CN106402926B - 一种回转式空气预热器及其预热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转式空气预热器及其预热方法，该预热器包括支架、动力装置、预热装置和外壳，预热装置固定在支架上，包括转轴、转子壳体和若干个转子叶片，转子叶片均匀设置在转轴和转子壳体之间，在相邻转子叶片之间构成换热腔，转子叶片内设置有封装层，封装层内封装有熔融盐传热蓄热材料；外壳覆盖在预热装置的外围，形成一密封空间，该密封空间分为烟气侧和空气侧，在烟气侧的外壳上下两端分别设有烟气入口、烟气出口，在空气侧的外壳上下两端分别设有热风出口、冷风入口，工作时，空气流入空气侧的换热腔，烟气流入烟气侧的换热腔；动力装置驱动转子叶片转动。本发明能充分吸收烟气中的热量，降低排出的烟气温度，大大提高传热率。

Description

一种回转式空气预热器及其预热方法

技术领域

本发明涉及空气预热器研究领域，特别涉及一种回转式空气预热器及其预热方法。

背景技术

空气预热器一般简称为空预器，多用于燃煤电站锅炉，是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需要空气的一种热交换装置，由于它工作在烟气温度最低的区域，回收了烟气热量，降低了排烟温度，因而提高了锅炉效率。同时由于燃烧空气温度的提高，有利于燃料着火和燃烧，减少了不完全燃烧损失。

空气预热器可分为管箱式、回转式两种，随着电厂锅炉蒸汽参数和机组容量的加大，管箱式空气预热器由于受热面的加大而使体积和高度增加，给锅炉布置带来影响。因此现在大机组都采用结构紧凑、重量轻的回转式空气预热器。

管箱式空气预热器工作原理较为简单，烟气从管箱外部流经，空气从管箱内部通过，通过温差不同传热。与省煤器、过热器等原理相同。这种空气预热器多呈立方形，主要传热部件是薄壁钢管，钢管彼此之间垂直交错排列，在管箱内装有中间管板，钢管两端焊接在上下管板上。烟气顺着钢管上下通过预热器，空气则横向通过预热器，完成热量传导。采用该空气预热器时，应合理地选用空气流速和管箱尺寸，或者沿气流方向加装防振隔板，以防止引起空腔共振以及消除噪声。管箱式空气预热器的优点是密封性好、传热效率高、易于制造和加工，因此多应用在电站锅炉和工业锅炉中。缺点是体积大、钢管内容易堵灰、不易于清理和烟气进口处容易磨损。

回转式空气预热器的工作原理是：预热器转子部件由数万计的传热元件组成，当空预器缓慢旋转，烟气和空气逆向交替流经空气预热器。蓄热元件在烟气侧吸热，在空气侧放热，从而达到降低锅炉排烟温度，提高热风温度的预热作用。但是目前的回转式空气预热器普遍存在着传热率低、漏风、腐蚀和堵灰等缺陷，运行维护复杂，因此，如何提高传热率，减少能源的浪费是首要问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种回转式空气预热器及其预热方法，其采用封装熔盐技术，提高了传热率，具有蓄热量大、储热时间长等优点。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种回转式空气预热器，包括支架、动力装置、预热装置和外壳，所述预热装置固定在支架上，包括转轴、转子壳体和若干个转子叶片，所述转子叶片均匀设置在转轴和转子壳体之间，在相邻转子叶片之间构成换热腔，所述转子叶片内设置有封装层，封装层内封装有熔融盐传热蓄热材料；外壳覆盖在预热装置的外围，形成一密封空间，该密封空间分为烟气侧和空气侧，在烟气侧的外壳上下两端分别设有烟气入口、烟气出口，在空气侧的外壳上下两端分别设有热风出口、冷风入口，工作时，空气流入空气侧的换热腔，烟气流入烟气侧的换热腔；动力装置驱动预热装置中的转子叶片转动。

优选的，所述转子叶片相对转轴中心线夹角为1-10°。从而可增加流道长度。

优选的，所述转子壳体底部固定安装有固定密封板。从而减小空气预热器的漏风量。

优选的，所述转子壳体由组合板连接组成。

更进一步的，所述转子壳体内壁均匀设置有多个轴向密封板。避免转子壳体漏风，减小空气预热器的漏风量。

优选的，所述转子叶片封装层内封装的是氯化物熔融盐传热蓄热材料。该材料具有蓄热量大、储热时间长的优点。

优选的，所述外壳的顶部设置有两个热风出口，为热风第一出口和热风第二出口，对应的，底部分别设置冷风第一入口和冷风第二入口。采用两个空气出入口，可以使空气充分吸收热量，提高锅炉的效率。

优选的，所述转子叶片表面涂覆有耐腐蚀材料。从而提高系统的防腐性能。

优选的，所述转子叶片的直径与转子壳体的内径相当，在转子叶片靠近转子壳体的一端设有弹性材料。例如海绵、橡胶等，从而使的每个换热腔尽量无侧面漏风，提高换热时间。

优选的，所述转子叶片的转速小于2转/分钟。从而尽量减小空气侧到烟气侧的漏风。

一种基于上述回转式空气预热器的预热方法，包括步骤：

(1)动力装置驱动预热装置中的转子叶片转动；

(2)烟气从烟气入口进入换热腔，热量被转子叶片中的封装层所吸收，换热后的烟气经由烟气出口排出；

(3)同时，空气从冷风入口进入换热腔，随着转子叶片的旋转，转子叶片内封装层的热量在空气侧放热，冷风吸收热量成为热风，最后通过热风出口排出。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明首次提出在转子叶片中封装熔盐，利用熔盐工作温度范围广、热稳定性好、蓄热量大、储热时间长的优点，提高空气预热器整体的传热率，使设备能充分吸收烟气中的热量，降低排出的烟气温度。

2、本发明同时设置多个密封板，可减少设备工作时的漏风量，增加设备内的换热率，同时避免了各工作机构超载运行。

3、本发明采用两个空气进出口使空气充分吸收热量，提高锅炉的效率。

4、本发明设备整体结构简单，容易安装，能减少能耗，提高经济效益，实用性强，易于推广使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明预热装置的内部结构示意图；

图3为本发明转子叶片的结构示意图；

图4为本发明预热装置的外部结构示意图。

图中：1-横梁；2-预热装置；3-外壳；4-动力装置；5-立柱；6-转轴；7-转子叶片；8-换热腔；9-转子壳体；10-密封板；11-轴向密封板；12-固定密封板；13-组合板；14-封装层；15-热风第一出口；16-热风第二出口；17-烟气入口；18-冷风第二入口；19-冷风第一入口；20-烟气出口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供的一种实施例：一种回转式空气预热器，包括支架、动力装置4、预热装置2和外壳3，支架包括横梁1和立柱5，横梁1两侧固定安装在立柱5上方。预热装置2顶部固定安装在横梁1上。动力装置4设置在预热装置2的下方，预热装置2通过转轴6穿过外壳3与动力装置4转动连接。

本实施例，预热装置2包括转轴6、转子壳体9和若干个转子叶片7，转子壳体9由多个组合板13连接组成。转子叶片7均匀设置在转轴6和转子壳体9之间。转子叶片的直径与转子壳体的内径相当，在转子叶片靠近转子壳体的一端设有橡胶等弹性材料，使得转子叶片在旋转时尽量不漏风。转子叶片7相对转轴6中心线夹角为1-10°。相邻转子叶片7之间构成换热腔8，转子叶片7内设置有封装层14，封装层内封装的是氯化物熔融盐传热蓄热材料。转子叶片7表面涂覆有耐腐蚀材料。

为了提高空气预热器的密封性，本实施例转子壳体9底部固定安装有固定密封板12，转子壳体9内壁均匀设置有多个轴向密封板11。同时，为了进一步增加上方的密封性，在转子壳体9上方固定安装一密封板10。这一结构可由设计者根据现场情况具体添加。

本实施例，根据进入预热装置物质不同，划分为烟气侧和空气侧，参见图4，在烟气侧的外壳上下两端分别设有烟气入口17和烟气出口20，在空气侧的外壳上端设有热风第一出口15和热风第二出口16，在空气侧的外壳下端设有冷风第一入口19和冷风第二入口18，烟气出口20设置在冷风第一入口19的右侧，烟气入口17设置在热风第一出口15的右侧。

本实施例预热方法是；

1、使用时，启动设备，动力装置4通过转轴6使预热装置2开始工作，转轴6带动转子叶片7旋转，转子叶片的转速采用1转/分钟；

2、然后，烟气从烟气入口17进入换热腔8，热量被转子叶片7和封装层14所吸收，换热后的烟气经由烟气出口20排出；

3、与上述步骤2同时，空气从冷风第一入口19和冷风第二入口18进入换热腔8，随着转子叶片的旋转，在烟气侧吸收了热量的转子叶片封装层在空气侧放热，冷风吸收热量成为热风，最后通过热风第一出口15和热风第二出口16排出。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种回转式空气预热器，其特征在于，包括支架、动力装置、预热装置和外壳，所述预热装置固定在支架上，包括转轴、转子壳体和若干个转子叶片，所述转子叶片均匀设置在转轴和转子壳体之间，在相邻转子叶片之间构成换热腔，所述转子叶片内设置有封装层，封装层内封装有熔融盐传热蓄热材料；外壳覆盖在预热装置的外围，形成一密封空间，该密封空间分为烟气侧和空气侧，在烟气侧的外壳上下两端分别设有烟气入口、烟气出口，在空气侧的外壳上下两端分别设有热风出口、冷风入口，工作时，空气流入空气侧的换热腔，烟气流入烟气侧的换热腔；动力装置驱动预热装置中的转子叶片转动；

所述转子叶片相对转轴中心线夹角为1-10°。

2.根据权利要求1所述的回转式空气预热器，其特征在于，所述转子叶片表面涂覆有耐腐蚀材料；

所述转子叶片的转速小于2转/分钟。

3.根据权利要求1或2所述的回转式空气预热器，其特征在于，所述转子叶片封装层内封装的是氯化物熔融盐传热蓄热材料。

4.根据权利要求1或2所述的回转式空气预热器，其特征在于，所述转子叶片的直径与转子壳体的内径相当，在转子叶片靠近转子壳体的一端设有弹性材料。

5.根据权利要求1所述的回转式空气预热器，其特征在于，所述转子壳体底部固定安装有固定密封板。

6.根据权利要求1所述的回转式空气预热器，其特征在于，所述转子壳体由组合板连接组成。

7.根据权利要求6所述的回转式空气预热器，其特征在于，所述转子壳体内壁均匀设置有多个轴向密封板。

8.根据权利要求1所述的回转式空气预热器，其特征在于，所述外壳的顶部设置有两个热风出口，为热风第一出口和热风第二出口，对应的，底部分别设置冷风第一入口和冷风第二入口。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述的回转式空气预热器的预热方法，其特征在于，包括步骤：

(1)动力装置驱动预热装置中的转子叶片转动；

(2)烟气从烟气入口进入换热腔，热量被转子叶片中的封装层所吸收，换热后的烟气经由烟气出口排出；

(3)同时，空气从冷风入口进入换热腔，随着转子叶片的旋转，转子叶片内封装层的热量在空气侧放热，冷风吸收热量成为热风，最后通过热风出口排出。