CN205979855U - 一种防冻型热管暖风器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防冻型热管暖风器系统，其包括热管暖风器本体、具有第一通水口和第二通水口的暖风器水室、顺流换热控制线路及逆流换热控制线路，所有热管的下部伸入暖风器水室中，在空气的气温低于或等于设定温度时使外部供应给暖风器水室的热水从第一通水口流向第二通水口、以与通过热管暖风器本体的空气的流向一致，逆流换热控制线路分别与第二通水口和第一通水口连接，且在空气的气温高于设定温度时使外部供应给暖风器水室的热水从第二通水口流向第一通水口、以与通过热管暖风器本体的空气的流向相反；优点是与空气顺流换热时很好的防止了热管冻结，彻底实现了冬季防冻，与空气逆流换热时很好的增强了换热效果。

Description

一种防冻型热管暖风器系统

技术领域

本实用新型涉及一种暖风系统，尤其是涉及一种防冻型热管暖风器系统。

背景技术

在我国北方，一般在空气预热器的入口加装暖风器，以提高空气预热器的冷端壁温，防止空气预热器的冷端出现低温腐蚀和堵灰的现象。目前，大多数的暖风器以辅助蒸汽为热源，利用辅助蒸汽对低温空气进行加热；然而辅助蒸汽品位较高，用来加热暖风器导致暖风器的能耗严重。随着国家节能减排政策的日益严格，暖风器的热源有从高品位的辅助蒸汽向低品位的抽汽甚至热水方向发展。

有电厂将暖风器的热源改为汽轮机五段抽汽甚至六段抽汽，也有电厂将暖风器的热源改为由烟气余热加热的热水，还有电厂将暖风器的热源改为低加系统的热水。无论哪种改造，都大大降低了暖风器的能耗，起到了节能减排的作用。但在实际运行中发现，采用汽轮机五段抽汽时节能效果不明显；而采用汽轮机六段抽汽或烟气余热加热的热水或低加系统的热水时，在冬季常常会冻住，导致暖风器出现冻管现象，暖风器冻管破裂后会导致暖风器的凝结水泄露，危害空气预热器的运行，且暖风器的凝结水泄露后无法在线检修，只能解列，进一步危害了空气预热器的运行。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种防冻型热管暖风器系统，其节能效果好，且能够彻底实现冬季防冻。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种防冻型热管暖风器系统，其特征在于：包括由多根相互独立且竖直设置的热管组成的热管暖风器本体、具有第一通水口和第二通水口的暖风器水室、顺流换热控制线路及逆流换热控制线路，所述的热管暖风器本体以低品位的热水为热源，所有所述的热管的下部伸入所述的暖风器水室中，所述的顺流换热控制线路分别与所述的第一通水口和所述的第二通水口连接，且在空气的气温低于或等于设定温度时使外部供应给所述的暖风器水室的热水从所述的第一通水口流向所述的第二通水口、以与通过所述的热管暖风器本体的空气的流向一致，所述的逆流换热控制线路分别与所述的第二通水口和所述的第一通水口连接，且在空气的气温高于设定温度时使外部供应给所述的暖风器水室的热水从所述的第二通水口流向所述的第一通水口、以与通过所述的热管暖风器本体的空气的流向相反。

所述的顺流换热控制线路由第一闸阀和第二闸阀组成，所述的第一通水口作为热水入口，所述的第二通水口作为冷水出口，所述的第一闸阀的入口通过管道通入热水，所述的第一闸阀的出口通过管道与所述的第一通水口连接，所述的第二通水口通过管道与所述的第二闸阀的入口连接，所述的第二闸阀的出口通过管道排出冷水；所述的逆流换热控制线路由第三闸阀和第四闸阀组成，所述的第二通水口作为热水入口，所述的第一通水口作为冷水出口，所述的第三闸阀的入口通过管道通入热水，所述的第三闸阀的出口通过管道与所述的第二通水口连接，所述的第一通水口通过管道与所述的第四闸阀的入口连接，所述的第四闸阀的出口通过管道排出冷水。在此，利用第一闸阀和第二闸阀及管道组成顺流换热控制线路，利用第三闸阀和第四闸阀及管道组成逆流换热控制线路，不仅使得顺流换热控制线路和逆流换热控制线路的结构简单、成本低，而且控制方便，在空气的气温低于或等于设定温度时开启第一闸阀和第二闸阀且关闭第三闸阀和第四闸阀即可，而在空气的气温高于设定温度时开启第三闸阀和第四闸阀且关闭第一闸阀和第二闸阀即可。

该防冻型热管暖风器系统还包括增压泵，所述的增压泵的进水口与外部的汽机回热系统的热水输出口连接或与外部的烟气余热加热器的热水输出口连接，所述的增压泵的出水口分别通过管道与所述的第一闸阀的入口和所述的第三闸阀的入口连接，所述的增压泵的出水口向所述的第一闸阀的入口通入热水或向所述的第三闸阀的入口通入热水。在此，利用增压泵将热水来源处的热水打入暖风器水室中。

所述的热管位于所述的暖风器水室中与水接触的部分为光管，所述的热管位于所述的暖风器水室外与空气接触的部分为翅片管。在此，将位于暖风器水室外与空气接触的部分热管设计为翅片管是为了扩展表面积，以增加热管的换热面积，从而增强换热效率，更加节能。

所述的翅片管为螺旋翅片管或H型翅片管，也可以选用现有的其它类型的翅片管。

所述的翅片管的长度为所述的热管的长度的七分之六至十分之九，即光管的长度为热管的长度的七分之一至十分之一。由于热管内的工质为防冻液态工质（如甲醇或乙二醇或丙酮或其他常用的热管介质），防冻液态工质受热后能够快速汽化为蒸汽，上升到热管的翅片管中，因此只需一小部分热管与热水接触就能很好的实现热管的换热。

所述的设定温度为-20℃。该设定温度是在本申请的技术方案的基础上通过大量实验确定的。

所述的热管暖风器本体的入气口与外部的送风机的出风口连接，所述的热管暖风器本体的出气口输出的热空气供给外部的空气预热器。

所述的热管的材质为碳钢或者钢铝复合材料；所述的热管内的工质为防冻液态工质，所述的防冻液态工质为甲醇或乙二醇或丙酮。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1）本实用新型使用热管暖风器本体，并以低品位的热水为热源，且设置有顺流换热控制线路及逆流换热控制线路，在空气的气温低于或等于设定温度时使外部供应给暖风器水室的热水与通过热管暖风器本体的空气的流向一致，实现了与空气的顺流换热，很好的防止了热管冻结，彻底实现了冬季防冻；在空气的气温高于设定温度时使外部供应给暖风器水室的热水与通过热管暖风器本体的空气的流向相反，实现了与空气的逆流换热，很好的增强了换热效果。

2）由于热管内的工质的凝固点通常在-50℃以下，因此不会发生冻结，而热水与热管在暖风器水室内进行换热，即使热管的光管发生冻结也只能发生在暖风器水室内，又由于暖风器水室内的空间较大，因此即使热管的光管冻结也不会被冻裂，即使冻裂，也不会导致大量工质泄露，不会危及空气预热器的运行。

3）暖风器水室在风道外侧，暖风器水室发生冻结后可以方便的在线维修，大大增加了本实用新型的稳定性。

4）本实用新型将热管暖风器首次应用于电厂领域中，拓展了热管暖风器的应用范围。

附图说明

图1为本实用新型的防冻型热管暖风器系统的组成结构示意图；

图2为本实用新型的防冻型热管暖风器系统中的热管暖风器本体的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一：

本实施例提出的一种防冻型热管暖风器系统，如图1和图2所示，其包括由多根相互独立且竖直设置的热管11组成的热管暖风器本体1、具有第一通水口21和第二通水口22的暖风器水室2、顺流换热控制线路及逆流换热控制线路，热管暖风器本体1的入气口与外部的送风机的出风口连接，热管暖风器本体1的出气口输出的热空气供给外部的空气预热器，热管暖风器本体1以低品位的热水为热源，所有热管11的下部伸入暖风器水室2中，顺流换热控制线路分别与第一通水口21和第二通水口22连接，且在空气的气温低于或等于设定温度时使外部供应给暖风器水室2的热水从第一通水口21流向第二通水口22、以与通过热管暖风器本体1的空气的流向一致，逆流换热控制线路分别与第二通水口22和第一通水口21连接，且在空气的气温高于设定温度时使外部供应给暖风器水室2的热水从第二通水口22流向第一通水口21、以与通过热管暖风器本体1的空气的流向相反。

在此具体实施例中，该防冻型热管暖风器系统还包括用于将热水来源处的热水打入暖风器水室2中的增压泵3，增压泵3的进水口与外部的汽机回热系统的热水输出口连接或与外部的烟气余热加热器的热水输出口连接，顺流换热控制线路由第一闸阀K1和第二闸阀K2组成，第一通水口21作为热水入口，第二通水口22作为冷水出口，第一闸阀K1的入口通过管道与增压泵3的出水口连接，增压泵3的出水口向第一闸阀K1的入口通入热水，第一闸阀K1的出口通过管道与第一通水口21连接，第二通水口22通过管道与第二闸阀K2的入口连接，第二闸阀K2的出口通过管道排出冷水；逆流换热控制线路由第三闸阀K3和第四闸阀K4组成，第二通水口22作为热水入口，第一通水口21作为冷水出口，第三闸阀K3的入口通过管道与增压泵3的出水口连接，增压泵3的出水口向第三闸阀K3的入口通入热水，第三闸阀K3的出口通过管道与第二通水口22连接，第一通水口21通过管道与第四闸阀K4的入口连接，第四闸阀K4的出口通过管道排出冷水。在此，利用第一闸阀K1和第二闸阀K2及管道组成顺流换热控制线路，利用第三闸阀K3和第四闸阀K4及管道组成逆流换热控制线路，不仅使得顺流换热控制线路和逆流换热控制线路的结构简单、成本低，而且控制方便，在空气的气温低于或等于设定温度时开启第一闸阀K1和第二闸阀K2且关闭第三闸阀K3和第四闸阀K4即可，而在空气的气温高于设定温度时开启第三闸阀K3和第四闸阀K4且关闭第一闸阀K1和第二闸阀K2即可；第一闸阀K1和第二闸阀K2及第三闸阀K3和第四闸阀K4的控制可以采用自动控制，也可以采用人工控制。

在此具体实施例中，热管11位于暖风器水室2中与水接触的部分为光管111，热管11位于暖风器水室2外与空气接触的部分为翅片管112，将位于暖风器水室2外与空气接触的部分热管设计为翅片管112是为了扩展表面积，以增加热管11的换热面积，从而增强换热效率，更加节能；翅片管112为螺旋翅片管或H型翅片管，也可以选用现有的其它类型的翅片管；翅片管112的长度为热管11的长度的七分之六，即光管111的长度为热管11的长度的七分之一，由于热管11内的工质为防冻液态工质（如甲醇或乙二醇或丙酮或其他常用的热管介质），防冻液态工质受热后能够快速汽化为蒸汽，上升到热管11的翅片管112中，因此只需一小部分热管与热水接触就能很好的实现热管11的换热；热管11的材质为碳钢或者钢铝复合材料；热管11内的工质为防冻液态工质，防冻液态工质为甲醇或乙二醇或丙酮。

在此具体实施例中，设定温度为-20℃，该设定温度是在本申请的技术方案的基础上通过大量实验确定的。

实施例二：

本实施例提出的一种防冻型热管暖风器系统与实施例一的防冻型热管暖风器系统的其它结构相同，不同之处仅在于：翅片管112的长度为热管11的长度的十分之九，即光管111的长度为热管11的长度的十分之一。

实施例三：

本实施例提出的一种防冻型热管暖风器系统与实施例一的防冻型热管暖风器系统的其它结构相同，不同之处仅在于：翅片管112的长度为热管11的长度的三十五分之三十一，即光管111的长度为热管11的长度的三十五分之四。

本实用新型的防冻型热管暖风器系统的工作过程为：当空气的气温高于-20℃时关闭第一闸阀和第二闸阀，开启第三闸阀和第四闸阀，低品位的热水通过增压泵进入第三闸阀，继而进入暖风器水室，暖风器水室中的热水加热所有热管内的防冻液态工质，防冻液态工质受热后汽化为蒸汽，快速上升到热管的翅片管中，与风道内的冷空气换热后液化为液态，顺着热管的内壁面流到热管的光管底部，继续被热水加热，从而完成与空气的逆流换热，很好的增强了换热效果，而暖风器水室流出的冷水进入第四闸阀并排出；当空气的气温低于或等于-20℃时，为了防止暖风器水室内的热水冻结，关闭第三闸阀和第四闸阀，开启第一闸阀和第二闸阀，低品位的热水通过增压泵进入第一闸阀，继而进入暖风器水室，暖风器水室中的热水加热所有热管内的防冻液态工质，防冻液态工质受热后汽化为蒸汽，快速上升到热管的翅片管中，与风道内的冷空气换热后液化为液态，顺着热管的内壁面流到热管的光管底部，继续被热水加热，从而完成与空气的顺流换热，很好的防止了暖风器水室冻结，而暖风器水室流出的冷水进入第二闸阀并排出。

本实用新型的防冻型热管暖风器系统利用低品位的热水加热热管，再由热管加热冷空气，由于热管内的防冻液态工质的凝固点可以达到-50℃，因此热管内的防冻液态工质不会被冻结，热水与热管在暖风器水室内进行换热，暖风器水室内的空间较大，热管即使冻结也不会被冻裂，即使冻裂，也不会导致防冻液态工质泄露危及空气预热器的运行，并最大限度的节省了热管暖风器本体的能耗，降低了发电煤耗，达到了节能减排的真正目的。

Claims (9)

1.一种防冻型热管暖风器系统，其特征在于：包括由多根相互独立且竖直设置的热管组成的热管暖风器本体、具有第一通水口和第二通水口的暖风器水室、顺流换热控制线路及逆流换热控制线路，所述的热管暖风器本体以低品位的热水为热源，所有所述的热管的下部伸入所述的暖风器水室中，所述的顺流换热控制线路分别与所述的第一通水口和所述的第二通水口连接，且在空气的气温低于或等于设定温度时使外部供应给所述的暖风器水室的热水从所述的第一通水口流向所述的第二通水口、以与通过所述的热管暖风器本体的空气的流向一致，所述的逆流换热控制线路分别与所述的第二通水口和所述的第一通水口连接，且在空气的气温高于设定温度时使外部供应给所述的暖风器水室的热水从所述的第二通水口流向所述的第一通水口、以与通过所述的热管暖风器本体的空气的流向相反。

2.根据权利要求1所述的一种防冻型热管暖风器系统，其特征在于：所述的顺流换热控制线路由第一闸阀和第二闸阀组成，所述的第一通水口作为热水入口，所述的第二通水口作为冷水出口，所述的第一闸阀的入口通入热水，所述的第一闸阀的出口与所述的第一通水口连接，所述的第二通水口与所述的第二闸阀的入口连接，所述的第二闸阀的出口排出冷水；所述的逆流换热控制线路由第三闸阀和第四闸阀组成，所述的第二通水口作为热水入口，所述的第一通水口作为冷水出口，所述的第三闸阀的入口通入热水，所述的第三闸阀的出口与所述的第二通水口连接，所述的第一通水口与所述的第四闸阀的入口连接，所述的第四闸阀的出口排出冷水。

3.根据权利要求2所述的一种防冻型热管暖风器系统，其特征在于：该防冻型热管暖风器系统还包括增压泵，所述的增压泵的进水口与外部的汽机回热系统的热水输出口连接或与外部的烟气余热加热器的热水输出口连接，所述的增压泵的出水口分别与所述的第一闸阀的入口和所述的第三闸阀的入口连接，所述的增压泵的出水口向所述的第一闸阀的入口通入热水或向所述的第三闸阀的入口通入热水。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种防冻型热管暖风器系统，其特征在于：所述的热管位于所述的暖风器水室中与水接触的部分为光管，所述的热管位于所述的暖风器水室外与空气接触的部分为翅片管。

5.根据权利要求4所述的一种防冻型热管暖风器系统，其特征在于：所述的翅片管为螺旋翅片管或H型翅片管。

6.根据权利要求4所述的一种防冻型热管暖风器系统，其特征在于：所述的翅片管的长度为所述的热管的长度的七分之六至十分之九。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的一种防冻型热管暖风器系统，其特征在于：所述的设定温度为-20℃。

8.根据权利要求1所述的一种防冻型热管暖风器系统，其特征在于：所述的热管暖风器本体的入气口与外部的送风机的出风口连接，所述的热管暖风器本体的出气口输出的热空气供给外部的空气预热器。

9.根据权利要求1所述的一种防冻型热管暖风器系统，其特征在于：所述的热管的材质为碳钢或者钢铝复合材料；所述的热管内的工质为防冻液态工质，所述的防冻液态工质为甲醇或乙二醇或丙酮。