[發(fā)明專利]八通閥U形管蓄熱式空氣預(yù)熱器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610937051.6
• 申請日: 2016-11-01
• 公開（公告）號: CN108006691A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王德瑞;楊利然;張月平;滿曉偉;杜俊濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中石化洛陽工程有限公司;中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號: F23L15/00
• 分類號: F23L15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種八通閥U形管蓄熱式空氣預(yù)熱器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中蓄熱式換熱器配對四通閥同步可靠性差和密封可靠性低等問題。其包括換向閥和蓄熱室，換向閥為旋轉(zhuǎn)式八通換向閥，蓄熱室包括U形管形式的左室和右室，旋轉(zhuǎn)式八通換向閥包括兩個四通換向閥，用一個共用軸，每個四通換向閥均包括閥體、閥芯、閥芯隔板和四個接口，所述閥體和閥芯均為球形，閥芯位于閥體內(nèi)部，閥體與四個接口連接，閥芯上開有四個內(nèi)孔，閥體上的四個接口直徑相等，閥芯上的四個內(nèi)孔直徑相等，閥芯上的內(nèi)孔直徑等于或小于閥體上的接口直徑。閥芯隔板設(shè)置在閥芯內(nèi)，將四個內(nèi)孔分隔成兩個通道，閥軸固定在閥芯上，閥芯與共用軸、閥芯隔板連成一體形成轉(zhuǎn)動部件，閥體和閥芯之間設(shè)置有密封環(huán)、彈簧圈和密封彈簧，所述每個四通換向閥上的兩個相對應(yīng)接口分別與左室和右室U形管的一個管口連通。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于換熱設(shè)備，涉及一種八通閥U形管蓄熱式空氣預(yù)熱器。

背景技術(shù)

火焰加熱爐是石油、石化和天然氣工業(yè)中廣泛使用的工藝加熱爐，以燃油或燃?xì)鉃槿剂希鹧嬷苯蛹訜釥t管內(nèi)連續(xù)流動的工藝物流，滿足下游設(shè)備對工藝物流的溫度要求。

空氣預(yù)熱系統(tǒng)是火焰加熱爐的重要組成部分，但由于煙氣酸露點(diǎn)的影響，系統(tǒng)中金屬材料的空氣預(yù)熱器經(jīng)常發(fā)生露點(diǎn)腐蝕。目前，金屬材料的防低溫露點(diǎn)腐蝕技術(shù)還沒有取得實(shí)質(zhì)性突破，限制了火焰加熱爐排煙溫度的進(jìn)一步降低。

近年來，國內(nèi)在各種工業(yè)爐窯中廣泛應(yīng)用一種蓄熱式換熱技術(shù)，用高溫?zé)煔饧訜嵝顭狍w，再將蓄熱體蓄存的熱量加熱空氣，使空氣獲得高溫預(yù)熱，蓄熱體冷卻后，再切換到高溫?zé)煔饧訜釥顟B(tài)，循環(huán)往復(fù)，達(dá)到余熱回收的目的。蓄熱式換熱器換熱效率高、投資少、節(jié)能效果明顯且環(huán)保作用較大。由于采用蜂窩陶瓷作蓄熱體，即使煙氣產(chǎn)生露點(diǎn)，蜂窩陶瓷也不會被腐蝕，因此，蓄熱式燃燒技術(shù)對于進(jìn)一步降低火焰加熱爐排煙溫度，避免空氣預(yù)熱器的露點(diǎn)腐蝕也具有非常重要的意義。

但是，這種換向式蓄熱換熱器也有其本身的局限性，由于蓄熱體是周期性地加熱、放熱，需要周期性的切換空氣和煙氣通道，造成空氣和煙氣流場的頻繁波動，爐膛壓力波動很大，增加了控制上的難度，降低了整個系統(tǒng)的可靠性；此外，一旦一個蓄熱裝置停止工作，整套系統(tǒng)都將處于癱瘓狀態(tài)。

為解決蓄熱式換熱器不能連續(xù)工作問題，中國專利CN 201410139676.9，公開了一種蓄熱式換熱器，用四個直筒蓄熱室并聯(lián)形成四通道，保證換熱器的連續(xù)工作。但四個直筒蓄熱室形成的四通道，對于空氣(煙氣)來說，實(shí)際只是兩條通道，當(dāng)一個通道換向時，只剩一個通道工作，空氣、煙氣流場和爐膛壓力波動依然很大。而且，由于容積效應(yīng)，換向時，將由一股煙氣進(jìn)入到空氣通道，混入這股煙氣的空氣氧含量只有12～13％左右，造成燃燒器短時間低氧燃燒，有缺氧熄火的風(fēng)險。因此，對于需要穩(wěn)定燃燒的加熱爐，四個蓄熱室顯然是不夠的。另外，一對直筒蓄熱室兩端配置一對四通換向閥同步工作，這一對四通換向閥如何保證同步專利沒有說明。如果這對四通換向閥同步不能保證，將導(dǎo)致煙氣通道與空氣通道的沖突，同樣可以導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此，一對換向閥同步工作，對蓄熱式換熱器也是至關(guān)重要的。

為解決一對換向閥的同步換向問題，中國專利CN201120247848.6，公開了一種雙流體七通組合式換向閥，將流體四通閥與流體三通閥通過機(jī)械連接組合在一起形成七通，確保兩種流體同步、同方向進(jìn)行供給與置換。流體四通閥的閥體為圓柱形、閥芯為轉(zhuǎn)板式，密封結(jié)構(gòu)為轉(zhuǎn)板式柱面彈性密封。

現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)式四通換向閥，或由兩個換向閥同軸連接形成的七通閥，其缺點(diǎn)是閥體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大而笨重，轉(zhuǎn)板密封可靠性差、漏風(fēng)率高。

目前，現(xiàn)有技術(shù)的蓄熱式換熱器的蓄熱室，仍然采用一端入口、另一端出口的直筒式，結(jié)構(gòu)單一。采用立式直筒的蓄熱室，底部還要加篦子板支撐蓄熱體，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種八通閥U形管蓄熱式空氣預(yù)熱器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中蓄熱式換熱器配對四通閥同步可靠性差、換向閥閥體大而笨重、密封可靠性低以及蓄熱室進(jìn)一步小型化等問題。