蓄热式恒温恒压不断风空气换热器制造技术

蓄热式恒温恒压不断风空气换热器采用倒置板式双密封双启闭烟气、空气换向阀构成换向装置，换向期间烟气和空气之间没有短路泄漏问题；在换热器中的冷风管道和热风管道之间设计有换向补偿管道，其上有换向补偿阀和空气阻力调节阀，在热风出口管道上设计有蓄热式补偿冷风加热装置，使换热器在换向期间供风量不中断，风温不降低，风压不波动，控制系统设定参数少，调整容易，适应性强；换热器制造以普碳钢材料为主，全焊接工序完成，制造成本低；换热器体积紧凑，分体运输，组合安装，温度效率≥８０％，在炉子排烟温度为６５０℃时可将空气温度预热到５００℃以上，用于气、液体燃料工业炉。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种蓄热式空气换热器，利用工业炉排放的高温烟气预热助燃空气，是一种温度效率≥80％的烟气余热回收装置，用于气、液体燃料工业炉。
技术介绍
工业炉窑排放的高温烟气所带走的热量占燃料供入热量的30～50％，助燃空气温度每提高100℃可节约燃料5％。公知的空气换热器按热交换方式分为换热式和蓄热式金属换热器属于换热式换热器，温度效率为30～50％，在使用中常因热交换面上的积灰吹扫不净导致其温度效率逐渐降低；蓄热式换热器温度效率≥80％。现有的蓄热式换热器存在不足之处在于换向阀在换向期间存在烟气和空气短路泄漏问题；蓄热式换热器在换向期间供风中断，供风压力不稳，对于燃烧重油的炉子，存在瞬间冒黑烟现象；蓄热式换热器有两套烟气集箱和两套空气集箱，使整体体积庞大，现场安装不便。
技术实现思路
为解决现有蓄热式空气换热器存在的换向阀在换向期间烟气和空气短路泄漏问题；蓄热式换热器换向期间供风中断、供风压力不稳以及蓄热式换热器有两套烟气集箱和两套空气集箱使整体体积庞大问题，本技术提供了一种蓄热式恒温恒压不断风空气换热器。1.该换热器采用倒置板式双密封双启闭高温烟气、空气换向阀构成热端换向装置，采用同结构的低温烟气、空气换向阀构成冷端换向装置，在换向装置中，每个换向阀有各自独立的阀板启闭机构，换向期间当一个阀板完全关闭后另一个阀板再打开，没有烟气和空气短路泄漏问题。2.在换热器中的冷风管道和热风管道之间设计有换向补偿管道，在换向补偿管道上设计有换向补偿阀和空气阻力调节阀，在热风出口管道上设计有蓄热式补偿冷风加热装置，其作用分别是(1)在换向周期开始时，换向补偿阀首先打开，对换热器的供风量进行补偿，待换向周期结束时关闭换向补偿阀，使换热器在换向期间供风量不中断。(2)蓄热式补偿冷风加热装置中有蓄热球，在工作周期中被出口热风加热到与热风相同的温度；在换向周期中，蓄热球又将补偿的冷风加热到出口热风的温度，使换向期间补偿的风量其温度不降低，同时，蓄热球对热风出口温度整体水平有“削峰填谷”作用。(3)通过调整补偿管道上的空气阻力调节阀，使换向补偿管道与两套蓄热通道有相同的空气流动阻力损失值，使换热器在换向期间供风的压力不变。3.换热器换向周期分为连续的三个步骤第一步，换向补偿阀打开，空气阀门关闭。第二步，烟气阀门之间换向，由于只在两个并列烟气通道之间换向，烟气压力稳定。第三步，空气阀门换向，换向补偿阀阀关闭。4.在换向阀开关控制系统中，阀门的启闭时间由阀门的规格和提升机构的速比决定，为一个常量，经设计和调整后统一设定为Tf(2s≤Tf≤5s)，则换向周期Th＝3*Tf也为一个常量，工作周期Tg＝N*Tf为一个变量，其中N为正整数(20≤N≤40)，在现场使用中，通过调整N值来设定换热器工作周期的长短，是控制系统中唯一一个需要调整的参数，换向阀门开关控制系统简单易行。5.在换热器的整体设计上，蓄热箱体通道并列设置，相对的两个冷风换向阀用冷风管道连接，两个热风换向阀用内绝热的热风管道连接，冷风管道和热风管道之间用换向补偿管道连通。蓄热箱体通道和换向补偿管道构成了三列纵向通道，而烟气入口和烟气出口构成了两列横向通道，形成了“三列纵，两头横”的换热器布置格局，取消了热空气集箱和冷空气集箱，换热器冷风入口法兰和热风出口法兰可和来自任何方向上的对接管道连接，使蓄热式换热器体积紧凑，现场布置灵活。本技术解决技术问题所采用的技术方案为1采用倒置板式双密封双启闭高温烟气、空气换向阀构成热端换向装置；采用同结构的低温烟气、空气换向阀构成冷端换向装置。每个换向阀有独立的阀板启闭机构，换向期间当一个阀板完全关闭后另一个阀板再打开，换向期间没有烟气和空气短路泄漏问题。2在换热器中的冷风管道和热风管道之间设计有换向补偿管道，其上有换向补偿阀。在换向周期开始时，换向补偿阀首先打开，对换热器供风量进行补偿，待换向周期结束时关闭换向补偿阀，保证换向期间换热器供风量不中断。3在热风出口管道上设计有蓄热式补偿冷风加热装置，该装置由耐热钢筒制造，其上部有热风出口温度检测点，中间位置设计有耐热钢框架，框架内侧有耐热钢网，网中装有蓄热球。该装置用法兰垂直连接在换热器热风出口和现场热风管道之间，其外部绝热。当换热器处于工作周期时，耐热钢框架中的蓄热球被来自蓄热箱的热风加热到与出口热风相同的温度；当换热器处于换向周期时，换向补偿阀首先打开，补偿冷风经过换向补偿管道后进入蓄热式补偿冷风加热装置，被其中的蓄热球加热后供入热风管道送到炉前；待换向周期结束后，换向补偿阀关闭，由蓄热箱出来的热风继续对耐热钢框架中的蓄热球加热并等待下一次对补偿冷风加热，周而复始，保证换向补偿时供风温度不变。由于蓄热式补偿冷风加热装置串联在热风出口管道上，对供出的热风温度整体水平有“削峰填谷”作用。4在换向补偿管道上设计有空气阻力调节阀，通过调整该阀的开启度，使换向补偿管道与两套蓄热箱管道有相同的空气流动阻力损失值，保证换向补偿时热风出口风压不变。5将换向补偿管道设计在两套蓄热箱通道之间，取消了冷空气集箱和热空气集箱，减小了换热器体积；两套蓄热箱通道并列设置使之有相同的介质流动阻力损失值，保证换向期间烟气压力不波动。6一般蓄热式换热器由蓄热箱与换向装置组成，两者之间用法兰连接，所占空间大。本设计将蓄热箱与换向装置设计成一个整体部分，将换向阀直接与蓄热箱上的渐缩管道连接，即蓄热箱上的一个渐缩管道和两个换向阀组成一个换向装置，大大缩小了蓄热式换热器的体积。7蓄热球箱的内部有耐热钢框架，该框呈中心厚、边缘薄的形状，框架内有耐热钢网，网中装有蓄热球。框架的顶部有装球门，底部有卸球门。8位于蓄热球箱热端的渐缩管道内壁有绝热层，其侧面有人孔供检修时使用，人孔旁有温度检测点；其下部有积灰槽，槽的底部有清灰门。9与高温烟气换向阀相连的烟气入口管道上设计有兑入冷风阀，根据换热器烟气入口温度实测值实时控制兑入冷风控制阀的开启度，确保进入换热器烟气的入口温度始终不超过设计的上限值。10换向阀的控制部分由可编程控制器、继电器输出模块、模拟量模块、断路器、接触器、中间继电器、数显表、测温表等组成，实时监控烟气入口温度、烟气出口温度和空气出口温度，并可对换热器工作周期设定或修改；蓄热式换热器控制部分中有进口烟温自动限温装置，出口热风温度越限报警和引风机入口烟温越限报警系统。11在换向阀开关控制系统中，阀门的启闭时间由阀门的规格和提升机构的速比决定，为一个常量，经设计和调整后统一设定为Tf(2s≤Tf≤5s)，则换向周期Th＝3*Tf也为一个常量，工作周期Tg＝N*Tf为一个变量，其中N为正整数(20≤N≤40)，在现场使用中，通过调整N值来设定换热器工作周期的长短，是控制系统中唯一一个需要调整的参数，换向阀门开关控制系统简单易行。本技术的有益效果是换向阀在换向期间烟气和空气之间没有短路泄漏问题；换热器在换向期间没有供风中断、风温降低、风压不稳问题；换热器制造以普碳钢材料为主，全焊接工序完成，制造成本低；控制系统设定参数少，调整容易，温度效率高；换热器有过热保护装置、引风机烟温越限保护装置和蓄热球更换装置，安全可靠，易维护，寿命长；体积紧凑，分体运输，组合安装；在炉子排烟温度为650℃时可将空气温度预热到本文档来自技高网...

【技术保护点】
蓄热式恒温恒压不断风空气换热器由蓄热箱体、换向阀、引风机和控制仪表组成，其特征是：蓄热箱体由蓄热球箱和热端渐缩管道、冷端渐缩管道组成，热端渐缩管道与高温换向阀连接，冷端渐缩管道与低温换向阀连接；两套蓄热箱体并排设置，其冷端渐缩管道上相对的两个冷风换向阀用一个冷风管道对连，热端渐缩管道上相对的热风换向阀用一个内绝热的热风管道对连，在冷风管道和热风管道之间用一个与蓄热箱体平行的换向补偿管道连通，其上有换向补偿阀和空气阻力调节阀，热风出口管道上有蓄热式补偿冷风加热装置；烟气入口管道与两个高温烟气换向阀并连，烟气出口管道与两个低温换向阀并连，烟气入口管道上有冷风兑入控制阀；换向阀垂直安装，阀的上半部分为介质通道，下半部分为启闭机构，换热器工作时，九个换向阀按开关控制时序图循环开关，由一个设定参数Ｎ控制换向间隔时间的长短。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王霁，
申请(专利权)人：王霁，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]