锅炉的密封结构

锅炉的密封结构（共5篇）

锅炉的密封结构 篇1

改革开放使我国经济得到了迅猛地发展。能源, 尤其是电力成为经济发展的重要基础。近几年, 虽然我国许多大型、特大型电站相继投入运行, 但仍满足不了国民经济飞速发展的需要, 所以, 电力建设速度仍在加快。然而, 在开发电力的同时, 节约能源也是至关重要的。这几年, 我国锅炉制造厂、电力设计和研究单位, 对锅炉炉顶结构进行了逐步改进, 但锅炉炉顶“三漏”现象仍然得不到根本治理, 有的炉顶温度高达80—90摄氏度, 有的锅炉炉顶积灰达30-50cm。“三漏”现象浪费了能源, 也污染了环境, 使电站的经济效益受到严重影响。实践证明, 只有采用金属构件密封的方式, 才能有效地解决密封问题。

1 炉顶管的金属密封

国产300MW、600MW机组锅炉炉顶管的金属密封结构, 与引进的大型锅炉炉顶的密封方式基本一致。炉顶管前部区域是光管加焊分段鳍片, 这个区域的鳍片不相互焊接, 并有大量的穿墙管排。在炉顶管的后部区域是光管加焊连续鳍片, 这个区域的鳍片是相互焊接的, 而穿墙管排较少。炉顶管的密封采用光管加焊扁钢的膜式壁结构。沿着炉顶管的长度方向, 布置有几道垂直肋板 (也称高顶板) , 把炉顶分成几大块。肋板的位置和板厚由应力分析决定。这里的垂直肋板主要起着加固炉顶管 (能承受炉内的爆燃压力) 、吊挂炉顶和焊接内护板三个作用。在穿墙区域内都装有穿墙管密封罩 (也称高冠式密封罩) , 在没有穿墙管的区域内都设置了炉顶内护板 (也称折边板或船形板) , 所以整个炉顶是用穿墙管密封罩、内护板和各管排相互交接处的密封结构, 构成了炉顶管整体的金属密封。

炉顶尾部区域也有吊挂管穿出, 是直接从炉顶管鳍片中穿出的, 吊挂管上的梳形套直接与鳍片相焊, 结构简单, 密封可靠。然而, 引进前苏联210MW和500MW机组锅炉炉顶穿墙管的密封结构, 与上述有所不同。因为锅炉未设立膨胀中心, 所以也未对各种过热器管排的穿墙部位采取柔性结构, 而是设计了金属密封箱, 箱内填充了厚200m m的传统硅藻土绝热浇注料, 密封盖与管壁之间不是焊封, 而是卡封。显而易见, 它的密封性能就不如前面所述的柔性密封严密。

2 炉顶棚的热密封

大型锅炉的炉顶棚上, 几乎都安装了敷设有绝热层的钢结构大罩壳, 而且它将炉顶上的所有的载热体和汽包大部分全部封闭起来。其中除高温过热器和再热器的联箱、管排以及引出管道需要敷设保温层外, 其余载热体都不保温, 使汽包、炉顶管、水冷壁和包墙管的联箱管排及它们的连接管道等都呈裸露状态。在大罩壳内外散热密度平衡的情况下, 整个大罩壳内保持其设计温度为400℃左右, 不超过430℃, 起到对炉顶棚的热密封作用, 因此把大罩壳称为“热密封罩”是十分恰当的。它不仅是为了炉顶棚整洁、美观和防止雨雪的侵袭, 而且具有以下更主要的功能:

首先, 简化炉顶上部分众多管系的保温结构, 减少散热损失。其次, 保持罩内各载热体与密封构件受热均匀, 温度相接近, 减少温差, 改善热应力条件, 从而延长密封构件的寿命。第三, 有利于炉顶棚范围内受压管系事故后的检修处理。并能很容易地检查到密封构件的工作状况, 为锅炉大、小修创造了修补或更换的方便条件。

2.1 炉顶大面积处的裂缝、冒口的原因主要

顶棚大面积的混凝土整体浇注不合理, 当浇注的混凝土受热后, 在高温状态下热膨胀至最大, 当温度降低后又收缩, 在这种收缩与膨胀交替过程中, 混凝土会开裂, 于是一个整体的混凝土会分裂成若干板块。在裂缝之间就有了高温烟灰与空气的流动与冲刷, 炉膛漏风系数增大, 当炉膛的正压加大的同时, 高温烟灰更严重冲刷并扩大各板块之间的裂缝, 于是在炉膛内的火焰与烟灰的日益冲刷下, 裂缝之间的小块会脱落掉下, 形成大的裂口, 造成炉顶裂缝、冒口的现象。形成的裂缝、冒口在运行中或短期内是很难修复的。

顶棚与前墙、侧墙之间的裂缝主要原因是因两者这间的相对位移造成的, 因顶棚层是架于顶棚管上的, 在冷态时, 两者紧密相连, 但当锅炉运行时, 各部件温度升高, 因各部件材料不同, 其膨胀系数也不同, 使得各部件的膨胀也不同, 而产生相对位移。因而顶棚管往上位移量比前墙、侧墙等立墙的向上的位移要大。而是在其搭接这一薄弱之处就会产生裂缝。简单的石棉绳迷宫设置解决不了这种热膨胀相对位移的补偿问题, 因石棉绳的回弹能力差, 其补偿有限, 且在高温状态下易脆化, 因而这种现象在锅炉运行中是一个最易出现又最棘手的问题。

但是, 当前对容量300M W及以上机组锅炉炉顶的密封处理不当, 即发现在泄漏的情况下, 有的电厂不是从重视金属密封的有效功能出发, 加强焊接质量的检查和履行严密性试验等规定加以完善化, 而是在内护板上, 再浇制一层耐火层或粘贴硅酸铝棉毡, 用炉墙材料搞二次密封。这样, 必然会造成:违背了原设计意图, 治表不治本;增加了炉顶管的荷重;不利于金属密封构件的膨胀, 影响其工作寿命。因此, 这种措施是不可取的。当然, 热密封罩本身也必须保证其严密性和绝热性, 使它真正能起到应有的作用。

同时在生产运行中我们也对锅炉的启、停操作步骤和保养方法等方面也作了严格的规定, 尤其锅炉炉顶密封与保温是个很重要的问题, 它关系到锅炉机组的经济运行和安全文明生产, 不应忽视。

2.2 结论

综上所述, 造成炉顶泄漏、热损失大的原因主要是保温密封结构的设计不合理, 传统的施工工艺难以补偿和适应锅炉运行中所造成的炉顶泄漏问题。而保温与密封是两个紧密相边的问题, 要保温就必须有良好的密封结构作保障, 因有裂缝就有对流, 有对流就有热量传递。要解决炉顶密封问题, 不仅要掌握热力学的原理, 采用合理的密封与补偿结构, 而且还要有严格、良好的施工工艺来保证。

摘要：大型锅炉膜式壁的应用, 确实解决了锅炉大面积的气密性问题。但是, 锅炉的受热面不可能全是平壁膜式壁, 整个水循环系统、过热蒸汽系统都有大量的穿墙管穿过膜式壁。因此, 穿墙管部位的双向管排膨胀密封的处理, 就成为锅炉密封的关键。锅炉顶棚又是这些穿墙管最集中的区域。实践证明, 只有采用金属构件密封的方式, 才能有效地解决密封问题。本文就锅炉炉顶密封结构谈一下自己的看法。

关键词：锅炉,金属密封,热密封

参考文献

[1]赵亚兰.谈锅炉炉顶管的金属密封.锅炉构造.2009年.[1]赵亚兰.谈锅炉炉顶管的金属密封.锅炉构造.2009年.

[2]于雯秀.浅谈锅炉炉顶棚的热密封.蒸汽锅炉.2010年.[2]于雯秀.浅谈锅炉炉顶棚的热密封.蒸汽锅炉.2010年.

锅炉的密封结构 篇2

载人飞船舷窗防热与密封结构的设计与试验

讨论了研制中国栽人飞船舷窗防热和密封结构的几个技术难题:1)保证舷窗在返回的`高温环境中防热与密封可靠;2)保证窗玻璃材料与周围防热材料烧蚀同步,避免出现局部干扰热流;3)进行多种异质材料,包括透明材料组成的复杂结构温度场的分析计算;4)通过地面模拟试验准确地预测实际飞行条件下舷窗的防热与密封性能.文章阐述了解决这些难点的主要方法和结果.神舟一号至神舟六号的飞行成功表明,舷窗结构的防热和密封性能良好,同时,也给舷窗防热与密封设计技术做了多次飞行验证.

作 者：吴国庭 WU Guoting  作者单位：北京空间飞行器总体设计部,北京,100094 刊 名：航天器工程  ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENGINEERING 年，卷(期)： 16(3) 分类号：V41 关键词：飞船   舷窗   防热   密封   设计   试验   spaceship   side-view window   thermal-protection structure   sealed structure   design   test  

回转窑的密封结构及改进措施 篇3

关键词：回转窑 密封装置 特点 改进 复合柔性密封

熟料烧成回转窑是氧化铝、水泥、化工及冶金等行业的关键生产设备，回转窑是在负压下操作的，如果热端漏入过量空气会减少入窑的二次空气，且降低二次空气量，造成热量损失。在回转窑的运行过程中，冷端负压高极易吸入大量冷空气，使窑内大量的废气不易排出，导致燃料不能完全燃烧，冷端废气中含有粉尘，偶尔倒风会溢出大量粉尘，污染坏境。密封是将筒体与窑头罩、窑尾罩即运动体与固定体连接起来的纽带，因此，回转窑密封的好坏对熟料烧成的整个工艺参数和设备高效运行具有重大意义。

1.烧成系统回转窑对密封的要求

烧成系统是热工环境。以窑尾为例，不仅存在高温、高粉尘、负压工艺环境，而且筒体存在椭圆、弯曲等变形，回转部件与固定件间存在不断变化的径向、轴向和环向三维间隙。因此，这种复杂的工艺条件下，要求密封应具备以下的特点：不漏风、不漏灰、不漏料、耐高温、耐磨损、长寿命、高可靠性、安装方便、维护方便等综合使用成本。

2.目前应用于回转窑的几种密封装置

密封主要分为静密封和动密封两种，动密封又可分为接触型密封和非接触型密封。而目前，我国应用在回转窑上的密封装置主要有迷宫式密封装置、摩擦式密封装置，另外还有气封式密封装置、组合式密封装置等。

2.1.迷宫式密封装置

迷宫式密封装置分为轴向迷宫和径向迷宫两种。其装置结构较简单，没有接触面，也不存在磨损问题，同时不受简单窜到的影响。考虑到简体的热胀冷缩、弯曲、径向跳动等因素。迷宫式密封不管在径向和轴向的预留间隙都不能够太小，所以，迷宫式密封也有其缺点，那就是密封效果不理想，存在漏风、漏料等情况。故只适合于压力较小的场合或者与其他的密封结合使用。

2.2.摩擦式密封装置

摩擦式密封装置主要分为径向摩擦式和轴向摩擦式，此装置效果较好，普遍性较高。 （1）径向接触摩擦密封即石墨块密封，窑体周围的石墨块有两种形式，一种是将重锤与钢丝绳紧密压实，并与套筒紧紧地接触，不留空隙，另外一种是利用弹簧将之与套筒固定，这种形式是不适合在高温的地方使用。石墨块密封结构具有自润性，且摩擦功率耗能少，不容易磨损，结构简单等优点。

（2）轴向摩擦式密封即汽缸压紧端面密封和弹簧片压紧端面摩擦，此装置结构比较的复杂，且维修不便，如弹簧过热就会失去弹性，从而达不到所期望的密封效果，

2.3.气封式密封装置

此装置可分为正压和负压密封，主要的原理是借助外界的气体，在外面形成气压，致使里面的气体因为压力，不外溢，此结构的磨损率小，但对于气体的流入很难把控。如果漏人冷风的话，对其工艺操作有负面影响。

2.4.组合式密封

组合式密封主要是迷宫密封与鱼鳞片密封的组合，其主要的特征是固定顶部的金属鳞片与摩擦环的接触实现密封。 此种密封是目前较为先进、密封效果较好的形式。由于一些特殊原因，如：窑体状态较差、窑线弯曲，不稳定等，在使用的过程中，发现跟窑体接触的鱼鳞片很容易损毁，不能正常使用，到最后只是留下了其迷宫的结构，这样不能保证组合密封的效果。

3.新型复合柔性密封装置

以上各密封装置虽有各自优点，但其密封效果仍不是很理想，笔者认为良好的密封装置应经得起烧成系统复杂的工况的考验，至少满足以下几点：①结构简单，安装维修方便；②使用的年限较长，磨损部件少；③操作简单，密封效果较好；④耐高温、腐蚀。经过了解及分析，对回转窑的密封装置应采用高水平技术的复合柔性密封装置。

3.1.它的结构特点是一端固定焊接在窑头罩上，另一端无间隙的紧贴在设置的冷风套上，冷风套与支撑法兰链接，支撑法兰与窑筒体焊接，耐热钢鱼鳞片（磨擦板），碳硅铝复合板（密封体），钢板鱼鳞片（压板）依次在锥体法兰上用螺栓连接固定，耐热鱼鳞片紧贴冷风套上，然后张紧装置实现无间隙密封，密封装置罩体上开孔。其下设置漏斗，用以回收漏料。

3.2.复合柔性密封装置是采用四方联技术，应用新型耐高温、耐磨损的半柔性碳硅铝复合板，做成密闭的整体形锥体，它能够很好地配合回转窑端部的复杂运动，使用时其中的一端密闭地固定在窑尾烟室及其窑头罩上，另一端用张紧装置柔性地张紧在回转窑的简体上，能够有效地消除了回转窑轴向、径向和环向间隙，实现了无间隙密封，并且内部辅助设置了自动回灰以及反射板的装置，此结构显得十分科学，密封效果好，该密封装置实现了集迷宫式、摩擦式和鱼鳞式密封等为一体，博采所长，充分地发挥了材料特性优势，突出刚性密封挡料、柔性密封隔风的特点，使得动静密封体在设备有限的活动区域内，实现稳定的运转。

3.3.该装置的主要技术要求是：刚性体安装精准牢固，柔性体构造紧凑耐用。法兰制作安装强度和精度要求高、贴合严密，密封效果好。柔性密封材料抗高温老化和力学性能高，隔热效果好，弹性强；摩擦片具有自润滑特点，耐磨性强，张紧装置结构简便可靠，方便调整与维修。

4.新型复合柔性密封装置的应用效果

这种密封装置应用以来，效果就十分的突出，主要表现在以下方面：

4.1.窑头与窑尾部的漏风量较原来大大地减少了，且窑头部温度也提高了。

4.2.有效解决电收尘的结露现象。

4.3.岗位环境大有改观，减轻了操作维护及检修的强度，运行成本大大降低。

5.结束语

通过以上各密封结构的分析可以看出，虽然不同的密封结构都有各自优缺点，但是综合分析及经实践证明，使用新型复合型柔性密封技术才能达到最优的密封效果，才能最经得起回转窑运行中复杂工况的考验。

参考文献：

[1]于兴敏.新型干法水泥实用技术全书[J].北京：中国建材工业出版社，2006.

刍议锅炉给水泵机械密封改造 篇4

锅炉给水泵是化工和火电企业锅炉工段的核心设备之一, 其机械密封作为该设备的薄弱环节, 使用寿命直接影响锅炉工段正常运行。同时机械密封的泄漏还会对工人操作及周围环境造成影响。2014年2月至9月, 我公司锅炉工段的两台锅炉给水泵共计5次因机械密封损坏, 导致锅炉工段被迫停车, 严重影响公司的整体试车调试工作进度。

原装机械密封是平衡结构单端面的集装式机封, 存在问题是动环座与轴套连接选用2-M5螺钉连接, 螺钉容易脱落及断裂, 轴向动环组件定位不好, 导致机械密封压缩量在运行中容易改变;同时静环与静环座采用销钉传动的方式, 销钉与静环用胶粘牢, 但在实际运行中销钉容易脱落并折断, 从而导致机械密封静环与动环一同旋转, 这样导致密封过早失效。

2 改造过程

改造型机械密封采用平衡型单端面集装式带泵效环结构, 该密封特点:按照API682的要求设计生产, 动环组件带泵效环,

改造型机械密封结构示意图如下:

1:轴套2:圆柱头紧定螺钉3:动环座4:轴套O圈5:动环O圈6:动环7:静环8:静环座9:静环O圈10:螺钉11:推环12:撑环13:推环O圈14:压盖O圈15:弹簧16:压盖17:锁紧环A 18:螺钉19:锁紧环B 20:楔形环

实现冷却液的强制循环, 可用于较高温度及压力, 高转速工况, 现场安装简单, 性能可靠。同时为了解决原机械密封存在的问题, 将动环座 (件3) 与轴套 (件1) 的连接方式改成沉孔的2-M10圆柱头紧定螺钉反向连接, 螺钉松脱方向和和离心力反向, 同时用2-ф10销来定位动环座与轴套的轴向位置, 这样大大加强连接强度与轴向定位 (见图A) 。将静环座 (件8) 与静环 (件7) 的传动方式改为直销和键槽防转方式, 这样直销背后有静环套圈限位, 不可能发生脱落现象 (见图B) 。这样就不会出现原密封运行存在的销钉脱落与折断的问题, 只是静环座结构复杂, 加工成本增大。

3 材料选择及结构设计

3.1 主要金属件及摩擦副及辅助密封圈材料

由于锅炉给水泵介质为132℃热水, 并有蒸汽存在, 所以摩擦副选用无压碳化硅 (SSi C) (动环件6) 对进口锑石墨 (M120D) (静环件7) 组对, 这样可以提高密封环耐磨性和自润滑性及散热性;机械密封轴套 (件1) , 压盖 (件16) 及推环 (件11) 都选用304不锈钢, 便于今后维修利用, 降低该泵机械密封维护成本;辅助密封圈 (件4, 5, 9, 12, 14) 选用耐高温及耐汽化橡胶 (F706) ;弹性元件 (件15) 选用哈氏C。无压碳化硅性能特点具有高强度、高硬度、高耐磨、耐高温、耐腐蚀、抗氧化性强、导热好、耐急冷急热等基本性能;浸锑石墨一种优良的自润滑抗磨材料, 它可在高温500°C、深冷-253°C、高速2万转/分钟、高压20MPa, 或高粘度等介质, 特别适于水、油、煤油等介质工况条件下使用;

3.2 弹簧补偿机构设计

弹簧采用大直径小弹簧, 既保证弹簧一定的稳定性有确保圆周弹力分布均匀。

3.3 传动机构设计

为了机械密封在方便拆卸, 减少检修时间。所以机械密封的轴向长度尽可能短。为此机械密封采用传动环传动的结构形式。

3.4 整套机械密封结构设计

整套机械密封采用平衡型集装式单端面带泵效环结构。由于使用定位板限位, 不需要再重新调整安装尺寸, 可以整体安装与拆卸, 便于现场的操作, 减少了现场安装误差。

3.5 主要零件控制

为了缩短密封摩擦副的磨合周期, 动, 静环摩擦副表面的平面度要求值为0.0009mm;表面粗糙度为0.2, 轴套与轴配合尺寸选7级公差;压盖止口与泵腔配合尺寸选7级公差;

4 运行现状

经过以上改造后的机械密封在我公司已连续运行十二个月, 泄漏量为零, 此次成功的改造不但保障了公司生产试车的整体进度, 并确保了装置的长周期稳定运行。极大地降低了检修成本, 取得了良好的经济效益。同时也可在同类型的给水泵上推广应用。

摘要：通过对锅炉给水泵机械密封结构的分析, 指出原机械密封易发故障的问题点, 并对原有机械密封进行改造。实践结果表明改造后的机械密封连续运行情况良好, 可推广应用。

关键词：给水泵,机械密封,泄漏,动静环

参考文献

[1]成大先.机械设计手册 (第五版) [M].北京:化学工业出版社, 2009.

[2]顾永泉.流体动密封[M].东营:石油大学出版社, 1990.

锅炉的密封结构 篇5

一、泄漏原因分析

(一) 泵的工艺条件:

泵输送的是高温、高压的锅炉水, 入口压力3.9~4.2MPa, 温度266℃左右, 出口压力4.8MPa。

(二) 改造前机械密封冲洗情况。

此设备机械密封端面的冲洗冷却水是采用从泵出口引出的一股锅炉水, 经辅助的冷却器, 用循环水冷却后对机械密封端面进行冲洗, 同时在静环座内的静环外部安装一个10mm厚的聚四氟密封套, 其腔内采用的是循环冷却水冷却, 冷却后的循环水直接外排。

(三) 原因分析。

本装置在以往的检修中, 每次都发现整个机械密封内结垢严重;这样就会使机泵在运行中因动环密封圈结垢, 而导致跟随性不好, 同时弹簧又不能自由伸缩给予及时补偿, 最终引起机械密封的失效, 产生泄漏。对于备用泵, 也因机械密封结满水垢, 也造成泄漏。由于静环外四氟密封套内用来冷却的循环水中钙离子在高温环境100~150℃下, 很容易生成大量水垢, 并逐渐扩散到整个密封腔内, 这是使机械密封失效的主要原因。另外, 在运行中也试图把通入密封腔内的循环冷却水停掉, 但因动静环密封圈长时间在高温环境中产生变形、老化, 不能自由跟随补偿, 运行半个月左右也产生较大泄漏。

二、改进措施

由以上分析知道泄漏原因主要来自用于四氟密封套内冷却的循环水。要杜绝水垢的产生, 就必须改变聚四氟密封套内的冲洗冷却水, 彻底根除大量钙离子在机械密封腔内的聚集。改造前后机械密封结构及工艺见图1。

注:1、动环弹簧座, 2、动环弹簧, 3、动环, 4、四氟密封环, 5、钢环 (改造后增加) , 6、轴承, 7、卡簧, 8、静环座, 9、静环密封圈, 10、垫片, 11、动环密封圈

(一) 冲洗冷却水改进。

经过论证, 结合实际, 用机组透平的蒸汽冷凝液代替循环水, 冷凝液钙离子含量几乎为零, 温度也较合适。为此在窗口检修时, 从冷凝液泵 (P120) 去除氧器 (R108) 的管线上引一路作为冷却水, 这样不仅利用了部分过剩的冷凝液, 节约了能源, 还满足了泵的要求。当机组透平停运时, 冲洗冷却水由除氧器通过静压反向供给, 也能满足冷却要求。

(二) 其他改进措施。

为了增加机械密封的可靠性, 把动环的密封圈由聚四氟乙烯改成F23橡胶密封圈, 解决聚四氟补偿不好的问题;并把静环外四氟水套厚度改成8mm, 在其外侧增设一个2mm厚白钢圈, 外部再用卡簧定位, 解决了因卡簧与四氟套接触面小而使密封水套变形的情况;同时, 根据实际运行状况, 对辅助的冷却器进行定期更换, 防止壳程结垢, 影响换热效果。

三、结论