一种高温板式换热器及温度控制方法与流程

技术特征：
1.一种高温板式换热器，其特征在于，包括由若干换热板片(1)叠加而成的高温换热组板(2)和低温换热组板(3)，所述高温换热组板(2)包括呈十字交错排列的若干第一通道和若干第二通道，所述低温换热组板(3)包括呈十字交错排列的若干第三通道和若干第四通道，若干所述第一通道与若干第三通道连通形成烟气通道，且烟气从第一通道向第三通道流通，若干所述第二通道与若干第四通道连通形成空气通道，且空气从第四通道向第二通道流通；所述空气通道的空气进口(4)设置有冷却空气支路(20)，若干所述第二通道内设置有隔离板(8)，所述隔离板(8)将若干第二通道分为主空气通道(9)和冷却空气通道(10)，所述主空气通道(9)与空气通道连通，所述冷却空气通道(10)的两端分别与冷却空气支路(20)和冷却空气出口(21)连通，所述冷却空气支路(20)上设置有电动调节阀(11)，所述高温换热组板(2)上设置有红外测温仪(12)，所述电动调节阀(11)和红外测温仪(12)均与温度控制系统(13)电连接；所述温度控制系统(13)包括温度预测模块、温度控制模块和温度补偿模块。2.根据权利要求1所述的高温板式换热器，其特征在于，所述高温换热组板(2)和低温换热组板(3)并列设置，所述烟气通道呈直线形，所述空气通道呈u形，所述第二通道和第四通道的一端通过u型空气转向室(14)连通，所述第二通道和第四通道的另一端分别设置为空气通道的空气出口(5)和空气进口(4)。3.根据权利要求2所述的高温板式换热器，其特征在于，所述高温换热组板(2)、低温换热组板(3)与u型空气转向室(14)的连接处均设置有膨胀箱(15)。4.根据权利要求2所述的高温板式换热器，其特征在于，所述u型空气转向室(14)的转角处均采用圆弧结构。5.根据权利要求1所述的高温板式换热器，其特征在于，所述换热板片(1)上设置有若干支撑丁胞(16)，所述换热板片(1)的两端均设置有连接片(17)，若干所述换热板片(1)层层叠加，且中间位置的所述换热板片(1)与相邻的两块换热板片(1)之间分别通过支撑丁胞(16)和连接片(17)对接固定。6.根据权利要求5所述的高温板式换热器，其特征在于，所述连接片(17)的接缝处设置有保护套(18)。7.根据权利要求1所述的高温板式换热器，其特征在于，所述换热板片(1)上设置有若干蜂窝丁胞(19)。8.一种采用权利要求1-7任一项所述的高温板式换热器的温度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：温度预测模块设定高温换热组板(2)上隔离板(8)与空气出口(5)侧的交线处的直角三棱柱区域为温度的监视区，并通过红外测温仪(12)监测监视区的平均温度t
obs
；s2：使用matlab的regress函数将t
obs
和烟气进口(6)的温度t
gas
、空气进口(4)的温度t
air
、烟气流量v
gas
、空气流量v
gas
进行多元函数拟合t
obs
＝f(v
air
,t
air
,v
gas
,t
gas
)，得到t
obs
的拟合函数公式：t
obs
＝c1t
gas
c2t
air
(v
gas
/v
air
)其中，c1、c2为修正系数；s3：输入实际换热器工作时烟气和空气的温度、流量数据，通过拟合函数公式，温度预
测模块实时预测监视区的温度并将温度传输给温度控制模块；s4：温度控制模块根据温度计算所需的冷却空气流量v
cool
，并根据冷却空气流量v
cool
调节电动调节阀(11)的开度；温度补偿模块对冷却空气流量v
cool
进行补偿，使换热板片(1)上监视区的温度t
obs
处于正常状态；并对t
obs
的拟合函数公式进行修正；s5：返回步骤s3，重新预测监视区的温度继续对t
obs
的拟合函数公式进行修正，直到t
obs
的拟合函数公式满足要求。9.根据权利要求8所述的高温板式换热器的温度预测方法，其特征在于，所述步骤s4包括：s41：根据换热器和换热板片(1)的性能，温度控制模块设定监视区的最佳工作温度区间为最佳工作温度为且为温度区间的中间值；s42：将温度和温度区间进行比较，当时，判定监视区的温度处于正常状态；当大于温度区间中的最大值时，判定监视区的温度处于超温状态，将监视区的最佳工作温度点代入t
obs
的拟合函数公式，保持烟气的流量v
gas
、空气的流量v
gas
和空气进口(4)的温度t
air
不变，得到新的烟气进口(6)温度t
′
gas
；s43：根据能量守恒定律，空气吸收的热量等于烟气散出的热量，计算总传热量q：其中，v
cool
为冷却空气流量，单位为nm3/h；ρ
gas
、ρ
air
为烟气、空气密度，单位为kg/nm3；c
gas
、c
air
为烟气、空气的比热容，单位为kj/(kg℃)；t
gas
、t
′
gas
分别为烟气进口(6)的温度、经过冷却空气通道(10)后的烟气温度，分别为冷却空气进口(4)的温度、冷却空气出口(5)的温度，且等于空气进口(4)的温度t
air
；s44：利用总传热量q计算冷却空气出口(5)的温度s44：利用总传热量q计算冷却空气出口(5)的温度其中δt
m
为对数平均温差；a为换热面积，k为总传热系数，kj/(m2·
℃)；ψ为平均对数温差修正系数；δt
max
为和中的较大值；δt
min
为和中的较小值；s45：将代入得到冷却空气流量v
cool
；温度控制模块根据冷却空气流量v
cool
调节电动调节阀(11)的开度，使换热板片(1)上监视区的温度t
obs
回归到监视区的最佳工作温度区间内。s46：引入冷却空气流量v
cool
后，温度补偿模块根据红外测温仪(12)实时监测的温度对冷却空气流量v
cool
进行补偿，并对t
obs
的拟合函数公式进行修正。10.根据权利要求9所述的高温板式换热器的温度预测方法，其特征在于，所述步骤s46包括：s461：引入冷却空气流量v
cool
后，若红外测温仪(12)监控换热板片(1)上监视区的温度
t
obs
仍大于温度区间中的最大值，温度补偿模块增加补偿冷却空气流量v
add
，直至监视区的温度t
obs
降低到最佳工作温度区间内，得到总冷却空气量为冷却空气流量v
cool
与补偿冷却空气流量v
add
之和；s462：根据总冷却空气量反推新的监视区温度反推公式为：s463：将新的监视区温度代入t
obs
的拟合函数公式中：计算出新的修正系数为c1n、c2n，将新的修正系数c1n、c2n替代t
obs
的拟合函数公式中的系数c1、c2，实现对t
obs
的拟合函数公式进行修正。

技术总结
本发明公开了一种高温板式换热器，其包括由若干换热板片叠加而成的高温换热组板和低温换热组板，高温换热组板包括呈十字交错排列的若干第一通道和若干第二通道，低温换热组板包括呈十字交错排列的若干第三通道和若干第四通道，若干第一通道与若干第三通道连通并形成烟气通道，且烟气从第一通道向第三通道流通，若干第二通道与若干第四通道连通并形成空气通道，且空气从第四通道向第二通道流通；本方案通过温度控制系统使换热板片上监视区的温度始终处于最佳工作温度区间内，保证换热器在最佳换热工况下运行，延长换热器寿命的同时，实现烟气余热的充分回收，降低了高昂的换热器设备更换成本。热器设备更换成本。热器设备更换成本。


技术研发人员：时光辉 郝兆龙 邢玉明 陈万东
受保护的技术使用者：北京瑞晨航宇能源科技有限公司
技术研发日：2021.12.20
技术公布日：2022/3/15