專利名稱：一種余熱鍋爐入口多級(jí)均流防磨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱能工程流體力學(xué)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種余熱鍋爐入 口均流防磨裝置，尤其是一種余熱鍋爐入口多級(jí)均流防磨裝置。
背景技術(shù)：
目前，"十一五規(guī)劃綱要"對(duì)降低能耗提出了硬性指標(biāo)，因此近年 來(lái)余熱資源的回收利用技術(shù)引起了很多學(xué)者的廣泛關(guān)注。對(duì)于傳統(tǒng)高能 耗產(chǎn)業(yè)的建材產(chǎn)品水泥來(lái)說(shuō)。水泥生產(chǎn)對(duì)資源消耗巨大，除了需要大量 消耗石灰石、礦渣等礦山資源，生產(chǎn)過(guò)程中的電力消耗也是一個(gè)不小的 數(shù)字。水泥純低溫余熱發(fā)電由此而生。即在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，大量回收 低品位的余熱，將廢氣中的熱能轉(zhuǎn)化成電能或熱電聯(lián)供，以有效減少水 泥生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的粉塵污染和能源消耗。此外，廢氣通過(guò)余熱鍋爐降低了 排放的溫度，還能有效減輕水泥生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的熱污染。但是，水泥爐窯 煙氣的含塵量高于普通電站鍋爐，并且灰塵粒子的具有密度大、粘性強(qiáng)
等特點(diǎn)，對(duì)受煙氣直接沖刷的AQC造成了嚴(yán)重的磨損，影響動(dòng)力設(shè)備 的正常運(yùn)行，而且，AQC等其他設(shè)備其煙風(fēng)管道通常為圓形，而對(duì)流受 熱面的換熱部分為方形通道，在換熱面煙氣入口段形成了一段突擴(kuò)段， 煙氣流過(guò)突擴(kuò)段時(shí)，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的紊流混合，邊界層從煙氣入口處就開 始發(fā)生分離，而產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦流區(qū)，從而引起煙氣速度場(chǎng)的不均勻性， 導(dǎo)致該位置的磨損最為嚴(yán)重，勢(shì)必也影響到換熱的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。
國(guó)內(nèi)外有關(guān)學(xué)者對(duì)于電站鍋爐管壁磨損和臥式余熱鍋爐入口處的流場(chǎng)優(yōu)化進(jìn)行了一定的研究。近年來(lái)大容量的立式余熱鍋爐逐漸取代了
臥式余熱鍋爐，但煙氣進(jìn)口磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象仍然存在于AQC中，而相 應(yīng)的關(guān)于解決由于AQC進(jìn)口流場(chǎng)不均勻性帶來(lái)的嚴(yán)重磨損的研究未見 報(bào)道。
目前對(duì)于改善鍋爐煙道入口處煙氣流動(dòng)工況最直接的方法就是加 長(zhǎng)煙道穩(wěn)流段的長(zhǎng)度，使煙氣流盡可能在到達(dá)換熱面處時(shí)已經(jīng)充分發(fā)展, 達(dá)到穩(wěn)定。但是這樣做會(huì)使得煙道增長(zhǎng)，從而增加整體制造成本，而且， 煙道的增長(zhǎng)也使得鍋爐散熱損失q5增大，影響鍋爐效率。
對(duì)AQC入口煙氣流動(dòng)工況的優(yōu)化所進(jìn)行的研究相對(duì)較少，但是通 過(guò)對(duì)入口氣流流動(dòng)工況的優(yōu)化來(lái)提高鍋爐運(yùn)行性能很有潛力。通過(guò)設(shè)置 煙道入口的均流葉片，使得煙道流場(chǎng)均勻化，使鍋爐受熱面磨損也得到 更好的改善，而本身投入又不是很大，是一種很直接，經(jīng)濟(jì)的鍋爐優(yōu)化 的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種余熱鍋爐入 口多級(jí)均流防磨裝置。該裝置設(shè)置在余熱鍋爐入口，處于突擴(kuò)口處的煙 道內(nèi)，主要由三個(gè)縱向聯(lián)結(jié)在一起的均流葉片組成，該裝置安裝簡(jiǎn)單， 投資少，只需根據(jù)突擴(kuò)口的尺寸和形狀來(lái)確定導(dǎo)流葉片的尺寸及其位置。 使得余熱鍋爐的入口煙道流場(chǎng)均勻化，鍋爐受熱面磨損得到更好的改善， 是一種直接，經(jīng)濟(jì)的鍋爐優(yōu)化裝置。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)解決的
這種余熱鍋爐入口多級(jí)均流防磨裝置由均流防磨葉片組、葉片固定裝置和葉片間距調(diào)節(jié)裝置組成。所述均流防磨葉片組是由形狀相同而大 小不同的三個(gè)葉片依次縱向間距排列組成，所述三個(gè)葉片分別為一級(jí)葉 片、二級(jí)葉片和三級(jí)葉片，所述三個(gè)葉片均是上開口小，下開口大的筒 體，所述三個(gè)葉片的上開口為圓形或者方形，所述三個(gè)葉片的下開口為 圓形或者方形。
上述葉片固定裝置包括三個(gè)固定鋼條和兩個(gè)固定導(dǎo)桿，所述三個(gè)固 定鋼條分別為一級(jí)固定鋼條、二級(jí)固定鋼條和三級(jí)固定鋼條，所述三個(gè) 固定鋼條分別橫向焊接于一級(jí)葉片、二級(jí)葉片和三級(jí)葉片的上開口處， 所述兩個(gè)固定導(dǎo)桿的上端分別與一級(jí)葉片上的固定鋼條固定連接，所述 兩個(gè)固定導(dǎo)桿分別穿過(guò)二級(jí)葉片以及其上開口處的固定鋼條和三級(jí)葉片 以及其上開口處的固定鋼條。
上述葉片間距調(diào)節(jié)裝置由一級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓和二級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓 組成，所述一級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓和二級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓均為雙頭螺栓且兩端 均設(shè)有螺母，所述一級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓的兩端分別與一級(jí)固定鋼條和二級(jí) 固定鋼條連接，所述二級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓的兩端分別與二級(jí)固定鋼條和三 級(jí)固定鋼條連接。
上述三個(gè)葉片的上開口為圓形，所述一級(jí)葉片、二級(jí)葉片和三級(jí)葉
片的上開口直徑與余熱鍋爐煙道過(guò)渡段進(jìn)口直徑的比值依次為0.72、 0.54和0.42。
上述三個(gè)葉片的上開口為方形，所述一級(jí)葉片、二級(jí)葉片和三級(jí)葉 片的上開口內(nèi)接圓直徑與余熱鍋爐的煙道過(guò)渡段進(jìn)口內(nèi)接圓直徑的比值 依次為0.72、 0.54和0.42。上述多級(jí)均流防磨裝置設(shè)于余熱鍋爐煙道過(guò)渡段進(jìn)口處，所述一級(jí) 葉片上的一級(jí)固定鋼條的兩端分別焊接在余熱鍋爐煙道過(guò)渡段進(jìn)口的內(nèi) 壁上。
本發(fā)明的余熱鍋爐入口多級(jí)均流防磨裝置由幾個(gè)葉片縱向聯(lián)結(jié)在 一起形成均流防磨葉片組，可以有效地增加煙余熱鍋爐道過(guò)渡段進(jìn)口延 期速度場(chǎng)的均勻性，通過(guò)試驗(yàn)，對(duì)煙道工況特性的分析可以看出多級(jí)葉 片均流裝置能有效提高煙道過(guò)渡段進(jìn)口處煙氣速度場(chǎng)的均勻性，提高換
熱量，從而達(dá)到提高AQC及其他換熱器的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性的目的。


圖1為裝有天圓地方型葉片組的多級(jí)均流防磨裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的葉片結(jié)構(gòu)示意其中(a)為天方地方型；(b)為天圓地方型；(C)天圓地圓型。 圖3為本發(fā)明的多級(jí)均流防磨裝置在煙道10內(nèi)的安裝示意圖。 在圖1和圖3中l(wèi)為一級(jí)葉片；2為二級(jí)葉片；3為三級(jí)葉片；4 為一級(jí)固定鋼條；5為二級(jí)固定鋼條；6為三級(jí)固定鋼條；7為固定導(dǎo)桿； 8為一級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓；9為二級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓；IO為煙道；ll為過(guò)渡 段。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述
本發(fā)明的余熱鍋爐入口多級(jí)均流防磨裝置主要應(yīng)用于水泥低溫余 熱發(fā)電中的余熱鍋爐，其安裝于余熱鍋爐的過(guò)渡段ll進(jìn)口處，主要由不 銹鋼板焊接而成，并由簡(jiǎn)單的鋼架結(jié)構(gòu)固定。該裝置主要由均流防磨葉片組、葉片固定裝置和葉片間距調(diào)節(jié)裝置組成。其中均流防磨葉片組是 由形狀相同而大小不同的三個(gè)葉片依次縱向間距排列組成，所述三個(gè)葉
片分別為一級(jí)葉片1、 二級(jí)葉片2和三級(jí)葉片3，所述三個(gè)葉片均是上開 口小，下開口大的筒體，即下大上小的喇叭型結(jié)構(gòu)，所述三個(gè)葉片的上 開口為圓形或者方形，所述三個(gè)葉片的下開口也是圓形或者方形。當(dāng)葉 片的上開口為方形，下開口也為方形時(shí)如圖2 (a),稱其為天方地方型， 它是一個(gè)具有四個(gè)棱角且兩端敞口的箱型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)適用于方形變 方形接口的水泥窯窯頭余熱鍋爐(AQC)入口煙道；當(dāng)所述葉片上開口 為圓形，下開口為方形時(shí)，稱其為天圓地方型如圖2 (b),它是由小端 的圓形口逐漸過(guò)渡到大端的方形口，適用于圓變方接口的水泥窯窯頭余 熱鍋爐(AQC)入口煙道；當(dāng)所述葉片上開口為圓形，下開口也為圓形 時(shí)，稱其為天圓地圓型如圖2 (c)，它是具有下大上小的筒型結(jié)構(gòu)，此 結(jié)構(gòu)適用于圓變圓接口的水泥窯窯頭余熱鍋爐(AQC)入口煙道IO。當(dāng) 采用天圓地方型葉片或天圓地圓型葉片時(shí)， 一級(jí)葉片1、 二級(jí)葉片2和 三級(jí)葉片3的上開口直徑與余熱鍋爐煙道過(guò)渡段11的進(jìn)口直徑的比值依 次為0.72、 0.54和0.42;當(dāng)采用天方地方型葉片時(shí)， 一級(jí)葉片1、 二級(jí) 葉片2和三級(jí)葉片3的上開口內(nèi)接圓的直徑與余熱鍋爐煙道過(guò)渡段11 的進(jìn)口內(nèi)接圓的直徑的比值依次為0.72、 0.54和0.42。
各級(jí)葉片經(jīng)葉片固定裝置縱向聯(lián)結(jié)在一起形成均流防磨葉片組，可 以有效地增加余熱鍋爐煙道IO入口延期速度場(chǎng)的均勻性，通過(guò)試驗(yàn)，對(duì) 煙道10工況特性的分析可以看出多級(jí)葉片均流裝置能有效提高煙道10 入口處煙氣速度場(chǎng)的均勻性，提高換熱量，從而達(dá)到提高AQC及其他換熱器的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性的目的。
上述三個(gè)葉片之間的間距可以通過(guò)葉片間距調(diào)節(jié)裝置來(lái)調(diào)節(jié)，所述
的葉片間距調(diào)節(jié)裝置由一級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓8和二級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓9組成， 一級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓8和二級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓9均為雙頭螺栓且兩端均設(shè)有 螺母， 一級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓8的兩端分別與一級(jí)固定鋼條4和二級(jí)固定鋼 條5連接，二級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓9的兩端分別與二級(jí)固定鋼條5和三級(jí)固 定鋼條6連接。
以下以天圓地方型葉片組的多級(jí)均流防磨裝置對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步 詳細(xì)說(shuō)明-
參見圖1，是天圓地方型葉片組的余熱鍋爐入口多級(jí)均流防磨裝置 的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖中可以看出， 一級(jí)葉片l、 二級(jí)葉片2和三級(jí)葉片3 均是天圓地方型的葉片，它們形狀相同但大小不同， 一級(jí)葉片l最大處 于最上方，三級(jí)葉片3最小處于最下方，二級(jí)葉片2居中。所述一級(jí)葉 片1、 二級(jí)葉片2和三級(jí)葉片3的上開口直徑與余熱鍋爐煙道過(guò)渡段11 的進(jìn)口直徑的比值依次為0.72、 0.54和0.42。三個(gè)葉片由葉片固定裝置 固定，所述的葉片固定裝置包括三個(gè)固定鋼條和兩個(gè)固定導(dǎo)桿7，三個(gè) 固定鋼條分別為一級(jí)固定鋼條4、 二級(jí)固定鋼條5和三級(jí)固定鋼條6，三 個(gè)固定鋼條分別橫向焊接于一級(jí)葉片1、 二級(jí)葉片2和三級(jí)葉片3的上 開口處，兩個(gè)固定導(dǎo)桿7的上端分別與一級(jí)葉片1上的固定鋼條4固定 連接，兩個(gè)固定導(dǎo)桿7分別穿過(guò)二級(jí)葉片2以及其上開口處的固定鋼條 5和三級(jí)葉片3以及其上開口處的固定鋼條6。
如圖3所示，多級(jí)均流防磨裝置設(shè)于余熱鍋爐煙道過(guò)渡段11的進(jìn)口處，所述一級(jí)葉片1上的一級(jí)固定鋼條4的兩端分別焊接在余熱鍋爐 過(guò)渡段ll進(jìn)口的內(nèi)壁上。
本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于水泥生產(chǎn)中的余熱鍋爐煙道，也可以應(yīng)用于 換熱器或其他工業(yè)過(guò)程中含塵氣流沖刷金屬管束的領(lǐng)域，起到防磨保護(hù) 的作用。本發(fā)明的裝置，其均流防磨葉片組中的兩級(jí)葉片間的距離可調(diào)， 完全適應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中工況多變的情況。由于該裝置主要應(yīng)用于煙道過(guò) 渡段進(jìn)口處，其工作溫度大概為200 60(TC，所以對(duì)工作材料的要求不 高， 一般的不銹鋼就可以滿足要求，葉片的厚度也幾乎沒有要求。
權(quán)利要求
1. 一種余熱鍋爐入口多級(jí)均流防磨裝置，其特征在于所述多級(jí)均流防磨裝置由均流防磨葉片組、葉片固定裝置和葉片間距調(diào)節(jié)裝置組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的余熱鍋爐入口多級(jí)均流防磨裝置，其特征在于: 所述均流防磨葉片組是由形狀相同而大小不同的三個(gè)葉片依次縱向間 距排列組成，所述三個(gè)葉片分別為一級(jí)葉片(1)、 二級(jí)葉片(2)和三 級(jí)葉片(3)，所述三個(gè)葉片均是上開口小，下開口大的筒體，所述三個(gè) 葉片的上開口為圓形或者方形，所述三個(gè)葉片的下幵口為圓形或者方 形；所述葉片固定裝置包括三個(gè)固定鋼條和兩個(gè)固定導(dǎo)桿(7)，所述 三個(gè)固定鋼條分別為一級(jí)固定鋼條(4)、 二級(jí)固定鋼條(5)和三級(jí)固 定鋼條(6)，所述三個(gè)固定鋼條分別橫向焊接于一級(jí)葉片(1)、 二級(jí)葉 片(2)和三級(jí)葉片(3)的上開口處，所述兩個(gè)固定導(dǎo)桿(7)的上端 分別與一級(jí)葉片(1)上的固定鋼條(4)固定連接，所述兩個(gè)固定導(dǎo)桿 (7)分別穿過(guò)二級(jí)葉片(2)以及其上開口處的固定鋼條(5)和三級(jí) 葉片(3)以及其上開口處的固定鋼條(6)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的余熱鍋爐入口多級(jí)均流防磨裝置,其特征在 于所述葉片間距調(diào)節(jié)裝置由一級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓(8)和二級(jí)間距調(diào)節(jié) 螺栓(9)組成，所述一級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓(8)和二級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓(9) 均為雙頭螺栓且兩端均設(shè)有螺母，所述一級(jí)間距調(diào)節(jié)螺栓(8)的兩端 分別與一級(jí)固定鋼條(4)和二級(jí)固定鋼條(5)連接，所述二級(jí)間距調(diào) 節(jié)螺栓(9)的兩端分別與二級(jí)固定鋼條(5)和三級(jí)固定鋼條(6)連 接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的余熱鍋爐入口多級(jí)均流防磨裝置，其特征在于所述三個(gè)葉片的上開口為圓形，所述一級(jí)葉片(1)、 二級(jí)葉片(2)和 三級(jí)葉片(3)的上開口直徑與余熱鍋爐煙道(10)過(guò)渡段(11)進(jìn)口 直徑的比值依次為0.72、 0.54和0.42。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的余熱鍋爐入口多級(jí)均流防磨裝置，其特征在于: 所述三個(gè)葉片的上開口為方形，所述一級(jí)葉片(1)、 二級(jí)葉片(2)和 三級(jí)葉片(3)的上開口內(nèi)接圓直徑與余熱鍋爐的煙道(10)過(guò)渡段(11) 進(jìn)口內(nèi)接圓直徑的比值依次為0.72、 0.54和0.42。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的余熱鍋爐入口多級(jí)均流防磨裝置，其特征在 于所述多級(jí)均流防磨裝置設(shè)于余熱鍋爐煙道(10)過(guò)渡段(11)進(jìn)口 處，所述一級(jí)葉片(1)上的一級(jí)固定鋼條(4)的兩端分別焊接在余熱 鍋爐煙道(10)過(guò)渡段(11)進(jìn)口的內(nèi)壁上。
全文摘要
本發(fā)明涉及到鍋爐、換熱器和其他工業(yè)過(guò)程中含塵氣流沖刷金屬管束的防磨保護(hù)領(lǐng)域。主要由均流防磨葉片組、葉片固定裝置和葉片間距調(diào)節(jié)裝置組成。該葉片組由三個(gè)葉片組成，可使具有圓變方接口的水泥窯窯頭余熱鍋爐(AQC)入口煙氣流動(dòng)均勻。均流防磨葉片因加工形式的不同可以有多種選擇；導(dǎo)流葉片固定于煙道過(guò)渡段進(jìn)口處，形成導(dǎo)流防磨葉片組，可以有效的調(diào)整突擴(kuò)口處的煙氣流場(chǎng)；葉片間采用獨(dú)特的連接機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)需要調(diào)整葉片間的軸向距離。該裝置能有效提高煙道入口處煙氣速度場(chǎng)的均勻性，從而達(dá)到提高AQC及其他換熱器的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性的目的。
文檔編號(hào)F22B37/00GK101545626SQ20091002163
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者劉志斌, 周屈蘭, 周建國(guó), 宇 和, 徐通模, 惠世恩, 王宇峰, 趙欽新 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué);長(zhǎng)沙鍋爐廠有限責(zé)任公司