阅读说明：本技术 一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置 (Pulse soot blower for preventing backfire by utilizing Venturi ) 是由 陈海军 魏小林 吴东垠 于 2019-12-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置,包括燃气储罐、连接管道、回火防止器、压力表、过滤器、截止阀、电磁阀、调节阀、电磁流量计、文丘里引射器、阻尼器、温度表、点火器、三通、弯头、燃烧吹灰器和送风机。燃气储罐、回火防止器、压力表、过滤器、截止阀、电磁阀、调节阀、电磁流量计、文丘里引射器、阻尼器、温度表、点火器、燃烧吹灰器和送风机之间,通过连接管道、三通和弯头相连接,构成文丘里防回火脉冲吹灰器系统。文丘里引射器内置折流板既强化燃气和空气的扰动混合,又可以分离反向传播的火焰面。本发明促进燃气、空气充分混合,减少回火现象发生,显著提升吹灰过程的安全性。(The invention discloses a pulse soot blower for preventing backfire by utilizing a Venturi, which comprises a gas storage tank, a connecting pipeline, a backfire preventer, a pressure gauge, a filter, a stop valve, an electromagnetic valve, a regulating valve, an electromagnetic flowmeter, a Venturi ejector, a damper, a thermometer, an igniter, a tee joint, an elbow, a combustion soot blower and a blower. The gas storage tank, the backfire preventer, the pressure gauge, the filter, the stop valve, the electromagnetic valve, the regulating valve, the electromagnetic flowmeter, the Venturi ejector, the damper, the thermometer, the igniter, the combustion soot blower and the blower are connected through the connecting pipeline, the tee joint and the elbow to form the Venturi backfire prevention pulse soot blower system. The built-in baffle plate of the Venturi ejector not only strengthens the disturbance mixing of fuel gas and air, but also can separate the flame surface which is propagated reversely. The invention promotes the full mixing of fuel gas and air, reduces the occurrence of tempering phenomenon and obviously improves the safety of the soot blowing process.)

一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置

技术领域

本发明涉及电站吹灰技术领域，特别是涉及一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置。

背景技术

在电站锅炉设计中，有效地清除锅炉受热面积灰能够显著提升受热面传热效果，故采用吹灰器进行炉内吹灰十分重要。目前常用的吹灰设备主要为蒸汽吹灰器、声波吹灰器和燃气脉冲式吹灰器。蒸汽吹灰器由于结构、工作介质和工作环境的特点，枪管易出现卡涩、失灵和漏汽等问题，设备故障率高，维护投入成本较大；声波吹灰器由于设计能量与锅炉飞灰特性不协调，存在电机烧损和不完全吹灰等问题，大大降低了锅炉热效率；气脉冲吹灰器依据可燃气体的爆燃原理，利用爆燃瞬间形成的高能冲击、伴随的剧烈声响以及热清洗效应，高效清理换热器受热面积灰，有效解决波形板间粘连、结垢以及堵塞等问题，因此，具有高效吹灰能力的燃气脉冲式吹灰器成为电站吹灰的优选设备。

目前电站加装的燃气脉冲式吹灰器多采用常规混合装置进行燃气和空气的混合，无法实现燃气和空气的充分预混，同时***吹灰时回流火焰面向上游传播，回火现象影响吹灰器的正常运行。因此，一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置成为本领域的技术关键之一。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置，能够稳定、均匀、充分地混合燃气和空气，有效地分离脉冲吹灰时回流火焰面，减少火焰向上游传播现象的发生。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置，包括燃气储罐1、连接管道a2、回火防止器3、压力表a4、连接管道b5、过滤器6、截止阀7、连接管道c8、电磁阀a9、连接管道d10、调节阀11、连接管道e12、压力表b13、连接管道f14、电磁流量计a15、连接管道g16、文丘里引射器17、连接管道h18、阻尼器19、连接管道i20、温度表21、点火器22、三通23、连接管道j24、弯头a25、连接管道k26、弯头b27、燃烧吹灰器a28、连接管道l29、弯头c30、连接管道m31、弯头d32、燃烧吹灰器b33、连接管道n34、弯头e35、连接管道o36、电磁流量计c37、连接管道p38、电磁阀b39、连接管道q40、弯头f41、连接管道r42、弯头g43、连接管道s44和送风机45。

所述燃气储罐1的出口、连接管道a2、压力表a4、连接管道b5、过滤器6、截止阀7、连接管道c8、电磁阀a9、连接管道d10、调节阀11、连接管道e12、压力表b13、连接管道f14、电磁流量计a15、连接管道g16和文丘里引射器17的引射口依次通过法兰连接，构成燃气供应支路。

所述送风机45的供气口、连接管道s44、弯头g43、连接管道r42、弯头f41、连接管道q40、电磁阀b39、连接管道p38、电磁流量计c37、连接管道o36、弯头e35、连接管道n34和文丘里引射器17的入口依次通过法兰连接，构成空气供应支路。

所述文丘里引射器17出口、连接管道h18、阻尼器19、连接管道i20、温度表21、点火器22和三通23入口依次通过法兰连接，三通23左侧出口、连接管道j24、弯头a25、连接管道k26、弯头b27和燃烧吹灰器a28依次通过法兰连接，三通23右侧出口、连接管道l29、弯头c30、连接管道m31、弯头d32和燃烧吹灰器b33依次通过法兰连接，构成混合燃烧总路。

所述文丘里引射器17包含收缩角为32°的收缩段171、喉部172、扩散角为18°的扩散段173以及引射孔174，内部径向截面为圆形，喉部172直径为d；文丘里引射器17的喉部172侧面设置圆柱形引射孔174，与喉部172内腔相连通。

所述文丘里引射器17的扩散段173内壁沿轴线方向依次设置半圆形折流板a1731、折流板b1732、折流板c1733、折流板d1734、折流板e1735和折流板f1736；各折流板上下错排，折流板a1731设置在扩散段173下部，沿轴向距喉部172出口距离为1.5d，折流板b1732设置在扩散段173上部，沿轴向距喉部172出口距离为2.5d，折流板c1733设置在扩散段173下部，沿轴向距喉部172出口距离为3.5d，折流板d1734设置在扩散段173上部，沿轴向距喉部172出口距离为4.5d，折流板e1735设置在扩散段173下部，沿轴向距喉部172出口距离为5.5d，折流板f1736设置在扩散段173上部，沿轴向距喉部172出口距离为6.5d；各折流板厚度均为0.2d，与轴向夹角均为45°。

本发明的有益效果是：

本发明一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置，相较常规燃气脉冲吹灰器，采用扩散段加设特定结构折流板的文丘里引射器作为燃气和空气的混合器，既实现燃烧吹灰前燃气和空气的充分扰动混合，又利用空气引射燃气，降低燃气侧所需压力；并且通过在文丘里引射器扩散段设置错排的折流板，抑制反向回流火焰面的传播。

附图说明

图1为本发明一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置的左视轴侧图；

图2为本发明一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置的右视轴侧图；

图3为本发明一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置的三通的三维视图；

图4为本发明一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置的文丘里引射器的三维视图；

图5为本发明一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置的文丘里引射器的左视图、第一主视图(文丘里引射器剖面)和第二主视图(文丘里引射器剖面)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明为一种利用文丘里防止回火的脉冲吹灰装置，包括燃气储罐1、连接管道a2、回火防止器3、压力表a4、连接管道b5、过滤器6、截止阀7、连接管道c8、电磁阀a9、连接管道d10、调节阀11、连接管道e12、压力表b13、连接管道f14、电磁流量计a15、连接管道g16、文丘里引射器17、连接管道h18、阻尼器19、连接管道i20、温度表21、点火器22、三通23、连接管道j24、弯头a25、连接管道k26、弯头b27、燃烧吹灰器a28、连接管道l29、弯头c30、连接管道m31、弯头d32、燃烧吹灰器b33、连接管道n34、弯头e35、连接管道o36、电磁流量计c37、连接管道p38、电磁阀b39、连接管道q40、弯头f41、连接管道r42、弯头g43、连接管道s44和送风机45；文丘里引射器17包括收缩段171、喉部172、扩散段173和引射孔174，扩散段173包括折流板a1731、折流板b1732、折流板c1733、折流板d1734、折流板e1735和折流板f1736。

参照图1和图2，燃气储罐1的出口、连接管道a2、压力表a4、连接管道b5、过滤器6、截止阀7、连接管道c8、电磁阀a9、连接管道d10、调节阀11、连接管道e12、压力表b13、连接管道f14、电磁流量计a15、连接管道g16和文丘里引射器17的引射口依次通过法兰连接，构成燃气供应支路。送风机45的供气口、连接管道s44、弯头g43、连接管道r42、弯头f41、连接管道q40、电磁阀b39、连接管道p38、电磁流量计c37、连接管道o36、弯头e35、连接管道n34和文丘里引射器17的入口依次通过法兰连接，构成空气供应支路。文丘里引射器17出口、连接管道h18、阻尼器19、连接管道i20、温度表21、点火器22、三通23入口依次通过法兰连接，三通23左侧出口、连接管道j24、弯头a25、连接管道k26、弯头b27和燃烧吹灰器a28依次通过法兰连接，三通23右侧出口、连接管道l29、弯头c30、连接管道m31、弯头d32和燃烧吹灰器b33依次通过法兰连接，整体构成混合燃烧总路。上述燃气供应支路、空气供应支路和混合燃烧总路三部分共同构成整个文丘里预混合脉冲吹灰器系统。吹灰器系统中各弯头均为不锈钢直角弯头，各部件间均采用带有柔性密封垫的圆盘形法兰连接。回火防止器3安装在连接管道a2上，用于防止脉冲吹灰时的回火进入燃气储罐1中。

作为本发明的优选实施方式，如图1和图2所示，燃气储罐1的燃气经出口流入连接管道a2，再依次流过回火防止器3、压力表a4、连接管道b5、过滤器6、截止阀7、连接管道c8、电磁阀a9、连接管道d10、调节阀11、连接管道e12、压力表b13、连接管道f14、电磁流量计a15和连接管道g16后，自文丘里引射器17的引射口流入文丘里。空气自送风机45的供气口依次流经连接管道s44、弯头g43、连接管道r42、弯头f41、连接管道q40、电磁阀b39、连接管道p38、电磁流量计c37、连接管道o36、弯头e35和连接管道n34后，自文丘里引射器17的入口流入文丘里。自入口流入文丘里引射器17的空气流至喉部172，引射自引射口流入的燃气，二者充分混合后形成燃气-空气混合气，作为脉冲吹灰器的气源经文丘里引射器17的出口流出，再依次流过连接管道h18、阻尼器19、连接管道i20、温度表21、点火器22和三通23的入口，然后部分混合气自三通23左侧出口分流，依次流经连接管道j24、弯头a25、连接管道k26和弯头b27，最终进入燃烧吹灰器a28，另一部分混合气自三通23右侧出口分流，依次流经连接管道l29、弯头c30、连接管道m31和弯头d32，最终进入燃烧吹灰器b33。点火器22作为点火源，点燃混合燃烧总路中的混合气，进行炉内脉冲吹灰。

如图3所示，靠近大型线框箭头的端口为三通23的入口，靠近左侧小型线框箭头的端口为三通23的左侧出口，靠近右侧小型线框箭头的端口为三通23的右侧出口。

如图4所示，文丘里引射器17包含收缩段171、喉部172、扩散段173和引射孔174，内部径向截面为圆形，文丘里引射器17的喉部172侧面开有圆柱形引射孔174，与喉部172内腔相连通。靠近小型线框箭头的端口为文丘里引射器17的引射孔174的入口，靠近中型线框箭头的端口为文丘里引射器17的入口，靠近大型线框箭头的端口为文丘里引射器17的出口，空气自文丘里引射器17的入口流入，随着收缩段171流通截面减小，空气速度增大，在流至喉部172时速度达到最大值，形成低压区域，利用文丘里效应引射自引射孔174入口流入的燃气，二者在喉部172混合后进入扩散段173，充分混合后经文丘里引射器17的出口进入混合燃烧总路作为吹灰气源。

图5左侧图像为文丘里引射器17的左视图，中间图像为文丘里引射器17的第一剖视图，右侧图像为文丘里引射器17的第二剖视图，剖面位置在左视图中标出。

参照第一剖视图，文丘里引射器17收缩段171的收缩角为32°，扩散段173的扩散角为18°，喉部172直径为d，文丘里引射器17的扩散段173内壁沿轴向依次设置多个半圆形折流板，各折流板圆面和扩散段173轴线呈45°角，沿扩散段173轴线方向，各折流板等间距上下错排，末端平面与轴线重合。

经数值计算模拟扩散段173内部流场分布，优选折流板的排列方式，现给出算例详细参数如下，即各折流板在文丘里引射器17的扩散段173内上下错排，喉部172的直径为d(本专利优选为8.5cm)，折流板a1731设置在扩散段173下部，沿轴向距喉部172出口距离为12.75cm(1.5d)，折流板b1732设置在扩散段173上部，沿轴向距喉部172出口距离为21.25cm(2.5d)，折流板c1733设置在扩散段173下部，沿轴向距喉部172出口距离为29.75cm(3.5d)，折流板d1734设置在扩散段173上部，沿轴向距喉部172出口距离为38.25cm(4.5d)，折流板e1735设置在扩散段173下部，沿轴向距喉部172出口距离为46.75cm(5.5d)，折流板f1736设置在扩散段173上部，沿轴向距喉部172出口距离为55.25cm(6.5d)，扩散段173的轴向长度l为59.5cm(7d)，实际应保证至少大于6.5d。

主流空气和被引射的燃气在喉部172出口上下分层，采用上述算例中折流板布置方式，使得原本引射后位于下层的燃气先沿折流板a1731向上剪切空气流层，增大燃气流径向速度，强化燃气、空气层之间的扰动，提升燃气、空气混合均匀度；引射后位于上层的空气再沿折流板b1732向下剪切燃气流层，进一步强化燃气、空气的均匀混合，如此上下往复扰动，均匀混合，直至流过折流板f1736后自扩散段173出口进入混合燃烧总路。

在文丘里引射器17扩散段173中加设上述特定结构的折流板至特定位置，既可以强化燃气和空气在文丘里引射器17扩散段173中的扰动，提升文丘里引射器17出口混合气体的均匀度，同时还能够防止燃烧吹灰器点火时回流火焰面向上游传播，分离回流火焰至文丘里引射器17扩散段173内近壁边界区域。第一剖视图中，波浪形线框箭头显示燃气和空气的混合气的供气流向，二者在折流板的作用下上下扰动、充分混合后进入混合燃烧总路作为吹灰气源。第二剖视图中，波浪形线框箭头显示***吹灰时燃烧火焰面的反向传播过程，折流板将火焰面分隔至扩散段173靠近内壁的边缘区域，抑制火焰面进一步向上游传播，有效地防止回火现象的发生。

综上所述，本发明通过以扩散段布置特殊结构折流板的文丘里引射器作为燃气和空气的混合器，使燃气和空气交互扰动、充分混合；凭借在文丘里引射器扩散段加设特制结构及特定位置的折流板，分离***吹灰回流火焰面至近壁边界区域，抑制回火现象的发生。