CN105953615B - 双通道换热系统及其空气温度调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双通道换热系统及其空气温度调节方法，包括蒸汽供给装置、至少两个并排布置并与所述蒸汽供给装置连接的换热通道、至少一个第一换热器、及至少一个第二换热器，所述第一换热器和所述第二换热器分别设置于两个所述换热通道内，且所述第一换热器包括第一疏水管路，所述第一换热器通过所述第一疏水管路与所述第二换热器连通。可以实现温度高的蒸汽与所述第一换热器、所述第二换热器实现逐级换热，实现蒸汽热量的充分回收，极大地提高了系统热量的利用效率，经济性良好，同时还可以有效降低系统的疏水温度，避免引起管道振动，且上述系统的结构简单，布置紧凑，工作可靠。

Description

双通道换热系统及其空气温度调节方法

技术领域

本发明涉及换热与热量回收装置技术领域，尤其是涉及一种双通道换热系统及其空气温度调节方法。

背景技术

传统的蒸汽空气加热器为运用叉流换热原理工作的间壁式换热器，蒸汽和空气采用间接换热，且为了达到更高的换热效率，蒸汽通常采用过热蒸汽或饱和蒸汽。为了设计及计算简单，通常将热源的出口设计成为饱和疏水。作为热源的蒸汽放出汽化潜热后变成热水(饱和疏水)，空气加热器一般只能吸收蒸汽的汽化潜热，疏水的热量基本不能利用或者只能利用小部分，这使热源携带的热量不能充分利用，热量有一定的浪费。除了热量不能充分利用之外，由于换热器排出的是饱和水，在回收管道中流动是会因阻力损耗而静压降低，最后引起汽化，导致管道内为汽水两相流，引起管道振动。

发明内容

基于此，本发明提供一种双通道换热系统及其空气温度调节方法，在于克服现有技术的缺陷，提高系统热量利用效率，降低疏水温度，结构布置紧凑、简单，工作可靠。

本发明的目的是这样实现的：

一种双通道换热系统，包括蒸汽供给装置、至少两个并排布置并与所述蒸汽供给装置连接的换热通道、至少一个第一换热器、及至少一个第二换热器，所述第一换热器和所述第二换热器分别设置于两个所述换热通道内，且所述第一换热器包括第一疏水管路，所述第一换热器通过所述第一疏水管路与所述第二换热器连通。

下面对技术方案作进一步的说明：

进一步地，还包括温度测量装置和控制装置，所述控制装置和所述温度测量装置通信连接，两个所述换热通道包括第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道和所述第二换热通道的下游端汇合形成第三换热通道，所述温度测量装置设置于所述第三换热通道的出口处。

进一步地，还包括至少一个与所述控制装置电性连接的空气流量调节装置，所述空气流量调节装置设置于所述第一换热通道或所述第二换热通道内。

进一步地，包括两个所述空气流量调节装置，两个所述空气流量调节装置分别设置于所述第一换热通道和所述第二换热通道内。

进一步地，还包括疏水调节阀,所述第二换热器具有第二疏水管路,所述疏水调节阀连通于所述第二疏水管路中。

进一步地，所述蒸汽供给装置与所述换热通道间还连接有蒸汽调节阀。

本发明还提供一种双通道换热系统的空气温度调节方法，其包括如下步骤：

控制装置预设空气需求温度值；

温度测量装置检测双通道换热系统的出口处空气温度值；

将检测到的出口处空气温度值与预设空气需求温度值进行比对，判断是否需要调节出口处空气温度值与预设空气需求温度值之差；

当判断结果为需要进行上述调节时，控制装置输出动作指令至空气流量调节装置，改变进入第一换热通道和/或第二换热通道的空气流量比例，使检测到的出口处空气温度值与预设空气需求温度值相同。

进一步地，在判断结果为需要进行上述调节的步骤中还包括通过调节所述疏水调节阀来改变出口处空气温度值，以使检测到的出口处空气温度值与预设空气需求温度值相同。

本发明的有益效果在于：

上述双通道换热系统通过在两个并排布置的所述换热通道中，分别布置所述第一换热器和所述第二换热器，同时使所述蒸汽供给装置与所述换热通道连通，可以实现温度高的蒸汽与所述第一换热器、所述第二换热器实现逐级换热，实现蒸汽热量的充分回收，极大地提高了系统热量的利用效率，系统的经济性良好，同时还可以有效降低系统的疏水温度，避免引起管道振动，且上述系统的结构简单，布置紧凑，工作可靠。

上述双通道换热系统的空气温度调节方法，通过调节控制系统出口处的与系统预设的空气需求温度值相同，由此实现系统蒸汽热量的充分回收，极大地提高了系统热量的利用效率，经济性良好，同时还可以有效降低系统的疏水温度，避免引起管道振动，且上述系统的结构简单，布置紧凑，工作可靠。

附图说明

图1为本发明实施例所述的双通道换热系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的双通道换热系统的空气温度调节方法的流程图。

附图标记说明：

100、蒸汽供给装置，200、换热通道，220、第一换热通道，240、第二换热通道，260、第三换热通道，300、第一换热器，320、第一疏水管路，400、第二换热器，420、第二疏水通道，500、温度测量装置，600、空气流量调节装置，700、疏水调节阀，800、蒸汽调节阀。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1所示，一种双通道换热系统，包括蒸汽供给装置100、至少两个并排布置并与所述蒸汽供给装置100连接的换热通道200、至少一个第一换热器300、及至少一个第二换热器400，所述第一换热器300和所述第二换热器400分别设置于两个所述换热通道200内，且所述第一换热器300包括第一疏水管路320，所述第一换热器300通过所述第一疏水管路320与所述第二换热器400连通。

在本实施例中优选的，所述第一换热器300为蒸汽空气换热器，所述第二换热器400为疏水冷却换热器，所述蒸汽供给装置100为汽轮机组的气缸，气缸通过排汽管道与所述第一换热管道连通，所述蒸汽空气换热器布置于蒸汽进口处，由此可以实现高温蒸汽与空气的一次换热，显著提高所述第一换热通道220内的空气温度，提高蒸汽热量的利用率。

之后，降温后的蒸汽液化为第一级疏水，并通过所述第一疏水管路320进入所述第二换热通道240内的疏水冷却换热器中进行第二次换热。由此，所述第二换热通道240内的空气可以再一次的吸收温度较高的疏水温度实现升温，从而进一步实现对系统热量的回收利用，进一步地提高热量的利用效率，避免热量流失，提高系统的经济性。同时还可以使系统的疏水温度明显降低，避免管道内的疏水温度过高，导致因阻力损耗而静压降低，最后引起疏水汽化，导致管道内存在汽水两相流，引起管道的剧烈震动。

此外，上述蒸汽空气换热器和疏水冷却换热器均通过与冷空气换热，平均温差较大，极有利于提高换热效率，同时将所述疏水冷却换热器单独布置于一个换热通道200内，具有充足的轴向布置空间，从而使疏水换热器设计为逆流换热方式，由此提高换热效率，使温度较低的一级疏水的热量得到充分利用。其中，逆流换热是指热介质的流动方向与冷介质的流动方向是相反的，热介质的入口端温度较高，与冷介质已经升温的出口端进行换热。热介质的出口端温度降低后，与温度最低的冷介质入口端进行换热，逆流换热具有较大的平均温差，换热效率较高。上述双通道换热系统的组成结构简单，布置紧凑，占地面积小，工作可靠。

在其的实施例中，根据实际需要上述双通道换热系统可以布置三个或以上数量的所述换热通道200，由此得到更多级数的蒸汽梯级利用，实现对系统热量的进一步回收利用。同时，单个所述换热通道200内也可以布置一个以上的其他数量的换热器，以实现冷空气与高温蒸汽或疏水的充分换热，提高热量的利用效率。所述蒸汽供给装置100与所述换热通道200间还连接有蒸汽调节阀800。所述蒸汽调节阀800可以灵活的改变进入换热器的蒸汽流量，避免供给蒸汽的过多或多少，导致蒸汽供给不足、换热效率低，或者蒸汽供给过充裕，导致热量来不及进行换热而散失掉，造成热量浪费，经济性降低。

进一步地，上述双通道换热系统还包括温度测量装置500和控制装置，所述控制装置和所述温度测量装置500通信连接，两个所述换热通道200包括第一换热通道220和第二换热通道240，所述第一换热通道220和所述第二换热通道240的下游端汇合形成第三换热通道260，所述温度测量装置500设置于所述第三换热通道260的出口处。

上述温度测量装置500在本实施例中可以为热电偶、温度传感器等，用于监测系统出风口处的空气温度，以及时通过所述控制装置判定该监测到的空气温度与系统预设的目标需求空气温度是否匹配、并予以及时调整，确保系统的供热正常，热量得到充分利用，从而确保上述双通道换热系统具有良好的经济性。应当说明的是，上述“下游端”为空气流通方向的下游处，即对应所述第一换热通道220和所述第二换热通道240的出风口处。系统出风口处的空气为所述第一换热通道220和所述第二换热通道240内换热后的空气的混合物，且所述第一换热通道220内的空气温度远高于所述第二换热通道240内的空气温度。由此，通过改变所述第一换热通道220和所述第二换热通道240内的空气流量，可以改变混合后的系统出风口处的空气温度，以达到符合目标需求值的目的。

此外，上述双通道换热系统还包括至少一个与所述控制装置电性连接的空气流量调节装置600，所述空气流量调节装置600设置于所述第一换热通道220或所述第二换热通道240内。上述空气流量调节装置600可以是各种类型的流量开关件，如单向阀、球阀、蝶阀等，用于调节改变进入各个换热通道200的空气的流量，避免供给空气的过少，导致空气供给不足、换热效率低，或者空气供给过充裕，导致热量来不及进行换热而散失掉，造成热量浪费，经济性降低。

在本实施例中，上述双通道换热系统还包括两个所述空气流量调节装置600，两个所述空气流量调节装置600分别设置于所述第一换热通道220和所述第二换热通道240内。在所述第一换热通道220和所述第二换热通道240内均设置一个所述空气流量调节装置600，不仅可以提高调节进入系统的冷空气流量的灵活性和可靠性，同时还可以确保其中一个所述空气流量调节装置600无法工作时，确保系统调节空气流量的功能正常工作，极大地提高了系统的工作可靠性。

进一步地，上述双通道换热系统还包括疏水调节阀700,所述第二换热器400具有第二疏水管路420,所述疏水调节阀700连通于所述第二疏水管路420中。通过调节所述疏水调节阀700，可以改变排出的疏水流量，改变疏水流量相当于改变蒸汽流量，即输入热量的改变，从而最终改变汇聚到系统出风口处的空气温度至目标值，由此可以提高系统调节温度的灵活性。

如图2所示，本发明还提供一种如上述权利要求所述的双通道换热系统的空气温度调节方法，其包括如下步骤：

控制装置预设空气需求温度值；

温度测量装置500检测双通道换热系统的出口处空气温度值；

将检测到的出口处空气温度值与预设空气需求温度值进行比对，判断是否需要调节出口处空气温度值与预设空气需求温度值之差；

当判断结果为需要进行上述调节时，控制装置输出动作指令至空气流量调节装置600，改变进入第一换热通道220和/或第二换热通道240的空气流量比例，使检测到的出口处空气温度值与预设空气需求温度值相同。

上述双通道换热系统的空气温度调节方法，通过调节控制系统出口处的与系统预设的空气需求温度值相同，由此实现系统蒸汽热量的充分回收，极大地提高了系统热量的利用效率，经济性良好，同时还可以有效降低系统的疏水温度，避免引起管道振动，且上述系统的结构简单，布置紧凑，工作可靠。

进一步地，在判断结果为需要进行上述调节的步骤中还包括通过调节所述疏水调节阀700来改变出口处空气温度值，以使检测到的出口处空气温度值与预设空气需求温度值相同。与上述方法通过改变所述第一换热通道220和所述第二换热通道240内的空气流量比例，来调节系统出口风温相比，在本实施例中采用所述疏水调节阀700来调节疏水流量的方式来改变风温，具体为改变流入所述第二换热器400内的疏水流量，以改变与空气的换热热量，从而改变空气的温度。在达到调节风温的相同目的和效果时，还可以使得调节的工作方式和原理更加简单，同时进一步丰富系统的功能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种双通道换热系统，其特征在于，包括蒸汽供给装置、至少两个并排布置并与所述蒸汽供给装置连接的换热通道、至少一个第一换热器、及至少一个第二换热器，所述第一换热器和所述第二换热器分别设置于两个所述换热通道内，且所述第一换热器包括第一疏水管路，所述第一换热器通过所述第一疏水管路与所述第二换热器连通；所述蒸汽供给装置与所述换热通道间还连接有蒸汽调节阀；还包括温度测量装置和控制装置，所述控制装置和所述温度测量装置通信连接，两个所述换热通道包括第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道和所述第二换热通道的下游端汇合形成第三换热通道，所述温度测量装置设置于所述第三换热通道的出口处。

2.根据权利要求1所述的双通道换热系统，其特征在于，还包括至少一个与所述控制装置电性连接的空气流量调节装置，所述空气流量调节装置设置于所述第一换热通道或所述第二换热通道内。

3.根据权利要求2所述的双通道换热系统，其特征在于，包括两个所述空气流量调节装置，两个所述空气流量调节装置分别设置于所述第一换热通道和所述第二换热通道内。

4.根据权利要求1所述的双通道换热系统，其特征在于，还包括疏水调节阀,所述第二换热器具有第二疏水管路,所述疏水调节阀连通于所述第二疏水管路中。

5.一种如权利要求1至4任一项所述的双通道换热系统的空气温度调节方法，其包括如下步骤：

控制装置预设空气需求温度值；

温度测量装置检测双通道换热系统的出口处空气温度值；

将检测到的出口处空气温度值与预设空气需求温度值进行比对，判断是否需要调节出口处空气温度值与预设空气需求温度值之差；

当判断结果为需要进行上述调节时，控制装置输出动作指令至空气流量调节装置，改变进入第一换热通道和/或第二换热通道的空气流量比例，使检测到的出口处空气温度值与预设空气需求温度值相同。

6.根据权利要求5所述的双通道换热系统的空气温度调节方法，其特征在于，在判断结果为需要进行上述调节的步骤中还包括通过调节所述疏水调节阀来改变出口处空气温度值，以使检测到的出口处空气温度值与预设空气需求温度值相同。