CN103925823B - 一种多级蓄热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多级蓄热系统,所述多级蓄热系统包括多级蓄热式换热器,所述蓄热换热器通过连接段连接。本发明充分利用水泥生产中的余热,使其达到换热效率最大化,以节约能源,达到环保节能的目的。

Description

一种多级蓄热系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种高效水泥生产过程余热利用的蓄热式换热器及其系统,属于F28d的换热器领域。
背景技术
[0002] 水泥行业是一个高耗能、高污染的行业。我国2012年度水泥行业的总能耗为2.7亿吨标准煤,占我国2012年原煤总产量的8%。新型干法是一种先进的水泥生产工艺。水泥的熟料经由干法烧成,减少了脱水环节,从而大幅度地降低能耗,因此先进的新型干法水泥生产比湿法生产节能50%-60%,但是仍然存在广阔的节能空间。2010年,为进一步提高水泥企业能源利用效率,降低水泥企业成本,工信部发布了《新型干法水泥窑纯低温余热发电技术推广实施方案》,推广应用水泥生产线余热发电技术。余热发电技术就是将窑头、窑尾排放的废气余热转化为电能。水泥企业充分利用余热发电,既可以最大限度满足企业用电需求,又可以降低水泥生产成本,提高经济效益,还可以减轻热污染和环境污染,是世界水泥工业发展的趋势。我国作为世界最大的水泥生产和消费大国,充分利用水泥回转窑余热发电势在必行。
[0003] 但是水泥行业的余热存在含尘浓度高,品质差,间歇性,多样性等特点,这使得余热发电系统的效率较低。针对水泥行业余热具有间隙性和多样性的特征,本专利提出了一种新型的多级畜热系统,旨在提闻发电系统的效率,实现节能减排的目的。
[0004] 将蓄热材料用于多种行业的余热利用过程中,将不连续蒸汽变为连续蒸汽,有利于提高余热发电系统的效率。例如,在国内现有铜冶炼工艺中,熔炼转炉产生大量富裕蒸汽,但因负荷波动大,大部直接对空排放,造成大量能源浪费,通过增设蒸汽蓄热器,可使其变为汽轮机稳定补汽源,充分利用铜冶炼工艺余热,实现能源的梯级利用。现有余热利用行业中的蓄热器,主要包括各种类型的管壳式热交换器,例如光管、针翅管、肋片管、热管等。但是存在的问题是,单一蓄热材料难以适应不稳定的余热资源。当烟气的温度波动较大并且表现出间歇性时,蓄热系统的蓄热能力差,收益不明显。因此,针对水泥过程余热基本特征进行多级蓄热系统的开发是有必要的。
发明内容
[0005] 本发明针对现有水泥行业余热利用的蓄热设备中存在的问题,提出了一种新型的蓄热式换热器以及多级余热利用系统。
[0006] 为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:一种水泥生产过程余热利用的蓄热式换热器,所述换热器包括第一管束和第二管束、高温烟气进口、高温烟气出口、低温工质入口、低温工质出口和壳体,所述第一管束和第二管束设置在壳体内,所述第一管束用于流通水泥生产过程所产生的烟气,第二管束用于流通低温介质,第一管束和第二管束交叉设置;所述烟气从高温烟气入口进入,经过第一管束,然后从高温烟气出口排出,低温介质从低温介质入口进入,经过第二管束,然后从低温介质出口排出;蓄热材料置于第一管束和第二管束外的空间中;第二管束在垂直于烟气的流动方向上为并联结构,沿着烟气流动的方向上,第二管束的管径不断的减少。
[0007] —种水泥生产过程余热利用的蓄热式换热器,所述换热器包括第一管束和第二管束、高温烟气进口、高温烟气出口、低温工质入口、低温工质出口和壳体,所述第一管束和第二管束设置在壳体内,所述第一管束用于流通水泥生产过程所产生的烟气,第二管束用于流通低温介质,第一管束和第二管束交叉设置;所述烟气从高温烟气入口进入,经过第一管束,然后从高温烟气出口排出,低温介质从低温介质入口进入,经过第二管束,然后从低温介质出口排出;蓄热材料置于第一管束和第二管束外的空间中,所述第一管束和第二管束为多排结构,两排第一管束之间设置一排第二管束,两排第二管束之间设置一排第一管束,第一管束和第二管束之间构成90°设置,同一排第一管束中的相邻两个管子的圆心之间的距离为L2,所述L2与第一管束外径Dl之间的关系满足:1.5<L2/D1<2.7。
[0008] 一种水泥生产过程余热利用的蓄热式换热器,所述换热器包括第一管束和第二管束、高温烟气进口、高温烟气出口、低温工质入口、低温工质出口和壳体,所述第一管束和第二管束设置在壳体内,所述第一管束用于流通水泥生产过程所产生的烟气,第二管束用于流通低温介质,第一管束和第二管束交叉设置;所述烟气从高温烟气入口进入,经过第一管束,然后从高温烟气出口排出,低温介质从低温介质入口进入,经过第二管束,然后从低温介质出口排出;蓄热材料置于第一管束和第二管束外的空间中;沿着烟气的流动方向上设置多个隔板,将第一管束分为多个独立的通道;所述在中间空间隔板的距离要大于位于壳体两侧隔板与壳体的距离。
[0009] 一种多级蓄热系统,所述多级蓄热系统包括多级蓄热式换热器,所述蓄热换热器通过连接段连接。
[0010] 各级蓄热换热器中的蓄热材料的蓄热能力不同,沿着烟气的流动方向,各级蓄热换热器中的蓄热材料的蓄热能力逐渐下降。
[0011 ] 各级蓄热换热器的低温工质管束是互相独立的,在每一级工质换热管束的入口上设置调节阀,用于调节进入每一级工质换热管束的介质的流量,同时,在蓄热系统的高温烟气出口位置上设置温度传感器,用于测量换热器出口的烟气的温度;调节阀、温度传感器与中央控制器进行数据连接,中央控制根据温度传感器测量的温度的大小,自动调节每一级蓄热换热器的进入工质管束的介质的流量。
[0012] 如果测量的温度低于第一温度,则中央控制器自动减少每一级调节阀中的至少一个的开度,如果测量的温度高于第二温度,则中央控制器自动增加每一级调节阀中的至少一个的开度,其中第二温度大于第一温度。
[0013] 各级蓄热换热器的低温工质管束是串联结构的,在工质换热管束的入口上设置调节阀,用于调节进入工质换热管束的介质的流量,同时,在蓄热系统的高温烟气出口位置上设置温度传感器,用于测量换热器出口的烟气的温度;调节阀、温度传感器与中央控制器进行数据连接,中央控制根据温度传感器测量的温度的大小,自动调节进入工质管束的介质的流量。
[0014] 如果测量的温度低于第一温度,则中央控制器自动减少调节阀的开度,如果测量的温度高于第二温度,则中央控制器自动增加调节阀中的开度,其中第二温度大于第一温度。
[0015] 在每一级连接段上设置调节阀,用于调节进入下一级蓄热换热器的烟气流量,同时在蓄热换热器和调节阀之间设置旁通管,旁通管上设置旁通管调节阀,用于调节进入旁通管的烟气流量,所述旁通管连接到下一级连接段的调节阀与蓄热换热器之间的管路上,或者直接连接到烟气出口的管道上,最后一级的旁通管直接连接到烟气出口的管道上;每一级连接段上的调节阀、旁通管上的调节阀分别与中央控制器进行数据连接,同时在每一级的蓄热换热器的烟气出口的位置设置温度传感器,根据温度传感器测量的烟气的温度,自动调节每一级连接段上的调节阀、旁通管上的调节阀的开度。
[0016] 与现有相比较,本发明蓄热式换热器具有如下的优点:
[0017] I)提供了一种新的蓄热换热器,当高温烟气间歇性停止时,盐基材料与蛇形换热管束内的低温工质进行放热反应。本发明的蓄热式换热器能够实现水泥生产过程余热的存储和利用,提高了能源的利用率和发电系统的稳定性。本发明针对常规的蓄热用管壳式换热器进行改进,提闻了畜热系统的能力。
[0018] 2)本发明具备了常规蓄热系统中的热罐和冷罐的功能,能够同时实现蓄热材料的吸热和放热功能,优化了蓄热系统的结构,减少了初期投资和运行成本。
[0019] 3)本发明用蓄热式换热器结构简单,易于制造,成本降低。
[0020] 4)还能实现在蓄热的同时放热,极大优化了预热的利用。
[0021] 5)通过多次试验,优化了换热器的最佳结构,实现换热器同时满足蓄热能力以及成本的需要。
[0022] 6)通过设置隔板,使得整体蓄热均匀,同时强化对流。
[0023] 7)通过自动控制,避免低温腐蚀,同时达到最大的余热利用效果。
[0024] 8)通过蓄热材料的厚度或蓄热能力的变化设置,在满足蓄热需求的情况下节省了成本。
[0025] 9)提供了一种新的蓄热材料,满足水泥生产中的余热利用的需求。
[0026] 10)提供了一种多级余热利用系统,充分利用余热。
附图说明
[0027] 图1是本发明的蓄热式换热器中吸热结构的示意图;
[0028] 图2是本发明的蓄热式换热器中放热结构的示意图;
[0029] 图3是本发明的蓄热式换热器的俯视示意图;
[0030] 图4是图3的蓄热式换热器的左上角局部放大图;
[0031] 图5是本发明的蓄热式换热器中放热结构的另一个示意图;
[0032] 图6是本发明的蓄热系统的示意图;
[0033] 图7是本发明的蓄热系统的阀门控制示意图;
[0034] 图8是本发明的蓄热系统的阀门控制的另一个示意图。
[0035] 附图标记
[0036] 1、高温烟气出口,2、换热器壳体,3、第一管束,4、竖向隔板,5、高温烟气进口,
6、竖向隔板,7、竖向隔板,8、工质出口,9、第二管束,10、工质入口,11、进口管,12、进口联箱,13、调节阀,14连接段,15连接段,16 一级蓄热换热器,17 二级蓄热换热器,18三级蓄热换热器,19连接段调节阀,20旁通管调节阀,21旁通管,22温度传感器。
具体实施方式
[0037] 下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0038] 如图1所示,一种水泥生产过程余热利用的蓄热式换热器,所述换热器包括第一管束3和第二管束4、高温烟气进口 5、高温烟气出口 1、低温工质入口 10、低温工质出口 8和壳体2,所述第一管束3和第二管束4设置在壳体2内,所述第一管束3用于流通水泥生产过程所产生的烟气,第二管束4用于流通低温介质,第一管束3和第二管束9交叉设置;所述烟气从高温烟气入口 5进入,经过第一管束3,然后从高温烟气出口 I排出,低温介质从低温介质入口 8进入,经过第二管束9,然后从低温介质出口 10排出;蓄热材料置于换热器壳体中的第一管束3和第二管束9外的空间中。
[0039] 烟气经过第一管束的时候,蓄热材料吸收烟气中的热量,然后蓄热介质将吸收的热量传递给第二管束的低温介质,从而完成换热过程。
[0040] 烟气和低温介质可以同时进行流动,蓄热材料在吸收烟气热量的同时,将热量传递给低温介质。
[0041] 当然作为另一个选择,烟气和低温介质可以不同时间段分别与蓄热介质进行换热。在吸热过程中,高温烟气在管内放热,蓄热材料存储热量;当需要利用储存的热量时,第二管束内通过低温介质,吸收蓄热介质的热量。例如当高温烟气间歇性停止时,蓄热材料与第二管束内的低温工质进行放热反应,实现水泥生产过程余热的存储和利用,提高了能源的利用率。
[0042] 作为一个优选,第一管束3和第二管束9为多排结构,两排第一管束3之间设置一排第二管束9,两排第二管束9之间设置一排第一管束3,第一管束3和第二管束9之间构成90°角度设置,如图3所示。其中第一管束3和第二管束9中心线之间的距离不能过大,如果过大,则会因为烟气没有足够的热量,导致蓄热材料无法蓄满热量,造成蓄热材料的浪费,同时也会造成出口 5烟气的温度过低,造成低温腐蚀;如果距离过小,则造成蓄热材料无法蓄满足够的热量,造成无法满足换热的需求,造成了能源的浪费,因此,本发明是通过多个不同管径的换热器的试验数据总结出的最佳的换热器的尺寸关系。
[0043] 其中第一管束的外径为Dl,第二管束的外径为D2,第一管束的中心线和第二管束的中心线之间的距离为L,则D1、D2和L满足如下公式:
[0044] L=a*(Dl2+D22)b,其中 a, b 为参数,其中 0.95<=a<=l.05,0.53<=b<=0.55;
[0045] 25mm<=Dl<=60mm, 25mm<=D2<=60mm,
[0046] L, D1,D2 的单位为 mm。
[0047] L的数值为单位为mm时的数值,即L的单位为mm, Dl, D2的数值为单位为mm时的数值
[0048]作为一个优选,a=l, b=0.54。
[0049] 同一排第一管束中的相邻两个管子的圆心之间的距离为L2,L2的距离不能过大,如果过大会导致热量无法蓄满,造成蓄热材料的浪费,如果过小,会导致蓄热材料的蓄热能力太低,无法满足蓄热需求,会造成余热的损失。通过多次试验,确定的所述L2与第一管束外径Dl之间的关系满足:1.5<L2/D1<2.7,优选的,1.9<L2/D1<2.1。
[0050] 作为优选,如图1-3所示,所述换热器为立式结构,第一管束3为竖直方向设置,第二管束9为水平方向设置,在竖直方向上设置多个隔板4、6、7,通过多个隔板将第一管束分为多个独立的通道。通过隔板,有利于进一步提高烟气的对流传热性能。同时竖向隔板4、竖向隔板6和竖向隔板7也是第二管束9的支撑板。
[0051] 作为一个优选,沿着壳体竖向的中线向壳体两侧,隔板之间的距离越来越小。例如所述隔板形成的中间空间的距离要大于位于壳体两侧的距离。如图2所示,其中隔板4、6形成的空间以及6与7形成的空间要大于隔板4与左侧壳体形成的空间,同时要大于隔板7与右侧壳体形成的空间。主要原因是因为壳体两侧的烟气的速度要小于中间的速度,通过隔板的设置可以是整个壳体内的空气流动速度基本保持一致,从而使得蓄热材料整体上均匀吸热。
[0052] 作为优选,如图2所示,在上下方向上所述相邻的第二管束9之间设置弯管结构,从而使第二管束在上下方向上构成蛇形管结构。
[0053] 作为一个优选,沿着烟气流动的方向,所述的蓄热材料的蓄热能力逐渐降低。主要原因是沿着烟气的流动方向,烟气的温度越来越低,烟气的放热能力逐渐降低,因此不需要高蓄热能的材料,这样可以节省蓄热材料的成本。
[0054] 图2中第二管束是在垂直方向上设置多根互相平行的并联的蛇形管,低温介质沿着垂直方向流动,但是第二管束的排列方式不限于图2所示的形式。如图5所示,作为另一种设置方式,第二管束是在水平方向上的多根互相平行的并联的管,所述管可以是蛇形管,即同一平面上的管子在端部通过弯管连接在一起,为串联结构,在不同平面的管子为并联结构。当然,所述管子也可以不设置弯管,即在平面上和垂直方向上的所有管子都为并联结构。
[0055] 对于图5所示的形式,作为一个优选,沿着烟气流动的方向上,第二管束的管径不断的减少。主要原因是因为沿着烟气流动的方向,烟气的温度不断的下降,蓄热材料所存储热量也越来越少,因此通过减少管径,来减少流经蓄热材料的低温介质的流量,从而使得沿着延期的流动方向上,低温介质的整体的温度升高差别不大,使得加热后的低温介质在混合前的温度基本保持一致,避免了加热的温度的不均匀,同时也可以避免第二管束受热不均匀而导致局部温度过高,影响其使用寿命。
[0056] 作为一个优选,沿着烟气流动的方向,所述的第一管束3的中心线和第二管束9的中心线之间的距离为L逐渐减小。主要原因是沿着烟气的流动方向,烟气的温度越来越低,烟气的放热能力逐渐降低,因此所需要的蓄热材料也就越来越少,这样可以节省蓄热材料的成本。
[0057] 针对上述情况,但是此时的L数值也满足上述的公式。可以通过调整a、b两个参数的大小来调整L不断变化的数值。
[0058] 作为优选,沿着烟气流动方向,所述的蓄热材料被分给成多段,每一段是互相独立的,通过每一段的保温材料蓄热能力的不同来实现蓄热能力的逐渐降低。例如可以通过蓄热材料的不同(包括成分不同)。
[0059] 作为一个优选,在第二管束9的入口上设置调节阀13,用于调节进入第二管束9的介质的流量,同时,在高温烟气出口 I位置上设置温度传感器(没有示出),用于测量换热器出口的烟气的温度;调节阀13、温度传感器与中央控制器(没有示出)进行数据连接,中央控制根据温度传感器测量的温度的大小,自动调节进入第二管束9的介质的流量。
[0060] 如果测量的温度低于第一温度,则中央控制器自动减少调节阀的开度,如果测量的温度高于第二温度,则中央控制器自动增加调节阀的开度,其中第二温度大于第一温度。
[0061] 之所以采取上述措施,主要目的是为了防止低温腐蚀。因为如果烟气出口温度过低,会造成烟气温度低于露点温度,会造成对排烟管道以及换热器的低温腐蚀,通过减少参与换热的低温介质的流量,来降低换热量,提高出口温度,对温度的控制可以避免低温腐蚀的发生;同理,如果测量的温度高于一定温度,则表明排烟温度过高,会造成浪费,因此,需要增加流体的流量,来吸收更多的热量。
[0062] 优选的,所述蓄热介质是中温盐基相变材料,所述中温盐基材料由以下成分组成:KNO3> NaN03> NaNO2, CaN03、KNO2,各成分的质量百分比分别为:33_35%KN03、19_21%NaN03、32-33%NaN02、7.14%CaN03,其余为 ΚΝ02。
[0063]优选的是,33.34%ΚΝ03、20.21%NaN03、32.35%NaN02、7.14%CaN03,其余为 KN02。
[0064] 通过调整蓄热材料的成分获得不同熔点的蓄热材料。
[0065] 上述的蓄热材料是通过多次试验得到的结果,熔点在200°C以上,完全满足了水泥生产过程中的对余热的吸收利用。
[0066] 本发明还公开了一种具有多级蓄热系统。如图6所示,多级蓄热系统包括三级蓄热式换热器16 - 18和两个连接段14、15,蓄热换热器可以采用前面所提到的蓄热换热器,当然也可以采用本领域的其它的蓄热换热器。其中第一级蓄热换热器16与第二级蓄热换热器17之间通过连接段15进行连接,第二级蓄热换热器17与第三级蓄热换热器18通过连接段14连接。
[0067] 虽然图6展示了三级蓄热换热器,但是实际上不限于三级,可以设置两级换热器或者其他四级以上蓄热换热器。相邻各级通过连接段连接。
[0068] 连接段不局限于附图所示的形式,可以是管子的形式。
[0069] 沿着烟气的流动方向,各级蓄热换热器中的蓄热材料的蓄热能力逐渐下降。例如,可以选取不同熔点的中温盐基材料来实现不同的蓄热能力。对于第一级蓄热换热器16,蓄热材料的熔点230 - 250°C,优选是240°C ;对于第二级蓄热换热器17,蓄热材料的熔点150 - 170°C,优选是160°C,对于第三级蓄热换热器18,蓄热材料的熔点90 — 110°C,优选是 100。。。
[0070] 各级蓄热换热器的高温烟气的入口温度在140°C _300°C范围内。
[0071] 在吸热过程中,第一级蓄热换热器16的第二管束所在的壳侧是高温熔点盐基材料的空间,高温烟气在管内放热,盐基材料吸热变成液态,对应的熔点是240 V左右。在放热过程中,一级蓄热换热器的蓄热材料放热温度降低,一级蓄热换热器的第二管束内的低温工质吸热温度升高。
[0072] 在吸热过程中,第二级蓄热换热器17的第二管束所在的壳侧是高熔点盐基材料的空间,高温烟气在二级换热面内放热,二级盐基材料吸热变成液态。因为烟气沿程温度降低,因此,必须选用具有较低熔点的二级盐基材料,对应的熔点是160°C左右。在放热过程中,二级盐基材料放热温度降低,二级第二管束内的低温工质吸热温度升高。
[0073] 在吸热过程中,第二级蓄热换热器工质用换热管束所在的壳侧是高温熔点盐基材料的空间,高温烟气在三级换热面内放热,三级盐基材料吸热变成液态。因为烟气沿程温度降低,此处需选用具有更低熔点的三级盐基材料,对应的熔点是140°C左右。在放热过程中,三级盐基材料放热温度降低,三级工质用换热管束内的低温工质吸热温度升高。
[0074] 低温介质和烟气之间的流动是逆流流动。对于每一级蓄热换热器的第二管束,可以是互相独立的加热系统,也可以通过设置连接管束,将相邻两级的第二管束连接起来,从而形成一个串联的第二管束。所述低温工质在第三级蓄热换热器中加热后,在进入第二级蓄热换热器中继续加热,在第二级蓄热换热器中加热后,在进入第一级蓄热换热器中进行加热。
[0075] 在每一级工质换热管束的入口上设置调节阀(如果工质换热管束是串联结构,则只需要在第三级工质换热管束的入口上设置调节阀),用于调节进入每一级工质换热管束的介质的流量,同时,在高温烟气出口 I位置上设置温度传感器(没有示出),用于测量换热器出口的烟气的温度;调节阀、温度传感器与中央控制器(没有示出)进行数据连接,中央控制根据温度传感器测量的温度的大小,自动调节每一级蓄热换热器的进入工质管束的介质的流量。
[0076] 如果测量的温度低于第一温度,则中央控制器自动减少每一级调节阀中的至少一个的开度,如果测量的温度高于第二温度,则中央控制器自动增加每一级调节阀中的至少一个的开度,其中第二温度大于第一温度。
[0077] 之所以采取上述措施,主要目的是为了防止低温腐蚀。因为如果烟气出口温度过低,会造成烟气温度低于露点温度,会造成对排烟管道以及换热器的低温腐蚀,通过减少参与换热的低温介质的流量,来降低换热量,提高出口温度,对温度的控制可以避免低温腐蚀的发生;同理,如果测量的温度高于一定温度,则表明排烟温度过高,会造成浪费,因此,需要增加流体的流量,来吸收更多的热量。
[0078] 作为优选,在每一级连接段上设置调节阀19,用于调节进入下一级蓄热换热器的烟气流量,同时在蓄热换热器和调节阀19之间设置旁通管21,旁通管21上设置旁通管调节阀20,用于调节进入旁通管21的烟气流量,所述旁通管21连接到下一级连接段的调节阀与蓄热换热器之间的管路上(参见图7),或者直接连接到烟气出口 I的管道上(参见图8),最后一级的旁通管直接连接到烟气出口的管道上。每一级连接段上的调节阀、旁通管上的调节阀分别与中央控制器进行数据连接,同时在每一级的蓄热换热器的烟气出口的位置设置温度传感器,根据温度传感器测量的烟气的温度,自动调节每一级连接段上的调节阀、旁通管上的调节阀的开度。如果测量的某一级蓄热换热器的烟气出口的温度高于某一数值,则中央控制器自动调大蓄热换热器入口的连接段上的调节阀,同时调小或者关闭入口连接段的旁通管上的调节阀的开度,这样可以保证更多的烟气进入蓄热换热器参与换热,提高烟气的排烟温度,避免低温腐蚀。优选的,如果测量的某一级蓄热换热器的烟气出口的温度过高,为了防止下一级蓄热换热器的低温腐蚀,中央控制器自动关闭蓄热换热器出口的连接段上的调节阀,同时打开蓄热换热器出口连接段的旁通管上的调节阀至最大开度。保证低温烟气不进入下一级蓄热换热器。
[0079] 虽然本发明已以较佳实施例披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (5)

1.一种多级蓄热系统,所述多级蓄热系统包括多级蓄热式换热器,所述蓄热换热器通过连接段连接;各级蓄热换热器中的蓄热材料的蓄热能力不同,沿着烟气的流动方向,各级蓄热换热器中的蓄热材料的蓄热能力逐渐下降; 所述至少一个蓄热式换热器包括第一管束和第二管束、高温烟气进口、高温烟气出口、低温工质入口、低温工质出口和壳体,所述第一管束和第二管束设置在壳体内,所述第一管束用于流通水泥生产过程所产生的烟气,第二管束用于流通低温介质,第一管束和第二管束交叉设置;所述烟气从高温烟气入口进入,经过第一管束,然后从高温烟气出口排出,低温介质从低温介质入口进入,经过第二管束,然后从低温介质出口排出;蓄热材料置于第一管束和第二管束外的空间中;第一管束和第二管束为多排结构,两排第一管束之间设置一排第二管束,两排第二管束之间设置一排第一管束,第一管束和第二管束之间构成90°角度设置;第一管束的外径为D1,第二管束的外径为D2,第一管束的中心线和第二管束的中心线之间的距离为L,则Dl、D2和L满足如下公式: L=a*(Dl2+D22)b,其中 a, b 为参数,其中 0.95〈=a〈=L 05,0.53<=b<=0.55; 25mm〈=Dl〈=60mm,25mm〈=D2〈=60mm, L, Dl, D2的单位为mm。
2.如权利要求1所述的蓄热系统,其特征在于,各级蓄热换热器的低温工质管束是互相独立的,在每一级工质换热管束的入口上设置调节阀,用于调节进入每一级工质换热管束的介质的流量,同时,在蓄热系统的高温烟气出口位置上设置温度传感器,用于测量换热器出口的烟气的温度;调节阀、温度传感器与中央控制器进行数据连接,中央控制根据温度传感器测量的温度的大小,自动调节每一级蓄热换热器的进入工质管束的介质的流量。
3.如权利要求2所述的蓄热系统,其特征在于,如果测量的温度低于第一温度,则中央控制器自动减少每一级调节阀中的至少一个的开度,如果测量的温度高于第二温度,则中央控制器自动增加每一级调节阀中的至少一个的开度,其中第二温度大于第一温度。
4.如权利要求1所述的蓄热系统,其特征在于,各级蓄热换热器的低温工质管束是串联结构的,在工质换热管束的入口上设置调节阀,用于调节进入工质换热管束的介质的流量,同时,在蓄热系统的高温烟气出口位置上设置温度传感器,用于测量换热器出口的烟气的温度;调节阀、温度传感器与中央控制器进行数据连接,中央控制根据温度传感器测量的温度的大小,自动调节进入工质管束的介质的流量。
5.如权利要求1所述的蓄热系统,其特征在于,在每一级连接段上设置调节阀,用于调节进入下一级蓄热换热器的烟气流量,同时在蓄热换热器和调节阀之间设置旁通管,旁通管上设置旁通管调节阀,用于调节进入旁通管的烟气流量,所述旁通管连接到下一级连接段的调节阀与蓄热换热器之间的管路上,或者直接连接到烟气出口的管道上,最后一级的旁通管直接连接到烟气出口的管道上;每一级连接段上的调节阀、旁通管上的调节阀分别与中央控制器进行数据连接,同时在每一级的蓄热换热器的烟气出口的位置设置温度传感器,根据温度传感器测量的烟气的温度,自动调节每一级连接段上的调节阀、旁通管上的调节阀的开度。
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