防磨损装置及低温省煤器

文档序号:151021 发布日期:2021-10-26 浏览:56次 >En<

阅读说明:本技术 防磨损装置及低温省煤器 (Anti-abrasion device and low-temperature economizer ) 是由 张楚城 苏寅彪 叶兴联 郭俊 廖增安 李立锋 于 2021-04-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种防磨损装置及低温省煤器,防磨损装置包括多个导流部件、整流部件和防磨部件,导流部件布置在低温省煤器的上游烟道的小等径段和渐扩段的交界处,整流部件布置在上游烟道的大等径段中并邻近渐扩段,防磨部件布置大等径段中,各导流部件在所述上游烟道的宽度方向上依次间隔布置,导流部件包括引流板、导流孔板和湍流板,导流孔板的上游端与引流板的下游端相连,湍流板的上游端与引流板下游端相连,引流板平行于上游烟道的中心轴线,导流孔板相对引流板向远离所述中心轴线的方向倾斜,湍流板相对导流孔板向远离所述中心轴线的方向倾斜。采用本方案,能有效缓解换热管的过快磨损泄露问题,有效地保障了低温省煤器的长期稳定、高效运行。(The invention discloses an anti-abrasion device and a low-temperature economizer, wherein the anti-abrasion device comprises a plurality of flow guide parts, a rectifying part and an anti-abrasion part, the flow guide parts are arranged at the junction of a small-diameter section and a gradually-expanding section of an upstream flue of the low-temperature economizer, the rectifying part is arranged in a large-diameter section of the upstream flue and is adjacent to the gradually-expanding section, the anti-abrasion part is arranged in the large-diameter section, the flow guide parts are sequentially arranged at intervals in the width direction of the upstream flue, each flow guide part comprises a flow guide plate, a flow guide pore plate and a turbulence plate, the upstream end of the flow guide pore plate is connected with the downstream end of the flow guide plate, the upstream end of the turbulence plate is connected with the downstream end of the flow guide plate, the flow guide plate is parallel to the central axis of the upstream flue, the flow guide pore plate is inclined towards the direction far away from the central axis relative to the flow guide pore plate, and the turbulence plate is inclined towards the direction far away from the central axis relative to the flow guide pore plate. By adopting the scheme, the problem of leakage caused by over-fast abrasion of the heat exchange tube can be effectively relieved, and long-term stable and efficient operation of the low-temperature economizer is effectively guaranteed.)

防磨损装置及低温省煤器

技术领域

本发明涉及环保节能设备技术领域,特别涉及一种防磨损装置以及包括该防磨损装置的低温省煤器。

背景技术

低温省煤器是低低温电除尘技术中的重要设备,由于其布置在除尘设备之前烟道内,处于高尘环境中,受到粉尘的冲刷作用进而容易造成换热装置的换热管磨损泄漏。当磨损情况严重且未及时发现漏水的情况下,大量滴漏的水可能进入到电除尘器灰斗中,造成粉尘的板结,不仅影响粉尘的输送,还可能影响到电除尘器的正常运行。换热管的过快磨损泄露问题制约了低低温电除尘技术进一步推广应用。

换热管的磨损与烟气速度分布、粉尘浓度分布密切相关,当低温省煤器中烟气速度分布、粉尘浓度分布越不均匀时,换热管磨损越严重。一般地,由于需要控制烟气流经低温省煤器的流速大小,以减轻换热管磨损和提高换热效率,低温省煤器的进气烟道设有渐扩段、出气烟道设有收缩段,此结构容易使烟气速度分布、粉尘浓度分布不均匀。

在低温省煤器的换热装置上游加装导流装置是缓解换热管磨损的举措之一,但是,目前加装导流装置的低温省煤器,缓解磨损的效果不理想,甚至还存在换热管局部比加装导流装置前磨损更严重的现象。有鉴于此,如何有效地缓解低温省煤器换热管的磨损,是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题,本发明提供一种防磨损装置,布置在低温省煤器的上游烟道内,所述防磨损装置包括多个导流部件,所述导流部件包括引流板和导流孔板,所述导流孔板的上游端与所述引流板的下游端相连,各所述导流部件的引流板相互平行;各所述导流部件在上游烟道的宽度方向上依次间隔布置,各所述导流部件的引流板均平行于所述中心轴线,所述导流孔板相对所述引流板向远离所述中心轴线的方向倾斜,所述导流孔板和所述引流板的夹角α1为钝角。

在一种实施方式中,所述导流部件还包括湍流板,所述湍流板的上游端与所述导流孔板的下游端相连,所述湍流板相对所述导流孔板向远离所述中心轴线的方向倾斜,所述湍流板和所述导流孔板的夹角α3为钝角,所述湍流板包括多个板块,各所述板块沿所述导流孔板的下游端边沿依次间隔布置。

在一种实施方式中,位于所述中心轴线同侧的各所述导流部件的所述夹角α1大小不一,具体是:越远离所述中心轴线的所述导流部件的夹角α1越大。

在一种实施方式中,位于所述中心轴线同侧的相邻所述导流部件的所述夹角α1的差值α2不大于8°。

在一种实施方式中,所述导流孔板的开孔率范围为:20%~50%,单孔孔径小于30mm,所述湍流板(313)的单个板块的面积范围为:400mm2~1600mm2

在一种实施方式中,所述防磨损装置还包括整流部件,所述整流部件采用格栅结构,所述整流部件布置在所述导流部件下游。

在一种实施方式中,所述防磨损装置还包括防磨部件,所述防磨部件布置在所述整流部件下游,所述防磨部件包括多组管排,各组管排沿所述中心轴线依次间隔布置,每组管排包括多根防磨管。

在一种实施方式中,所述防磨部件和所述整流部件的间距不小于200mm。

在一种实施方式中,所述防磨管为圆管或者椭圆管,所述圆管的管径或者所述椭圆管的短径与低温省煤器的换热装置的换热管的管径相同,相邻两根防磨管的间距与所述换热装置的相邻换热管的间距相同。

本发明还提供一种低温省煤器,包括换热装置和防磨损装置,所述防磨损装置采用上述任一项所述的防磨损装置;低温省煤器的上游烟道自上游至下游依次设有小等径段、渐扩段和大等径段,所述换热装置布置在所述大等径段中;所述导流部件布置在所述渐扩段和所述小等径段的交界位置,所述整流部件布置在所述大等径段中并邻近所述渐扩段,所述防磨部件布置所述大等径段中并位于所述整流部件和所述换热装置之间。

本方案,通过设置上述导流孔板和引流板,两者组合能将气相流和粉尘流都分成两个部分,一部分受到引流板的引流作用向低温省煤器的渐扩段延伸流动,另一部分从导流孔板312的过孔中穿过继续向下游流动,这样能使气相流和粉尘流在流经换热装置时均保持较均匀的分布状态,而不会出现粉尘颗粒斜向射流,因此,能够有效地缓解换热管的磨损问题。

采用上述防磨损装置的低温省煤器,相比以往的设有导流装置的低温省煤器,能够大幅降低换热管的磨损速率,有效地缓解换热管的过快磨损泄露问题,有效地保障了低温省煤器的长期稳定、高效运行。

附图说明

图1为本发明提供的低温省煤器一种实施例的俯视图;

图2为低温省煤器的中心轴线上侧的导流部件的放大图。

图3为单个导流部件的左视图;

图4为本发明提供的低温省煤器和以往的低温省煤器的流场对比图,其中,A为以往的一种低温省煤器的粉尘流场图,B为本方案一种实施例的粉尘流场图,C为本方案一种实施例的气相流场图。

附图标记说明如下:

1上游烟道,11小等径段,12渐扩段,13大等径段;

2换热装置;

3防磨损装置,31导流部件,311引流板,312导流孔板,313湍流板,32整流部件,33防磨部件。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

如图1所示,该防磨损装置3包括导流部件31、整流部件32和防磨部件33。低温省煤器的上游烟道1自上游至下游依次设有小等径段11、渐扩段12和大等径段13。可以理解,所谓上游、下游是相对烟气流向而言的,烟气先流经的位置为上游,后流经的位置为下游。

换热装置2布置在大等径段13中。防磨损装置3布置在换热装置2上游。导流部件31布置在小等径段11和渐扩段12的交界处,更确切地说,导流部件31的上游部分位于小等径段11中,导流部件31的下游部分位于渐扩段12中。整流部件32布置在大等径段13中,并与渐扩段12邻近。防磨部件33布置在大等径段13中,位于换热装置2和整流部件32之间。采用这种布置方式,能提升防磨损装置3的防磨损效果。

导流部件31的数量为多个,图1中展示出了八个导流部件31。各导流部件31在上游烟道1的宽度方向上依次间隔布置。上游烟道1通常为方形管道,方形管道的宽度方向平行于低温省煤器的安装平面。图中,四个导流部件31位于上游烟道1的中心轴线a的上侧,四个导流部件31位于上游烟道1的中心轴线a的下侧。优选的,让中心轴线a上侧的导流部件31与中心轴线a下侧的导流部件31关于中心轴线a对称,这样能使烟气分布得更均匀。

具体的,如图2和图3所示,导流部件31包括引流板311、导流孔板312和湍流板313。

引流板311平行于上游烟道1的中心轴线a。引流板311上不设孔洞,保证板面平滑。所有导流部件31的引流板311均相互平行,且相邻引流板311之间相互间隔。所有导流部件31的引流板311一起将低温省煤器的整个烟道分隔成多个小流道,引导烟气分散进入不同的小流道。

导流孔板312的上游端与引流板311的下游端相连,导流孔板312上均匀地开设多个过孔。导流孔板312相对引流板311向远离中心轴线a的方向倾斜,以图示角度来说,位于中心轴线a上侧的导流孔板312相对引流板311向上倾斜,位于中心轴线a下侧的导流孔板312相对引流板311向下倾斜。

导流孔板312和引流板311的夹角α1为钝角。夹角α1的大小可以根据上游烟道1的渐扩段12的侧壁的倾斜角度α调整,α越大,导流孔板312和引流板311的夹角α1越小。

参照图4A,以往的加装导流装置的低温省煤器,在烟气流经换热装置时,气相流已分散均匀,但粉尘流仍以原有方向运动,形成粉尘颗粒斜向射流。因为粉尘颗粒斜向射流的粉尘浓度高且以一定角度斜向冲击换热管,两个因素叠加导致粉尘颗粒斜向射流对换热管的冲刷磨损非常严重,从而导致部分低温省煤器工程中出现加装导流装置反倒使换热管磨损更加严重的现象。

而本方案,通过设置上述导流孔板312和引流板311,两者组合能将气相流和粉尘流都分成两个部分,一部分受到引流板311的引流作用向低温省煤器的渐扩段12延伸流动,另一部分从导流孔板312的过孔中穿过继续向下游流动,这样能使气相流和粉尘流在流经换热装置2时均保持较均匀的分布状态,而不会出现粉尘颗粒斜向射流,因此,能够有效地缓解换热管的磨损问题。

优选的,位于所述中心轴线同侧的各所述导流部件的所述夹角α1大小不一,具体是:越远离中心轴线a的导流孔板312的夹角α1越大。以图示角度来说,位于中心轴线a上侧的各导流孔板312,越靠上的导流孔板312的夹角α1越大,位于中心轴线a下侧的各导流孔板312,越靠下的导流孔板312的夹角α1越大。更优选的,位于中心轴线a同侧的相邻导流部件31的导流孔板312的夹角α1的差值α2不大于8°。这样设计,能够获得更好的防磨损效果。

优选的,导流孔板312的开孔率范围为:20%~50%,单孔孔径小于30mm,这样设计,能够兼顾导流孔板312的分流性能和烟气的流动阻力。

相邻引流板311的间距D1的范围为:300mm~1500mm。引流板311的长度L1的范围为:100mm~1000mm。导流孔板312的长度L2的范围为:300mm~1500mm。

进一步的,导流部件31还可以设置湍流板313。如图2所示,湍流板313的上游端与导流孔板312的下游端相连,且相对导流孔板312向远离中心轴线a的方向倾斜。以图示角度来说,位于中心轴线a上侧的湍流板313相对导流孔板312向上倾斜,位于中心轴线a下侧的湍流板313相对导流孔板312向下倾斜。

湍流板313和导流孔板312的夹角α3为钝角。夹角α3的范围优选为:100°~160°。

如图3所示,湍流板313包括多个板块,各板块沿所述导流孔板312的下游端边沿依次间隔布置。湍流板313的各板块可以是矩形、梯形、三角形等,单块板块的面积控制在在400mm2~1600mm2之间。

烟气和粉尘流过湍流板313时,在湍流板313的下游端会形成一个个小涡流区域,该处区域的粉尘在涡流作用下会被“打散”,避免了粉尘的团聚,有利于气相流、粉尘流的进一步均匀分布。

整流部件32可以采用由横板和立板构建成的格栅结构,相邻横板的间距不大于150mm,相邻立板的间距也不大于150mm,横板和立板的长度均不大于400mm。整流部件32能强制使得烟气和粉尘的流动方向垂直于烟道截面,从而能保证各位置气固两相流冲刷换热管的角度大小基本一致,因此能够缓解换热管局部磨损严重的问题,可延长换热管的使用寿命。

防磨部件33和整流部件32的间距不小于200mm。防磨部件33能进一步防止烟气和粉尘直接高速冲刷换热装置2的换热管,从而能进一步延长换热管的使用寿命。

防磨部件33包括多组管排,各组管排沿中心轴线a依次间隔布置。每组管排包括多根防磨管,防磨管可以采用圆管或者椭圆管。优选的,防磨管的管径(对于椭圆管,管径是指其短径)与换热装置2的换热管管径相同,相邻两根防磨管的间距与换热装置2的相邻换热管的间距相同,这样,能达到较好的防磨效果。

下表为本方案一种具体实施例的尺寸表。

图4中,B为该实施例的粉尘流场图,C为该实施例的气相流场图,A为以往的一种低温省煤器的粉尘流场图,该实施例与以往的这种低温省煤器相比,换热管的磨损速率降低了59%。可见,采用本方案,能够有效地缓解换热管的过快磨损泄露问题,从而能有效地保障低温省煤器的长期稳定、高效运行。

以上对本发明所提供的防磨损装置及低温省煤器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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