一种气体干燥装置及其用途制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种气体干燥装置及其用途，特别适合于对火力发电厂大型发电机所用氩气的干燥，也适合对其它各种气体进行干燥。它有除湿热交换器、半导体制冷组件、冷却水箱，半导体制冷组件一端接除湿热交换器，另一端接冷却水箱，除湿热交换器上有气体流通管，气体流通管的底端接排污阀，半导体制冷组件外接直流电源，它克服了已有干燥装置的不足，具有运行可靠性高等优点，完全可以避免对环境的污染。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开了一种气体干燥装置及其用途，该装置特别适合于对火力发电厂大型发电机所用氢气的干燥，也适合对其它各种气体进行干燥。火力发电厂中用的发电机其定子线圈在工作过程中需要冷却，一般采用空气冷却、水冷却或氢气冷却。目前，大型发电机中的定子线圈绝大多数采用氢气冷却，由于冷却气体直接与定子线圈接触吸收其热量，故气体中的含湿量(含水量)对线圈的绝缘性有很大影响，这就需要对氢气进行除湿干燥。以往对大型发电机所用氢气的除湿，采用物理吸附方式，即让氢气流过盛满硅胶、无水氯化钙、分子筛等吸附剂的干燥罐，利用这些吸附剂易吸附水分子的物理特性进行除湿。但由于吸附剂吸附深度有限(易达到饱合)，易受氢气内夹带的油分子污染，往往经常更换吸附剂也无法达到氢气湿度标准；而在有氢气的现场环境中做更换吸附剂的操作比较危险，操作也很复杂繁重，且材料消耗十分巨大，至使长期以来，发电厂氢冷发电机组氢气湿度一直严重超标，并因此发生了一系列与氢气湿度相关的发电机线圈短路事故，损失很大。本专利申请人在参考国外同类型产品的基础上，研制成功了LNG-I型冷凝式氢气干燥装置，采用了与物理吸附除湿截然不同的除湿原理，即气体在一定的压力下，其饱合水蒸汽的含有量与温度存在一一对应的关系，因此可以采用降低气体温度的方法，达到对气体除湿的目的，即要达到某一湿度指标，只需达到某一温度值，通过对气体冷却的方法来这到去除其中所含水份的目的。从原理上讲，冷凝除湿与气体冷凝是不同的。这种冷凝式氢气干燥装置主要由氟里昂压缩制冷系统、蒸发器(氢气在其内部被降温，使其中水份凝结出来，从而被除湿或干燥)和控制系统组成。冷凝式氢气干燥装置与吸附式氢气干燥装置相比虽有如下特点(1.)除湿深度低；(2.)安全性能高；(3.)操作简单。但却存在着严重的不足，由于冷凝式气体干燥装置制冷压缩机组系转动承压设备，振动大、现场使用时条件恶劣、环境温度高、加之运输中损坏等原因，容易造成制冷剂泄漏、零部件损坏及其它一些机械方面故障，影响运行可靠性，使得设备存在一定的维护量，用户由于缺乏专业维护人员，往往束手无策。加之设备生产厂家售后服务工作量大，难以满足使用单位的需求。另外，冷凝式氢气干燥装置采用的制冷剂(氟里昂)是一种对环境污染十分严重的物质，易漏泄，随着环保呼声的日益强烈，全球将禁用氟里昂制冷剂，这些均使得人们迫切需要一种新型适用的气体干燥装置出现，特别是在大型火力发电厂的氢冷发电机上。本专利技术的目的是提供一种气体干燥装置及其用途。本专利技术的目的是这样实现的一种气体干燥装置，它有除湿热交换器、半导体制冷组件、冷却水箱，半导体制冷组件一端与除湿热交换器紧紧接触，另一端与冷却水箱紧紧接触，除湿热交换器内部有气体流通管，气体流通管的底端接排污阀，半导体制冷组件外接直流电源。其中，半导体制冷组件在除湿热交换器的一侧或两侧均匀布置。除湿热交换器是实现被除湿气体与半导体制冷组件进行热力交换的器件，其结构是在一排气体流通管上铸铝而形成导热性好的铝块，气体流通管中的一部分流通管上部接进口，另一部分流通管的上部接出口，流通管下部均接在集水罐上。本专利技术所述装置适于对火力发电厂大型发电机组所用氢气的干燥。附图说明图1是本专利技术结构示意侧视图；图2是本专利技术结构示意主视图；图3是本专利技术结构示意后视图；图4是本专利技术另一种结构形式示意图；下面结合附图对本专利技术的结构作进一步的详细说明实施例1一种气体干燥装置，它是实现使气体降温从而将气体所含水分凝结出来的器件，如图所示，其结构是它有除湿热交换器1、半导体制冷组件2、冷却水箱3；如图2所示，除湿热交换器1有上连箱9、集水罐8、气体流通管4；圆柱形上连箱9的中部由隔板10分为两个互不连通的腔，一个腔上开有进口6，另一腔上开有出口7，本专利技术所述装置可选多根气体流通管4，本实施例选用十根，其中五根一端与进口腔相连通，另一端与集水罐8相通，另五根一端与出口腔相连通，另一端也与集水罐8相通，从而形成两级流程结构；沿一排均布竖直方置的十根气体流通管4被整体铸造成导热性能良好且表面平整的铝板，圆柱形集水罐8的底端装有排污阀5，上述各部分组成热交换器1；半导体制冷组件2是采用市面上销售的TEC1-3139型半导体制冷组件，结构尺寸为55×55×8mm，额定工作电压为直流≤4.1V，选用其它型号的半导体制冷组件也可以，如TEC1-1771型；按常规热力工程计算及制冷设计要求，确定半导体制冷组件2的数量(假定选用40块或其它)将半导体制冷组件2按冷热端面方向一致，根据今后工作时所接外界直流电源参数的选择要求将半导体制冷组件串、并联后，随意分成若干组，每组(如4块或其它)由专门设计的一个冷却水箱将其紧紧压接固定在除湿热交换器1铝板的一面(如图1所示，铝板的另一面可加装保温材料11，用束与外界隔热)或两面(如图4所示)。可作成各种形状的冷却水箱3可由铝板制成；多个(如8个或其它)冷却水箱3由冷却水管串、并联接，组成冷却水系统，即冷却水从进水管12流到冷却水箱3内，由出水管13流出，对半导体制冷组件2的热端进行冷却。本专利技术的工作过程如下将本专利技术所述装置串联于氢冷发电机组氢气循环管路中，被除湿氢气由上连箱9的进口6进入除湿热交换器1，经气体流通管4后，由出口7流出，如图3所示；按半导体制冷组件2的工作要求(如选用40块半导体制冷组件，若每20块串联后再并联时可通以82V以下的工作电压)给其通以直流电，半导体制冷组件2的冷端吸收除湿热交换器1的热量使之降温，从而使流经在气体流通管4内的气体被降温，气体中的水份被凝结出来进而结成霜，被干燥的氢气由气体流通管4的出口7流出，半导体制冷组件7冷端吸收的热量及其自身工作产生的热量由热端放出并由冷却水箱3内的循环水带走。用于发电机氢气干燥时的工况参数如下氢气进口温度 ≤60℃氢气出口温度 ≤-9℃氢气流量 ≤50标准立方米/小时氢气工作压力 ≤0.6兆帕常压下氢气含湿量 ≤15克/立方米(进氢口)≤2.5克/立方米(出氢口)适用发电机组容量 50～600兆瓦冷却水流量≤3吨/小时半导体制冷组件的制冷量990瓦(冷却循环水温最高温度为35℃时的最小制冷量)半导体制冷组件2工作一定时间(如3～5小时)后，切断直流电源或反向通以直流电源，在除湿热交换器1外表温度达到0℃以上时，氢气凝出的霜缓成水流入气体流通管4下部的集水罐8中，由排污阀5排走；缓霜工作结束后，接通直流电源或正向通以直流电，本实施例所述装置又重复上述氢气除湿工作过程。本专利技术所述装置的工作也可由根据常规控制原理设计的控制系统来实现自动运行。本实施例可是按如下过程工作的操作自动控制系统启动键，控制系统控制固态继电器接通直流电源系统给半导体制冷组件2通以直流电，进入除湿运行，同时，计时器开始工作(其时间值事先已人为调整；如3～5小时)此时间一结束；控制器通过固态继电器自动切断直流电源，或反向通以直流电源，而进入缓霜运行，在缓霜运行中，由设在热交换器铝板内一次温度元件采集的温度信号，送入比较器时时与限值器设定值(事先已设定，如0～5℃)相比较，当其超过设定值时，控制器控制固态断电器自动返回除湿运行，从而实现自动连续工作，在热交换器1的入口6和出口7还可各装一个一次温度元件，运行中按动选择键本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体干燥装置，其特征在于：它有除湿热交换器（１）、半导体制冷组件（２）、冷却水箱（３）；半导体制冷组件（２）一端接除湿热交换器（１），另一端接冷却水箱（３），除湿热交换器（１）上有气体流通管（４），气体流通管（４）的底端接有排污阀（５），半导体制冷组件（＊）外接直流电源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：张春盛，孙克明，曹龙廷，李殿君，金永生，
申请(专利权)人：牡丹江华电技术研究所，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]