回转式换热器的自接触式密封组件的制作方法

专利名称:回转式换热器的自接触式密封组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种回转式换热器的自接触式密封组件，用以解决目前回转式换热器固定密封低负荷时泄漏率高、可调和柔（弹）性密封间隙补偿量有限、泄漏率不稳定、可靠性差、寿命短、安装维护量大等问题。回转式换热器的自接触式密封组件，包括基座、铰轴、密封构件、弹性元件和平衡重，在各种运行工况和条件下密封组件借助密封构件自身的偏心力、气流的压力、平衡重和弹性元件的作用与扇形板和轴向密封板始终保持完全接触，大大降低了泄漏率；同时改善和解决了因转子偏斜、密封结构变形、锅炉负荷和运行环境发生变化、运行控制不当等原因造成的换热器泄漏大和整台机组安全性和经济性差的问题。上述回转式换热器的自接触式密封组件，设计合理，结构简单，工作可靠，故障率低，密封间隙的变化幅度大，且不易失效，与密封板的压紧力与磨阻力可控，安装运行维护要求低，对锅炉负荷的适应性强，可有效降低各种负荷和运行工况下的泄漏率，提高锅炉效率，达到节约燃煤、降低能耗、减少排污的目的。本实用新型的回转式换热器的自接触式密封组件除了用在回转式换热器的顶部径向密封、底部径向密封和轴向密封中，还可用在回转式换热器的外缘环向和内缘环向等部位的密封中。
【专利说明】回转式换热器的自接触式密封组件

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电厂锅炉的辅助设备，具体的是一种用于燃煤和燃油电厂锅炉系统中的回转式空气预热器和烟气净化处理系统中的回转式烟气换热器以及烟气深度余热利用系统中低温换热器的密封技术和产品，特别是指回转式换热器的自接触式密封组件。

【背景技术】
[0002]回转式换热器是电厂锅炉和烟气净化与深度余热利用系统中普遍采用的热交换设备，它利用锅炉排放出来的烟气的热量来加热燃烧所需的空气和净化处理后的烟气，以此来达到节约燃料和降低污染的目的。回转式换热器最重要的性能指标之一就是泄漏率，而决定泄漏率大小的关键因素就是动静件即转子和密封板之间的密封间隙。回转式换热器在热态运行工况下，各部件均会因受热而发生不同程度的膨胀，转子和顶底扇形板、轴向密封板等静态密封板之间的间隙都会发生变化，且这些变化无法预估和控制，间隙大，泄漏率就大，锅炉效率就低，风机电耗和煤耗就高，排放的污染物就多；相反，间隙也不能过紧，否则将会导致换热器转子卡磨、驱动电机电流异常增大乃至停机等安全事故，所以回转式换热器密封装置对换热器乃至整个电厂的经济性、安全性以及环保指标等有着非常重要的影响。
[0003]降低回转式换热器泄漏的最直接和有效的手段就是在确保机组安全的前提下尽量使密封间隙保持最小，目前国内外所采用的密封型式主要有可调密封板、固定密封板、固定密封片、柔(弹)性密封片、合页式密封等，可调密封板结构复杂，可靠性差，维护量大；固定密封板密封间隙是按照锅炉最大负荷计算和设定的，而在低负荷时密封间隙变大、泄漏率增大，对锅炉负荷和外部环境的适应性差，对加工和安装调试的要求比较高，且在锅炉启停时由于温度急剧变化而易使换热器发生卡停等事故；现有的柔(弹)性密封片和合页式密封间隙调节补偿量都很有限，无法实现在所有运行工况下完全与密封板接触，即达到“接近零间隙”和“接近零直接泄漏”的密封效果，且在高温高灰的运行环境下容易失效，对材料的要求非常高，持久性和稳定性较差，使用寿命比较短，维护量也比较大。
[0004]综上所述，国内外的回转式换热器的现有密封装置在性能指标、持久性、可靠性、适应性和运行维护料等方面均存在着一定的局限性，目前尚没有一种比较理想的安全、可靠、长期稳定、密封效果好的密封装置的密封装置，由此影响和限制了电厂安全性、经济性和节能减排水平的提高。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于避免上述的不足，提供一种回转式换热器的自接触式密封组件，用以阻止回转式换热器一侧高压气流向低压气流的泄漏，克服了现有回转式换热器密封装置在结构上存在的固有缺陷，很好地解决了现有相关技术和产品在实际应用中的局限性和可靠性问题。
[0006]为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案为:
[0007]回转式换热器的自接触式密封组件，包括:
[0008]基座，其一端联接在转子隔板上，另一端作为铰轴的旋转支座；
[0009]密封构件，其偏置于铰轴一侧，铰轴支点设置在中间段，两端自由摆动；
[0010]铰轴，其设置在密封构件中间部分的单侧，一部分固定在基座上，另一部分与密封构件固定在一起；
[0011]弹性元件，其穿于铰轴，一端固定作用在基座上，另一端固定作用在密封构件上，借助该弹力使密封构件与密封板保持接触和控制密封构件的运动；
[0012]弹性元件的数量根据结构尺寸和应用工况而定，可以不设，也可以是单个或多个；
[0013]弹性元件具体为弹簧，既可设在铰轴外侧，也可设在铰轴内部，可避免被气流冲刷或腐蚀，以延长其使用寿命；
[0014]平衡重，靠自重驱使密封构件围绕铰轴摆动，以此实现如下功能:
[0015]在转入扇形板前，使密封构件保持垂直状态；
[0016]在转入扇形板时，使密封构件与扇形板接触；
[0017]在转出扇形板后，使密封构件回复至垂直状态；
[0018]在无弹性元件或弹性元件失效时能确保密封构件与扇形板处于正常接触状态，以防此时泄漏异常变大；
[0019]平衡重，通过焊接、栓接、铆接或铰接等方式固定在密封构件上，其自身的重力直接作用在密封构件上；
[0020]平衡重，通过平衡机构将其平衡力作用在密封构件上；
[0021]平衡重根据密封要求和安装条件固定在密封构件上的任一适当位置，可设在铰轴的同侧，也可设在铰轴的另一侧。
[0022]本实用新型实施例提供一种回转式换热器密封装置，包括:
[0023]设置在转子隔板顶部水平边缘上，为顶部径向密封装置；
[0024]设置在转子隔板底部水平边缘上，为底部径向密封装置；
[0025]设置在转子隔板外缘垂直边缘上，为轴向密封装置；
[0026]其中，顶部径向密封、底部径向密封和轴向密封为上述本实用新型提供的回转式换热器的自接触式密封组件。
[0027]由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下优点和效果:
[0028]1、提出了回转式换热器的自接触式密封组件，用以解决目前回转式换热器固定密封低负荷时泄漏率高、可调和柔(弹)性密封间隙补偿量有限、泄漏率不稳定、可靠性差、寿命短、安装维护量大等问题。
[0029]2、回转式换热器的自接触式密封组件，包括基座、铰轴、密封构件、弹性元件和平衡重，在各种运行工况和条件下密封组件借助密封构件自身的偏心力、气流的压力、平衡重和弹性元件的作用与扇形板和轴向密封板始终保持完全接触，大大降低了泄漏率；同时改善和解决了因转子偏斜、密封结构变形、锅炉负荷和运行环境发生变化、运行控制不当等原因造成的换热器泄漏大和整台机组安全性和经济性差的问题。
[0030]3、本实用新型回转式换热器的自接触式密封组件，设计合理，结构简单，工作可靠，故障率低、密封片补偿量大，且不易失效，与密封板的压紧力和磨阻力可控，安装运行维护要求低，对锅炉负荷的适应性强，可有效降低各种负荷和运行工况下的泄漏率，提高锅炉效率，达到节约燃煤、降低能耗、减少排污的目的。
[0031]4、本实用新型的回转式换热器的自接触式密封组件除了用在回转式换热器的顶部径向密封、底部径向密封和轴向密封中，还可用在回转式换热器的外缘环向和内缘环向等部位的密封中。

【附图说明】

[0032]图1为本实用新型实施例的回转式换热器的自接触式密封装置透视图；
[0033]图2为本实用新型实施例一中的回转式换热器的自接触式密封组件示意图；
[0034]图3为本实用新型实施例二中的回转式换热器的自接触式密封组件示意图；
[0035]图4为本实用新型实施例的回转式换热器的自接触式密封组件的结构与工作原理示意图；
[0036]图5为本实用新型实施例的回转式换热器的自接触式密封组件平衡机构示意图；
[0037]图6为本实用新型实施例的回转式换热器的自接触式密封组件密封间隙补偿效果示意图。
[0038]附图标记:1、转子；2、顶部径向密封装置；3、底部径向密封装置；4、轴向密封装置；5、顶部扇形板；6.底部扇形板；7、轴向密封板；8、基座；9、铰轴；10、密封构件；11、弹性元件；12、平衡重；13、支臂；14、支臂座；15、支点；16、气流压力；17、机组低负荷时的泄漏间隙补偿区；18、机组额定负荷时的泄漏间隙补偿区。

【具体实施方式】
[0039]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的目的和技术方案做进一步的详细说明，所给出和描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。对于本实用新型中的实施例，本领域普通技术专业人员在没有做出创造性劳动前提下所提供的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0040]图1为本实用新型实施例的回转式换热器的自接触式密封装置透视图，其中流经换热器各股不同气流由顶部扇形板5、底部扇形板6和轴向密封板7相互隔开，在换热器实际运行时，转子I与顶部扇形板5、底部扇形板6和轴向密封板7之间都存在一定的间隙，所以压力高的一侧气流将通过该间隙漏向压力低的一侧，即产生泄漏。密封间隙越大，泄漏就越大，在保证安全的前提下，应该使转子I上的所有顶部径向密封装置2、底部径向密封装置3、轴向密封装置4分别与扇形板5、6和轴向密封板7之间的间隙做到最小，理想情况下在机组所有负荷下应能使所有的顶部径向密封装置2、底部径向密封装置3、轴向密封装置4分别和密封板5、6、7保持接触状态，即为“零间隙”，此时直接泄漏量可降至最低水平。
[0041]如图2、图3、图4和图5所示，本实用新型实施例提出了回转式换热器的自接触式密封组件，包括:
[0042]基座8，其一端用紧固件联接在转子隔板I上，另一端作为铰轴9的旋转支座；
[0043]铰轴9，其设置在密封构件中间部分的单侧，一部分固定在基座上，另一部分与密封构件固定在一起，固定方式可以是焊接、栓接或铆接等；
[0044]密封构件10，由金属材料或非金属材料制成，其偏置于铰轴9 一侧，中间部位绕铰轴9旋转，两端可自由摆动；
[0045]弹性元件11，其穿于铰轴，一端固定作用在基座8上，另一端固定作用在密封构件10上，借助其外部弹力使密封构件10与扇形板5、6和轴向密封板7保持接触。
[0046]弹性元件11具体为弹簧。
[0047]弹性元件11可以不设，也可以是单个或多个。
[0048]弹性元件11可以设在铰轴9的内部，如图2所示；
[0049]弹性元件11也可设在铰轴9的外部，如图3所示，可避免被气流冲刷或腐蚀，用以延长其使用寿命。
[0050]平衡重12，靠其重量和转矩驱使密封构件围绕铰轴9摆动，以此实现如下功會K:
[0051]在密封构件10转入扇形板5、6前，使密封构件10保持垂直状态；在密封构件10转入扇形板5、6时，使密封构件10与扇形板5、6保持接触；在密封构件10转出扇形板5、6后，密封构件10回复至垂直状态；在无弹性元件11或弹性元件11失效时能确保密封构件10与扇形板5、6处于正常接触状态，以防此时泄漏异常变大；
[0052]平衡重12通过焊接、栓接、铆接或铰接等方式固定在密封构件10上，其自身的重力直接作用在密封构件10上；
[0053]当上述密封组件设置在转子隔板的顶部热端时，平衡重12亦可通过平衡机构将其平衡力作用在密封构件10上，如图5所示，该平衡机构由支臂13、支臂座14和支点15构成，支臂座14固定在基座8上，支点15固定在密封构件10上，平衡重通过焊接、栓接、铆接或铰接方式固定在平衡机构上。
[0054]平衡重12根据密封要求和安装条件可固定作用在密封构件10上的任一适当位置，可设在铰轴9的同侧，也可设在铰轴9的另一侧。
[0055]密封构件10与扇形板5、6和轴向密封板7实现接触源自于:密封构件10自身的偏心力；弹性元件11、平衡重12、气流压力16。
[0056]本实用新型实施例所提出的回转式换热器的自接触式密封组件所设置的顶、底径向密封装置2和3，在未进入扇形板5、6时，密封构件10凸出扇形板5、6 —段距离并在弹性元件11和平衡重12的作用下处于自然垂直状态；当该密封构件10与扇形板5、6接触时，密封构件10围绕铰轴9不断发生转动并与扇形板5、6的水平密封面接触摩擦，在气流压力16、密封构件10自身的偏心力、平衡重12和弹性元件11的作用下，密封构件10和顶部扇形板5、6呈密贴无隙密封状态；当2和3转离扇形板5、6时，密封构件10在弹性元件11和平衡重12的作用下又回复到自然垂直状态，如此循环动作，所有位于扇形板5、6区域范围内的径向密封装置均与扇形板5、6保持接触，以此实现较好的密封效果和较低的泄漏水平。
[0057]本实用新型实施例所提出的回转式换热器的自接触式密封组件设置在转子隔板I顶缘和底缘作为水平径向密封装置时，其结构型式包括:
[0058]既有弹性元件11，又有平衡重12，密封构件10靠气流压力16、平衡重12和弹性元件11的综合作用与扇形板5、6保持接触；
[0059]仅有弹性元件11，没有平衡重12，密封构件10靠气流压力16和弹性元件11的综合作用与扇形板5、6保持接触；
[0060]仅有平衡重12，没有弹性元件11，密封构件10靠气流压力16和平衡重12的综合作用与扇形板5、6保持接触。
[0061]本实用新型实施例所提出的回转式换热器的自接触式密封组件所设置的垂直轴向密封装置4仅有弹性元件11，不设平衡重12，该密封装置4在未进入轴向密封板7区域时，密封构件10在弹性元件11的作用下凸出轴向密封板7 —段距离；当该密封构件10与轴向密封板7接触时，密封构件10围绕铰轴9不断发生旋转并与轴向密封板7的弧面接触摩擦，在气流压力16和弹性元件11的作用下密封构件10和轴向密封板7呈密贴无隙密封状态；当4转离轴向密封板7时，密封构件10在弹性元件11的作用下又回复到初始状态，如此循环动作，所有位于轴向密封板7区域内的轴向密封装置均与轴向密封板7保持接触，以此实现较好的密封效果和较低的泄漏水平。
[0062]图6是本实用新型实施例提供的回转式换热器的自接触式密封组件在机组低负荷和额定负荷时密封间隙补偿效果的示意图。与现有密封技术和产品相比，本实用新型实施例提供的回转式换热器的自接触式密封组件设置的密封装置2、3和4真正能实现在机组所有负荷和运行工况条件下始终与顶部扇形板5、底部扇形板6和轴向密封板7的完全接触。在机组低负荷时，本实用新型实施例提供的回转式换热器的自接触式密封装置所能补偿的密封间隙和区域如17所示；在机组满负荷时，本实用新型实施例提供的回转式换热器自接触式密封装置所能补偿的密封间隙和区域如18所示。
[0063]本实用新型实施例提供的回转式换热器的自接触式密封装置能很好地解决因转子偏斜、密封结构变形、锅炉负荷和运行环境发生变化、运行控制不当等原因造成的换热器泄漏大和整台机组安全性和经济性差的问题，达到节能、降耗、减排的目的。
[0064]本实用新型的回转式换热器的自接触式密封组件除了用在回转式换热器的顶部径向密封、底部径向密封和轴向密封中，还可用在回转式换热器的外缘环向旁路和中心筒内缘环向等部位的密封。
[0065]上述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种回转式换热器的自接触式密封组件，包括:基座(8)，铰轴(9)，密封构件(10)，弹性元件(11)及平衡重(12)，其特征在于:基座(8) —端用紧固件联接在转子隔板(I)上，另一端作为铰轴(9)的旋转支座；铰轴(9)设置在密封构件(10)中间部分的单侧，一部分固定在基座(8)上，另一部分与密封构件(10)固定在一起，密封构件(10)偏置于铰轴(9) 一侧，中间部位绕铰轴(9)旋转，密封构件(10)两端可自由摆动；弹性元件(11)穿于铰轴，一端固定作用在基座(8)上，另一端固定作用在密封构件(10)上，借助其弹力使密封构件(10)与扇形板(5、6 )和轴向密封板(7)保持接触，平衡重(12)驱使密封构件(10)围绕铰轴(9)摆动，使密封构件(10)在转入扇形板(5、6)时与其接触，在转入扇形板(5、6)前和转出扇形板(5、6 )后保持垂直状态。2.根据权利要求1所述的回转式换热器的自接触式密封组件，其特征在于:所述的铰轴(9)与基座(8)和密封构件(10)的固定方式是焊接、栓接或铆接。3.根据权利要求1所述的回转式换热器的自接触式密封组件，其特征在于:所述的弹性元件(11 )为弹簧。4.根据权利要求1所述的回转式换热器的自接触式密封组件，其特征在于:所述的弹性元件(11 )可以不设，也可以是单个或多个。5.根据权利要求1所述的回转式换热器的自接触式密封组件，其特征在于:所述的弹性元件(11)设在铰轴(9 )的内部或铰轴(9 )的外部。6.根据权利要求1所述的回转式换热器的自接触式密封组件，其特征在于:所述的平衡重(12)通过焊接、栓接、铆接或铰接方式固定在密封构件(10)上。7.根据权利要求1所述的回转式换热器的自接触式密封组件，其特征在于:所述的平衡重(12)通过平衡机构作用在密封构件(10)上，平衡机构由支臂(13)、支臂座(14 )和支点(15)构成，支臂座(14)固定在基座(8 )上，支点(15)固定在密封构件(10 )上，平衡重(12)通过焊接、栓接、铆接或铰接方式固定在平衡机构上。8.根据权利要求1所述的回转式换热器的自接触式密封组件，其特征在于:所述的平衡重(12)固定和作用在密封构件(10)上的任一位置，可设在铰轴(9 )的同侧，也可设在铰轴(9)的另一侧。9.根据权利要求1?8任一所述的回转式换热器的自接触式密封组件，其特征在于:所述的密封构件(10)依靠气流压力(16 )和自身的作用与扇形板(5、6 )或轴向密封板(7 )保持接触。10.根据权利要求9所述的回转式换热器的自接触式密封组件，其特征在于:所述的密封构件(10)同时配有弹性元件(11 )和平衡重(12)、密封构件(10)仅配有弹性元件(11)或密封构件(10)仅配有平衡重(12)。
【文档编号】F23L15-00GK204285504SQ201420331625
【发明者】王绍辰 [申请人]王绍辰