專利名稱：帶有刷式密封裝置的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，具體涉及回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器密封裝置的改進(jìn)，特別適用于大容量鍋爐的空氣預(yù)熱。
背景技術(shù)：
回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)緊湊，金屬耗量少，占地面積小，在現(xiàn)代大容量鍋爐上得到廣泛應(yīng)用。但回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器由于有轉(zhuǎn)動部件，轉(zhuǎn)動部分與靜止部分之間必然有間隙，同時預(yù)熱器的空氣側(cè)與煙氣側(cè)之間有較大的壓差，這便帶來了空氣向煙氣中泄漏的問題，即漏風(fēng)問題。空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)會導(dǎo)致機組熱力工況變差，加速低溫腐蝕過程，降低機組熱效率，增加通風(fēng)機械功率消耗，使鍋爐效率降低，進(jìn)而影響機組整體運行的經(jīng)濟效益。目前隨著鍋爐容量的不斷增大，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器也愈來愈大，這使漏風(fēng)等問題更為突出?；剞D(zhuǎn)式預(yù)熱器的漏風(fēng)率在設(shè)計上一般要求不大于10％，但實際應(yīng)用的很多為20～30％，有時甚至高達(dá)40％，其原因主要有(1)轉(zhuǎn)筒在運行時隨溫度變化發(fā)生不規(guī)則的蘑菇變形，預(yù)留密封間隙很難滿足現(xiàn)場密封要求。(2)密封設(shè)計不合理，運行一段時間后密封片磨損嚴(yán)重。(3)轉(zhuǎn)筒存在晃動，密封間隙出現(xiàn)無規(guī)律的變化。(4)中心筒密封及上、下旁路密封無法自補償轉(zhuǎn)筒的擺動，漏風(fēng)較大。(5)軸向密封和上、下底面徑向密封無法自補償轉(zhuǎn)筒的擺動，漏風(fēng)較大。(6)轉(zhuǎn)筒振動，密封片與轉(zhuǎn)筒刮蹭而脫落，導(dǎo)致漏風(fēng)增加。
回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的密封技術(shù)是提高機組效率的關(guān)鍵技術(shù)之一，一般多采用直板密封件，如中國專利98247011.8公開了并排二片或二片以上的彈性直密封板組成迷宮式密封，代替原始的單片密封直板，但由于直密封板的彈性較差，密封面摩擦板與密封板的預(yù)留間隙不能過小，否則運行中會產(chǎn)生卡滯，而間隙預(yù)留過大，不能很好密封；同時直密封板與摩擦板的摩擦阻力較大，隨著運行時間的增加，密封間隙會越來越大，空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率也會越來越大。為了減少漏風(fēng)量，目前較推行雙密封結(jié)構(gòu)，即，增加倉隔板的塊數(shù)，使每個扇形板下有兩道徑向密封，提高密封效果，但該密封仍屬于彈性較差的直板密封片與密封面接觸，自動補償能力較差，密封間隙的預(yù)留仍然主要靠理論計算，無法自補償轉(zhuǎn)子的熱變形、擺動以及振動等原因造成的密封間隙增大，不能解決密封片磨損和密封片刮蹭脫落等間隙無規(guī)則變化問題。為了彌補現(xiàn)有板式接觸密封間隙調(diào)節(jié)能力的不足，一些文獻(xiàn)報道了控制調(diào)節(jié)間隙的密封技術(shù)，如彈簧控制補償密封裝置(見CN200410009008.0)、傳感器控制調(diào)節(jié)間隙裝置等，但是這些裝置增加了密封結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了上述空氣預(yù)熱器密封裝置的不足，將刷式密封應(yīng)用于轉(zhuǎn)筒徑向密封、軸向密封和環(huán)向密封，該密封裝置具有較強自動補償密封間隙能力，可以有效地自動補償由于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的蘑菇變形等造成的無規(guī)則密封間隙變化，達(dá)到無間隙密封；從而提供了一種熱效率高、漏風(fēng)率低，整體運行更為經(jīng)濟的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。
本發(fā)明的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器主要包括繞中心筒轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒上有若干徑向倉隔板，轉(zhuǎn)筒外套裝有預(yù)熱器固定外殼，沿轉(zhuǎn)筒的徑向上、下對稱地裝有固定的扇形板，轉(zhuǎn)筒與倉隔板、固定外殼之間裝有密封裝置，其特征在于，所述的密封裝置是在轉(zhuǎn)筒的每個徑向倉隔板與扇形板之間的徑向、轉(zhuǎn)筒的外緣與固定外殼之間的軸向以及轉(zhuǎn)筒上、下表面外圓周與固定外殼的之間的環(huán)向裝有刷式密封。
上述的刷式密封是在轉(zhuǎn)筒的每個徑向倉隔板的上、下都裝有徑向密封刷，轉(zhuǎn)筒的外緣裝有軸向密封刷，轉(zhuǎn)筒上、下表面外圓周的旁路裝有環(huán)向密封刷，密封刷的自由端刷毛分別與扇形板和預(yù)熱器外殼的密封面始終接觸，且始終保持間隙為零。
上述密封刷自由端的刷毛與扇形板和預(yù)熱器外殼的密封面接觸時留有過盈量，并且沿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上，密封刷的刷毛呈鈍角傾斜。以便轉(zhuǎn)筒冷、熱態(tài)蘑菇變形時，刷毛可彎曲或彈回，且保持密封間隙始終為零，同時可以減少刷毛的磨損。為保證刷毛的傾斜，可以使刷毛沿轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)方向呈鈍角傾斜固定在刷體上。亦可以在密封刷體固定安裝時，使其沿轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)方向傾斜一定角度。
上述的密封刷包括用于夾緊刷毛的夾緊件，固定刷子的刷體，芯線及搭在芯線上的刷毛，刷體沿徑向、軸向和環(huán)向分別固定在倉隔板、轉(zhuǎn)筒外緣及轉(zhuǎn)筒上、下兩面外圓周的環(huán)向上。
上述的刷毛是一束捆扎在一起的高密集度、按一定方向排列的耐熱纖維，優(yōu)選金屬絲或碳纖維。
上述扇形板始終保持與2個以上的徑向倉隔板上的密封刷保持接觸。
本發(fā)明的效果本發(fā)明采用刷式密封來替代傳統(tǒng)的空氣預(yù)熱器的迷宮密封片，刷毛自由端與密封表面始終接觸，并始終保持間隙為零，更容易適應(yīng)由于蘑菇變形、制造誤差、轉(zhuǎn)筒晃、擺動、振動等原因造成的密封間隙無規(guī)律變化，實現(xiàn)了空氣預(yù)熱器在運行中的無間隙密封，明顯降低了漏風(fēng)量，此外刷毛按一定鈍角傾斜，不但減少刷毛的磨損，延長密封件的壽命，且更充分發(fā)揮了刷式密封件良好的自動補償密封間隙能力，本發(fā)明的泄漏量是迷宮密封片的1/5～1/10，使泄漏損失大幅度下降，且結(jié)構(gòu)簡單，施工實施改造容易。
附圖的說明

圖1為本發(fā)明回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)示意簡2為圖1的剖視3為本發(fā)明密封刷的立體4為本發(fā)明徑向密封的示意5為本發(fā)明軸向密封的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器主體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，繞中心筒轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)筒1，轉(zhuǎn)筒外套裝的預(yù)熱器外殼2，其中轉(zhuǎn)筒由軸3、中心筒4、外圓筒5、倉隔板6以及傳熱部件等組成，轉(zhuǎn)筒中心筒4與外圓筒5之間固定連接若干徑向倉隔板6，把整個轉(zhuǎn)筒均勻地分成若干扇形倉格，沿轉(zhuǎn)筒的徑向上、下對稱地有扇形板7，固定安裝在固定外殼與中心筒之間，扇形板根據(jù)分倉數(shù)而定，圖1所示為二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，轉(zhuǎn)筒沿半徑有兩對扇形板(4塊)，在每個倉隔板6上、下的徑向固定有徑向密封刷8、轉(zhuǎn)筒外緣14的軸向以及轉(zhuǎn)筒外整個外圓環(huán)向分別固定有軸向密封刷9和環(huán)向旁路密封刷15，密封刷的自由端分別與扇形板7和預(yù)熱器外殼2的密封面呈一定鈍角相接觸，并且始終保持間隙為零。
為了強化密封，可以根據(jù)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的直徑大小設(shè)計加大倉隔板的密度，使預(yù)熱器在運行過程中，固定扇形板同時與2個以上的徑向倉隔板上的密封刷接觸，形成多層密封。
上述的密封刷如圖3所示，包括用于夾緊刷毛的夾緊件10，固定刷子的刷體11，芯線12及搭在芯線上的刷毛13，刷體11沿徑向和軸向分別固定在倉隔板和轉(zhuǎn)筒外殼的外緣14上。刷毛是一束捆扎在一起的高密集度、按一定方向排列的圓形截面金屬絲或碳纖維，優(yōu)選具有較強耐熱和耐磨性能的碳纖維。
上述密封刷自由端的刷毛與扇形板和預(yù)熱器外殼的密封面始終接觸并留有過盈量，同時密封刷的刷毛在沿轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)方向上，還要呈一定鈍角傾斜，以適應(yīng)轉(zhuǎn)筒冷、熱態(tài)蘑菇變形時，刷毛可彎曲或彈回，且保持密封間隙始終為零，同時可以減少刷毛的磨損。為保證刷毛的傾斜，可以在加工密封刷時，將刷毛時將其沿轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)方向呈一定鈍角傾斜固定在刷體上，亦可以在固定安裝密封刷體時，使其沿轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)方向傾斜一定角度。
本發(fā)明的密封裝置原理如圖1、圖4、圖5所示，煙氣由上向下流動，空氣由下向上流動。當(dāng)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動時，安裝在轉(zhuǎn)筒上的徑向密封刷8、軸向密封刷9和環(huán)向密封刷15分別與扇形板7和預(yù)熱器外殼2上相應(yīng)的密封表面接觸，實現(xiàn)零間隙密封要求。
安裝時，為保證密封刷的自由端始終與扇形板和預(yù)熱器外殼密封面接觸，即密封間隙始終為零，密封刷自由端相對密封表面留有過盈量。并且沿轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)方向上，密封刷的刷毛要有一鈍角傾斜角度，這樣在轉(zhuǎn)筒發(fā)生變形時刷毛隨之發(fā)生規(guī)則彈性變形，而不會離散變形，增強密封性能，減輕密封刷在與回轉(zhuǎn)外殼接觸時的相互摩擦。
在徑向密封結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)筒受熱會產(chǎn)生蘑菇變形，密封刷便會隨之變形，當(dāng)間隙減小時，刷毛彎曲；當(dāng)間隙增大時，刷毛伸直，此過程中密封刷自由端與扇形板始終接觸，保持間隙為零，以達(dá)到良好密封的目的。如圖4中，箭頭方向為轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)方向，徑向密封刷8A處于變形量較大的時刻，此時間隙較??；當(dāng)間隙變大時，密封刷伸直，成為密封刷8B的狀態(tài)，在整個的過程中，密封刷始終與扇形板7保持接觸。在軸向密封結(jié)構(gòu)中，由于轉(zhuǎn)筒外圓周的圓度及預(yù)熱器外圓周的圓度存在偏差，因此轉(zhuǎn)筒外圓周與預(yù)熱器外圓周的間隙不是一個定值，某個位置的間隙小，某個位置的間隙大，在間隙小的位置，刷毛的彎曲變形量大；在間隙大的位置，刷毛的彎曲變形量小，但始終保持密封間隙為零。如圖5所示，箭頭方向為轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)方向，轉(zhuǎn)筒外圓筒5與預(yù)熱器外殼2的間隙很大時，密封刷9A的變形量較小；當(dāng)間隙很小時，密封刷9B的變形量較大。這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動時，密封刷的變形量不斷的變化，但密封刷始終與弧形的預(yù)熱器外殼2相接觸，并保持密封間隙為零，這樣可以有效地防止空氣漏入煙氣之中，起到很好的密封作用。
本發(fā)明的高效低漏風(fēng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，應(yīng)用刷式密封裝置有效地克服了傳統(tǒng)密封片固定式密封裝置預(yù)留密封間隙，且間隙不易調(diào)整的缺點，使密封間隙無論在冷態(tài)還是在熱態(tài)，都能始終保持為零，從而使漏風(fēng)率始終保持在很低的水平。經(jīng)測試本發(fā)明的泄漏量是傳統(tǒng)迷宮密封片的1/5～1/10，明顯降低了運營能耗和成本。此外，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、便于維修。
權(quán)利要求
1.一種帶有刷式密封裝置的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，主要包括繞中心筒轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒上有若干徑向倉隔板，轉(zhuǎn)筒外套裝有預(yù)熱器固定外殼，沿轉(zhuǎn)筒的徑向上、下對稱地固定有扇形板，轉(zhuǎn)筒與扇形板、固定外殼之間裝有密封裝置，其特征在于，所述的密封裝置是在轉(zhuǎn)筒的每個徑向倉隔板與扇形板之間的徑向，轉(zhuǎn)筒的外緣與固定外殼之間的軸向，以及轉(zhuǎn)筒上、下表面外圓周與固定外殼的之間的環(huán)向裝有刷式密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，其特征在于刷式密封是在轉(zhuǎn)筒的每個徑向倉隔板的上、下兩面都裝有徑向密封刷，轉(zhuǎn)筒的外緣裝有軸向密封刷，轉(zhuǎn)筒上、下表面的外圓周裝有環(huán)向密封刷，密封刷的自由端刷毛分別與扇形板和預(yù)熱器外殼的相應(yīng)密封面始終接觸，即始終保持間隙為零。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，其特征在于密封刷自由端的刷毛與扇形板和預(yù)熱器外殼的密封面接觸時留有過盈量，并且沿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向，密封刷的刷毛呈鈍角傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，其特征在于密封刷包括用于夾緊刷毛的夾緊件，固定刷毛的刷體，芯線及搭在芯線上的刷毛，刷毛沿轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)方向呈鈍角傾斜固定在刷體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，其特征在于，刷毛是一束捆扎在一起的高密集度排列的金屬絲或碳纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，其特征在于，每塊扇形板同時與2個以上的徑向倉隔板上的密封刷保持接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，包括繞中心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒上有若干徑向倉隔板，轉(zhuǎn)筒外套裝有預(yù)熱器固定外殼，沿轉(zhuǎn)筒的徑向上、下對稱地有扇形板，安裝在固定外殼與中心筒之間，轉(zhuǎn)筒與固定外殼之間有密封裝置，其中密封裝置是在轉(zhuǎn)筒的每個徑向倉隔板與扇形板之間的徑向密封，轉(zhuǎn)筒的外緣與固定外殼之間的軸向密封，以及轉(zhuǎn)筒外圓周與固定外殼之間的環(huán)向密封為刷式密封。本發(fā)明與傳統(tǒng)的接觸式密封比，更容易適應(yīng)由于蘑菇狀熱變形、制造誤差、轉(zhuǎn)筒晃、擺動、振動等原因造成的密封間隙無規(guī)律變化，充分發(fā)揮了刷式密封件良好的變形補償能力，使回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率大幅度下降，泄漏量是迷宮密封片的1/5～1/10，且結(jié)構(gòu)簡單。
文檔編號F28D11/02GK101071048SQ20061007887
公開日2007年11月14日 申請日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者何立東 申請人:北京化工大學(xué)