具有增強(qiáng)的可清潔性特征的熱交換元件輪廓的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例總體涉及熱交換元件輪廓，并且更具體地涉及用于旋轉(zhuǎn)再生熱交換器的改進(jìn)的熱交換元件輪廓，其中該輪廓具有增強(qiáng)的可清潔性。
【背景技術(shù)】
[0002]為了在今天的市場(chǎng)中具有競(jìng)爭(zhēng)力，煤或油燃燒設(shè)備中的旋轉(zhuǎn)再生熱交換器中使用的熱傳遞元件必須具有高的熱性能與低的壓力降。同時(shí)，這些熱傳遞元件向著該元件輪廓的極冷端部必須具有盡可能低的積垢潛力，在該極冷端部，熱傳遞、酸冷凝并且因此相關(guān)的固體沉積速率處于最大值。
[0003]為了最佳操作，也重要的是，熱傳遞元件在空氣預(yù)熱器的更深層避免潛在地同樣成問題的積垢條件，其中，取決于元件布置，局部元件金屬溫度可能幾乎與預(yù)熱器的極冷端部處一樣低。此外，用來還原一氧化二氮和氧化氮(NOx)的選擇性催化還原(SCR)過程產(chǎn)生硫酸氫銨(ABS)積垢的另外危險(xiǎn)，這可能在顯著較高的溫度下出現(xiàn)，該顯著較高的溫度出現(xiàn)在通常被元件的中間或熱端部層占據(jù)的區(qū)域中的空氣預(yù)熱器的更深層。這些熱傳遞元件通常具有較高性能特性，這是要實(shí)現(xiàn)空氣預(yù)熱器的所需總體熱性能所必需的。
[0004]用來清潔這些熱傳遞元件的技術(shù)包括使用吹灰裝置，該吹灰裝置使用由加壓蒸汽或壓縮空氣構(gòu)成的高能量清潔射流。熱交換元件更深層的清潔區(qū)域中的這種裝置的效果被清潔射流的能量和沖擊速度的損失大大妨礙，該損失自然地發(fā)生在層間間隙上，該層間間隙不可避免地存在于熱交換元件的冷端部中間層之間。因此，在這種情況下，由于ABS積垢或具有相對(duì)高的溫度露點(diǎn)的其它組分的冷凝，在加熱器的更深層可能發(fā)生嚴(yán)重的積垢。
[0005]在過去，傳統(tǒng)的是，許多空氣預(yù)熱器供應(yīng)商提供低性能、凹口-平(NF)元件的淺的冷端部層，如W02007/012874的圖8中示出的。在這些情況中，中間和熱端部元件層由較高性能波狀波形元件(諸如在圖6中示出)或任何替代高性能元件(WO 2007/012874的圖1-7或圖9-10中示出)制造。
[0006]作為替代方法，WO 2007/012874的圖11-15中示出的橫向人字形片材產(chǎn)生高性能元件輪廓，該高性能元件輪廓可論證地比任何其它高性能元件更加可清潔，在元件積垢變得不可控制之前，這種較高的可清潔性允許它們用于較低的冷端部溫度。當(dāng)用于冷端部元件時(shí)，這些改進(jìn)被認(rèn)為足以允許這種元件成功地用于操作直到與凹口平元件類似的氣體出口溫度，同時(shí)避免不可控制的積垢。
[0007]因此，通過使用這種元件的深的層，已經(jīng)提出，貫穿其全深度具有相同輪廓的這種元件將適合于控制冷端部酸增強(qiáng)的積垢和該元件更深層的ABS增強(qiáng)的積垢的組合。不幸的是，雖然低性能凹口平元件的通常使用可以預(yù)期減小極冷端部積垢速率，但這個(gè)相同低的熱性能也傾向于驅(qū)動(dòng)酸冷凝溫度帶較高地進(jìn)入該元件，它可能延伸入中間元件層的冷端部，在那里，局部元件溫度可以接近極冷端部元件溫度。由于僅僅在層間間隙之后達(dá)到這些中間層，因此吹灰射流速度的相關(guān)減小導(dǎo)致它們的清潔效果的大的損失。因此，存在許多情況，其中雖然冷端部元件層可以被適當(dāng)?shù)厍鍧?，但最極端積垢可以被證明發(fā)生在中間層的入口。這種不可控制的積垢最終限制空氣預(yù)熱器的可用性，這是由于壓力降的關(guān)聯(lián)增加可能變得太大而使誘導(dǎo)通風(fēng)風(fēng)扇在不降低流率的情況下不能適應(yīng)。
[0008]鑒于上述，將希望提供一種改進(jìn)的熱交換元件，該改進(jìn)的熱交換元件被設(shè)計(jì)用來更好地解決由于空氣預(yù)熱器更深層的ABS形成而出現(xiàn)的冷端部積垢問題和中間積垢問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決前述問題，本發(fā)明人已經(jīng)將兩種不同形式的輪廓并入單個(gè)熱傳遞元件。在一個(gè)實(shí)施例中，很低性能的輪廓(但同樣低積垢輪廓)被布置在熱傳遞元件片材的極冷端部，而向著熱傳遞元件片材的熱端部布置較高性能輪廓。
[0010]在空氣預(yù)熱器的每一個(gè)循環(huán)期間，熱傳遞元件的低性能冷端部可以用于限制在那個(gè)區(qū)域中的熱傳遞的量并且因此限制這些熱傳遞元件的關(guān)聯(lián)的溫度波動(dòng)和最小溫度。由于這個(gè)原因，通過這種低性能熱傳遞元件(與任何較高性能熱傳遞元件相比)，空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子的極冷端部處的積垢速率預(yù)期是較低的。
[0011]因?yàn)樵谠牡拿恳粋€(gè)端部可能存在不同輪廓，窄的過渡區(qū)域可以被設(shè)置在不同的輪廓之間以實(shí)現(xiàn)低和高性能區(qū)域之間的平滑表面過渡并且也保證通過過渡區(qū)域的吹灰射流的連續(xù)性。
[0012]公開熱傳遞元件的堆疊。該堆疊可以具有主方向并且可以包括第一和第二熱傳遞元件。第一熱傳遞元件可以包括沿主方向順序布置的第一、第二和第三區(qū)域。第一區(qū)域可以包括人字形結(jié)構(gòu)，該人字形結(jié)構(gòu)包括并排側(cè)向布置的多個(gè)波形。該波形的縱向延伸可以不平行于主方向。第二區(qū)域可以包括平的結(jié)構(gòu)。第三區(qū)域可以包括沿主方向延伸的多個(gè)波紋。該波紋可以具有多個(gè)平的峰和槽。第二熱傳遞元件可以包括沿主方向延伸的多個(gè)波紋。
[0013]公開加熱表面元件的堆疊。該堆疊可以具有主方向。該堆疊可以包括第一加熱表面元件，該第一加熱表面元件具有沿所述主方向順序布置的第一、第二和第三區(qū)域。第一區(qū)域可以包括人字形結(jié)構(gòu)。該人字形結(jié)構(gòu)可以包括多個(gè)區(qū)。該多個(gè)區(qū)可以被布置成使得多個(gè)區(qū)的邊界沿著所述主方向。該多個(gè)區(qū)可以包括具有并排側(cè)向布置的多個(gè)波形的第一區(qū)，所述第一區(qū)中的波形的縱向延伸相對(duì)于主方向大于0°并且小于90°。該多個(gè)區(qū)還可以包括鄰近所述第一區(qū)的第二區(qū)。該第二區(qū)可以具有并排側(cè)向布置的多個(gè)波形，所述第二區(qū)中的波形的縱向延伸可以相對(duì)于主方向小于0°且大于-90°。第二區(qū)域可以包括平的結(jié)構(gòu)。第三區(qū)域可以包括沿主方向延伸的多個(gè)波紋，該波紋具有平的峰區(qū)和槽區(qū)。該堆疊還可以包括第二加熱表面元件。該第二加熱表面元件可以包括沿主方向延伸的多個(gè)波紋。
[0014]公開加熱表面元件的堆疊。該堆疊表面元件可以包括主方向。該堆疊可以包括第一加熱表面元件，該第一加熱表面元件具有沿主方向順序布置的第一、第二和第三區(qū)域。該第一區(qū)域可以包括人字形結(jié)構(gòu)，該第二區(qū)域可以包括平的結(jié)構(gòu)，并且該第三區(qū)域可以包括沿主方向延伸的多個(gè)波紋。該波紋可以具有平的峰區(qū)和槽區(qū)。該堆疊還可以包括第二加熱表面元件。該第二加熱表面元件可以包括沿主方向延伸的多個(gè)波紋。
【附圖說明】
[0015]附圖示出迄今為止被設(shè)計(jì)用于本發(fā)明的原理的實(shí)際應(yīng)用的所公開的方法的優(yōu)選實(shí)施例，并且其中:
[0016]圖1是包括公開的熱傳遞元件的示例性預(yù)熱器組件的頂視平面圖；
[0017]圖2是根據(jù)本公開的示例性熱傳遞元件的平面圖；
[0018]圖3是包括圖2的熱傳遞元件的熱傳遞元件的示例性的堆疊的等距視圖；
[0019]圖4是圖3的堆疊的一部分的詳細(xì)等距視圖；
[0020]圖5是圖3的堆疊的端視圖；
[0021]圖6是包括替代的公開的熱傳遞元件的熱傳遞元件的示例性的堆疊的等距視圖；
[0022]圖7是圖6的堆疊的一部分的詳細(xì)等距視圖；
[0023]圖8是圖6的堆疊的端視圖；
[0024]圖9是包括替代的公開的熱傳遞元件的熱傳遞元件的示例性的堆疊的等距視圖；
[0025]圖10是圖9的堆疊的一部分的詳細(xì)等距視圖；并且
[0026]圖11是圖9的堆疊的端視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]公開一種改進(jìn)的熱傳遞元件輪廓。公開的熱傳遞元件輪廓包括復(fù)合元件輪廓，該復(fù)合元件輪廓具有該元件的熱端部處的第一輪廓和該元件的冷端部處的第二輪廓。在一個(gè)實(shí)施例中，熱傳遞元件輪廓包括向著深波狀元件的熱端部的橫向人字形元件和向著該輪廓的冷端部的凹口平輪廓。
[0028]圖1是示例性預(yù)熱器I的頂視圖，該預(yù)熱器包括多個(gè)單個(gè)加熱器籃2，每一個(gè)單個(gè)加熱器籃可以包括多個(gè)熱傳遞元件4。在示出的實(shí)施例中，熱傳遞元件4的“熱”端部是可見的。熱傳遞元件4的“冷”端部布置在預(yù)熱器的相對(duì)側(cè)上。
[0029]現(xiàn)在參考圖2，示例性第一熱傳遞元件4被示出。熱傳遞元件4可以具有第一和第二端部6、8，該第一和第二端部通?？梢苑謩e被稱為“熱”和“冷”端部。第一熱傳遞元件4可以包括多個(gè)離散的輪廓區(qū)域。在示出的實(shí)施例中，設(shè)置第一、第二和第三區(qū)域10、12、14。第一區(qū)域10布置成鄰近第一熱傳遞元件4的第一(“熱”)端部6。第三區(qū)域14布置成鄰近第一熱傳遞元件4的第二( “