高溫高壓純凈空氣加熱系統技術方案

高溫高壓純凈空氣加熱系統，由蓄熱器、四通、高壓空氣系統、常壓空氣系統以及液化石油氣系統構成；蓄熱器從里到外依次由陶瓷蜂窩體、耐火泥澆注料、絕熱層、保溫層、鋼筒組成；四通右端連接在蓄熱器前端，高壓空氣系統包括高壓氣源截止閥、高壓調節閥和杠桿截止閥，通過管道連接到四通的下端；常壓空氣系統由風機供氣，包括常壓調節閥、空氣濾、常壓空氣前球閥、常壓路安全閥以及常壓空氣后球閥，通過管道連接到四通的上端；液化石油氣系統包括液化石油氣前球閥、液化石油氣路安全閥以及液化石油氣后球閥，通過管道連接到四通的左端；本發明專利技術適用于地面需要高溫高壓純凈空氣的試驗設備，可以提供大流量的高溫高壓純凈空氣。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種空氣加熱系統，特別涉及一種高溫高壓純凈空氣加熱系統，適用于地面需要高溫高壓純凈空氣的試驗設備，可以提供大流量的高溫高壓純凈空氣。
技術介紹
空氣的加熱方式有很多種，現在有很多空氣的加熱方式，而如果需要既高溫又高壓的空氣，則可選的加熱方式不太多，現在常用的有電弧加熱、燃燒加熱、蓄熱加熱以及激波加熱等方式。當需要純凈的高溫高壓空氣時，則對加熱方式要求更多。電弧加熱器使用高壓直流電弧直接對氣體進行加熱，可以將氣流加熱到3000k 10000k，但是電弧功率、氣流的非均勻性、NO和銅的污染使得該類加熱器加熱的空氣不太純凈。激波加熱方式最高溫度可達6000k以上，但工作時間極短，通常在微秒到毫秒級，這對其應用范圍有很大的限制，同時高溫導致部分氣體的離解產生O、NOX等污染物。燃燒加熱時通過在空氣中通入氫氣或者乙醇等燃料，點燃后補入氧氣以模擬空氣，此類加熱氣用燃氣添加氧氣的方式，合成的空氣中至少含有水分子，如果使用烴類燃料則有碳氧化物等雜質，以及反應過程中的一些反應基。蓄熱式加熱器的原理是當熱流體(燃氣)通過時，將熱量傳給蓄熱體，使其溫度提高，進行蓄熱；隨后切斷熱流體通以冷流體(空氣)，蓄熱體釋熱，將熱量傳給冷流體，使冷流體溫度提高。一般將蓄熱器成對使用，交互工作。蓄熱材料對其性能優很大的影響，此前使用氧化鋁做為蓄熱材料的蓄熱式加熱，只最高將空氣加熱到2000K，而目前國際上氧化釔穩定氧化鋯的出現，則可以將空氣加熱到2500K以上。目前出現的高溫高壓蓄熱式加熱，其對空氣的加壓方式是將常壓空氣鼓入蓄熱器內，將蓄熱器當做一個充氣罐，直至將其加壓到指定壓力。此種蓄熱器對安裝空間要求很大，且對蓄熱器的材料要求很高。綜上所述，對于高溫高壓的純凈空氣加熱，很多加熱方式都會產生污染雜質，使空氣不純凈，蓄熱式加熱是可選的較少方案之一；另外對于高壓空氣的加熱，牽涉到高壓問題，其安全問題務必要考慮解決。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種新式的高溫高壓純凈空氣加熱系統，該系統單個蓄熱器工作，燃氣和冷氣均從同一個方向流動，節省空間，并可以加長高壓空氣的被加溫時間。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案一種高溫高壓純凈空氣加熱系統,采用蓄熱式加熱方式，主要由蓄熱器、四通、高壓空氣系統、常壓空氣系統以及液化石油氣系統構成；蓄熱器水平放置，從里到外依次由陶瓷蜂窩體、耐火泥澆注料、絕熱層、保溫層、鋼筒組成；四通右端通過螺栓連接在蓄熱器前端，高壓空氣系統位于四通的下端，包括依次通過管路連接的高壓氣源截止閥、高壓調節閥和杠桿截止閥，杠桿截止閥通過管道連接到四通的下端；常壓空氣系統由風機供氣，位于四通的上端，包括通過管道依次連接的常壓調節閥、空氣濾、常壓空氣前球閥、常壓路安全閥以及常壓空氣后球閥，常壓空氣后球閥通過管道與四通的上端連接；液化石油氣系統位于四通的左端，包括通過管道依次連接的液化石油氣前球閥、液化石油氣路安全閥以及液化石油氣后球閥，液化石油氣后球閥通過管道與四通的左端連接；關閉高壓空氣系統的杠桿截止閥，風機供氣，開啟常壓空氣前球閥和常壓空氣后球閥，常壓空氣進入蓄熱器；接著打開液化石油氣前球閥和液化石油氣后球閥，液化石油氣進入蓄熱器；常壓空氣和液化石油氣在蓄熱器的前端經點燃后通過蓄熱器，燃氣預熱陶瓷蜂窩體，當燃氣在蓄熱器的出口達到指定溫度后，關閉常壓空氣后球閥和液化石油氣后球閥，打開杠桿截止閥，高壓空氣進入蓄熱器，陶瓷蜂窩體將熱量傳遞給高壓空氣，高壓空氣排出時即達到指定的溫度；本專利技術適用于地面需要高溫高壓純凈空氣的試驗設備，可以提供大流量的高溫高壓純凈空氣。所述蓄熱器的長度范圍6 10米，直徑范圍為f 3米，高溫燃氣和高壓空氣都是從左到右通過蓄熱器，高壓空氣通過蓄熱器后的加溫能力范圍為700ΙΓ1700Κ。 所述高壓空氣系統承壓達到lOMPa，通過高壓空氣流量范圍為f4kg/s，壓力范圍為I 4MPa。所述常壓空氣系統通過空氣流量范圍為O. 3 lkg/s，常壓空氣前球閥和常壓空氣后球閥承壓lOMPa，主要防止高壓空氣通過四通進入常壓空氣系統，常壓路安全閥在常壓空氣后球閥泄漏時工作，開啟壓力IMPa。所述液化石油氣系統通過液化氣流量范圍為25飛0m3/h，液化石油氣前球閥和液化石油氣后球閥承壓lOMPa，主要防止高壓空氣通過四通進入進入液化石油氣系統，液化石油氣路安全閥在液化石油氣后球閥泄漏時工作。所述陶瓷蜂窩體的內孔為六邊形,蜂窩體孔邊長范圍為2 3mm,蜂窩體孔厚度范圍為 O. 5 L Smnin本專利技術的工作原理先關閉高壓空氣系統，打開常壓空氣系統，常壓空氣先進入蓄熱器內。接著打開液化石油氣系統，液化石油氣進入蓄熱器內。點火后，高溫燃氣通過蓄熱器排出，通過調節兩者的流量，使燃氣的溫度在蓄熱器進口的溫度稍高于需要的高溫高壓空氣的指定溫度。在燃氣從蓄熱器前端到后端流動的過程中，其將熱量傳遞給陶瓷蜂窩體，將陶瓷蜂窩體加熱，當燃氣從蓄熱器后端排出時的溫度達到高溫高壓空氣的指定溫度時，停止加熱。關閉常壓空氣系統和液化石油氣系統，打開高壓空氣系統，將指定高壓的空氣通入蓄熱器內，當高壓空氣也仍然是從蓄熱器前端到后端流動的過程中，陶瓷蜂窩體將加熱傳遞給高壓空氣，當高壓空氣排出蓄熱器時，其溫度達到指定溫度，誤差在IOK范圍內。本專利技術與現有技術相比具有的優點如下(I)本專利技術的蓄熱式加熱，采用單臺蓄熱器，燃氣和冷氣均從蓄熱器前端流動到后端，蓄熱器內陶瓷蜂窩體從前端到后端溫度分布接近均勻，將高壓空氣加熱到指定溫度的工作時間較長；(2)本專利技術的高溫高壓純凈空氣加熱系統，空氣是以高壓進入蓄熱器，等流量下，流速低，換熱效率高；(3)本專利技術的高溫高壓純凈空氣加熱系統需要空間小。附圖說明圖1為本專利技術的系統結構示意圖；圖2為本專利技術的蓄熱器結構示意圖；圖3為本專利技術的陶瓷蜂窩體結構示意圖；圖中1蓄熱器，2四通，3高壓空氣系統，4常壓空氣系統，5液化石油氣系統，6高壓氣源截止閥，7高壓調節閥，8杠桿截止閥，9常壓調節閥，10空氣濾，11常壓空氣前球閥，12常壓路安全閥，13常壓空氣后球閥，14液化石油氣前球閥，15液化石油氣路安全閥，16液化石油氣后球閥，17陶瓷蜂窩體，18耐火泥澆注料，19絕熱層，20保溫層，21鋼筒 ，22蜂窩體孔邊長，23蜂窩體孔厚度。具體實施例方式如圖1所示，本專利技術實施例采用蓄熱式加熱方式，主要由蓄熱器1、四通2、高壓空氣系統3、常壓空氣系統4以及液化石油氣系統5構成。蓄熱器I水平放置。四通2的右端通過螺栓連接在蓄熱器I前端，高壓空氣系統3包括高壓氣源截止閥6、高壓調節閥7和杠桿截止閥8，通過管道連接到四通2的下端。常壓空氣系統4由風機供氣，包括常壓調節閥9、空氣濾10、常壓空氣前球閥11、常壓路安全閥12以及常壓空氣后球閥13，通過管道連接到四通2的上端。液化石油氣系統5包括液化石油氣前球閥14、液化石油氣路安全閥15以及液化石油氣后球閥16，通過管道連接到四通2的左端。關閉某個系統即關閉其包括的所有閥門，關閉高壓空氣系統3的杠桿截止閥8，這樣低壓空氣和液化石油氣就不會進入高壓空氣系統3內。風機供氣，開啟常壓空氣前球閥11和常壓空氣后球閥13，常壓空氣進入蓄熱器1，通過常壓調節閥9來調節常壓空本文檔來自技高網...

【技術保護點】
高溫高壓純凈空氣加熱系統，其特征在于：采用蓄熱式加熱方式，包括蓄熱器（1）、四通（2）、高壓空氣系統（3）、常壓空氣系統（4）及液化石油氣系統（5）；蓄熱器（1）水平放置，從里到外依次由陶瓷蜂窩體（17）、耐火泥澆注料（18）、絕熱層（19）、保溫層（20）、鋼筒（21）組成；四通（2）右端通過螺栓連接在蓄熱器（1）前端；高壓空氣系統（3）位于四通（2）的下端，包括通過管道依次連接的高壓氣源截止閥（6）、高壓調節閥（7）和杠桿截止閥（8），所述杠桿截止閥（8）通過管道與四通（2）的下端連接；常壓空氣系統（4）位于四通（2）的上端，由風機供氣，包括通過管道依次連接的常壓調節閥（9）、空氣濾（10）、常壓空氣前球閥（11）、常壓路安全閥（12）及常壓空氣后球閥（13），常壓空氣后球閥（13）通過管道與四通（2）的上端連接；液化石油氣系統（5）位于四通（2）的左端，包括通過管道依次連接的液化石油氣前球閥（14）、液化石油氣路安全閥（15）及液化石油氣后球閥（16），液化石油氣后球閥（16）通過管道與四通（2）的左端連接；關閉高壓空氣系統（3）的杠桿截止閥（8），風機供氣，開啟常壓空氣前球閥（11）和常壓空氣后球閥（13），常壓空氣進入蓄熱器（1）；接著打開液化石油氣前球閥（14）和液化石油氣后球閥（16），液化石油氣進入蓄熱器（1）；常壓空氣和液化石油氣在蓄熱器（1）的前端經點燃后通過蓄熱器（1），燃氣預熱陶瓷蜂窩體（17），當燃氣在蓄熱器（1）的出口達到指定溫度后，關閉常壓空氣后球閥（13）和液化石油氣后球閥（16），打開杠桿截止閥（8），高壓空氣進入蓄熱器（1），陶瓷蜂窩體（17）將熱量傳遞給高壓空氣，高壓空氣排出時即達到指定的溫度。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：林宇震，王建臣，張弛，劉偉，徐向陽，賀杰，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：