一种改善锅炉大角度弯道流场烟气均匀性的装置的制作方法

本实用新型属于锅炉技术领域，涉及一种改善锅炉大角度弯道流场烟气均匀性的装置。

背景技术：

在锅炉结构设计中，为方便受热面布置、优化传热效率，防止局部出现严重的超温、积灰或磨损，一般对烟气均匀性的要求较高。然而在锅炉结构设计中，难免存在大角度转弯烟道的结构形式，这种结构使得烟气在拐弯后存在着较大的速度梯度，导致截面上烟气均匀性较差，有时甚至会存在高温烟气贴壁的情况。这样的弯道结构在不加以优化的情况下不仅会引起严重的壁面磨损，而且无法进行合理的受热面布置，锅炉实际运行情况将与理论设计存在巨大偏差。

对于大角度弯道中的流场优化，一般采用密集的格栅板、导流板或布风板，可以取得较好的均流效果，但是由于材料用量巨大，而且无法耐受高温，因此仅用于锅炉低温部分，如一二次风、空预器后尾部烟气。在锅炉的高温部分，如炉膛出口，由于温度非常高，上述结构难以应用，因此一般采用加设折焰角的优化方法，但优化效果非常有限。因此，对于锅炉中的大角度弯道，尤其对于炉膛出口的高温部分，尚缺乏系统的同时考虑流场均匀性、粒子沉积性和工程可实施性的流场均匀性优化方法。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种改善锅炉大角度弯道流场烟气均匀性的装置，该装置能够有效改善锅炉大角度弯道流场烟气的均匀性。

为达到上述目的，本实用新型所述的改善锅炉大角度弯道流场烟气均匀性的装置包括若干y型折流板、若干钝角折流板及若干弧形折流板；

锅炉大角度弯道包括入流烟道、连接烟道及出流烟道，入流烟道与连接烟道左侧的入口相连通，出流烟道与连接烟道右侧的出口相连通，其中，各y型折流板、钝角折流板及弧形折流板均位于连接烟道内，且正对出流烟道。

连接烟道底部两角的位置处分别设置有左倒角及右倒角，连接烟道的侧面设置有边壁折流角，其中，边壁折流角位于右倒角的正上方。

连接烟道的入口位置处设置有折焰角。

钝角折流板由两块第一折流板组成，其中，两块第一折流板的端部分离，且两块第一折流板之间的夹角大于90°且小于等于185°。

y型折流板由第二折流板、第三折流板及第四折流板组成，其中，第二折流板位于第三折流板及第四折流板的下方，且第二折流板与第三折流板之间的夹角为90°-175°，第四折流板与第三折流板之间的夹角大于0°小于85°，且第二折流板、第三折流板及第四折流板相互分离，第四折流板的长度小于第二折流板及第三折流板。

弧形折流板由第五折流板单独组成，第五折流板为圆心角为30-160°的圆弧形长板。

第一折流板、第二折流板、第三折流板、第四折流板及第五折流板的内部均设置有管屏，其中，管屏连接有集箱，第一折流板、第二折流板、第三折流板、第四折流板及第五折流板的外壁上均设置有耐磨浇注料层。

连接烟道的出口分为n个等分点，每个等分点处设置有一个钝角折流板、一个y型折流板或者一个弧形折流板。

边壁折流角设置有锅炉炉墙上，其中，边壁折流角的角度为90°-170°，且边壁折流角夹角的位置处为圆弧形结构或者凸台型结构。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的改善锅炉大角度弯道流场烟气均匀性的装置在具体操作时，在连接烟道内增设钝角折流板、y型折流板、弧形折流板、边壁折流角、左倒角、右倒角及折焰角，以显著改善流场，具有流场均匀性高、粒子沉积少、壁面磨损小的特点，大大增加了烟道流场的均匀性，使出口流场法相速度相对标准偏差显著降低。同时，消减了高温烟气贴壁的情形，减轻了壁面磨损的程度。另外，倒角和y型折流板的设计大幅减小了连接烟道中二次流死区面积，可以有效地减少粒子沉积，结构简单，工程可实施性良好，对烟气阻力的影响小，并且对原有入流烟道和出流烟道的结构和受热面布置无影响，为锅炉良好的传热效率和使用寿命打下了基础。

附图说明

图1a为本实用新型的结构示意图；

图1b为本实用新型的侧视图；

图2为第一折流板的内部结构示意图；

图3a为实施例一的结构示意图；

图3b为实施例一的侧视图；

图4a为实施例二的结构示意图；

图4b为实施例一的侧视图；

图5为实施例三的结构示意图。

其中，1为入流烟道、2为连接烟道、3为出流烟道、4为钝角折流板、5为弧形折流板、6为y型折流板、7为左倒角、8为右倒角、9为边壁折流角、10为折焰角、11为集箱、12为管屏、13为耐磨浇注料层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1a、图1b及图2，本实用新型所述的改善锅炉大角度弯道流场烟气均匀性的装置包括若干y型折流板6、若干钝角折流板4及若干弧形折流板5；锅炉大角度弯道包括入流烟道1、连接烟道2及出流烟道3，入流烟道1与连接烟道2左侧的入口相连通，出流烟道3与连接烟道2右侧的出口相连通，其中，各y型折流板6、钝角折流板4及弧形折流板5均位于连接烟道2内，且正对出流烟道3。

连接烟道2底部两角的位置处分别设置有左倒角7及右倒角8，连接烟道2的侧面设置有边壁折流角9，其中，边壁折流角9位于右倒角8的正上方；连接烟道2的入口位置处设置有折焰角10。

钝角折流板4由两块第一折流板组成，其中，两块第一折流板的端部分离，且两块第一折流板之间的夹角大于90°且小于等于185°；y型折流板6由第二折流板、第三折流板及第四折流板组成，其中，第二折流板位于第三折流板及第四折流板的下方，且第二折流板与第三折流板之间的夹角为90°-175°，第四折流板与第三折流板之间的夹角大于0°小于85°，且第二折流板、第三折流板及第四折流板相互分离，第四折流板的长度小于第二折流板及第三折流板。弧形折流板5由第五折流板单独组成，第五折流板为圆心角为30-160°的圆弧形长板。

第一折流板、第二折流板、第三折流第四折流板及第五折流板的内部均设置有管屏12，其中，管屏12连接有集箱11，第一折流板、第二折流板、第三折流板、第四折流板及第五折流板的外壁上均设置有耐磨浇注料层13。

连接烟道2的出口分为n个等分点，每个等分点处设置有一个钝角折流板4、一个弧形折流板5或者一个y型折流板6；边壁折流角9设置有锅炉炉墙上，其中，边壁折流角9的角度为90°-170°，且边壁折流角9夹角的位置处为圆弧形结构或者凸台型结构。

实施例一

参考图3a及图3b，在本实施例中，连接烟道2位于底部，同时作为灰斗，将连接烟道2进行三等分，左侧三分之一处设置一组钝角折流板4，右侧三分之一处设一组y型折流板6。

将出流烟道3的宽度定义为100单位，则左侧的钝角折流板4由两块长度为20单位的第一折流板组成，两块第一折流板之间的夹角设为110°，并且互不接触，第二折流板及第三折流板的长度为30单位，夹角为160度；第四折流板的长度为10单位，与竖直方向成20°夹角。

在连接烟道2的底部两角处增设倒角，其中，左倒角7宽25单位，与水平方向的夹角为45°；右倒角8宽25单位，与水平方向的夹角为50°。在右倒角8的上方壁面处设边壁折流角9，作为锅炉炉墙的一部分，两条边之间的角度为130°，边壁折流角9边长为10单位，尖端采用圆弧结构，未设置折焰角10。

经计算，本实施例可使出口流场法相速度相对标准偏差减小约76％，使流场均匀性大大提升，同时烟道阻力增加仅约4％。

实施例二

参考图4a及图4b，在本实施例中，连接烟道2位于顶部，将连接烟道2进行四等分，左侧四分之一处设置一组钝角折流板4，中间二分之一及右侧四分之一处设两组y型折流板6。

将出流烟道3的宽度定义为100单位，则左侧的钝角折流板4，由两块长度为15单位的第一折流板组成，两块第一折流板之间的夹角为160°，并且互不接触。第二折流板及第三折流板的长度为25单位，夹角为170度；第四折流板的长度为10单位，与竖直方向成20°夹角。

同时，在连接烟道2的右上角处增设右倒角8，宽25单位，与水平方向的夹角为50°。右倒角8的下方壁面处设边壁折流角9，作为锅炉炉墙的一部分，两条边之间的角度为130°，边壁折流角9边长为10单位，尖端采用圆弧结构。在连接烟道2的入口位置设折焰角10，两条边之间的角度为110°，折焰角10边长为20单位，未设置左倒角7。

经计算，本实施例可使出口流场法相速度相对标准偏差减小约80％，使流场均匀性大大提升，同时烟道阻力仅增加仅约5％。

实施例三

参考图5，在本实施例中，连接烟道2位于底部，同时作为灰斗，将连接烟道2进行五等分，在每等分处设置一组弧形折流板5，共4组弧形折流板。

将出流烟道3的宽度定义为100单位，则左侧第一组的弧形折流板5为半径为15单位，圆心角为85度的弧形长板，左侧第二组的弧形折流板5为半径为22单位，圆心角为90度的弧形长板，左侧第三组的弧形折流板5为半径为27单位，圆心角为85度的弧形长板，左侧第四组的弧形折流板5为半径为35单位，圆心角为90度的弧形长板。

在连接烟道2的底部两角处增设倒角，其中，左倒角7宽25单位，与水平方向的夹角为45°；右倒角8宽25单位，与水平方向的夹角为50°。在右倒角8的上方壁面处设边壁折流角9，作为锅炉炉墙的一部分，两条边之间的角度为130°，边壁折流角9边长为10单位，尖端采用圆弧结构，未设置折焰角10。

经计算，本实施例可使出口流场法相速度相对标准偏差减小约87％，使流场均匀性大大提升，同时烟道阻力增加仅约3％。

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