CN105937862A - 一种回转式热交换器的hdt热补偿随动密封系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于密封技术领域，具体涉及回转式热交换器的HDT热补偿随动密封系统。该系统包括折边刚性密封板组件以及热膨胀推动组件；折边刚性密封板组件包括立板、折边以及直角筋板；立板的高度沿回转式热交换器径向向外逐渐减小；折边的其中一个长边和立板的上边沿柔性连接；其另一个长边与回转式热交换器的定子密封板的密封面吻合；直角筋板包括相互垂直固连的底板和侧板，侧板和底板的另一边均与折边的底面固连；热膨胀推动组件通过直角筋板推动折边绕立板的上边沿转动，为了适应回转式换热器(空气预热器等)转子运转时密封件与扇形板之间间隙沿径向向外发生角度变化的需要，解决了回转式热交换器因热变形导致动静间隙变大密封效果恶化的问题。

Description

一种回转式热交换器的HDT热补偿随动密封系统

技术领域

本发明属于密封技术领域，具体涉及回转式热交换器的HDT热补偿随动密封系统。

背景技术

目前。市场上现有的回转式热交换器密封系统类型有以下几种，包括可调式密封、固定式密封(VN密封)、接触式密封系统以及疏导式密封系统；

上述几种密封形式的缺陷分别是：

1、可调式密封：通过对间隙的测量反馈值动态调整扇形板与密封片之间间隙从而达到保证漏风率的目的。其缺点是结构复杂，对运行要求高，可靠性不好，维护费费用高。国内很多电厂对设备了解不透，运行经验不足，加上维护不好，在运行一段时间后，漏风率普遍偏高，有些甚至在运行初期即出现漏风偏高。另外，为了使回转式热交换器的定子密封板(扇形板)能够随动，其不可避免的使回转式热交换器的定子密封板(扇形板)与换热器外壳之间产生了新的动静间隙，形成了新的漏点。

2、固定式密封(VN密封)：采用扇形板下双道密封系统，扩大了回转式热交换器的定子密封板(扇形板)面积使烟风阻力增大，一定程度上减少了换热面积，使烟速增大，排烟温度升高、风机电流增大，造成不必要的能量损耗。考虑到异常烟温情况下的可靠运转问题，采用较薄的密封片耐磨寿命降低。密封效果的衰减较快。

3、接触式密封系统有蛇形弹片式和弹簧合页式，其存在的共同特点是对扇形板存在长期磨损问题，另外由于其依靠金属固有的弹性力来保证密封间隙，但长期的热态高温运行，金属的弹性力渐弱，合页轴的受热弯曲等阻力的增大都造成过密封失效的问题。且空预器直径越大，对于回转式热交换器的定子密封板(扇形板)热态弯曲形成的间隙补偿能力就越有欠缺，因此在600MW以上燃煤发电机组空预器上不单纯使用这种密封，经常与扇形板可调式密封系统配合使用。

4、疏导式密封系统，其配置有独立的间隙内抽风系统，属于耗能型密封系统。在扇形板间隙内产生相对的较低负压，将泄漏进的介质吸出再送回原介质侧，从而达到减少介质泄漏量的目的，尽管泄漏量可以有效控制在3％以下，但是，另外增加了一套设备，产生了不必要的能耗，其节约的能耗与消耗的能耗近乎抵消，且设备增加，工作维护量增加。

根据回转式换热器转子膨胀的特点，转动轴沿轴线向上膨胀伸长，而沿径向向外的转子外缘部分则会因为冷热端温度的差异而发生下倾，即仓隔板上端面发生向外的角倾斜(角位移)，呈现出转子外缘轴向位移量大，而中心处轴向位移量小的现象。

以上除了疏导式密封系统，其它密封形式理论上均有一定能力补偿这种角倾斜引起的密封间隙，但是目前就实际效果能达到最低漏风率在5％以内的案例几乎没有。究其原因，是因为这些现有的密封装置都存在不能确保机组全负荷(整个温度变化区间)工况下动静密封间隙随温度补偿的问题。密封件随温度变化，自吻合保持能力非常有限。另外，普遍应用的这些密封技术还存在一些能耗高，寿命短，维护量大等问题。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种能解决回转式热交换器因热变形导致动静间隙变大密封效果恶化的HDT型热补偿随动密封系统。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供了一种回转式热交换器的HDT热补偿随动密封系统，包括折边刚性密封板组件以及热膨胀推动组件；

折边刚性密封板组件包括立板、折边以及直角筋板；(需要说明的还有该发明的立板和折边可以为一体，采用折压成型，也可以采用焊接等方式连接)

所述立板的高度沿回转式热交换器径向向外逐渐减小；

所述折边的其中一个长边和立板的上边沿柔性连接；其另一个长边与与回转式热交换器的定子密封板的密封面吻合；

所述直角筋板包括相互垂直固连的底板和侧板，所述侧板和底板的另一边均与折边的底面固连；

所述热膨胀推动组件通过直角筋板推动折边绕立板的上边沿转动，目的是为了适应回转式换热器(空气预热器等)转子运转时密封件与扇形板之间间隙沿径向向外发生角度变化的需要。

热膨胀推动组件包括热膨胀推动器以及固定件；固定件包括纵板、顶板以及与纵板垂直固连的横板；纵板与上述立板及回转式热交换器径向仓隔板叠加，用螺栓将三层板固定连接；横板与纵板呈直角；顶板与所述直角筋板的底板固连；横板与顶板之间安装热膨胀推动器。

本发明提出了两种的热膨胀推动器的结构形式，具体如下：

上述热膨胀推动器由安装在顶板和横板之间的伸缩体以及连接件组成。安装的方式可以根据回转式换热器的结构需要，分为两种安装形式，即竖直安装和水平安装)；

水平安装时，热膨胀推动器由伸缩体、球形关节以及两组二连杆机构组成，两组二连杆机构的铰接点分别与伸缩体两端环铰接，所述两组二连杆机构的自由端通过球形关节分别与顶板和所述横板铰接；

竖直安装时，伸缩体结构基本不变，外连接件相对水平安装少了两端的两组二连杆机构，直接与顶板和横板进行铰接；

所述每道密封组件布置热膨胀推动器的位置和数量，可以根据密封组件的大小长短尺寸以及密封件安装条件进行选择，可以布置一个，也可以布置多个。

具体的说：上述伸缩体包括外壳、介质内胆、以及导向塞；导向塞位于外壳的两端，介质内胆安装在外壳内部；导向塞的一端伸入外壳内部，另一端外露在外壳外部，导向塞外露在外壳外部的部分安装有铰接环，铰接环与所述两组二连杆机构的铰接点连接。

上述介质内胆内充装有热敏介质，所述热敏介质按热应变力条件分为固体、液体、气体或气液二相物。

本发明的优点在于：

1、本发明的HDT型密封系统采用跟随温度一起发生负位移变化的折边刚性密封板组件和热膨胀推动器组合来保证密封的相对间隙不随着温度而发生变化，从而保证该系统密封间隙性能的稳定。

2、热膨胀推动器可以作为热敏推动执行器，可以实现随环境温度变化而伸缩的随动功能，克服了目前可调式密封系统通过传感系统和电动执行器对扇形板调整的不可靠的问题。该系统结构简单，维护方便，安全可靠性极高。即便空预器发生超温、着火等异常膨胀的现象，也不会因为过热、和过调造成回转机构卡死。

3、折边尺寸渐变的折边刚性密封板组件，克服了目前已有的诸多密封组件冷热态与定子密封件(如扇形板)之间的间隙不完全吻合问题，根据回转式换热器转子膨胀的特点，转动轴沿轴线向上膨胀伸长，而沿径向向外的转子外缘部分则会因为冷热端温度的差异而发生下倾，即仓隔板上端面发生向外的角倾斜(角位移)，呈现出转子外缘轴向位移量大，而中心处轴向位移量小的现象，因此采用折边尺寸渐变式刚性密封板能很好的补偿转子端面与扇形板之间产生的角偏差缝隙，从而确保密封效果。

4、应用本发明，通过克服已有技术的缺陷，回转式换热器的全工况泄漏率小于3％，实现节能降耗的突破性进展。另外，该密封系统结构简单，安装方便，因采用非接触式密封，磨损量较小，延长了使用寿命。

附图说明

图1为折边刚性密封板的结构简图；

图2为伸缩体的结构图；

图3为本发明竖直安装结构示意图；

图4为本发明水平安装结构示意图；

图5为本发明安装后的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种随着温度变化用于补偿回转式热交换器的扇形板径向方向密封间隙发生变化导致的密封效果差的回转式热交换器的密封装置。

该密封装置包括折边刚性密封板折边刚性密封板组件1以及热膨胀推动组件2；

如图1和图5所示：折边刚性密封板组件1包括立板3、折边4以及固定安装在立板3和折边4之间的直角筋板11；立板3和折边4一体折压成型；折边4的上边沿与回转式热交换器的定子密封板(扇形板)5的下表面吻合；立板3、折边4以及直角筋板11均沿着回转式热交换器径向方向进行渐变；实际是：折边刚性密封板沿回转式热交换器的径向方向向外折边，边长逐渐增大。

折边刚性密封组件包括立板3、折边4以及直角筋板11；

立板3的高度沿回转式热交换器径向向外逐渐减小；

折边4的其中一个长边和立板3的上边沿柔性连接；其另一个长边与回转式热交换器的定子密封板(扇形板)5的密封面吻合；

直角筋板11包括相互垂直固连的底板18和侧板19，底板18和侧板19的另一边均与折边4的底面固连；

热膨胀推动组件2通过直角筋板11推动折边4绕立板3的上边沿转动，目的是为了适应回转式换热器(空气预热器等)转子运转时密封件与扇形板之间间隙沿径向向外发生角度变化的需要。

如图5所示：热膨胀推动组件2包括热膨胀推动器6以及固定件7；固定件7包括纵板8、顶板17以及与纵板8固定连接的横板9；纵板8与上述立板3及回转式热交换器径向仓隔板10叠加，用螺栓将三层板固定连接；横板9与纵板8呈直角；(横板和纵板可采用焊接的形式或者一体折压的形式制做)；顶板17与所述直角筋板11的底面固连；横板9与顶板之间安装热膨胀推动器6。

如图2所示：膨胀推动器的伸缩体12包括外壳15、介质内胆20以及两个导向塞16；两个导向塞16分别位于外壳15的两端，介质内胆20安装在外壳15内部；两个导向塞16的一端均伸入外壳15内部，另一端均外露在外壳15外部，两个导向塞16外露在外壳15外部的部分均安装有铰接环21，铰接环21与所述两组二连杆机构14的铰接点连接。

介质内胆内充装有热敏介质，所述热敏介质按热应变力条件分为固体、液体、气体或气液二相物；若热敏介质采用气液二相物，根据热应变使用条件进行选择气液混合比例。当热敏介质采用流体时，为防止泄漏，伸缩体内设有能够进行受热膨胀的介质内胆。热膨胀器随外界温度变化具有反复伸缩的功能，以此提供一定的热推动力.

本发明提供的热膨胀推动器随温度的变化而变化，形成膨胀执行机构，该机构利用了回转式热交换器中的热量，使热膨胀推动器内的介质发生膨胀作用，从而产生推动力，使两端面产生相对伸长，从而作用到顶板和横板上发生相对距离的变化，顶板沿着折角线发生角位移，保证顶板始终与回转式换热器的扇形板相吻合或保持恒定的吻合间隙。

本发明可以根据回转换热器的不同形式和密封部位，热膨胀推动器有两种不同安装形式，即竖直(立式)安装和水平(卧式)安装：

竖直安装形式(如图3所示)：

热膨胀推动器6为一个或多个竖直安装在顶板17和横板9之间的伸缩体12。在温度变化的时，伸缩体两端面向外延伸，这样就可以驱动渐变式折边刚性密封板的折边沿折角线发生角位移，从而可以有效抵消空气预热器转子热态变形量，从而保证密封间隙的恒定不变。

水平安装形式(如图4所示)：

热膨胀推动器包括伸缩体12、球形关节13以及两组二连杆机构14；该形式亦可按照需要在同一密封组件上安装一个或多个，从而确保有一定的推动力及密封功能。

两组二连杆机构14的铰接点分别与伸缩体12两端环铰接，两组二连杆机构14的自由端通过球形关节13分别与顶板17和所述横板9铰接。在温度变化的时，伸缩体两端面向外延伸，这样通过两组二连杆向上推动渐变式折边刚性密封板的折边沿折角线发生角位移，从而可以有效抵消空气预热器转子热态变形量，从而保证密封间隙的恒定不变。

Claims (7)

1.一种回转式热交换器的HDT热补偿随动密封系统，其特征在于：包括折边刚性密封板组件以及热膨胀推动组件；

折边刚性密封板组件包括立板、折边以及直角筋板；

所述立板的高度沿回转式热交换器径向向外逐渐减小；

所述折边的其中一个长边和立板的上边沿柔性连接；其另一个长边与回转式热交换器的定子密封板的密封面吻合；

所述直角筋板包括相互垂直固连的底板和侧板，所述侧板和底板的另一边均与折边的底面固连；

所述热膨胀推动组件通过直角筋板推动折边绕立板的上边沿转动。

2.根据权利要求1所述的回转式热交换器的HDT热补偿随动密封系统，其特征在于：

热膨胀推动组件包括至少一个热膨胀推动器以及固定件；固定件包括纵板、顶板以及与纵板垂直固连的横板；纵板与上述立板及回转式热交换器径向仓隔板叠加，用螺栓将三层板固定连接；横板与纵板呈直角；顶板与所述直角筋板的底板固连；横板与顶板之间安装热膨胀推动器。

3.根据权利要求2所述的回转式热交换器的HDT热补偿随动密封系统，其特征在于：所述热膨胀推动器为一个或多个竖直安装在顶板和横板之间的伸缩体。

4.根据权利要求2所述的回转式热交换器的HDT热补偿随动密封系统，其特征在于：所述热膨胀推动器包括伸缩体、球形关节以及两组二连杆机构；

所述两组二连杆机构的铰接点分别与伸缩体两端环铰接，所述两组二连杆机构的自由端通过球形关节分别与顶板和所述横板铰接。

5.根据权利要求4所述的回转式热交换器的HDT热补偿随动密封系统，其特征在于：

所述伸缩体包括外壳、介质内胆以及两个导向塞；两个导向塞分别位于外壳的两端，介质内胆安装在外壳内部；两个导向塞的一端均伸入外壳内部，另一端均外露在外壳外部，两个导向塞外露在外壳外部的部分均安装有铰接环，铰接环与所述两组二连杆机构的铰接点连接。

6.根据权利要求5所述的回转式热交换器的HDT热补偿随动密封系统，其特征在于：所述介质内胆内充装有热敏介质，所述热敏介质按热应变力条件分为固体、液体、气体或气液二相物。

7.根据权利要求6所述的回转式热交换器的HDT热补偿随动密封系统，其特征在于：所述立板和折边一体折压成型。