空氣預熱器的傳熱面的製作方法

2023-05-23 15:23:26

專利名稱：空氣預熱器的傳熱面的製作方法
背景技術：
本發明涉及用來把熱從廢氣流傳給助燃空氣流的旋轉式再生空氣預熱器。具體地說，本發明涉及空氣預熱器的傳熱面。
旋轉式再生空氣預熱器通常用來把熱從加熱爐排出的廢氣傳給進入的助燃空氣。傳統的旋轉式再生式空氣預熱器有一個可旋轉地安裝於機殼中的轉子。此轉子支承著用來將熱從從廢氣傳給助燃空氣的傳熱件所界定出的傳熱面。此轉子具有徑向隔件或隔片，在它們之間限定出用於支承傳熱件的間隔。有區段板從轉子的上面延伸到其下面，把預熱器分成廢氣區段和空氣區段。熱的廢氣流被導引通過預熱器的廢氣區段，把熱傳給連續轉動的轉子的傳熱件上。這些傳熱件然後轉動到預熱器的空氣區段。在此加熱導引到傳熱件上的助燃空氣流。
對於用於再生式空氣預熱器的傳熱件有若干要求。最重要的是，此傳熱件在給定的深度下必須能提供所屬的傳熱量或能量回收、預熱器用的傳統的傳熱器採用平的或壓製成形的鋼板或是帶肋稜的板的組合件。當把這些板碼垛組合時，它們便形成了使廢氣流和空氣流通過預熱器的通道。這些傳熱板的表面設計和結構使得相鄰的板相接觸，限定和保持著通過傳熱件的流道。對傳熱件的其他要求則是使其在給定的深度下產生最小的壓力件，此外還要求其能同小容積配合。
傳熱件易受廢氣流中粒狀物和冷凝的汙染物通常稱作為煙炱的汙損。因而另一個重要的性能要求是使傳熱件不易被顯著的汙損。此外，要求傳熱件在受到汙損後易於清洗。傳熱件的汙染物通常用煙炱噴除設備發出的加壓幹蒸汽或空氣，利用衝擊能從傳熱件上除去粒狀物、鱗片和汙染物。為此，傳熱件必須允許煙炱噴除設備的能量能透過其第一層，以充分的能量來清洗與此設備相距較遠的傳熱件。此外，傳熱件還必須經受與煙炱噴塗作業造成的磨損和疲勞。
傳熱件的再一個設計方面的考慮是能夠看到其整個裸度的視線。這一視線可讓紅外或其它熱點探測系統探到傳熱器上的熱點或著火的早期階段。快速和精準地探測出熱點和著火處可使預熱點的損傷減至最少。
傳統的預熱器通常使用多層不同類型的在轉子上的傳熱件。轉子具有位於廢氣出口的冷端層。中間層以及位於廢氣入口的熱端層。一般，熱端層一般採用高熱傳輸件，設計成對於此傳熱件的一定深度能回收最高的相對能量。這些高熱傳輸件通常具有斜向的互連流道，它們能提供高熱傳輸，但卻能允許來自煙怠噴除氣流進入和通過傳熱件時播散或發散到。煙炱噴除氣流的發散性會大大降低對最接近煙炱噴除器的傳熱件和較遠的傳熱件的清除效率。
最顯著的汙染量一般發生在冷端層，這是由於它至少是部分發生冷凝的結果。通常高熱傳輸件的斜向流道一般不用於冷端層，這是由於煙炱噴除能量在滲透這種高熱傳輸件時會顯著地耗費掉。因而為了提供能由煙炱噴除作業有效清洗的傳熱面，至少是在冷端層採用直通道的傳熱件以便減少煙炱噴塗用能量的損耗。於是，熱傳輸或能量回收效率通常會受到損失，而需要有較大深度的直通道的傳熱件來提供與傳統的高熱傳輸件相等效的傳熱本領。
發明概述簡單地說，本發明是用於旋轉式再生空氣預熱器中的把熱從廢氣流傳送給空氣流的傳熱件。這種傳熱件具有波紋傳熱板，板上則有縱向的相互平行的波紋。這種波紋一般形成為連續地跨越此第一傳熱板的整個橫向。
位於這種波紋傳熱板各側的是帶切口的板每塊帶切板都有相互平行的且隔開的切口。每個切口都由從這種帶切口的傳熱板兩相對側沿橫向突出的平行雙脊形成。這種帶切口的傳熱板還在兩切口之間界定出平整部分。帶切口的傳熱的切口還相對于波紋傳熱板上的波紋沿相互對峙的方向傾斜地取向。每塊帶切口的傳熱板同波紋傳熱扳只在切口和波紋的相交點接觸。
本發明的傳熱件在帶波紋的和帶切口的傳熱板之間的接觸點同只具有碼放的帶切口的傳統傳熱件相比是增多了。在帶波紋的和帶切口的傳熱板之間所增加的接觸點數量加大了界面層的破裂數。這些界面層的破裂破壞了熱界面層，這些熱界面層能夠沿傳熱板表面發生而降低傳熱性能。所增加的界面層破裂數而因此便提高和改進了流體介質和本發明的傳熱件之間的傳熱。
這種波形傳熱板提供了通過傳熱件中的大致連續的直線通道。於是，在煙炱噴除作業時，波紋傳熱板就能允許噴吹的介質滲透滲透傳熱件的整個深度來改進煙炱的噴除。帶波紋的和帶切口的傳熱板的疊置形式還能使視線通過傳熱件的整個深度。因此，紅外傳感器能夠探測傳熱件上的熱點和早期的著火現象，從而能使預熱器有效的工作和防止其著火。
附圖簡述

圖1是旋轉式再生式預熱器的部分剖開的透視圖；圖2是圖1中轉子的局部橫剖圖；圖3是本發明的圖2的傳熱件的透視圖；圖4是圖3中傳熱件的局部端視圖；圖5是圖3中傳熱件的局部橫剖透視圖。
最佳實施例的說明參看圖1，由標號10統一標明傳統的旋轉式再生預熱器，此預熱器具有可旋轉地安裝於機殼14中的轉子12。轉子12包括從轉子柱18沿徑向延伸到轉子12外周面的隔片或隔件16。隔件16在它們之間界定出內含熱交換件40的間隔17。
機殼14限定出廢氣入口管道20和廢氣出口管道22，用來使熱的廢氣流過空氣預熱器10。機殼14還限定了空氣入口管道24和空氣出口管道26，用來讓助燃空氣流過預熱器10。區段板28跨過機殼14延伸而同轉子12的上下面鄰接，並將空氣預熱器10分成空氣區段32和廢氣區段34。圖1中的各箭頭表明廢氣流36和空氣流38通過轉子12的方向。通過廢氣入口管道20進入的熱的廢氣流36把熱傳給安裝在間隔17中的傳熱件40。被加熱了的傳熱件40然後轉動到空氣預熱器10的空氣區段32。傳熱件40中存儲的熱然後傳給通過空氣入口導管24進入的助燃空氣流38。冷的廢氣流36通過廢氣出口管道22從預熱器10排出加熱了的空氣流38通過空氣出口管道26從預熱器10排出。
轉子12一般具有三層傳熱件40(參看圖2和3)。熱端層42最靠近廢氣入口管道20和空氣出口管道26。中間層44位於熱端層鄰近，最後，冷端層46一般與廢氣出口管道22和空氣入口管道24鄰近。
傳熱件40構成為由交錯的波紋傳熱板50和帶切口的傳熱板52組成的疊置件。波紋傳熱板50界定出沿縱向取向且相互平行的波紋51。波紋51大致平行於通過傳熱件40的流體介質的主流方向。波紋51最好跨過波紋傳熱板50的整個橫向連續地形成。
位于波紋傳熱板50各側的是帶切口的傳熱板52。每個帶切口的傳熱板52都限定出一些相互平行的切口54。切口54是由相互平行的雙脊56沿橫向從帶切口的傳熱板52的兩相對側突出形成。切口54最好限定出一種S形橫剖面。但是切口54也可具有大致呈三角形或I形的橫剖面，或者具有其他周知的切口形狀來形成相對地沿橫向延伸的許多的脊。帶切口的傳熱板52在切口54之間限定出平整部分。位于波紋傳熱板50相對側上的傳熱板52相對于波紋傳熱板50上波紋51的取向沿相互相對的方向傾斜地取向。結果，帶切口的傳熱板52和波紋傳熱板50便僅僅是在波紋51和切口54的脊56的相交處接觸。
波紋傳熱板50的波紋51限定了通過傳熱件40的視線，得以由紅外或其他傳感系統監控傳熱件的熱點和著火的早期階段。這些波紋57還為煙炱噴吹設備的清除介質滲透到傳熱件40的內部以從其上除去沉積物提供了直線式通道。
脊56和波紋51的交點或接觸點(見圖4)在發生於流體介質流和傳熱件40表面間的熱界面中形成了分離處。傳熱板50、52之間的接觸點數相比於傳統的傳熱板增加了，這樣就改進了流體介質和本發明的傳熱件40之間的傳熱性能。
雖然已由圖示詳述了本發明的最佳實施例，但內行的人是能很快掌握它的許多變動和更改形式的。因此，後附權利要求書將用來涵蓋符合本發明實質精神和範圍內的一切這類變型。
權利要求
1．用於空氣預熱器的傳熱件，它包括第一傳熱板，此板具有相對的側面和形成為大致連續地跨越此板橫向的沿縱向取向且相互平行的波紋；第二傳熱板，它與上述第一板的所述各相對側面相鄰，每個所述第二板具有從該板相對側沿橫向突出的相互平行的雙脊形成的直切口以及在切口之間的平整部分，每個所述第二板只在切口與波紋的交點同所述第一板接觸，而所述第二板的雙脊則相對於所述波紋沿相互相對方向傾斜地取向。
2．用於空氣預熱器的傳熱件，它包括相鄰的帶波紋與帶切口的兩種傳熱板交錯設置，此波紋板具有在跨越所述波紋板的橫向上連續形成的沿縱向取向且相互平行的波紋，此帶切切口板具有從所述帶切口板相對側沿橫向突出的相互平行的雙脊形成的直切口，以及在切口之間的平整部分，每個帶切口的板只在切口與波紋的交點同相鄰的波紋板接觸，而所述相鄰的帶切口的板的雙脊則相對所述波紋沿相互相對的方向傾斜的取向。
全文摘要
空氣預熱器(10)具有的傳熱件(40)所帶的第一列波紋件(50)包括有沿縱向相互平行的波紋(51),後者形成為大致連續地跨越橫向。位於此第一列波紋件(50)各側的是一列帶切口板(52),各具有相互平行分開的切口(54)。每個切口由松(52)相對側橫向突出的平行雙脊(56)形成,而波紋件(50)則在切口(54)之間有平整部分(58)。切口(54)相對於相鄰波紋件(50)的波紋(51)於相互相對方向取料向,由此使帶切口件(52)只在切口(54)和波紋(51)的交點才同波紋件(50)接觸。這樣就增多了界面層的破裂數而能改進傳熱同時提供了通過波形件(50)的直線式通道。
文檔編號F28D19/04GK1232540SQ97198496
公開日1999年10月20日 申請日期1997年9月30日 優先權日1996年10月4日
發明者W·F·哈德, R·B·羅德斯 申請人:Abb·空氣預熱器有限公司