[发明专利]蓄热式纯净空气加热系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种加热设备领域，尤其涉及一种蓄热式空气加热系统。

背景技术

近年来尽管出现了许多新的加热技术，但在气流加热方面通常采用三种加热方式：

(1)换热加热方式：通过以强制对流为主热交换的方式，将加热元件热量传递给气流。

换热加热方式分为即热式和蓄热式两种。即热式加热器一般在无气流流过时不工作，当有气流流过时将其它型式能量转化成热能传递给气流，在运行过程中需始终保持输入能量和输出能量的平衡，通常可连续运行；蓄热式加热器一般在气流流过前先将其它型式的能量以热能的型式储存在加热元件中，当有气流流过时，与气流进行以强制对流为主的换热，在整个运行过程中，其储存的热能逐渐减少，通常为间歇运行方式。换热加热方式加热器以空气为介质时，加热后的空气纯净，空气组分不会发生变化，缺点是受到加热元件材料的限制，目前国内此类加热器排气温度最高只能达到1400K。

(2)电弧加热方式：高压直流电弧通过辐射，传导和对流方式加热气体形成产生高温气流。

电弧加热一般都为连续式加热器，能够得到的气体温度很高，一般可达到5000K以上，缺点是在对空气加热时，加热过程中气体组分会发生变化，产生氮氧化物，不适用于对空气质量要求较高的场合，同时由于电功率的限制，加热器排气流量较小。

(3)燃烧加热方式：通过燃烧一部分空气组分获得所需的温度。

燃烧加热方式能够得到的气体温度较高，一般可达到3500K，缺点是在对空气加热时，燃料需要和空气中的氧气发生化学反映，空气组分会发生变化，不适用于对空气质量要求较高的场合。

目前国内纯净空气蓄热式加热器一般分为两类，一类采用耐高温金属作为加热元件，加热温度一般小于1000K，小功率加热器应用较多，10MW以上加热器尚处于研发阶段；另一类采用非金属材料作为加热元件，加热温度可达1400K，仅中国航天空气动力技术研究院FD07风洞高线Al2O3小球加热器成功得以应用外，其余均在研发阶段。

具体来说，开发大功率蓄热式加热器面临以下几个技术问题：

(1)如采用单体大加热器，壳体内径约Φ1.5m，壳体厚约70mm，材料为耐热低合金钢，经过调研国内的加工厂家，加热器壳体及壳体连接法兰的制造加工困难，高温高压截止阀(DN350)、烟道阀(DN500)的制造加工困难，需要技术攻关，投资多风险大、周期无法预期；

(2)单体大加热器的大油量、大气量对点火和燃烧技术要求高，需要研制，不易实现。

因此，目前国内还没有有效功率能达到50MW级的蓄热式加热器。

发明内容

针对上述技术间题，本发明提供了一种有效功率可达到50MW的蓄热式纯净空气加热系统。

本发明提供的技术方案为：

一种蓄热式纯净空气加热系统，包括：

并行设置的六个加热器，每个加热器的有效功率约为9MW，所述加热器为FD07风洞低线金属板片蓄热加热器；

第一进气管路，其连接至所述加热器的第一进气端，以向所述加热器供应冷空气，其中，每个加热器对应一个第一进气管路；以及

出气管路，其连接至六个加热器的出气端，将由六个加热器分别输出的热空气混合输出。

优选的是，所述的系统，还包括：

第二进气管路，其连接至所述加热器的第二进气端，以向所述加热器供应冷空气，每个加热器对应有一个第二进气管路；

其中，所述加热器内部形成有换热线路，所述换热线路依次连接第一进气端、蓄热体以及出气端，且所述换热线路与所述第二进气管路汇合于所述出气端，以使来自于第二进气管路的冷空气与流经所述换热线路的空气混合成热空气。

优选的是，所述的系统，还包括：

主进气管路和一对分进气管路，其中，所述主进气管路通过一气流分配装置连接至一对分进气管路，其中一个分进气管路同时连接至六个第一进气管路，另一个分进气管路同时连接至六个第二进气管路。

优选的是，所述的系统中，所述第一进气管路上设置有第一节流阀，所述第二进气管路上设置有第二节流阀。

优选的是，所述的系统，还包括：

烟气管路，其包括主排烟通道、设置于所述主排烟通道的闸阀、与所述主排烟通道连接的旁路以及设置于所述旁路的第一截止阀；

其中，每个加热器连接有一个烟气管路。