上、下扇形板和圆弧密封装置中的回收室具有不同适宜的吸风压力。
作为本实用新型的进一步改进，上、下扇形板密封面上的排气孔，其数量按规定的扇形区域由内到外的方向逐渐递增，以适应扇形板面积逐渐增大的变化，在预定的时间内回收一定量的漏风。
作为本实用新型的进一步改进，密封片为顶部带有折角的密封片，其弯折方向与旋转方向相反，这既可增加对空气的阻挡效果，又在动、静密封间隙需热态启动过程中“跑合”时，不致刮伤密封面，改善密封片的受力状态，减小磨损。
综上所述，本实用新型的再生式空预器的漏风回收装置可大幅降低回转式空预器的漏风率，从而有效地降低送、引风机的开度和电耗，降低锅炉煤耗和提高锅炉热效率。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为本实用新型实施例空预器的主视图。
图3为图2的俯视图。
图4为图3的D-D处剖视图。
图5为图3的I处放大图。
图6为内部密封结构示意图。
图7为上、下扇形板的主视图。
图8为圆弧面板的主视图。
具体实施方式
本实用新型实施例的再生式空预器的漏风回收装置包括内部密封装置、外部漏风回收装置和回收自动控制系统，由图2、图3所示，内部密封装置包括上、下中心密封筒1、壳体4、转子5，以及对称布置于中心密封筒1两侧的两组上、下扇形板2、3、位于上、下扇形板2、3之间并固定于壳体内4的圆弧面板8、分别采用螺栓联接紧固在转子每块受热面仓格的径向隔板上、下方的轴向密封片10和端部的径向密封片11，其顶部弯折，由图4、图5所示，弯折方向与旋转方向相反，上、下扇形板2、3与圆弧面板8采用焊接相联，上、下扇形板2、3、圆弧面板8与壳体4均采用钢板焊接相联，密封片10、11分别与上、下扇形板2、3和圆弧面板8成间隙设置，其间隙小于8mm，组成密封转动副，上、下扇形板2、3与轴向密封片10相邻的一侧为上、下扇形板的密封面，圆弧面板8与径向密封片11相邻的一侧为圆弧面板8的密封面，通过中心密封筒1、圆弧面板8、连接钢板9和密封片10、11将空预器的内部空间隔离分为空气侧K和烟气侧Y，上、下扇形板2、3和圆弧面板8的宽度在静态时能且只能同时覆盖四块密封片10或11，这样在转子5运行时，各密封面才能始终保持与三块密封片10或11构成密封转动副，若上、下扇形板2、3和圆弧面板8的宽度太宽会减小换热区域，影响换热效果；由图4、图5、图7、图8所示，所述外部漏风回收装置包括设置在上、下扇形板2、3密封面上数个径向排列且数量按由内到外的方向逐渐递增的排气孔12，排气孔12的位于静态时从空气侧K至烟气侧Y方向的第二、四块轴向密封片10之间的位置，在圆弧面板8的密封面上设置有数个竖直排列的排气孔13，排气孔13的位于静态时从空气侧K至烟气侧Y方向的第二、四块径向密封片11之间的位置，上、下扇形板2、3和圆弧面板8均为中空结构，由图6所示，其内分别设置有回收室6、7、14，各回收室与对应的排气孔连通，各回收室的另一端分别通过各自的回收管道15、18、34与汇集联箱19相连，由
图1、图2、图3所示，在各自的回收管道15、18、34内还设有与工控机相联的电动风门17，汇集联箱19与安装在壳体4上的回收风机20的进口相连，回收风机20由电机35驱动，电机35上还设轴冷却器21和变频器(未示出)，回收风机20的出口通过出口管道30与二次热风箱相连，出口管道30上设有电动开关门31，通过二次热风箱将泄露风送回锅炉，由此形成漏风回收系统；由
图1所示，所述回收自动控制系统包括与电动开关门31、变频器相联的工控机(未示出)，与工控机相联并设置在进、出口烟道的压力变送器22、23和氧量变送器32、33、各回收室内的压力变送器24，回收区的压力变送器25，二次热风箱内的压力变送器(未示出)和出口管道30上的压力变送器26、温度变送器27、流量变送器28。
采用本实用新型的再生式空预器的漏风回收装置采用“先堵后疏”的回收原理，在设备内受热面无堵塞等条件下，设备漏风率趋于零，最大漏风率小于3.5％，这不仅获得经济效益，而且在空预器行业带来一场革命，具有巨大的社会效益。
权利要求1.一种再生式空预器的漏风回收装置，包括内部密封装置、外部漏风回收装置和回收自动控制系统，所述内部密封装置包括上、下中心密封筒、壳体、转子，以及布置于中心密封筒两侧的两组上、下扇形板、位于上、下扇形板之间并固定于壳体内的圆弧面板、分别固定在转子每块受热面仓格的径向隔板上、下方的轴向密封片和端部的径向密封片，轴向密封片和端部的径向密封片分别与上、下扇形板和圆弧面板成间隙设置，组成轴向密封转动副和径向密封转动副，上、下扇形板与轴向密封片相邻的一侧为上、下扇形板的密封面，圆弧面板与径向密封片相邻的一侧为圆弧面板的密封面，通过中心密封筒、圆弧密封装置、连接钢板和密封片将空预器的内部空间隔离分为空气侧和烟气侧，其特征在于上、下扇形板和圆弧面板的宽度在静态时能且只能同时覆盖四块密封片。
2.根据权利要求1所述的再生式空预器的漏风回收装置，其特征在于所述外部漏风回收装置包括设置在上、下扇形板密封面上数个径向排列的排气孔，排气孔位于静态时从空气侧至烟气侧方向的第二与第四块轴向密封片之间的位置，在圆弧面板的密封面上设置有数个竖直排列的排气孔，排气孔位于静态时从空气侧至烟气侧方向的第二与第四块径向密封片之间的位置，在上、下扇形板和圆弧面板均为中空结构，其内分别设置有回收室，各回收室与对应的排气孔连通，所有回收室的另一端通过回收管道与设备外的汇集联箱、回收风机、电机和出口管道相连，电机还配有轴冷却器和变频器，出口管道上设有电动开关门。
3.根据权利要求1所述的再生式空预器的漏风回收装置，其特征在于所述回收自动控制系统包括与变频器、电动开关门相联的工控机，与工控机相联并设置在进、出口烟道的压力变送器和氧量变送器，各回收室内的压力变送器，冷、热端径向回收区域的压力变送器，二次热风箱内的压力变送器和出口管道上的压力变送器、温度变送器、流量变送器。
4.根据权利要求2所述的再生式空预器的漏风回收装置，其特征在于上、下扇形板回收室和圆弧密封回收室相互隔离，并通过各自独立的回收管道与汇集联箱相连，在各自的回收管道内设有与工控机相联电动风门。
5.根据权利要求1至3任一所述的再生式空预器的漏风回收装置，其特征在于上、下扇形板上数个径向排列的排气孔，其数量按由内到外的方向逐渐递增。
6.根据权利要求5所述的再生式空预器的漏风回收装置，其特征在于所述密封片为顶部带有折角的密封片，其弯折方向与旋转方向相反。
专利摘要本实用新型公开了一种再生式空预器的漏风回收装置，它包括内部密封装置、外部漏风回收装置和回收自动控制系统，包括由中心密封筒、上、下梁壳体、两组上、下扇形板、位于空预器壳体内的圆弧密封装置以及隔板组成的内部密封机构，并在由上、下扇形板、圆弧密封装置与转子上的密封片组成的密封转动副的回收区设置排气孔，排气孔通过各自对应的回收室与设备外的漏风回收装置相连，并由自动控制系统控制回收过程。本实用新型采用“先堵后疏”的结构，将漏风率控制在3.5％以下，大幅降低再生式空预器的漏风率，从而有效地降低送、引风机的开度和电耗，降低锅炉煤耗和提高锅炉热效率，本实用新型的研制成功使我国空预器设备密封技术方面在国际上处于领先地位。
文档编号F24H3/08GK2867259SQ20052003665
公开日2007年2月7日 申请日期2005年12月23日 优先权日2005年12月23日
发明者燕守志 申请人:燕守志