CN205746958U - 燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统。目前还没有能有效解决空预器受热面腐蚀及堵塞问题的系统。本实用新型包括三分仓回转式空气预热器、换热片、热一次风管道和热二次风管道,其特点是:还包括热一次风引出管道、热二次风引出管道、热风引入冷端管道和热风连通管道,三分仓回转式空气预热器设置有包括冷端一号扇形板和热端一号扇形板的一号扇形板,冷端一号扇形板和热端一号扇形板之间形成一个独立的逆流加热仓,该逆流加热仓位于二次风分仓和烟气分仓之间,冷端一号扇形板设有冷端稳压腔室,热端一号扇形板设有热端压力平衡腔室。本实用新型有效解决燃煤电厂锅炉运行中空预器换热面腐蚀及堵塞较为严重的问题。

Description

燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统,属于燃煤电站锅炉空预器堵塞、腐蚀防治技术领域。
背景技术
[0002]燃煤电厂在燃用含有一定硫份的煤质时会生成S03,所生成的SO3的量受煤种硫份高低等因素影响从几个ppm到几十个ppm甚至更高。受环保标准控制,燃煤电厂基本全装设SCR系统,用于对燃烧产生的NOx进行脱除以满足环保标准对NOx排放浓度的要求。SCR系统脱除NOx的过程需要根据锅炉生成NOx量喷入大量的NH3,受现场条件限制,部分NH3未能完全参与反应从而造成一定浓度的氨逃逸,此外,SCR系统中的催化剂对烟气中SO2氧化成SO3具有一定的催化作用,造成SCR反应器中SO2被氧化成SO3的量可在0.3〜2%范围内变化。
[0003] 高温烟气经SCR系统内反应后进入下游空预器进行换热(一般空预器入口烟气温度为350〜400°C),加热锅炉一二次风。经空预器整个流程的换热后,空预器冷端出口烟气平均温度一般降至130〜160°C,期间烟气中的SO3凝结,从而对换热面造成腐蚀,同时,烟气中凝结的SO3和NH3反应生成NH4HSO4, NH4HSO4具有很强的粘性,极易粘附在空预器换热片表面,同时,较强的粘性也极易粘附烟气中的飞灰,从而造成空预器进出口压差逐渐增大、堵塞逐渐加重,最终影响机组出力。针对空预器堵塞问题,电厂通常采用蒸汽吹灰或投用暖风器等方式来缓解,这一方面影响机组经济性增加煤耗,另一方面堵塞问题并无法得到根本解决,在堵塞严重时则需停机用高压水进行冲洗,影响了机组负荷率。
[0004] 现有的技术难以解决上述问题,如公开日为1997年10月22日,公开号为CN2265482的中国专利中,公开了一种锅炉空气预热器防堵装置,该锅炉空气预热器防堵装置安装于空气预热器内,在空预器上部增设了浮动网架,通过吊挂弹簧将浮动网架悬挂于空预器上部,空预器烟管内安装了除灰弹簧,除灰弹簧下端吊装了重锤,利用烟气扰动作用使浮动网架,除灰弹簧产生沉浮振动,将粘附在烟气管内粉煤灰不断刮除,以达到空气预热器防堵目的,但是NH4HSO4具有很强的粘性,刮除效果不理想,防堵效果较差。
[0005]基于以上原因,为有效地解决上述空预器受热面腐蚀及堵塞的问题,需开发新的防治空预器防腐蚀及堵塞的工艺系统。
实用新型内容
[0006]本实用新型是为了有效解决燃煤电厂锅炉(尤其是燃烧高硫煤锅炉)运行中空预器换热面腐蚀及进出口压差较大、堵塞较为严重的问题,进而提供一种燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统。
[0007]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:该燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统包括三分仓回转式空气预热器、换热片、冷一次风管道、冷二次风管道、热一次风管道和热二次风管道,所述换热片位于三分仓回转式空气预热器内,所述三分仓回转式空气预热器设置有烟气分仓、一次风分仓和二次风分仓,所述冷一次风管道与一次风分仓的冷端连接,所述热一次风管道与一次风分仓的热端连接,所述冷二次风管道与二次风分仓的冷端连接,所述热二次风管道与二次风分仓的热端连接,所述烟气分仓用于和烟道连接,其结构特点在于:还包括热一次风引出管道、热二次风引出管道、热一次风引出流量电动调节阀、热二次风引出流量电动调节阀、热风引入冷端管道、热风连通管道、热二次风增压风机和热风引入热二次风箱管道,所述三分仓回转式空气预热器设置有一号扇形板,所述一号扇形板包括位于三分仓回转式空气预热器冷端的冷端一号扇形板和位于三分仓回转式空气预热器热端的热端一号扇形板,所述冷端一号扇形板和热端一号扇形板之间形成一个独立的逆流加热仓,所述冷端一号扇形板设置有冷端稳压腔室,所述冷端稳压腔室内设置有热风导流板,所述冷端稳压腔室朝向换热片的一面设置有数个一号热风喷口,所述热端一号扇形板设置有热端压力平衡腔室,所述热端压力平衡腔室朝向换热片的一面设置有数个二号热风喷口,所述热一次风引出管道的一端和热一次风管道连接,该热一次风引出管道的另一端和热一次风引出流量电动调节阀连接,所述热风引入冷端管道的一端和冷端稳压腔室连接,该热风引入冷端管道的一端正对着热风导流板,所述热风引入冷端管道的另一端和热一次风引出流量电动调节阀连接,所述热二次风引出管道的一端和热二次风管道连接,该热二次风引出管道的另一端和热二次风引出流量电动调节阀连接,所述热二次风引出流量电动调节阀和热风连通管道连接,所述热风连通管道和热二次风增压风机连接,所述热二次风增压风机和热风引入冷端管道连接,所述热风引入热二次风箱管道的一端和热端压力平衡腔室连接,该热风引入热二次风箱管道的另一端和热二次风管道连接。
[0008]作为优选,本实用新型当三分仓回转式空气预热器的旋转方向为烟气—一次风—二次风时,所述冷端稳压腔室和热端压力平衡腔室均位于烟气分仓和二次风分仓之间;当三分仓回转式空气预热器的旋转方向为烟气—二次风—一次风时,所述冷端稳压腔室和热端压力平衡腔室均位于烟气分仓和一次风分仓之间。
[0009]作为优选,本实用新型所述一号热风喷口和二号热风喷口均为狭缝形结构。
[0010]作为优选,本实用新型所述热风导流板为翼型结构,且热风导流板中间到热风引入冷端管道的距离大于热风导流板两边到热风引入冷端管道的距离。
[0011]作为优选,本实用新型所述热风导流板位于热风引入冷端管道的一端的出口正上方。
[0012]作为优选,本实用新型所述冷端一号扇形板和热端一号扇形板在沿三分仓回转式空气预热器的轴向方向上重叠。
[0013]作为优选,本实用新型所述一号扇形板固定在三分仓回转式空气预热器的中心桁架上。
[0014]作为优选,本实用新型所述冷端稳压腔室和热端压力平衡腔室的宽度均小于三分仓回转式空气预热器相邻两个径向密封片之间的宽度。
[0015]作为优选,本实用新型所述热风引入冷端管道的一端和冷端稳压腔室中背向换热片的一面连接,所述热风引入热二次风箱管道的一端和热端压力平衡腔室中背向换热片的一面连接。
[0016] —种使用所述的系统进行的燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的工艺,其特点在于:所述工艺的步骤如下:冷一次风和冷二次风分别通过冷一次风管道和冷二次风管道经三分仓回转式空气预热器加热后,分别沿热一次风管道和热二次风管道流出,当机组在正常运行时,将部分高压的热一次风从热一次风引出管道引出,经热一次风引出流量电动调节阀调整至合适流量后引入冷端稳压腔室,再由一号热风喷口沿烟气逆向喷入换热片,通过热风逆流加热,一方面高温汽化三分仓回转式空气预热器冷端生成的NH4HSO4,另一方面提高三分仓回转式空气预热器冷端综合温度,抑制生成的NH4HSO4凝固堵塞的同时防止硫酸蒸汽凝结,同时高压的热一次风对换热片亦存在吹扫作用,最终经热风引入热二次风箱管道并引至热二次风管道与热二次风一起进入炉膛参与燃烧,当燃煤煤质不是很差导致三分仓回转式空气预热器堵塞不太严重时,热二次风引出流量电动调节阀和热二次风增压风机均处于关闭备用状态,当燃煤煤质很差导致三分仓回转式空气预热器堵塞较为严重造成一次风机额定出力不足时,开启热二次风引出流量电动调节阀和热二次风增压风机,从而开启热二次风引出旁路,以增加热风量。
[0017]本实用新型与现有技术相比,具有以下优点和效果:有效解决燃煤电厂锅炉(尤其是燃烧高硫煤锅炉)运行中空预器换热面腐蚀及进出口压差较大、堵塞较为严重的问题。本实用新型通过热风逆流加热,一方面高温汽化冷端生成的NH4HSO4,另一方面可提高空预器冷端综合温度,抑制生成的NH4HSO4凝固堵塞的同时防止硫酸蒸汽凝结,同时高压热风对换热元件亦存在吹扫作用,以此可有效解决燃煤电厂锅炉(尤其是燃烧高硫煤锅炉)运行过程中空预器换热面腐蚀及进出口压差较大、堵塞较为严重的问题。此外,通过尾部安装烟气换热器,可将空预器排烟温度提高而造成的能量损失进行回收,实现烟气能量回收利用的目的。
附图说明
[0018]图1是本实用新型实施例中燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统的结构示意图。
[0019]图2是本实用新型实施例中三分仓回转式空气预热器的结构示意图。
[0020]图3是图2中A向的结构示意图。
[0021 ]图4是本实用新型实施例中冷端一号扇形板的结构示意图。
[0022]图5是图4中B向的结构示意图。
[0023]图6是图4中D-D面的剖视结构示意图。
[0024]图7是图5中C-C面的剖视结构示意图。
[0025]图8是本实用新型实施例中热端一号扇形板的结构示意图。
[0026]图9是图8中E向的结构示意图。
[0027]图10是图8中F-F面的剖视结构示意图。
[0028]图11是图9中G-G面的剖视结构示意图。
[0029]图12是本实用新型实施例中三分仓回转式空气预热器的烟气分仓及上游区域冷端出口周向工质温度分布不意图。
[0030]图13是本实用新型实施例中烟气余热回收系统的结构示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明,以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
[0032] 实施例。
[0033]参见图1至图13,本实施例中燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统包括三分仓回转式空气预热器1、换热片2、冷一次风管道7、冷二次风管道8、热一次风管道9、热二次风管道10、热一次风引出管道11、热二次风引出管道12、热一次风引出流量电动调节阀13、热二次风引出流量电动调节阀14、热风引入冷端管道15、热风连通管道16、热二次风增压风机17和热风引入热二次风箱管道18。
[0034]本实施例中的换热片2位于三分仓回转式空气预热器I内,三分仓回转式空气预热器I设置有烟气分仓、一次风分仓和二次风分仓,冷一次风管道7与一次风分仓的冷端连接,热一次风管道9与一次风分仓的热端连接,冷二次风管道8与二次风分仓的冷端连接,热二次风管道10与二次风分仓的热端连接,烟气分仓用于和烟道21连接。
[0035]本实施例中的三分仓回转式空气预热器I设置有一号扇形板3,一号扇形板3包括位于三分仓回转式空气预热器I冷端的冷端一号扇形板3-1和位于三分仓回转式空气预热器I热端的热端一号扇形板3-2,冷端一号扇形板3-1和热端一号扇形板3-2之间形成一个独立的逆流加热仓。
[0036] 本实施例中的冷端一号扇形板3-1设置有冷端稳压腔室6,冷端稳压腔室6内设置有热风导流板29,冷端稳压腔室6朝向换热片2的一面设置有数个一号热风喷口 30,热端一号扇形板3-2设置有热端压力平衡腔室5,热端压力平衡腔室5朝向换热片2的一面设置有数个二号热风喷口 31。
[0037]本实施例中的热一次风引出管道11的一端和热一次风管道9连接,该热一次风引出管道11的另一端和热一次风引出流量电动调节阀13连接,热风引入冷端管道15的一端和冷端稳压腔室6连接,该热风引入冷端管道15的一端正对着热风导流板29,热风引入冷端管道15的另一端和热一次风引出流量电动调节阀13连接,热二次风引出管道12的一端和热二次风管道10连接,该热二次风引出管道12的另一端和热二次风引出流量电动调节阀14连接,热二次风引出流量电动调节阀14和热风连通管道16连接,热风连通管道16和热二次风增压风机17连接,热二次风增压风机17和热风引入冷端管道15连接,热风引入热二次风箱管道18的一端和热端压力平衡腔室5连接,该热风引入热二次风箱管道18的另一端和热二次风管道10连接。
[0038]当三分仓回转式空气预热器I的旋转方向为烟气—一次风—二次风时,本实施例中的冷端稳压腔室6和热端压力平衡腔室5均位于烟气分仓和二次风分仓之间;当三分仓回转式空气预热器I的旋转方向为烟气—二次风—一次风时,本实施例中的冷端稳压腔室6和热端压力平衡腔室5均位于烟气分仓和一次风分仓之间。
[0039] 本实施例中的一号热风喷口 30和二号热风喷口 31均为狭缝形结构。热风导流板29为翼型结构,且热风导流板29中间到热风引入冷端管道15的距离大于热风导流板29两边到热风引入冷端管道15的距离。热风导流板29位于热风引入冷端管道15的一端的出口正上方。冷端一号扇形板3-1和热端一号扇形板3-2在沿三分仓回转式空气预热器I的轴向方向上重叠。一号扇形板3固定在三分仓回转式空气预热器I的中心桁架28上。冷端稳压腔室6和热端压力平衡腔室5的宽度均小于三分仓回转式空气预热器I相邻两个径向密封片之间的宽度。热风引入冷端管道15的一端和冷端稳压腔室6中背向换热片2的一面连接,热风引入热二次风箱管道18的一端和热端压力平衡腔室5中背向换热片2的一面连接。
[0040]本实施例中的燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的工艺的步骤如下:冷一次风和冷二次风分别通过冷一次风管道7和冷二次风管道8经三分仓回转式空气预热器I加热后,分别沿热一次风管道9和热二次风管道10流出,当机组在正常运行时,将部分高压的热一次风(约10kPa,350°C)从热一次风引出管道11引出,经热一次风引出流量电动调节阀13调整至合适流量后引入冷端稳压腔室6,再由一号热风喷口 30沿烟气逆向喷入换热片2,通过热风逆流加热,一方面高温汽化三分仓回转式空气预热器I冷端生成的NH4HSO4,另一方面提高三分仓回转式空气预热器I冷端综合温度,抑制生成的NH4HSO4凝固堵塞的同时防止硫酸蒸汽凝结,同时高压的热一次风对换热片2亦存在吹扫作用,最终经热风引入热二次风箱管道18并引至热二次风管道10与热二次风一起进入炉膛参与燃烧,当燃煤煤质不是很差导致三分仓回转式空气预热器I堵塞不太严重时,热二次风引出流量电动调节阀14和热二次风增压风机17均处于关闭备用状态,当燃煤煤质很差导致三分仓回转式空气预热器I堵塞较为严重造成一次风机额定出力不足时,开启热二次风引出流量电动调节阀14和热二次风增压风机17,从而开启热二次风引出旁路,以增加热风量。
[0041 ]本实施例中的三分仓回转式空气预热器I通常为典型三分仓全模式结构回转式空气预热器,在三分仓回转式空气预热器I上还可以设置有二号扇形板4,二号扇形板4包括冷端二号扇形板4-1和热端二号扇形板4-2。
[0042]空预器旋转顺序为烟气—一次风—二次风,在扇形板3-1靠近二次风侧隔离出稳压腔室6,在稳压腔室6的靠近换热片2的平面钢板上开出狭缝形喷口 30,在其相对平面钢板上开出圆形热风入口并与热风引入冷端管道15相连接;在扇形板3-2靠近二次风测隔离出压力平衡腔室5,在压力平衡腔室5的靠近换热片2的平面钢板上开出狭缝形喷口 31,在其相对平面钢板上开出圆形热风出口并与热风引入热二次风箱管道I相连接。
[0043]如图4至图11所示,热风引入冷端管道15及热风引入热二次风箱管道18均分成两路引入引出冷端稳压腔室6及热端压力平衡腔室5,在冷端稳压腔室6内对应两路热风引入冷端管道15分别装有翼型的热风导流板29,两块翼型的热风导流板29分别在两路热风引入冷端管道15出口的正上方,以实现冷端稳压腔室6内各狭缝式的一号热风喷口 30的各个喷口流量基本相同。
[0044]如图12和图13所示,炉膛出口烟温烟气经脱硝系统19进入三分仓回转式空气预热器I换热,换热后的出口烟气流经烟道21及电除尘器22,由于热风逆流后排烟温度相对设计有所增加,在引风机23及脱硫塔之间安装烟气换热器24,部分凝结水通过一号电动调节阀25、二号电动调节阀26和循环水栗27在烟气换热器24内与烟气换热后,与另一部分经过低压加热器20加热的凝结水汇合流经下一级加热器,以此实现烟气余热回收利用的目的。
[0045]本实施例中的三分仓回转式空气预热器I旋转顺序为烟气—一次风—二次风,在冷端一号扇形板3-1靠近二次风侧隔离出冷端稳压腔室6,在冷端稳压腔室6靠近换热片2的平面钢板上开出狭缝形的一号热风喷口 30,在其相对平面钢板上开出圆形热风入口并与热风引入冷端管道15相连接。当三分仓回转式空气预热器I的旋转顺序为烟气—二次风—一次风时,只需将冷端稳压腔室6、热端压力平衡腔室5、一号热风喷口 30、二号热风喷口 31设置在冷端一号扇形板3-1和热端一号扇形板3-2径向对称的扇形板内即可,其冷端稳压腔室6和热端压力平衡腔室5亦应靠近一次风侧。
[0046]本实施例通过热风逆流加热,一方面高温汽化冷端生成的NH4HSO4,另一方面可提高空预器冷端综合温度,抑制生成的NH4HSO4凝固堵塞的同时防止硫酸蒸汽凝结,同时高压热风对换热元件亦存在吹扫作用,以此可有效解决燃煤电厂锅炉(尤其是燃烧高硫煤锅炉)运行中空预器换热面腐蚀及进出口压差较大、堵塞较为严重的问题。
[0047]此外,需要说明的是,本说明书中所描述的具体实施例,其零、部件的形状、所取名称等可以不同,本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化,均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统,包括三分仓回转式空气预热器(I)、换热片(2)、冷一次风管道(7)、冷二次风管道(8)、热一次风管道(9)和热二次风管道(10),所述换热片(2)位于三分仓回转式空气预热器(I)内,所述三分仓回转式空气预热器(I)设置有烟气分仓、一次风分仓和二次风分仓,所述冷一次风管道(7)与一次风分仓的冷端连接,所述热一次风管道(9)与一次风分仓的热端连接,所述冷二次风管道(8)与二次风分仓的冷端连接,所述热二次风管道(10)与二次风分仓的热端连接,所述烟气分仓用于和烟道(21)连接,其特征在于:还包括热一次风引出管道(11)、热二次风引出管道(12)、热一次风引出流量电动调节阀(13)、热二次风引出流量电动调节阀(14)、热风引入冷端管道(15)、热风连通管道(16)、热二次风增压风机(17)和热风引入热二次风箱管道(18),所述三分仓回转式空气预热器(I)设置有一号扇形板(3),所述一号扇形板(3)包括位于三分仓回转式空气预热器(I)冷端的冷端一号扇形板(3-1)和位于三分仓回转式空气预热器(I)热端的热端一号扇形板(3-2),所述冷端一号扇形板(3-1)和热端一号扇形板(3-2)之间形成一个独立的逆流加热仓,所述冷端一号扇形板(3-1)设置有冷端稳压腔室(6),所述冷端稳压腔室(6)内设置有热风导流板(29),所述冷端稳压腔室(6)朝向换热片(2)的一面设置有数个一号热风喷口(30),所述热端一号扇形板(3-2)设置有热端压力平衡腔室(5),所述热端压力平衡腔室(5)朝向换热片(2)的一面设置有数个二号热风喷口(31),所述热一次风引出管道(II)的一端和热一次风管道(9)连接,该热一次风引出管道(II)的另一端和热一次风引出流量电动调节阀(13)连接,所述热风引入冷端管道(15)的一端和冷端稳压腔室(6)连接,该热风引入冷端管道(15)的一端正对着热风导流板(29),所述热风引入冷端管道(15)的另一端和热一次风引出流量电动调节阀(13)连接,所述热二次风引出管道(12)的一端和热二次风管道(10)连接,该热二次风引出管道(12)的另一端和热二次风引出流量电动调节阀(14)连接,所述热二次风引出流量电动调节阀(14)和热风连通管道(16)连接,所述热风连通管道(16)和热二次风增压风机(17)连接,所述热二次风增压风机(17)和热风引入冷端管道(15)连接,所述热风引入热二次风箱管道(18)的一端和热端压力平衡腔室(5)连接,该热风引入热二次风箱管道(18)的另一端和热二次风管道(10)连接。
2.根据权利要求1所述的燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统,其特征在于:当三分仓回转式空气预热器(I)的旋转方向为烟气—一次风—二次风时,所述冷端稳压腔室(6)和热端压力平衡腔室(5)均位于烟气分仓和二次风分仓之间;当三分仓回转式空气预热器(I)的旋转方向为烟气—二次风—一次风时,所述冷端稳压腔室(6)和热端压力平衡腔室(5)均位于烟气分仓和一次风分仓之间。
3.根据权利要求1所述的燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统,其特征在于:所述一号热风喷口(30)和二号热风喷口(31)均为狭缝形结构。
4.根据权利要求1所述的燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统,其特征在于:所述热风导流板(29)为翼型结构,且热风导流板(29)中间到热风引入冷端管道(15)的距离大于热风导流板(29)两边到热风引入冷端管道(15)的距离。
5.根据权利要求1所述的燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统,其特征在于:所述热风导流板(29)位于热风引入冷端管道(15)的一端的出口正上方。
6.根据权利要求1所述的燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统,其特征在于:所述冷端一号扇形板(3-1)和热端一号扇形板(3-2)在沿三分仓回转式空气预热器(I)的轴向方向上重叠。
7.根据权利要求1所述的燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统,其特征在于:所述一号扇形板(3)固定在三分仓回转式空气预热器(I)的中心桁架(28)上。
8.根据权利要求1所述的燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统,其特征在于:所述冷端稳压腔室(6)和热端压力平衡腔室(5)的宽度均小于三分仓回转式空气预热器(I)相邻两个径向密封片之间的宽度。
9.根据权利要求1所述的燃煤电厂空预器热风逆流防堵及腐蚀的系统,其特征在于:所述热风引入冷端管道(15)的一端和冷端稳压腔室(6)中背向换热片(2)的一面连接,所述热风引入热二次风箱管道(18)的一端和热端压力平衡腔室(5)中背向换热片(2)的一面连接。
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