空預(yù)器及其熱端徑向密封裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空預(yù)器零部件及空預(yù)器結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別是涉及一種空預(yù)器及其熱端徑向密封裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器簡(jiǎn)稱(chēng)空預(yù)器，是大型鍋爐的熱交換設(shè)備，由于相對(duì)于管式空氣預(yù)熱器，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、換熱面密度高、整機(jī)質(zhì)量輕、金屬耗用量少、布置安裝方便、低溫腐蝕較輕等特點(diǎn)，在電站鍋爐上被廣泛運(yùn)用?？疹A(yù)器是利用鍋爐排出的煙氣熱量來(lái)預(yù)熱進(jìn)入鍋爐參與燃燒所需的空氣，或作為鍋爐煙氣熱量的回收設(shè)備，以便于將以上熱量用作燃料除濕、加熱等其他用途的設(shè)備，該設(shè)備設(shè)置的目的是提高鍋爐的效率?？疹A(yù)器的漏風(fēng)率是影響鍋爐效率的重要指標(biāo)，現(xiàn)有技術(shù)中的空預(yù)器以上漏風(fēng)率在正常情況下一般為6%-8%，密封不良是甚至高達(dá)20%，所以，空預(yù)器的密封技術(shù)對(duì)鍋爐的效率影響大。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中空預(yù)器中煙氣與空氣一般采用逆流，將空預(yù)器中設(shè)置煙氣進(jìn)口和空氣出口的一端定義為熱端，空預(yù)器的另一端為冷端?？疹A(yù)器的漏風(fēng)分為直接漏風(fēng)和攜帶漏風(fēng)，兩者的漏風(fēng)量比例一般小于1: 3，而在直接漏風(fēng)中，熱端的徑向漏風(fēng)量約占總直接漏風(fēng)量的60%以上，直徑越大的空預(yù)器熱端的徑向漏風(fēng)量約占總直接漏風(fēng)量的比例更大。以上熱端的直接漏風(fēng)源自空預(yù)器轉(zhuǎn)子在工作過(guò)程中的熱態(tài)變形和重力變形疊加形成的蘑菇狀變形。現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)以上蘑菇狀變形引起的熱端間隙較好的密封解決方式是設(shè)置彈性式接觸式密封，然而彈性式接觸式密封在使用過(guò)程中存在易磨損、高溫蠕變明顯等缺陷，導(dǎo)致現(xiàn)有空預(yù)器的檢修頻率高，制約鍋爐效率的進(jìn)一步提高和運(yùn)行成本的進(jìn)一步降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中空預(yù)器的蘑菇狀變形引起的熱端間隙較好的密封解決方式是設(shè)置彈性式接觸式密封，然而彈性式接觸式密封在使用過(guò)程中存在易磨損、高溫蠕變明顯等缺陷，導(dǎo)致現(xiàn)有空預(yù)器的檢修頻率高，制約鍋爐效率的進(jìn)一步提高和運(yùn)行成本的進(jìn)一步降低的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種空預(yù)器及其熱端徑向密封裝置。
[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供的空預(yù)器及其熱端徑向密封裝置通過(guò)以下技術(shù)要點(diǎn)來(lái)解決問(wèn)題:空預(yù)器的熱端徑向密封裝置，包括呈條狀的徑向密封條，所述徑向密封條上固定有彈性密封條，所述彈性密封條為多個(gè)，還包括呈條狀的徑向安裝條、數(shù)量與彈性密封條個(gè)數(shù)相等的雙金屬片；
所述雙金屬片均呈弧形板狀，且雙金屬片為由至少兩種具有不同熱膨脹率的金屬層疊而成的疊層結(jié)構(gòu)或兩側(cè)具有不同熱膨脹率的合金，所述徑向安裝條固定于徑向密封條上，且徑向安裝條和徑向密封條相互平行；
雙金屬片的一端固定于徑向安裝條上，且雙金屬片沿徑向安裝條的長(zhǎng)度方向布置，彈性密封條分別固定在雙金屬片的另一端上，所述雙金屬片的外側(cè)還包裹有阻熱層，在受熱狀態(tài)下，彈性密封條的自由端相對(duì)于徑向密封條的自由端凸出。
[0006]具體的，以上結(jié)構(gòu)用于空預(yù)器轉(zhuǎn)子的熱端，由于空預(yù)器轉(zhuǎn)子工作過(guò)程中存在的蘑菇狀變形，設(shè)置的雙金屬片作為彈性密封條的支撐件，在空預(yù)器未工作時(shí)，優(yōu)選設(shè)置為彈性密封條與空預(yù)器熱端的扇形板不接觸，而在空預(yù)器的工作過(guò)程中，以上雙金屬片受熱，無(wú)論雙金屬片為具有不同熱膨脹率的疊層結(jié)構(gòu)還是兩側(cè)具有不同熱膨脹率的合金，均根據(jù)熱端的溫度而變形，同時(shí)溫度越高變形量而大，這樣，在雙金屬片變形過(guò)程中其自由端的位置改變，以使得彈性密封條的自由端處于不同位置，得到在工作過(guò)程中彈性密封條與扇形板較小的間隙或較小的相互作用力的狀態(tài)，以上狀態(tài)有利于減小彈性密封條在工作過(guò)程中的磨損速度，利于減小現(xiàn)有空預(yù)器的故障率；采用雙金屬片為弧形板狀的結(jié)構(gòu)設(shè)置，可使得雙金屬片在局部較小的變形量下，通過(guò)變形量的逐漸疊加得到雙金屬片末端位置較大的改變，這樣，使得本結(jié)構(gòu)的徑向密封結(jié)構(gòu)能夠良好的適應(yīng)工作過(guò)程中熱端轉(zhuǎn)子邊緣與扇形板較大的間隙，而在空預(yù)器的開(kāi)車(chē)和停車(chē)狀態(tài)下彈性密封條均不與扇形板接觸或兩者具有較小相互作用力；設(shè)置的阻熱層用于延緩雙金屬片的溫升:由于轉(zhuǎn)子的變形較為緩慢，通過(guò)設(shè)置阻熱層，阻熱層的熱阻可延長(zhǎng)雙金屬片溫升過(guò)程的時(shí)間，以避免在轉(zhuǎn)子變形量較小時(shí)，如空預(yù)器剛剛啟動(dòng)的一段時(shí)間內(nèi)，雙金屬片較大的變形造成對(duì)應(yīng)彈性密封條與扇形板作用力過(guò)大而造成彈性密封條或雙金屬片等部件損壞。
[0007]在彈性密封條與扇形板碰撞時(shí)，為緩沖彈性密封條和雙金屬片等薄弱零件的受力，利于保護(hù)以上薄弱零件，作為對(duì)空預(yù)器的熱端徑向密封裝置的進(jìn)一步限定，還包括數(shù)量與雙金屬片數(shù)量相等的彈性部，每個(gè)雙金屬片均通過(guò)一個(gè)彈性部與徑向安裝條相連。
[0008]作為一種易于制造、便于控制在相同溫度條件下相鄰雙金屬片自由端位移大小的結(jié)構(gòu)形式，作為對(duì)空預(yù)器的熱端徑向密封裝置的進(jìn)一步限定，所述雙金屬片均呈U形，且由徑向安裝條的一端至另一端，雙金屬片的體積和厚度逐漸增大。以上體積和厚度逐漸增大的限定旨在實(shí)現(xiàn)在工作過(guò)程中越靠近轉(zhuǎn)子邊緣的雙金屬片變形越大，以填補(bǔ)蘑菇狀變形產(chǎn)生的漏氣間隙。
[0009]為減小彈性密封條與雙金屬片等薄弱零部件在工作過(guò)程中因?yàn)轱L(fēng)阻的受力和變形量，作為對(duì)空預(yù)器的熱端徑向密封裝置的進(jìn)一步限定，還包括呈條狀的偏移擋板，所述偏移擋板固定于徑向安裝條上，所述偏移擋板與徑向密封條之間形成一道條狀的偏移間隙，所述彈性密封條均位于偏移間隙之間。以上偏移間隙使得彈性密封條僅能夠在偏移間隙中移動(dòng)，有利于延長(zhǎng)彈性密封條和雙金屬片的壽命。
[0010]為減小彈性密封條在與進(jìn)行密封條或偏移擋板接觸時(shí)在彈性密封條上產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，作為對(duì)空預(yù)器的熱端徑向密封裝置的進(jìn)一步限定，所述偏移擋板與徑向密封條的自由端均為斜面或弧形面。
[0011]為避免或減小雙金屬片在本發(fā)明的工作過(guò)程中因?yàn)轱L(fēng)阻對(duì)其變形產(chǎn)生影響，作為對(duì)空預(yù)器的熱端徑向密封裝置的進(jìn)一步限定，所述徑向密封條與徑向安裝條通過(guò)連接螺栓相連，且徑向密封條與徑向安裝條圍成一個(gè)槽狀腔，所述雙金屬片均位于所述槽狀腔中。
[0012]作為一種運(yùn)用以上密封結(jié)構(gòu)的空預(yù)器，包括定子和轉(zhuǎn)子，還包括多個(gè)以上任意一個(gè)方案中所述的空預(yù)器的熱端徑向密封裝置，所述空預(yù)器的熱端徑向密封裝置設(shè)置在轉(zhuǎn)子熱端的徑向方向上。以上空預(yù)器由于熱端徑向密封效果好，同時(shí)密封結(jié)構(gòu)與扇形板無(wú)接觸或接觸應(yīng)力較小，使得本空預(yù)器不僅效率高，同時(shí)具有較小的熱端徑向密封故障率。
[0013]由于熱端不可能做到絕對(duì)的無(wú)徑向漏流，作為對(duì)空預(yù)器的進(jìn)一步限定，以使得以上漏流在允許范圍的同時(shí)，便于空預(yù)器的制造安裝，所述空預(yù)器的熱端徑向密封裝置的數(shù)量不少于24片。
[0014]由于空預(yù)器在工作過(guò)程中，不僅轉(zhuǎn)子會(huì)產(chǎn)生蘑菇狀變形，同時(shí)轉(zhuǎn)子受熱也會(huì)發(fā)生軸向伸長(zhǎng)，作為一種能滿足泄漏量要求，同時(shí)可避免靠近轉(zhuǎn)子軸線的彈性密封條與扇形板有較大相互作用力接觸的結(jié)構(gòu)形式，作為對(duì)空預(yù)器的進(jìn)一步限定，每個(gè)空預(yù)器的熱端徑向密封裝置上的第一個(gè)雙金屬片與轉(zhuǎn)子軸線的間距為轉(zhuǎn)子半徑的五分之一至四分之一，每個(gè)空預(yù)器的熱端徑向密封裝置上的最后一個(gè)雙金屬片末端與轉(zhuǎn)子軸線的間距為轉(zhuǎn)子半徑。
[0015]為利于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性，作為對(duì)空預(yù)器的進(jìn)一步限定，所述空預(yù)器的熱端徑向密封裝置相對(duì)于轉(zhuǎn)子的軸線呈環(huán)狀均布。
[0016]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明公開(kāi)了一種空預(yù)器及運(yùn)用于空預(yù)器熱端的徑向密封結(jié)構(gòu)，該密封結(jié)構(gòu)中，由于空預(yù)器轉(zhuǎn)子工作過(guò)程中存在的蘑菇狀變形，設(shè)置的雙金屬片作為彈性密封條的支撐件，在空預(yù)器未工作時(shí)，優(yōu)選設(shè)置為彈性密封條與空預(yù)器熱端的扇形板不接觸，而在空預(yù)器的工作過(guò)程中，以上雙金屬片受熱，無(wú)論雙金屬片為具有不同熱膨脹率的疊層結(jié)構(gòu)還是兩側(cè)具有不同熱膨脹率的合金，均根據(jù)熱端的溫度而變形，同時(shí)溫度越高變形量而大，這樣，在雙金屬片變形過(guò)程中其自由端的位置改變，以使得彈性密封條的自由端處于不同位置，得到在工作過(guò)程中彈性密封條與扇形板較小的間隙或較小的相互作用力的狀態(tài)，以上狀態(tài)有利于減小彈性密封條在工作過(guò)程中的磨損速度，利于減小現(xiàn)有空預(yù)器的故障率；采用雙金屬片為弧形板狀的結(jié)構(gòu)設(shè)置，可使得雙金屬片在局部較小的變形量下，通過(guò)變形量的逐漸疊加得到雙金屬片末端位置較大的改變，這樣，使得本結(jié)構(gòu)的徑向密封結(jié)構(gòu)能夠良好的適應(yīng)工作過(guò)程中熱端轉(zhuǎn)子邊緣與扇形板較大的間隙，而在空預(yù)器的開(kāi)車(chē)和停車(chē)狀態(tài)下彈性密封條均不與扇形板接觸或兩者具有較小相互作用力；設(shè)置的阻熱層用于延緩雙金屬片的溫升:由于轉(zhuǎn)子的變形較為緩慢，通過(guò)設(shè)置阻熱層，阻熱層的熱阻可延長(zhǎng)雙金屬片溫升過(guò)程的時(shí)間，以避免在轉(zhuǎn)子變形量較小時(shí)，如空預(yù)器剛剛啟動(dòng)的一段時(shí)間內(nèi)，雙金屬片較大的變形造成對(duì)應(yīng)彈性密封條與扇形板作用力過(guò)大而造成彈性密封條或雙金屬片等部件損壞。
[0017]故以上密封結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中磨損速度慢或無(wú)磨損；
在相同的雙金屬片材料用量和同樣的溫升下，便于達(dá)到更大的彈性密封條位移變量；由于雙金屬片特別的形狀特點(diǎn)和一端固定的安裝特點(diǎn)，便于通過(guò)彎曲雙金屬片的方式對(duì)本發(fā)明提供的密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行試車(chē)調(diào)試，以在保護(hù)密封結(jié)構(gòu)和減小漏風(fēng)率上獲得最高效益；
能夠適宜更大的泄漏間隙填補(bǔ)；
同時(shí)該空預(yù)器由于運(yùn)用了以上密封結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)其熱端的徑向密封在2-3年內(nèi)免維護(hù)；
同時(shí)可控制熱端的漏風(fēng)率小于2%。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明所述的空預(yù)器的熱端徑向密封裝置一個(gè)具體實(shí)施例的側(cè)視圖；
圖2為本發(fā)明所述的空預(yù)器一個(gè)具體實(shí)施例的俯視圖；
圖3為雙金屬片一個(gè)具體實(shí)施例的局部剖視圖。
[0019]圖中標(biāo)記分別為:1、彈性密封條，2、徑向密封條，3、偏移擋板，4、彈性部，5、雙金屬片，6、徑向安裝條，7、連接螺栓，8、偏移間隙，9、槽狀腔，10、阻熱層。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明提供了一種空預(yù)器及其熱端徑向密封裝置，用于解決:現(xiàn)有技術(shù)中空預(yù)器的蘑菇狀變形引起的熱端間隙較好的密封解決方式是設(shè)置彈性式接觸式密封，然而彈性式接觸式密封在使用過(guò)程中存在易磨損、高溫蠕變明顯等缺陷，導(dǎo)致現(xiàn)有空預(yù)器的檢修頻率高，制約鍋爐效率的進(jìn)一步提高和運(yùn)行成本的進(jìn)一步降低的問(wèn)題。通過(guò)本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)便于達(dá)到以下技術(shù)效果:密封結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中磨損速度慢或無(wú)磨損；在相同的雙金屬片材料用量和同樣的溫升下，便于達(dá)到更大的彈性密封條位移變量；能夠適宜更