[發明專利]一種基于氣水換熱的空氣預熱器

在審

• 申請號: 201510463460.2
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN105042622A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 王隨林;穆連波;劉貴昌
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學;北京京大深能科技有限公司
• 主分類號: F23L15/00
• 分類號: F23L15/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖;陳英俊

技術領域

本發明涉及一種基于氣水換熱的空氣預熱器，具體是涉及燃氣鍋爐、燃油鍋爐、燃煤鍋爐、直燃機、工業窯爐、冶金、化工等動力設備用空氣預熱器，屬于熱工設備技術領域。

背景技術

我國北方地區冬夏季溫差較大，鍋爐燃燒用的助燃空氣溫度波動較大，會引起鍋爐點火困難、燃燒不穩定等現象，從而導致鍋爐燃燒效率降低。為確保鍋爐節能高效運行，一般在鍋爐前部加裝空氣預熱器，利用中高溫熱水/高溫煙氣加熱室外低溫空氣，從而提高助燃空氣溫度，進而提高鍋爐燃燒效率和系統總效率，實現系統能效最大化。

目前市場上空氣預熱器的種類繁多，如氣氣換熱器和氣-工質換熱器，氣氣換熱器存在體積大、傳熱性能差、流動阻力大等缺陷，而氣-工質換熱器(如空調)也存在管徑小、翅片排列緊密、風阻大和內部結構復雜等，大部分存在有以下缺點：傳熱性能差，節能效果不顯著，體積和耗材增加；為保證空氣預熱器的節能效果，空氣側阻力很大，影響燃燒機的正常使用，甚至需增加風機來克服空氣側阻力；水側阻力大，增加水泵電耗；部分空氣預熱器漏風量大，致使燃燒氧量減少，增加不完全燃燒熱損失；同時設備制造和維護成本較高等。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于氣水換熱的空氣預熱器，主要根據我國水質現狀，從改善設備傳熱性能來提高節能率，從調整換熱管管徑及排布和優化翅片間距等方面來降低水側和空氣側流動阻力，降低設備成本和運行維護費用，實現系統能效最大化。

本發明的技術方案如下：

一種基于氣水換熱的空氣預熱器，其特征在于，該空氣預熱器包括空氣預熱器主體、空氣漸擴段、空氣漸縮段和進出水系統；所述空氣預熱器主體是由至少兩組換熱翅片管模塊陣列排布而成，每組換熱翅片管模塊包括帶翅片的換熱翅片管、肋管連接管和支撐端板；進出水系統包括進水管和出水管，其中，進水管包括進水總管和多根并聯布置的進水支管，出水管包括出水總管和多根平行分布的出水支管，在進水管上設置泄水閥，在出水管上設置排氣閥；每根進水支管和出水支管分別通過短管與換熱翅片管模塊兩端的肋片連接管連接；空氣漸擴段和空氣漸縮段分別設置在空氣預熱器主體的進風側和出風側，進水總管設置在出風側，出水總管設置在進風側。

優選地，所述進水管的入口位于空氣預熱器主體的下部，出水管的出口位于空氣預熱器主體的上部。

優選地，該均壓孔位于上下兩排換熱翅片管的中間位置；所述翅片采用平片結構。

上述技術方案中，所述進出水系統的進水管和出水管之間采用并聯或串聯布置。每組換熱翅片管模塊內的換熱翅片管采用紫銅管，且交叉錯列布置；翅片采用鋁翅片或銅翅片。

本發明具有以下優點及突出性的技術效果：

本發明的技術方案具有以下優點和突出性的技術效果：①由于空氣預熱器主體采用了多組導熱性能強的換熱翅片管模塊，有效增強了換熱性能，提高了節能效率。②對空氣預熱器的進出水系統進行優化，并采用多進出水支路同程排布，確保各支路水系統同程流動，降低水側阻力小。③在空氣預熱器主體的空氣側采用平板翅片的結構，合理排布翅片間距，同時空氣預熱器主體的進風側和出風側分別設置空氣漸擴段和空氣漸縮段進行空氣導流，可有效降低空氣側流動阻力。④空氣預熱器主體的翅片采用高肋化翅片結構，提高單位面積換熱性能，最終實現設備體積小，結構更加緊湊。⑤空氣預熱器主體可實現模塊化加工工藝，易于加工裝配，有效降低設備成本。

總之，本發明提供的一種基于氣水換熱的空氣預熱器，可有效提高燃氣動力設備助燃空氣的溫度，進而提高燃燒設備的燃燒效率和系統總效率，實現系統能效最大化。

附圖說明

圖1為本發明提供的基于氣水換熱的空氣預熱器第一種實施例的結構示意圖。

圖2為本發明提供的基于氣水換熱的空氣預熱器第二種實施例的結構示意圖。

圖3為本發明換熱翅片管模塊結構示意圖。

圖4為圖3的A-A斷面剖視圖。

圖5為基于第一種實施例的工作原理示意圖。

圖6為基于第二種實施例的工作原理示意圖。

圖1至圖6中：1-空氣換熱器主體；2-空氣漸擴段；3-空氣漸縮段；4-進水管；5-泄水閥；6-出水管；7-排氣閥；8-換熱翅片管；9-肋管連接管；10-支撐端板；11-連接法蘭；12-框板；13-短管；14-均壓孔；15-翅片。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的結構、原理和具體實施方式做進一步的說明。