制冷装置柔性接触式密封机构性能提升的关键技术研究进展

柔性接触式密封机构在制冷装置中起到重要的隔热隔湿作用。针对装配状态下刚-柔多体接触对其性能提升带来的技术挑战,从柔性接触式密封机构技术特点和总体发展出发,综述了影响其性能提升的测量、建模等关键性问题的研究现状,并对未来的发展趋势进行了展望。结果表明:基于反向热平衡的热传递测量技术精度不足,引入滤波算法可降低热流信号噪声波动;现有示踪气体技术未考虑湿空气在刚柔接触界面中的流动扩散,应运用界面微观检测及接触动力学理论来明确流动型式,构建匹配的示踪源和检测回路;对柔性接触式密封机构热流固耦合建模研究尚处于空白,仅建立了传热数值模型与流动平均解析方程,可采用数值计算温度、变形场与解析计算渗流参数的迭代算法来建立耦合模型。未来,除开展测量与建模的基础研究外,还需突破“尺寸效应”技术瓶颈,实现密封组件间的良好配合,应用超低导热材料和电磁感应技术,以提升密封机构的隔热隔湿作用。

回转式空气预热器隔仓压差对柔性接触式密封片刚度和强度的影响

利用有限元通用软件ANSYS着重分析了回转式空气预热器隔仓压差对柔性接触式密封片刚度和强度的影响。以目前具有代表性的一种"U形波纹"径向密封片为例进行计算分析,考虑了材料的塑性应变和结构的大位移问题。结果表明,这类设计在不计隔仓压差影响时,其刚度、强度和疲劳寿命容易满足要求;但实际上由于压差的存在,目前的设计壁厚过薄,刚度不够,运行时会被压差"吹倒",达不到预期的密封效果;若增加壁厚,虽然可以提高刚度,但这不仅会增加摩擦阻力、加重运行负荷,而且强度条件和使用寿命很难保证。因此需要对原设计进行较大的改进。

受热面回转式空气预热器柔性接触式密封装置

柔性接触式密封目前在受热面回转式空气预热器中被广泛地使用。密封装置的核心元件密封片的磨损和密封问题是研究的关键所在。通过实验的方法分别对密封片的磨损和密封进行研究。在密封试验中,分别采取密封过余量为5 mm、10 mm、15 mm厚度为0.2 mm的301弹簧钢片进行实验,并得到单密封片和双密封片在不同条件下的泄漏量和磨损量。实验表明,泄漏量随着密封片密封过余量和密封片数量的增加而减少,磨损量随密封片密封过于量的增大而增大;且双片中第二片的磨损量比第一片大。

锅炉空气预热器柔性接触式密封改造

对大唐徐塘发电有限责任公司300 MW机组锅炉回转式空气预热器存在漏风率偏大的问题进行了分析,认为漏风偏大主要由运行中转子径向膨胀大于冷端膨胀,以及转子中心轴向上膨胀,使转子产生蘑菇状变形,扇形板与转子端面密封间隙变大引起。对回转式空气预热器进行了柔性接触式密封技术改造,改造后漏风率由12%下降为5.5%,效果明显,达到了改造的预期目的。

回转式空气预热器接触式柔性密封模拟分析

针对回转式空气预热器的泄漏问题,提出了一种接触式柔性密封。接触式柔性密封的结构参数包括厚度、波数、波距、波深、初始伸长、总长和迎角,刚度是接触式柔性密封的重要性能参数。从基本力学模型出发,运用有限元方法对不同结构参数下的接触式柔性密封进行模拟分析,得到相应结构参数的最大载荷、载荷–位移关系和各结构参数–刚度关系。运用多元逐步回归分析,得出厚度、波深和波数对刚度具有预测意义,其中以厚度的预测性最高。

回转式空气预热器接触式柔性密封可靠性设计

接触式柔性密封是针对回转式空气预热器泄漏问题的一种新技术,可靠性是接触式柔性密封性能的重要指标。基于ANSYS的可靠性设计方法,运用ANSYS的PDS模块,将有限元方法和可靠性设计理论相结合,对接触式柔性密封进行三维参数化建模,并编制APDL命令流,建立可靠性分析文件对接触式柔性密封进行了可靠性设计。在置信度为95%的情形下,接触式柔性密封的可靠性为96.91%。结果显示,接触式柔性密封的结构是可靠的,得到了各结构参数的设计范围,波厚和总长是影响接触式柔性密封的主要因素,对接触式柔性密封的设计与研究有一定的参考价值。

空气预热器U型接触式柔性密封结构的实验研究

为了解决电站锅炉空气预热器传统非接触式密封漏风率过高的问题,本文提出了一种新型的接触式柔性密封。通过实验的方法比较了V型和U型密封试件,结果表明U型密封结构更适合于空气预热器。对U型密封试件的7个结构参数的分析表明,随着波数、波深和总长的增加,密封性能增强;随着厚度的减小,密封性能增强;波距、初始长度和迎角不影响密封性能。

接触式柔性密封在300MW机组空气预热器中的应用

针对空气预热器漏风率居高不下的情况,结合某厂300 MW机组空气预热器密封改造案例,对空气预热器的工作原理、漏风原因及改造方式进行了对比分析,结果显示空气预热器进行接触式柔性密封改造后,漏风问题得到明显改善,取得了很好的环保节能效果。

SCR脱硝空预器防腐及柔性接触密封改造

火力发电企业在采用SCR脱硝后,回转式空预器也会发生低温腐蚀。研究了回转式空预器防腐改造技术措施,分析了柔性接触式密封技术的原理及特点,进行了空预器防腐及减小漏风改造,并进行了密封改造的效益分析。运行结果表明,经过防腐及柔性接触式密封改造后,可防止低温腐蚀,且大幅度降低空气预热器漏风,获得较显著的经济效益和社会效益。

回转式空预器能效提升技术研究与应用

回转式空气预热器作为燃煤发电厂重要换热设备,其换热效率及运行安全性严重影响到机组运行的效率和安全性.在国家"双碳"目标提出后,对燃煤发电机组的调峰能力提出了更高的要求,提高空气预热器的稳定性、可靠性直接影响到锅炉风烟系统的稳定和锅炉系统的经济性和安全性.对空预器进行风量分切防堵灰技术和柔性接触式密封技术的改造,能够提高空气预热器的可靠性和稳定性,使空预器更加适应深调工况,保障机组的安全稳定运行.

火电厂烟风系统空气预热器漏风治理与节能应用

运用柔性接触式密封技术对某火电厂烟风系统三分仓回转式空气预热器(空预器)进行漏风治理和密封改造,与常规漏风治理措施相比进一步降低了空预器漏风率,在机组高负荷下空预器平均漏风率由8.350%降至4.045%,同时使供电煤耗下降约0.71g/(kW·h),引风机和一次风机电机功率平均下降12.2%和18.85%,引风机节电率达到12.15%,一次风机节电率达到19.51%,按0.373元/(kW·h)计算,空预器漏风改造每年能节约电费227.5万元,经济效益显著。