一种空气预热器的悬浮阻流非接触式密封结构

技术领域

本发明涉及空气预热器领域，更具体地说，涉及一种空气预热器的悬浮阻流非接触式密封结构。

背景技术

空气预热器在运行时，烟气侧和空气侧存在较大的压力差，空气会通过转子和壳体动静之间的间隙向烟气侧泄漏，这将降低送、引风机的出力，从而影响整个锅炉效率。空气预热器的漏风率是影响锅炉效率的重要指标，空气预热器漏风率越低，锅炉效率越高。通过改造空预器来提高锅炉效率，是非常经济、有效的方法。

在热态运行状态下，空气预热器各部件均会因受热而发生膨胀，转子会变成蘑菇状，转子的径向格仓板与上过梁和下过梁之间的接触间隙会发生变化。热态运行状态下，如果间隙过大，将导致空气预热器漏风率增大，如果过小，将可能导致空气预热器卡死。空气预热器的漏风率是影响锅炉运行效率的重要因素，所以空气和烟气之间的密封，显得尤为重要，所以我们提出了一种空气预热器的悬浮阻流非接触式密封结构来解决上述存在的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种空气预热器的悬浮阻流非接触式密封结构，它主要由热端径向密封结构、冷端径向密封结构以及扰流器三部分组成：

1、热端径向密封结构采用的是“悬浮式”密封结构，他的技术原理是对径向格仓板的热端径向密封间隙进行控制，采用悬浮式密封结构，在径向格仓板径向安装一体通长浮片，浮片沿零位段往里和径向格仓板固定安装，零位段以外浮动段和径向格仓板能实现分离，呈悬浮状。热态时，仍可使浮动段维持和冷态相同的恒定位置，即避免了接触式密封的磨损缺陷，又能实现和接触式密封等效的补偿效果，降低漏风率；

2、冷端径向密封结构采用密封片三和密封片四进行密封，热态时，径向格仓板呈蘑菇状形变对密封片三和密封片四进行挤压，使密封片三和密封片四的倾斜密封段二在旋转时能与下过梁顶部进一步紧密贴合，降低漏风概率；

3、通过安装的扰流器可以实现阻流式密封结构，通过特殊流场设计，在扰流器内部设置多组扰流槽，对流通的空气冷风进行扰流，从而降低冷端径向密封结构处漏风的概率。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种空气预热器的悬浮阻流非接触式密封结构，包括空气预热器壳体，所述空气预热器壳体顶部和底部分别固定连接有上过梁和下过梁，所述上过梁和所述下过梁之间设置有转子，且所述空气预热器壳体内部通过所述上过梁和所述下过梁分隔为空气侧流通区和烟气侧流通区；

所述转子包括中心旋转柱和等距固定焊接在中心旋转柱外壁上的若干个径向格仓板，且若干个所述径向格仓板外侧端部之间通过外壁筒固定焊接，所述径向格仓板顶部边缘上设置有热端径向密封结构，所述径向格仓板底部边缘上设置有冷端径向密封结构，位于所述空气侧流通区内部的所述下过梁一侧固定安装有一组结构相同的扰流器；

所述热端径向密封结构包括设置在所述径向格仓板顶部边缘两侧的密封片一和支撑条，所述密封片一一侧设置有压板一，所述支撑条一侧设置有U型角钢一，所述U型角钢一一侧固定焊接有若干个限位垫块，且所述U型角钢一一侧设置有浮片和U型角钢二，所述浮片包括零位段和浮动段，所述浮动段底部与所述限位垫块顶部之间形成膨胀安全间隙；

所述冷端径向密封结构包括设置在所述径向格仓板底部边缘两侧的密封片三和密封片四，且所述密封片三和所述密封片四一侧分别设置有压板二和压板三。

进一步的，所述径向格仓板顶部边缘上等距开设有若干个螺栓孔一，对应若干个所述螺栓孔一位置处的所述压板一、所述支撑条、所述U型角钢一以及所述U型角钢二内部皆开设有若干个螺栓孔二，对应若干个所述螺栓孔一位置处的密封片一内部和所述零位段内部皆开设有若干个条形螺栓孔，所述压板一、所述密封片一、所述径向格仓板顶部边缘、所述支撑条、所述U型角钢一、所述浮片以及所述U型角钢二之间通过螺纹穿钉一固定安装。

进一步的，所述密封片一和所述浮片顶部皆设置有倾斜密封段一，所述倾斜密封段一顶部向所述转子旋转相反方向弯折。

进一步的，所述径向格仓板底部边缘、所述压板二以及所述压板三内部皆开设有螺栓孔三，所述密封片三和所述密封片四内部皆开设有条形螺栓开口，所述压板二、所述密封片三、所述径向格仓板底部边缘、所述密封片四以及所述压板三之间通过螺纹穿钉二固定安装。

进一步的，所述密封片三和所述密封片四底部皆设置有倾斜密封段二，所述倾斜密封段二底部向所述转子旋转相反方向弯折。

进一步的，所述扰流器内部固定焊接有若干个分隔板，且所述扰流器内部通过若干个所述分隔板分隔为若干个扰流槽，所述扰流槽截面呈弧形结构。

进一步的，所述下过梁底部中心位置处固定安装有驱动电机，所述驱动电机顶部的驱动轴贯穿至所述下过梁顶部，且所述驱动电机顶部的驱动轴与所述中心旋转柱内部固定安装。

进一步的，所述外壁筒外壁与所述空气预热器壳体内壁相接触，且所述外壁筒外壁顶部和底部皆固定安装有环向密封圈。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案，热端径向密封结构采用的是“悬浮式”密封结构，他的技术原理是对径向格仓板的热端径向密封间隙进行控制，采用悬浮式密封结构，在径向格仓板径向安装一体通长浮片，浮片沿零位段往里和径向格仓板固定安装，零位段以外浮动段和径向格仓板能实现分离，呈悬浮状。热态时，仍可使浮动段维持和冷态相同的恒定位置，即避免了接触式密封的磨损缺陷，又能实现和接触式密封等效的补偿效果，降低漏风率；

（2）本方案，冷端径向密封结构采用密封片三和密封片四进行密封，热态时，径向格仓板呈蘑菇状形变对密封片三和密封片四进行挤压，使密封片三和密封片四的倾斜密封段二在旋转时能与下过梁顶部进一步紧密贴合，降低漏风概率；

（3）本方案，通过安装的扰流器可以实现阻流式密封结构，通过特殊流场设计，在扰流器内部设置多组扰流槽，对流通的空气冷风进行扰流，从而降低冷端径向密封结构处漏风的概率。

附图说明

图1为本发明的空气预热器壳体整体结构示意图；

图2为本发明的转子布置结构示意图；

图3为本发明的热端径向密封结构和冷端径向密封结构组成结构示意图；

图4为本发明的热端径向密封结构安装示意图；

图5为本发明的浮片安装结构示意图；

图6为本发明的冷端径向密封结构安装结构示意图；

图7为本发明的扰流器安装结构示意图；

图8为本发明的扰流器放大结构示意图；

图9为本发明的转子冷态下结构示意图；

图10为本发明的转子热态下结构示意图。

图中标号说明：

1、空气预热器壳体；101、空气侧流通区；102、烟气侧流通区；2、上过梁；3、下过梁；4、转子；401、中心旋转柱；402、径向格仓板；403、外壁筒；404、环向密封圈；5、热端径向密封结构；501、密封片一；5011、倾斜密封段一；502、支撑条；503、压板一；504、U型角钢一；505、限位垫块；506、浮片；5061、零位段；5062、浮动段；507、U型角钢二；6、冷端径向密封结构；601、密封片三；6011、倾斜密封段二；602、密封片四；603、压板二；604、压板三；7、扰流器；701、分隔板；702、扰流槽；8、驱动电机。

具体实施方式

下面将结合本发明说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-图10，一种空气预热器的悬浮阻流非接触式密封结构，包括空气预热器壳体1，空气预热器壳体1顶部和底部分别固定连接有上过梁2和下过梁3，上过梁2和下过梁3之间设置有转子4，且空气预热器壳体1内部通过上过梁2和下过梁3分隔为空气侧流通区101和烟气侧流通区102；

转子4包括中心旋转柱401和等距固定焊接在中心旋转柱401外壁上的若干个径向格仓板402，且若干个径向格仓板402外侧端部之间通过外壁筒403固定焊接，径向格仓板402顶部边缘上设置有热端径向密封结构5，径向格仓板402底部边缘上设置有冷端径向密封结构6，位于空气侧流通区101内部的下过梁3一侧固定安装有一组结构相同的扰流器7，下过梁3底部中心位置处固定安装有驱动电机8，驱动电机8顶部的驱动轴贯穿至下过梁3顶部，且驱动电机8顶部的驱动轴与中心旋转柱401内部固定安装；

热端径向密封结构5包括设置在径向格仓板402顶部边缘两侧的密封片一501和支撑条502，密封片一501一侧设置有压板一503，支撑条502一侧设置有U型角钢一504，U型角钢一504一侧固定焊接有若干个限位垫块505，且U型角钢一504一侧设置有浮片506和U型角钢二507，浮片506包括零位段5061和浮动段5062，浮动段5062底部与限位垫块505顶部之间形成膨胀安全间隙；

冷端径向密封结构6包括设置在径向格仓板402底部边缘两侧的密封片三601和密封片四602，且密封片三601和密封片四602一侧分别设置有压板二603和压板三604。

该种空气预热器的悬浮阻流非接触式密封结构的工作原理为：

首先驱动电机8启动，通过顶部的驱动轴带动转子4在空气预热器壳体1内部旋转，此时外界温度较低的空气通过空气侧流通区101底部进入至空气预热器壳体1内部，并与该处转子4上的若干个径向格仓板402接触被加热，然后通过空气侧流通区101顶部流出，然后经过相应的管道输送后流通至锅炉内部，与此同时锅炉内部温度较高的烟气通过相应的管道输送后由烟气侧流通区102顶部进入到烟气侧流通区102内部，并与该处转子4上的若干个径向格仓板402接触，达到对该处若干个径向格仓板402加热的效果，最后温度较高的烟气通过烟气侧流通区102底部排出，通过转子4周而复始的旋转，达到对进入锅炉内部空气的预热的效果；

热态时，转子4上的径向格仓板402在空气预热器壳体1内部旋转会被加热，且径向格仓板402受热会发生蘑菇状的下垂形变，此时由于热端径向密封结构5的浮片506上的零位段5061是与径向格仓板402顶部边缘上固定安装的、浮动段5062是在径向格仓板402顶部边缘上不固定安装的，所以浮动段5062能够呈现浮动状态、不受径向格仓板402的变形下垂牵拉，始终能够保持与上过梁2底部面相接触，降低连接处出现漏风的概率，且不干扰径向格仓板402的正常旋转；与此同时，冷端径向密封结构6的密封片三601和密封片四602受径向格仓板402变形的影响向下沉降，能够更加紧密的与下过梁3顶部面贴合，从而降低连接处漏风的概率；

冷态时，转子4上的径向格仓板402在空气预热器壳体1内部旋转不会被加热，所以径向格仓板402维持原样不会产生形变，此时热端径向密封结构5和冷端径向密封结构6能继续对连接处接触密封，降低漏风的概率；

由于扰流器7安装在空气侧流通区101的下过梁3一侧，所以空气通过空气侧流通区101底部向内部流通时，处于下过梁3一侧的空气穿过扰流器7内部时会被扰流，实现减压的效果，从而降低冷端径向密封结构6处漏风的概率。

实施例二

鉴于上述实施例1，作进一步描述，参阅图3-图6，径向格仓板402顶部边缘上等距开设有若干个螺栓孔一，对应若干个螺栓孔一位置处的压板一503、支撑条502、U型角钢一504以及U型角钢二507内部皆开设有若干个螺栓孔二，对应若干个螺栓孔一位置处的密封片一501内部和零位段5061内部皆开设有若干个条形螺栓孔，压板一503、密封片一501、径向格仓板402顶部边缘、支撑条502、U型角钢一504、浮片506以及U型角钢二507之间通过螺纹穿钉一固定安装，密封片一501和浮片506顶部皆设置有倾斜密封段一5011，倾斜密封段一5011顶部向转子4旋转相反方向弯折，径向格仓板402底部边缘、压板二603以及压板三604内部皆开设有螺栓孔三，密封片三601和密封片四602内部皆开设有条形螺栓开口，压板二603、密封片三601、径向格仓板402底部边缘、密封片四602以及压板三604之间通过螺纹穿钉二固定安装，密封片三601和密封片四602底部皆设置有倾斜密封段二6011，倾斜密封段二6011底部向转子4旋转相反方向弯折。

通过热端径向密封结构5上的密封片一501和浮片506的结构设计，可以使热端径向密封结构5与上过梁2底部连接处具备双重密封片结构，降低后期漏风的概率，且倾斜密封段一5011的结构设计既方便完成避让的工作、也可以使连接处具备一定的变形收缩空间，避免旋转时产生干扰；通过冷端径向密封结构6的密封片三601和密封片四602结构设计，可以使冷端径向密封结构6与下过梁3顶部连接处具备双重密封片结构，降低后期漏风的概率。

实施例三

鉴于上述实施例1和实施例2，作进一步描述，参阅图2、图7以及图8，扰流器7内部固定焊接有若干个分隔板701，且扰流器7内部通过若干个分隔板701分隔为若干个扰流槽702，扰流槽702截面呈弧形结构，外壁筒403外壁与空气预热器壳体1内壁相接触，且外壁筒403外壁顶部和底部皆固定安装有环向密封圈404。

通过设置的扰流器7，且扰流槽702截面呈弧形结构，可以对流通的空气进行扰流，避免进入的空气直接向冷端径向密封结构6与下过梁3顶部接触面之间流动，降低后期漏风的概率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。