一种回转式空气预热器的旁路接触式无间隙密封装置的制作方法

本实用新型属于一种密封装置，涉及一种回转式空气预热器的旁路接触式无间隙密封装置。

背景技术：

目前，大型火力发电厂大都采用回转式空气预热器，回转式空气预热器是一种以逆流方式运行的再生式热交换器。加工成特殊波纹的金属蓄热元件被紧密的放置在转子扇形仓格内。空气预热器的流通截面分为烟气区和空气区。回转式空气预热器的基本原理是通过传动装置带动转子转动，转子扇形仓中装有许多波形传热元件，空气通道在转轴的一侧，空气自下而上通过预热器，烟气通道在转轴另一侧，烟气自上而下通过预热器。

当烟气流过时，烟气将热量释放给蓄热元件，烟气热量降低，当蓄热元件转到空气侧时，又将热量释放给空气，空气温度升高，如此周而复始的循环，实现烟气与空气的热交换。并且由于空气预热器的转子与外壳体间存在旁路空间，在烟气和空气流经转子时会有气体不经过转子内的传热元件直接进入旁路，由于空气侧与烟气侧存在较高的压差，所以进入旁路的空气一部分通过旁路空间向烟气侧泄露形成空气预热器的漏风，另外一部分直接进入空预器后部风道从而降低换热效率。进而降低锅炉热效率，影响机组的经济和安全性运行。空预器运行中整个转子受热膨胀由于转子上下两端有较大的温差，所以转子会发生蘑菇状不规则变形，目前旁路的密封形式多采用固定式密封片与转子密封角钢保持相应的膨胀变形量的非接触密封形式，为了保证机组的安全运行，不仅预留的间隙大于转子的最大变形量，而且由于转子的圆度误差的存在最终形成的密封间隙都较大，难以保证有效的密封。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、制作安装方便、使用范围广、运行可靠、密封效果好的回转式空气预热器的接触式无间隙密封装置。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种回转式空气预热器的旁路接触式无间隙密封装置，包括固定在回转式空气预热器转子外圆上的转子热端密封件和转子冷端密封件，在所述的转子热端密封件的上部设有呈环状结构的且能随着转子变形而上下自由移动的上密封块，所述的上密封块底部与转子热端密封件上部始终接触；在所述的转子冷端密封件的下部设有呈环状结构的且能随着转子变形而上下自由移动的下密封块，所述的下密封块顶部与转子冷端密封件下部始终接触；所述的上密封块和下密封块上下移动时，其位于垂直方向的侧壁各自分别与一个用于密封回转式空气预热器的转子外圈与壳体内圈形成的环状间隙的环状连接板贴合，且所述的环状连接板与所述的壳体相连，所述环状连接板、转子热端密封件、转子冷端密封件、上密封块和下密封块共同实现对旁路空间的密封。

进一步的，在所述的转子热端密封件的上部设有多个围成一环状结构的上弓形块，在所述的上弓形块与转子热端密封件固定连接；

或/和在所述的转子冷端密封件的下部设有多个围成一环状结构的下弓形块，在所述的下弓形块与转子冷端密封件固定连接。

进一步的，所述的上、下弓形块采用具有自润滑功能的材料。

进一步的，所述的上密封块包括多个，每个上密封块为一个圆弧形结构，多个上密封块围成一个环状结构，其依靠自身的重力沿着一个环状结构的上导槽上下移动，所述的上导槽与所述的环状连接板相连。

进一步的，在所述的上导槽内通入有一定压力的气体，靠气压压紧上密封块。

进一步的，所述的下密封块包括多个，每个下密封块为一个圆弧形结构，多个上密封块围成一个环形结构，其依靠一个弹性装置沿着一个环状结构的下导槽上下移动，所述的下导槽与所述的环状连接板相连。

进一步的，其特征在于，所述的弹性装置安装在所述的下导槽内，其底部由一个螺栓控制其高度，顶部驱动所述的下密封块。

进一步的，所述的下密封块包括多个，每个下密封块为一个圆弧形结构，多个下密封块围成一个环形结构，其依靠气体压力沿着一个环状结构的下导槽上下移动，所述的下导槽与所述的环状连接板相连。

进一步的，所述的弹性装置安装在所述的下导槽内，其底部由一个螺栓控制其高度，顶部驱动所述的下密封块。

进一步的，所述的上导槽和下导槽为浮动支撑；

或所述的上密封块、下密封块采用具有自润滑功能的材料制作。

本实用新型的弓形块通过螺栓固定于回转式空气预热器转子外圆的转子密封件上，密封块导槽与安装于空气预热器旁路的外壳的连接板相连，密封块与安装在转子上的弓形块组成的平面相对，密封块安装在密封块导槽内。

本实用新型在空气预热器转子的密封件上用弓形块组成平面，依靠弓形块平面的宽度消除转子外圆圆度与转子径向变形对密封间隙的影响，密封块在导槽内能够上下自由活动，从而消除转子热变形在垂直方向对密封间隙的影响；同时利用密封块和弓形块自润滑性能降低密封片对转子转动的摩擦阻力以及密封块与弓形块之间的磨损。

本实用新型安装上下两端的密封块导槽时要根据实际的转子热变形的计算结果，预留出导槽与转子间的间隙，防止过小的间隙造成导槽与转子的接触影响安全运行。

本实用新型的优点在于：

1.采用接触式无间隙密封，消除了转子圆度、转动跳动及转子热变形对固有密封结构密封间隙的影响，从而减少漏风。

2.将固有的密封结构的线密封形式改为面与面的接触的面密封形式，增强了密封效果从而减少漏风。

3.利用石墨的自润滑性能，密封对转子的摩擦阻力大大降低，降低了原有片式密封因间隙不当造成的对转子转动的摩擦和堵转的风险。

4.结构简单，制作安装方便，适应广泛；

5.运行可靠。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2石墨密封块的结构图；

图3-图5石墨弓形块的结构图；

图6石墨弓形块组合在一起后的整体结构图；

图7浮动式上滑槽的连接结构图；

图8下石墨密封块浮动结构图；

其中1、连接板，2、上石墨密封块导槽，3、上石墨密封块，4、上石墨弓形块，5、沉头螺栓6、转子热端密封角钢，7、转子冷端密封角钢，8、下石墨弓形块，9、下石墨密封块，10、下石墨密封块导槽，11、石墨密封块支撑弹簧，12、弹簧调节螺栓，13、外壳板,14转子。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本实用新型公开了一种回转式空气预热器的旁路接触式无间隙密封装置，包括固定在回转式空气预热器转子外圆的转子热端密封件和转子冷端密封件，在所述的转子热端密封件的上部设有呈环状结构的且能随着转子变形而上下自由移动的上密封块，所述的上密封块底部与转子热端密封件上部始终接触；在所述的转子冷端密封件的下部设有呈环状结构的且能随着转子变形而上下自由移动的下密封块，所述的下密封块底部与转子冷端密封件上部始终接触；所述的上密封块和下密封块上下移动时，其位于垂直方向的侧壁各自分别与一个用于密封回转式空气预热器的转子外圈与壳体内圈形成的环状间隙的环状连接板贴合，且所述的环状连接板与所述的壳体相连，所述环状连接板、转子热端密封件、转子冷端密封件、上密封块和下密封块共同实现对旁路空间的密封。

进一步的，在所述的转子热端密封件的上部设有多个围成一环状结构的上弓形块，在所述的上弓形块与转子热端密封件固定连接；

或/和在所述的转子冷端密封件的下部设有多个围成一环状结构的下弓形块，在所述的下弓形块与转子冷端密封件固定连接。

上密封块靠自重落在转子热端的弓形块组成的平面上，下密封块靠支撑弹簧将其压在转子冷端的下弓形块组成的平面上；弓形块组成的平面与上、下密封块形成接触式密封。

进一步的，上、下弓形块采用具有自润滑功能的材料制作，例如石墨，碳纤维，铜及其合金，铝镁合金，铜基石墨复合材料及其他金属基石墨复合材料或者是外表面包裹有石墨的其他材料制作。

进一步的，上密封块、下密封块采用具有自润滑功能的材料制作，例如石墨，碳纤维、铜及其合金，铝镁合金，铜基石墨复合材料及其他金属基石墨复合材料或者是外表面包裹有石墨的其他材料制作。

实现上密封块上下移动的方式如下：

方式1：上密封块为一个圆弧形结构，整个装置包括多个上密封块，每个上密封块其依靠自身的重力沿着一个环状结构的上导槽上下移动，所述的上导槽通过连接板与回转式空气预热器的外壳相连。

方式2：在方式1的基础之上，增加密封块自重，如在密封块上部或心部镶嵌金属。

方式3：在方式1的基础之上，在密封块导槽内持续通入具有一定压力的空气，靠气压压紧密封块。

方式4：在方式1的基础之上，依靠弹性装置对密封块实施一定压力，以确保上密封块与转子热端密封件无间隙接触。

实现下密封块上、下移动的方式如下：

方式1：下密封块为一个环形结构，其依靠一个弹性装置沿着一个环状结构的下导槽上下移动，所述的下导槽通过连接板与回转式空气预热器的外壳相连。

进一步的，所述的弹性装置安装在所述的下导槽内，其底部由一个螺栓控制其高度，顶部驱动所述的下密封块。

方式2：气浮式支撑，在密封块导槽内持续通入具有一定压力的空气，靠气压托起密封块并压紧在弓形块上。

方式3：杠杆支撑，增加如图8所示的杠杆机构，密封块下侧用挺杆放在杠杆一端支撑，杠杆另一端用重块或者弹簧施加一定大小的向下的力。

实现密封块导槽固定的方式如下：

方式1：密封块导槽直接与连接板固定连接，用连接板支撑密封块导槽的同时将密封块导槽与与壳体间封住。

方式2：如图7所示，用角铁在壳体上引出固定架，在固定架与密封块导槽上分别加工安装孔，用螺栓将密封块导槽固定，并在螺栓上套一段弹簧，实现密封块导槽的浮动支撑。用膨胀节结构封住密封块导槽与壳体间的空间。

本实用新型中上密封块、下密封块形成的环状结构、上、下弓形块形成的环状结构基本上与转子是同轴同心设置，但是在实际中可能会有所偏差，但是依然是本实用新型的保护范围。

下面以石墨材料为例，结合附图对本实用新型进行详细说明。

图1中，一种回转式空气预热器的旁路接触式无间隙密封装置，包括上石墨密封块导槽2、下石墨密封块导槽10和上石墨弓形块4、下石墨弓形块8，上石墨密封块导槽2和下石墨密封块导槽10通过连接板1连接在空气预热器外壳板13上；上石墨弓形块4、下石墨弓形块8通过沉头螺栓5镶嵌在转子热端密封角钢6和转子冷端密封角钢7上，对接成一个圆环石墨面，下石墨密封块导槽10依靠下装石墨密封块支撑弹簧并有弹簧调节螺栓12调节弹簧高度。上石墨密封块3和下石墨密封块9安装在上石墨密封块导槽2和下石墨密封块导槽10内，上石墨密封块3靠重力与石墨面浮动接触，下石墨密封块9在石墨密封块支撑弹簧11的作用下与下石墨弓形块8的石墨面浮动接触。

其中热端的密封块靠自重稳定于由弓形块组成的石墨面上，冷端的密封块靠弹性装置与转子冷端石墨密封面能够始终接触，上下密封块与转子之间形成浮动的接触密封结构，冷端的密封块需要依靠弹簧将石墨密封块压在转子上的石墨平面上同时能够在弹簧的作用下上下浮动来消除转子热变形与转子跳动对密封间隙的影响，其中弹簧下端用调节螺丝调节石墨密封块石墨平面间的接触力。依靠石墨密封块与转子上的石墨面的无间隙接触解决旁路的漏风问题。

本实用新型在空气预热器转子两端外缘转子热端密封角钢6和转子冷端密封角钢7位置依靠上石墨密封块3和下石墨密封块9与石墨弓形块组成的石墨平面配合形成无间隙密封，在转子转动过程中上石墨密封块3和下石墨密封块9的自由浮动补偿转子的转动跳动与转子热变形形成的间隙，最终形成石墨密封块与石墨面的无间隙的面密封，堵住了漏风渠道。

本实用新型安装上下两端的密封块导槽时要根据实际的转子热变形的计算结果，预留出导槽与转子间的间隙，在保证有效的密封情况下，防止过小的间隙造成导槽与转子的接触影响安全运行。

如图2所示为单个石墨密封块的结构图；其宽度方向上比石墨弓形块窄，其中心半径与弓形块中心半径相同，密封块为了自由浮动时不产生卡涩其长度较石墨弓形块短，当然石墨密封块还可以为一个整体式的结构。

如图3-6为石墨弓形块的结构图，其为一个弧形块，多个弓形块之间围成一圈，且相邻的弓形块之间对接且不能出现台阶面。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。