旋转换热器及减少旋转换热器中泄漏的方法技术

通过提供一种压力装置通过扇形板内的导管抽取空气来减少换热器的空气出口与气体入口之间的直接气体泄漏。该气体可由布置在扇形板相对转轮侧的吸装置通过扇形板内的槽抽取。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种旋转换热器。
技术介绍
具体地，本专利技术涉及旋转基体式(rotating matrix format)的旋转再生式换热器(rotary regenerative heat exchanger)，通常如在专利US4124063中公开的，以及在专利US544113中详述的后来的改进。这些旋转基体换热器包括框架；该框架所带的壳体；在所述壳体内能绕一轴旋转的转轮；安装在所述转轮内的多个换热元件；安装在所述转轮的第一和第二轴端的第一和第二扇形板；分别在所述第一和第二轴端并布置在所述扇形板的同一径向侧上的气体入口和出口导管；以及分别在所述第一和第二轴端并布置在与所述气体入口和出口导管相对的所述扇形板径向侧上的空气出口和入口导管。尽管参照了空气入口和出口导管，该类型的换热器还用于两种不同气体之间的换热，从而具有气体/气体换热器而不是气体/空气换热器。这些换热器通常用于例如从排出气配置如电站回收热量，其中空气是另一种介质，该空气被大幅度加热，于是预热的空气可作为燃烧空气送到电站的燃烧器。但是，如所示，这些换热器也可用于气体/气体模式，例如用于排出气的净化，以去除NOx和SOx气体。这些旋转换热器传统上是重达几百吨的大结构。可安装换热器使得转轮的轴水平，但最常见的是轴垂直地安装转轮。于是第一和第二扇形板是上和下扇形板。对于这种通用类型的换热器，有一个显著的问题，就是使用期间转轮的热偏移。常规的扇形板具有固有的刚性，这意味着经常上下扇形板都设置有铰结构以使扇形板可预置或调整到特定的位置以使扇形板的形状适应转轮热移动后的形状。所产生的缝隙可存在于转轮径向密封与扇形板之间，这会导致不希望的泄漏增加。US5443113指出一种克服这种热变形问题的方法，详述了怎么从大致平的板材制造和形成冷端第二扇形板，包括至少两个纵向延伸扇形板肋，其中第二扇形板的表面冷时是凸的，并在转轮处于工作温度时与转轮冷端相补。尽管该专利强调实现底扇形板的凹特性以在工作时与加热器转轮的偏移后形状更好相配的重要性，它也指出了在转轮热端的简单的静态密封板结构。这种静态密封板结构的性质使维护要求低并易于进一步改进，如本专利技术所述。附图的图6示出了一种现有的转子。入口空气压力Pai大于出口空气压力Pao，Pao大于入口气体压力Pgi，Pgi大于气体出口压力Pgo(Pai＞Pao＞Pgi＞Pgo)。因此，在空气出口和气体入口之间存在直接的泄漏。这导致旋转换热器效率更低。SU987295公开一种转轮，其中当部分转轮经过扇形板下时，从气体侧移动到空气侧时空气被抽取通过经过转轮下的转轮隔间以在该部分转轮进入空气侧中之间洗去烟气和任何其它磨粒。由冲洗所得空气被送回气体入口中。于是任何直接泄漏(由于Pao＞Pgi)会与被冲洗的气体结合而送入到气体入口，即这对于直接泄漏来说只是空气出口和气体入口之间的替代路线。另外，还要求从气体出口减少气体量，而这只会增加从气体出口的气体量。JP9229577公开一种相对SU987295以简单方式操作的转轮。但是，被冲洗的空气不是被送入气体入口，而是送入气体出口，导致空气出口与气体出口之间的网络泄漏，换热器效率下降。另外，提供风机，以驱动空气通过在扇形板下经过的转轮部分，从气体侧到空气侧。由此导致来自气体出口的气体显著增加。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是减少直接泄漏。根据本专利技术，提供一种旋转换热器，包括沿旋转轴延伸的转轮，所述转轮在所述转轮的相对的轴端分别具有大致垂直于轴的第一和第二轴端面，并围绕该轴；第一扇形板，具有与所述第一轴端面相邻的密封面，所述密封面延伸穿过所述第一轴端面从而将所述第一轴端面分成两半；其中所述第一扇形板限定从所述密封面延伸通过所述第一扇形板的吸导管；以及所述旋转换热器进一步包括设置为通过吸导管从所述密封面与所述第一端面之间抽取气体的压力装置。通过使气体流动通过第一扇形板的密封面中的导管，空气出口与气体入口之间的直接泄漏减少。压力装置优选为布置在扇形板的与转轮相对侧的抽吸风机。所提供的抽吸应小于主锅炉风机。通过如此减少必须由鼓风和抽风风机处理的空气和气体流率，应用该系统要么使锅炉负载增加，要么使在加热器的一侧上的空气或气体路径上容纳更高的压力降，而不需要升级或替换大得多也更贵的风机。被压力装置抽取的所得气体优选地进给到空气出口中。这样，被压力差Pao＞Pgi抽取的任何空气会被压力装置通过吸导管抽取，并被再引导到空气出口。空气侧与气体侧之间的直接泄漏减少。该扇形板优选地布置为延伸通过转轮轴并穿过转轮直径，将第一轴端面分成相等的两半。扇形板内的该导管优选地有槽，通过槽可抽取气体。气体可通过布置在转轮的第一轴端的第一气体入口进给到转轮内，然后通过转轮的第二轴端上的第一气体出口输出。第一气体入口导管和第一气体出口导管可布置在第一扇形板的相同径向侧。第二气体入口导管和第二气体出口导管可分别布置在转轮的第一和第二轴端，并在第一气体入口和第一气体出口导管上的第一扇形板的相对径向侧上。这里所述气体出口可用于任何气体，包括例如空气。来自所述压力装置的排出物和来自所述第二出口导管的气体可方便地送到共用的出口。可有第二扇形板相邻转轮的第二轴端，其穿过第二轴端面并与第一扇形板直接相对。该扇形板优选地包括至少两个纵向延伸扇形板肋，该纵向延伸扇形板肋从所述第一扇形板远离所述转轮延伸，焊接到支撑结构肋，该支撑结构肋焊接到旋转换热器的框架。该扇形板优选地由大致平的板材形成。这种扇形板的布置提供便于气体抽取的表面。转轮壁优选地从第一轴端面直通到第二轴端面，限定周向阵列上的多个换热空间。然后该密封面优选地充分延伸，使得在任何给定时间，轴的任一侧上的至少一个完整的换热空间完全直接并完全相对所述密封面的各自部分。这可通过所述密封面的范围至少等于两个相邻换热空间的剖面面积来实现。每个换热空间优选地大致沿转轮的整个半径延伸。对于所述第一扇形板成形为角度x的扇形，限定所述换热空间的径向延伸壁之间的角度应小于x/2。根据本专利技术的另一方面，提供一种减少旋转热交换器中泄漏的方法，该方法包括从扇形板与转轮之间的空间通过延伸过所述扇形板的吸导管驱动气体，优选地利用抽吸。附图说明为使本专利技术更易于理解，参照附图通过例子给出以下描述，其中图1是旋转再生式换热器的示意性透视图；图2是示出各种密封隙的旋转再生加热器的三维透明空间框架图，常规的旋转换热器中，通过所述密封隙产生因两股流之间的压力差而引起的空气到气体(air to gas)的直接泄漏；图3是旋转再生加热器的三维透明空间框架图，示出常规的旋转换热器中，因为转轮腔内夹带的空气而产生的从空气预热器的空气侧到气体侧的附加的泄漏；图4是图1所示换热器的常规的顶或底扇形板的示意性透视图；图5是类似于图4根据US5443113所述改进的顶和底扇形板的视图；图6是图5所示固定扇形板以及经过该扇形板下时的转轮、径向板和径向密封板的剖视图。该布置示出单密封的旧空气预热器上最常见的布置；图7是在US5915339中作为现有技术引用的双密封布置的平面视图；图8是类似于图6所示的密封布置的剖视图，但示出了图7中双密封布置的另一个视图。图9是本专利技术的其中一个形式的剖视图，示出增加吸密封风机的情况。图10是化石燃料燃烧锅炉典型的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转换热器，包括：沿旋转轴延伸的转轮，所述转轮在所述转轮的相对的轴端分别具有大致垂直于该轴的第一和第二轴端面，并围绕该轴；第一扇形板，具有与所述第一轴端面相邻的密封面，所述密封面延伸穿过所述第一轴端面从而将所述第一轴端面分成两半；其中所述第一扇形板限定从所述密封面延伸通过所述第一扇形板的吸导管；以及所述旋转换热器进一步包括设置为通过吸导管从所述密封面与所述第一端面之间抽取气体的压力装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉姆库珀，
申请(专利权)人：豪顿英国有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]