基于流场分析的回转式空预器复合式柔性密封装置研究

发布时间：2022-07-11 09:07

　　回转式空预器作为锅炉设备的重要能量回收装置具有尺寸小、钢耗少、布置方便等诸多优点,但也存在漏风率较高的致命缺点。接触式柔性密封是近来兴起的新型密封技术,理论上可以实现“零”间隙密封,但现有设计中未考虑密封片两侧流场压差形成的载荷作用,难以达到预期密封效果。此外,回转式空预器的固有结构决定了接触式柔性密封装置处于400℃下的高循环疲劳的工作环境,难以保证较高的使用寿命。针对上述问题,本文对目前市场上一种新型复合式柔性密封装置进行了研究。通过对回转式空预器结构及工作原理的研究,分析得出了漏风主要是直接漏风造成的,降低漏风率的根本在于将密封间隙控制在最小,转子的热态变形是导致漏风间隙变大的主要原因。通过理论分析,推导出了密封装置能承受的流场压差与其总体尺寸间的计算关系式。建立了密封装置处于最不利工作状况下的局部回转式空预器流场模型、柔性密封装置及其周围局部流场的流固耦合模型及柔性密封装置的力学模型,分别对其进行了数值模拟分析。通过对局部回转式空预器流场的数值模拟,得到了密封间隙与流场压力及漏风率之间的关系曲线、转子运行中流场压力和漏风率的波动曲线。数值模拟结果表明:（1）流场压力分布由冷端到... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 漏风机理及密封技术研究现状
        1.2.2 接触式柔性密封研究现状
    1.3 课题研究的主要内容
第2章 回转式空预器概述及漏风分析
    2.1 回转式空预器的作用
    2.2 回转式空预器的结构及工作原理
        2.2.1 回转式空预器的结构
        2.2.2 回转式空预器的工作原理
    2.3 回转式空预器漏风分析
        2.3.1 漏风的理论分析
        2.3.2 漏风的评定方法
        2.3.3 漏风的防治措施
    2.4 本章小结
第3章 回转式空预器复合式柔性密封装置研究
    3.1 回转式空预器复合式柔性密封技术背景
    3.2 复合式柔性密封装置的结构及工作原理
        3.2.1 复合式柔性密封装置的结构
        3.2.2 复合式柔性密封装置的工作原理
    3.3 柔性密封装置工作概况及理论分析
        3.3.1 柔性密封装置的工作概况
        3.3.2 理论分析
    3.4 柔性密封装置静态有限元分析
        3.4.1 前处理过程
        3.4.2 计算结果与分析
    3.5 本章小结
第4章 回转式空预器局部流场分析
    4.1 回转式空预器流场理论分析
    4.2 回转式空预器流场仿真分析
        4.2.1 回转式空预器模型假设与简化
        4.2.2 几何模型建立及网格划分
        4.2.3 计算域设定及边界条件设置
        4.2.4 材料物质属性设置
        4.2.5 求解控制设定
    4.3 回转式空预器流场仿真结果及分析
        4.3.1 密封间隙对流场压力分布的影响
        4.3.2 密封间隙对密封压差的影响
        4.3.3 密封间隙对漏风率的影响
        4.3.4 转子运行中对流场压力的扰动
        4.3.5 转子运行中密封压差的变化情况
        4.3.6 转子运行中漏风率的变化情况
    4.4 本章小结
第5章 新型柔性密封片流固耦合分析与疲劳试验
    5.1 新型柔性密封片流固耦合分析
        5.1.1 流固耦合模型假设与简化
        5.1.2 几何模型建立及网格划分
        5.1.3 流固耦合边界条件设置
    5.2 流固耦合计算结果分析
        5.2.1 厚度d对密封片性能的影响
        5.2.2 直线端长度l对密封片性能的影响
        5.2.3 弹性半径R对密封片性能的影响
        5.2.4 初始迎角θ对密封片性能的影响
        5.2.5 密封间隙与预压量的关系
    5.3 新型柔性密封装置疲劳特性试验
        5.3.1 试验目的
        5.3.2 试验内容
        5.3.3 试验原理
        5.3.4 试验装置
        5.3.5 试验步骤
        5.3.6 试验结果及分析
    5.4 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
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[3]受热面回转式空气预热器柔性接触式密封装置[J]. 吕太,孙博,谢生璐.  科学技术与工程. 2018(05)
[4]回转式空气预热器转子卡涩原因及预防浅析[J]. 徐卫卫,阚忠袆.  化工管理. 2017(26)
[5]间隙自补偿漏风控制系统在空气预热器密封改造中的应用分析[J]. 李健.  中国高新技术企业. 2017(05)
[6]600MW机组空气预热器接触式柔性密封改造[J]. 盛曦葵.  黑龙江科技信息. 2015(26)
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[8]回转式空预器漏风率超标原因分析及对策[J]. 陈少毅.  科技创新与应用. 2015(18)
[9]回转式空气预热器转子热变形数值模拟[J]. 强君刚,马凯,窦万生.  应用能源技术. 2013(10)
[10]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[J]. 常毅君,李虎,顾义,朱卫平.  中国电机工程学报. 2012(S1)



本文编号：3657888