CN105021075B - 双预热回转式蓄热换热器以及燃烧系统 - Google Patents

Abstract

一种双预热回转式蓄热换热器，包括：蓄热体，蓄热体可旋转；流体通道，流体通道包括热流通道和冷流通道，热流通道内的热流媒体介质以及冷流通道内的冷流媒体介质均可与蓄热体接触；燃料通道，燃料通道包括通道管，通道管设置于蓄热体上。双预热回转式蓄热换热器能够对燃料进行安全、高效的预热，从而实现双预热达到提高燃烧效率的目的。一种燃烧系统，包括有烟气管道、助燃气体管道以及燃料输送通道以及双预热回转式蓄热换热器；双预热回转式蓄热换热器包括热流通道、冷流通道以及燃料通道，热流通道与烟气管道对接，冷流通道与助燃气体管道对接，燃料输送通道与燃料通道对接。该燃烧系统能够同时对助燃空气、燃料预热，提高了燃烧效率。

Description

双预热回转式蓄热换热器以及燃烧系统

技术领域

本发明涉及换热器设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种双预热回转式蓄热换热器以及一种燃烧系统。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位。按照传热原理，换热器包括有蓄热式换热器，蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。

目前，在现有技术中采用的回转式蓄热换热器通常都是接触式换热器，应用在燃烧系统对燃料和助燃空气进行预热时，为保证安全，通常仅能预热助燃空气，而无法预热燃料，直接制约着燃烧效率地进一步提高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

如何安全地对燃料进行预热，达到提高热流体热能利用率，同时，提高燃烧效率的目的。

(二)技术方案

一种双预热回转式蓄热换热器，包括：

蓄热体，所述蓄热体为中心对称结构，所述蓄热体可绕其对称中心进行旋转；

流体通道，所述流体通道包括热流通道和冷流通道，所述热流通道与所述冷流通道与所述蓄热体相对设置并分设于其对称中心的两侧，所述热流通道用于热流媒体介质流通，所述冷流通道用于冷流媒体介质流通，所述热流通道内的热流媒体介质以及所述冷流通道内的冷流媒体介质均可与所述蓄热体接触；

燃料通道，所述燃料通道包括通道管，所述通道管用于输送燃料，所述通道管设置于所述蓄热体上，所述通道管与所述蓄热体的中心轴线重合。

优选地，于所述通道管的两端设置有具有密封作用的旋转密封构件。

优选地，所述通道管为金属通道管。

优选地，本发明还包括有固定箱体，所述固定箱体设置于所述蓄热体的外侧并与所述蓄热体之间具有间隙并形成安装空间，于所述安装空间内设置有燃料辅助预热组件。

优选地，所述燃料辅助预热组件包括有预热箱体，所述预热箱体为横向截面为弧形的弧状箱体。

优选地，所述燃料辅助预热组件还包括有预热管，所述预热管包括有多根，全部的所述预热管平行设置，所述预热管均匀分布于所述安装空间内。

优选地，所述预热箱体为金属预热箱体；所述预热管为金属预热管。

本发明还提供了一种燃烧系统，包括有烟气管道、助燃气体管道以及燃料输送通道，还包括有如上述的双预热回转式蓄热换热器；

所述双预热回转式蓄热换热器包括热流通道、冷流通道以及燃料通道，所述热流通道与所述烟气管道对接，所述冷流通道与所述助燃气体管道对接，所述燃料输送通道与所述燃料通道对接。

优选地，所述双预热回转式蓄热换热器还包括有燃料辅助预热组件，所述燃料辅助预热组件包括预热箱体以及预热管，所述预热箱体与所述预热管均与所述燃料输送通道对接。

(三)有益效果

通过上述结构设计，本发明提供的双预热回转式蓄热换热器不仅保留了原有换热器空气预热的功能，还能够对燃料进行安全、高效的预热，从而实现双预热达到提高燃烧效率的目的。本发明提供的燃烧系统由于安装了上述的换热器，能够同时对助燃空气、燃料预热，不仅预热方式安全，其预热效率较高，通过对燃料预热能够达到提高燃烧系统燃烧效率的目的。

附图说明

图1为本发明一种实施例中双预热回转式蓄热换热器的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明另一种实施例中双预热回转式蓄热换热器的结构示意图；

图4为图3的俯视图。

在图1至图4中，部件名称与附图编号的对应关系为：

蓄热体1、热流通道2、冷流通道3、通道管4、旋转密封构件5、固定箱体6。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图1至图4，其中，图1为本发明一种实施例中双预热回转式蓄热换热器的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为本发明另一种实施例中双预热回转式蓄热换热器的结构示意图；图4为图3的俯视图。

本发明提供了一种双预热回转式蓄热换热器，包括：蓄热体1，蓄热体1为中心对称结构，蓄热体1可绕其对称中心进行旋转；流体通道，流体通道包括热流通道2和冷流通道3，热流通道2与冷流通道3与蓄热体1相对设置并分设于其对称中心的两侧，热流通道2用于热流媒体介质流通，冷流通道3用于冷流媒体介质流通，热流通道2内的热流媒体介质以及冷流通道3内的冷流媒体介质均可与蓄热体1接触；燃料通道，燃料通道包括通道管4，通道管4用于输送燃料，通道管4设置于蓄热体1上，通道管4与蓄热体1的中心轴线重合。

在上述结构设计中，本发明主要由三个部分构成：

1、蓄热体1部分，蓄热体1采用蜂窝陶瓷结构，用于将热能进行短暂储能，然后通过热交换作用再传递给冷流介质，从而提高冷流介质的温度。在本发明中，冷流介质为助燃空气，由于助燃空气参与燃烧，为了避免其进入炉膛内由于温度过低对炉内燃烧温度造成较大的影响，在助燃空气进入到炉膛之前使其与蓄热体1接触，从而提高其温度。

2、流体通道部分，由上述可知，蓄热体1用于储能和预热升温，因此，对于蓄热体1而言主要的接触对象为用于提供热能的热流介质以及用于吸收热量的冷流介质，在应用到燃烧系统中时，热流介质为高温烟气，冷流直接则上述的助燃空气。流体通道分为热流通道2和冷流通道3，热流通道2和冷流通道3与蓄热体1直接通过结构设计能够使得其内部流通的流体介质能够与蓄热体1接触并进行热交换作用。

3、燃料通道部分，燃料通道为本发明的独创部分，燃料通道设置在蓄热体1内部，燃料通道包括通道管4，通道管4设置在蓄热体1中并与蓄热体1同轴设置，从而能够随蓄热体1共同旋转。通道管4用于燃料的流通，在本发明中，通道管4可以在其两端设置电磁阀门，通过电磁阀门对通道管4内的燃料流通进行控制，例如，首先开启电磁阀门使得部分燃料进入到通道管4位于蓄热体1的管段位置，然后关闭电磁阀门，由于燃料的升温速度较慢，因此，需要关闭电磁阀门一段时间用以保证燃料可以吸收足够的热量达到预热的目的；根据理论计算，例如通道管4内满载燃料时需要十分钟即可完成预热，则电磁阀门在关闭十分钟后开启，使得全部的燃料流出通道管4，然后再放入一批燃料，如此按照批次对燃料进行预热。

通过上述结构设计，本发明提供的双预热回转式蓄热换热器不仅保留了原有换热器空气预热的功能，还能够对燃料进行安全、高效的预热，从而实现双预热达到提高燃烧效率的目的。

由上述可知，通道管4随蓄热体1进行旋转运动，为了避免燃料的泄露，于通道管4的两端设置有具有密封作用的旋转密封构件5。在本发明中，旋转密封构件5的结构与现有技术中的轴承结构类似，包括内圈和外圈，内圈与外圈之间旋转密封，外圈用于与燃料通道对接，内圈则与通道管4对接。

具体地，通道管4为金属通道管。

在本发明的一个具体实施方式中，双预热回转式蓄热换热器还包括有固定箱体6，固定箱体6设置于蓄热体1的外侧并与蓄热体1之间具有间隙并形成安装空间，于安装空间内设置有燃料辅助预热组件。在本实施例中，燃料辅助预热组件用于燃料的预热，其功能与通道管4具有的功能相同，如此，在本发明中设立了两条用于燃料预热的管道系统，极大程度地提高了燃料预热的效率。

基于上述实施例，在本发明的一个具体实施方案中：燃料辅助预热组件包括有预热箱体，预热箱体为横向截面为弧形的弧状箱体。在本发明的另一个具体实施方案中：燃料辅助预热组件还包括有预热管，预热管包括有多根，全部的预热管平行设置，预热管均匀分布于安装空间内。

本发明还提供了一种燃烧系统，包括有烟气管道、助燃气体管道以及燃料输送通道，还包括有如上述的双预热回转式蓄热换热器；双预热回转式蓄热换热器包括热流通道2、冷流通道3以及燃料通道，热流通道2与烟气管道对接，冷流通道3与助燃气体管道对接，燃料输送通道与燃料通道对接。

通过上述双预热回转式蓄热换热器的结构设计，当其安装于燃烧系统上以后，能够同时对助燃空气、燃料同时预热，不仅预热方式安全，其预热效率较高，通过对燃料预热能够达到提高燃烧系统燃烧效率的目的。

具体地，双预热回转式蓄热换热器还包括有燃料辅助预热组件，燃料辅助预热组件包括预热箱体以及预热管，预热箱体与预热管均与燃料输送通道对接。

在本发明中，燃料和助燃空气均自下而上流过蓄热体1，烟气通过直接与蓄热体1接触将热量传递给蓄热体1而降温，助燃空气通过直接与蓄热体1接触获取热量而升温，燃料则通过隔断的燃料流通管道以间壁式换热的方式从蓄热体1获取热量而升温。在实际应用中，烟气、空气和燃料的流动方向均可以任意变换，但是当烟气的流向与空气和燃料的流向相反时，可以获得更好的换热效果和效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双预热回转式蓄热换热器，其特征在于，包括：

蓄热体(1)，所述蓄热体为中心对称结构，所述蓄热体可绕其对称中心进行旋转；

流体通道，所述流体通道包括热流通道(2)和冷流通道(3)，所述热流通道与所述冷流通道与所述蓄热体相对设置并分设于其对称中心的两侧，所述热流通道用于热流媒体介质流通，所述冷流通道用于冷流媒体介质流通，所述热流通道内的热流媒体介质以及所述冷流通道内的冷流媒体介质均可与所述蓄热体接触；

燃料通道，所述燃料通道包括通道管(4)，所述通道管用于输送燃料，所述通道管设置于所述蓄热体上，所述通道管与所述蓄热体的中心轴线重合；

还包括有固定箱体(6)，所述固定箱体设置于所述蓄热体的外侧并与所述蓄热体之间具有间隙并形成安装空间，于所述安装空间内设置有燃料辅助预热组件。

2.根据权利要求1所述的双预热回转式蓄热换热器，其特征在于，于所述通道管的两端设置有具有密封作用的旋转密封构件(5)。

3.根据权利要求1所述的双预热回转式蓄热换热器，其特征在于，所述通道管为金属通道管。

4.根据权利要求1所述的双预热回转式蓄热换热器，其特征在于，所述燃料辅助预热组件包括有预热箱体，所述预热箱体为横向截面为弧形的弧状箱体。

5.根据权利要求4所述的双预热回转式蓄热换热器，其特征在于，所述燃料辅助预热组件还包括有预热管，所述预热管包括有多根，全部的所述预热管平行设置，所述预热管均匀分布于所述安装空间内。

6.根据权利要求5所述的双预热回转式蓄热换热器，其特征在于，所述预热箱体为金属预热箱体；

所述预热管为金属预热管。

7.一种燃烧系统，包括有烟气管道、助燃气体管道以及燃料输送通道，其特征在于，

还包括有如权利要求1至6任一项所述的双预热回转式蓄热换热器；

所述双预热回转式蓄热换热器包括热流通道、冷流通道以及燃料通道，所述热流通道与所述烟气管道对接，所述冷流通道与所述助燃气体管道对接，所述燃料输送通道与所述燃料通道对接。

8.根据权利要求7所述的燃烧系统，其特征在于，

所述双预热回转式蓄热换热器还包括有燃料辅助预热组件，所述燃料辅助预热组件包括预热箱体以及预热管，所述预热箱体与所述预热管均与所述燃料输送通道对接。