[发明专利]八通阀U形管蓄热式空气预热器

说明书

本发明公开了一种八通阀U形管蓄热式空气预热器，以解决现有技术中蓄热式换热器配对四通阀同步可靠性差和密封可靠性低等问题。其包括换向阀和蓄热室，换向阀为旋转式八通换向阀，蓄热室包括U形管形式的左室和右室，旋转式八通换向阀包括两个四通换向阀，用一个共用轴，每个四通换向阀均包括阀体、阀芯、阀芯隔板和四个接口，所述阀体和阀芯均为球形，阀芯位于阀体内部，阀体与四个接口连接，阀芯上开有四个内孔，阀体上的四个接口直径相等，阀芯上的四个内孔直径相等，阀芯上的内孔直径等于或小于阀体上的接口直径。阀芯隔板设置在阀芯内，将四个内孔分隔成两个通道，阀轴固定在阀芯上，阀芯与共用轴、阀芯隔板连成一体形成转动部件，阀体和阀芯之间设置有密封环、弹簧圈和密封弹簧，所述每个四通换向阀上的两个相对应接口分别与左室和右室U形管的一个管口连通。

技术领域

本发明属于换热设备，涉及一种八通阀U形管蓄热式空气预热器。

背景技术

火焰加热炉是石油、石化和天然气工业中广泛使用的工艺加热炉，以燃油或燃气为燃料，火焰直接加热炉管内连续流动的工艺物流，满足下游设备对工艺物流的温度要求。

空气预热系统是火焰加热炉的重要组成部分，但由于烟气酸露点的影响，系统中金属材料的空气预热器经常发生露点腐蚀。目前，金属材料的防低温露点腐蚀技术还没有取得实质性突破，限制了火焰加热炉排烟温度的进一步降低。

近年来，国内在各种工业炉窑中广泛应用一种蓄热式换热技术，用高温烟气加热蓄热体，再将蓄热体蓄存的热量加热空气，使空气获得高温预热，蓄热体冷却后，再切换到高温烟气加热状态，循环往复，达到余热回收的目的。蓄热式换热器换热效率高、投资少、节能效果明显且环保作用较大。由于采用蜂窝陶瓷作蓄热体，即使烟气产生露点，蜂窝陶瓷也不会被腐蚀，因此，蓄热式燃烧技术对于进一步降低火焰加热炉排烟温度，避免空气预热器的露点腐蚀也具有非常重要的意义。

但是，这种换向式蓄热换热器也有其本身的局限性，由于蓄热体是周期性地加热、放热，需要周期性的切换空气和烟气通道，造成空气和烟气流场的频繁波动，炉膛压力波动很大，增加了控制上的难度，降低了整个系统的可靠性；此外，一旦一个蓄热装置停止工作，整套系统都将处于瘫痪状态。

为解决蓄热式换热器不能连续工作问题，中国专利CN 201410139676.9，公开了一种蓄热式换热器，用四个直筒蓄热室并联形成四通道，保证换热器的连续工作。但四个直筒蓄热室形成的四通道，对于空气(烟气)来说，实际只是两条通道，当一个通道换向时，只剩一个通道工作，空气、烟气流场和炉膛压力波动依然很大。而且，由于容积效应，换向时，将由一股烟气进入到空气通道，混入这股烟气的空气氧含量只有12～13％左右，造成燃烧器短时间低氧燃烧，有缺氧熄火的风险。因此，对于需要稳定燃烧的加热炉，四个蓄热室显然是不够的。另外，一对直筒蓄热室两端配置一对四通换向阀同步工作，这一对四通换向阀如何保证同步专利没有说明。如果这对四通换向阀同步不能保证，将导致烟气通道与空气通道的冲突，同样可以导致系统瘫痪。因此，一对换向阀同步工作，对蓄热式换热器也是至关重要的。

为解决一对换向阀的同步换向问题，中国专利CN201120247848.6，公开了一种双流体七通组合式换向阀，将流体四通阀与流体三通阀通过机械连接组合在一起形成七通，确保两种流体同步、同方向进行供给与置换。流体四通阀的阀体为圆柱形、阀芯为转板式，密封结构为转板式柱面弹性密封。

现有技术的旋转式四通换向阀，或由两个换向阀同轴连接形成的七通阀，其缺点是阀体结构复杂、大而笨重，转板密封可靠性差、漏风率高。

目前，现有技术的蓄热式换热器的蓄热室，仍然采用一端入口、另一端出口的直筒式，结构单一。采用立式直筒的蓄热室，底部还要加篦子板支撑蓄热体，结构复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种八通阀U形管蓄热式空气预热器，以解决现有技术中蓄热式换热器配对四通阀同步可靠性差、换向阀阀体大而笨重、密封可靠性低以及蓄热室进一步小型化等问题。