空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，屬于空氣預(yù)熱器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在管件設(shè)備制造技術(shù)中，方管與矩形管的連接部分稱(chēng)為漸擴(kuò)變徑管，漸擴(kuò)變徑管一般由四個(gè)梯形面構(gòu)成，目前已廣泛應(yīng)用于方管與矩形風(fēng)管或設(shè)備間的連接。
[0003]空氣預(yù)熱器用于回收煙氣余熱，是典型的節(jié)能環(huán)保設(shè)備，具有傳熱效率高、耐高溫、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，因而在石油化工、冶金、火力發(fā)電等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。加熱爐燃燒產(chǎn)生煙氣通過(guò)省煤器后，煙氣溫度在250?350°C左右，通常采用方形管道排煙，而空氣預(yù)熱器煙氣入口采用矩形通道，兩者需要采用漸擴(kuò)變徑結(jié)構(gòu)。由于變徑高度較小、變徑面積大，煙氣在較小的變徑高度內(nèi)，不能實(shí)現(xiàn)均勻分布。通過(guò)流體仿真分析發(fā)現(xiàn)，煙氣流速在換熱器中心區(qū)域過(guò)分集中，其他區(qū)域煙氣流速非常小，從而嚴(yán)重影響空氣預(yù)熱器空氣換熱器的傳熱系數(shù)；煙氣流速不均更容易引起壁面低溫露點(diǎn)腐蝕。
[0004]當(dāng)煙氣從方形排煙管道流過(guò)漸擴(kuò)變徑管時(shí)，煙氣過(guò)流截面突然變大，流動(dòng)發(fā)生劇烈的湍流混合。煙氣流經(jīng)漸擴(kuò)變徑管橫截面擴(kuò)大，煙氣流速降低，沿漸擴(kuò)變徑管長(zhǎng)度方向產(chǎn)生壓力的正梯度，在其作用下邊界層從管壁分離，產(chǎn)生漩渦區(qū)，漩渦的產(chǎn)生需要消耗機(jī)械能，漩渦內(nèi)的煙氣的分裂和相互碰撞、摩擦?xí)母嗟臋C(jī)械能。同時(shí)由于流通截面形狀的突然改變，導(dǎo)致煙氣在漸擴(kuò)變徑管出口處氣體分布不均，流入各通道內(nèi)部的氣量不同，即各通道存在熱偏差。熱偏差的存在會(huì)造成各通道傳熱系數(shù)不同，嚴(yán)重影響預(yù)熱器的換熱效率；在煙氣氣速較低的區(qū)域，通道壁面溫度過(guò)低，特別容易引起低溫腐蝕現(xiàn)象。
[0005]為提高漸擴(kuò)變徑管出口煙氣均勻度，傳統(tǒng)方法是增加漸擴(kuò)變徑管高度或減小擴(kuò)散角，但這兩種方法均受到預(yù)熱器安裝現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，且不能從根本上解決氣體分布不均勻的問(wèn)題。
[0006]公開(kāi)號(hào)為CN104197771A的專(zhuān)利中公開(kāi)了一種氣體均布結(jié)構(gòu)，該氣體均布結(jié)構(gòu)中的開(kāi)式漸擴(kuò)管由引流段和導(dǎo)流段組成，引流段將氣體按設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)分割成若干份，導(dǎo)流段將氣體均勻的導(dǎo)流至方箱的各個(gè)區(qū)域。該專(zhuān)利導(dǎo)流段中，導(dǎo)流板的背部區(qū)域很容易形成漩渦，從而影響漸擴(kuò)變徑管出口處的氣體分布。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種能夠?qū)煔膺M(jìn)行導(dǎo)流和均布、實(shí)現(xiàn)煙氣在漸擴(kuò)變徑管矩形出口的均勻分布且降低煙氣阻力損失的空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)。
[0008]本實(shí)用新型所述的空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，包括由煙氣方形管道接口、漸擴(kuò)變徑管、預(yù)熱器矩形接口組成的煙氣通道，漸擴(kuò)變徑管內(nèi)安裝有弧形導(dǎo)流器。
[0009]上述的弧形導(dǎo)流器由若干導(dǎo)流板組成，導(dǎo)流板的兩端焊接在漸擴(kuò)變徑管的內(nèi)壁上；導(dǎo)流板的布置方式呈“U”型。所述導(dǎo)流板自上而下由豎直的直邊引流段和弧形導(dǎo)流段組成；弧形導(dǎo)流段的上端與直邊引流段相切，下端向漸擴(kuò)變徑管的壁面方向彎曲。直邊引流段將煙氣分割成若干份，弧形導(dǎo)流段將煙氣均勻的導(dǎo)流至靠近漸擴(kuò)變徑管的壁面區(qū)域，減小煙氣由于流通截面過(guò)大造成的氣體與漸擴(kuò)變徑管表面的脫離現(xiàn)象及其產(chǎn)生的渦流，最終將煙氣導(dǎo)流至預(yù)熱器矩形接口，從而解決了煙氣流經(jīng)漸擴(kuò)變徑管時(shí)存在的流體不均、壓降大等技術(shù)問(wèn)題。
[0010]本實(shí)用新型中，弧形導(dǎo)流器的高度為漸擴(kuò)變徑管高度的0.5?0.9 ;導(dǎo)流板的厚度優(yōu)選6_?20_。各導(dǎo)流板的直邊引流段的高度相等。直邊引流段的高度為漸擴(kuò)變徑管高度的1/3?1/5。
[0011]如果弧形導(dǎo)流段的彎曲弧度或者弧形導(dǎo)流段的弧的半徑過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致煙氣均布效果比較差，在漸擴(kuò)變徑管的兩側(cè)形成煙氣低速區(qū)；反之，兩側(cè)氣速過(guò)大、中心區(qū)域氣速過(guò)低，形成渦流，造成氣速不均、阻力損失增大。在本實(shí)用新型中，各導(dǎo)流板的弧形導(dǎo)流段的弧的半徑相等；從最外側(cè)的兩導(dǎo)流板向內(nèi)，各導(dǎo)流板的弧形導(dǎo)流段的弧的圓心角成等差數(shù)列；弧形導(dǎo)流段的弧的圓心角為30°?90°。通過(guò)采用上述導(dǎo)流板，能夠均布煙氣在漸擴(kuò)變徑管結(jié)構(gòu)的氣速分布，減小內(nèi)部渦流，減小空氣預(yù)熱器的低溫露點(diǎn)腐蝕發(fā)生區(qū)域，保證空氣預(yù)熱器的高效運(yùn)行。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是:
[0013]本氣體均布結(jié)構(gòu)中，通過(guò)弧形導(dǎo)流器的直邊引流段能夠?qū)煔夥指畛扇舾煞荩⑼ㄟ^(guò)弧形導(dǎo)流段將煙氣均勻的導(dǎo)流至靠近漸擴(kuò)變徑管的壁面區(qū)域，減小煙氣由于流通截面過(guò)大造成的氣體與漸擴(kuò)變徑管表面的脫離現(xiàn)象及其產(chǎn)生的渦流，實(shí)現(xiàn)了煙氣的均勻分布，降低了煙氣阻力損失，最終將煙氣導(dǎo)流至預(yù)熱器矩形接口。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是圖1的俯視圖。
[0016]圖中:1、煙氣方形管道接口 ；2、直邊引流段；3、弧形導(dǎo)流段；4、法蘭；5、漸擴(kuò)變徑管；6、預(yù)熱器矩形接口。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例做進(jìn)一步描述:
[0018]如圖1、2所示，本空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，包括由煙氣方形管道接口 1、漸擴(kuò)變徑管5、預(yù)熱器矩形接口 6組成的煙氣通道，漸擴(kuò)變徑管5內(nèi)安裝有弧形導(dǎo)流器，為了便于將本氣體均布結(jié)構(gòu)與方形排煙管道和空氣預(yù)熱器的煙氣入口矩形通道連接，在煙氣方形管道接口 1、預(yù)熱器矩形接口 6的外緣設(shè)置法蘭4，通過(guò)法蘭4實(shí)現(xiàn)氣體均布結(jié)構(gòu)的快速安裝。
[0019]上述的弧形導(dǎo)流器由若干導(dǎo)流板組成，導(dǎo)流板的兩端焊接在漸擴(kuò)變徑管5的內(nèi)壁上，即焊接在漸擴(kuò)變徑管5的梯形面上；導(dǎo)流板的布置方式呈“U”型。其中，導(dǎo)流板自上而下由豎直的直邊引流段2和弧形導(dǎo)流段3組焊而成，直邊引流段2為長(zhǎng)方形鋼板，弧形導(dǎo)流段3為弧形鋼板；弧形導(dǎo)流段3的上端與直邊引流段2相切，下端向漸擴(kuò)變徑管5的壁面方向彎曲。直邊引流段2將煙氣分割成若干份，弧形導(dǎo)流段3將煙氣均勻的導(dǎo)流至靠近漸擴(kuò)變徑管5的壁面區(qū)域，減小煙氣由于流通截面過(guò)大造成的氣體與漸擴(kuò)變徑管5表面的脫離現(xiàn)象及其產(chǎn)生的渦流，最終將煙氣導(dǎo)流至預(yù)熱器矩形接口 6，從而解決了煙氣流經(jīng)漸擴(kuò)變徑管5時(shí)存在的流體不均、壓降大等技術(shù)問(wèn)題。
[0020]本實(shí)用新型中，各導(dǎo)流板的直邊引流段2的高度相等；直邊引流段2的高度為漸擴(kuò)變徑管5高度的1/3?1/5?；⌒螌?dǎo)流器的高度為漸擴(kuò)變徑管5高度的0.5?0.9 ;導(dǎo)流板的厚度優(yōu)選6mm?20mm。本實(shí)施例中，漸擴(kuò)變徑管的高度為500mm?1500mm，直邊引流段2的高度為150mm?300mm。
[0021]如果弧形導(dǎo)流段3的彎曲弧度或者弧形導(dǎo)流段3的弧的半徑過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致煙氣均布效果比較差，在漸擴(kuò)變徑管5的兩側(cè)形成煙氣低速區(qū)；反之，兩側(cè)氣速過(guò)大、中心區(qū)域氣速過(guò)低，形成渦流，造成氣速不均、阻力損失增大。在本實(shí)用新型中，各導(dǎo)流板的弧形導(dǎo)流段3的弧的半徑相等；從最外側(cè)的兩導(dǎo)流板向內(nèi)，各導(dǎo)流板的弧形導(dǎo)流段3的弧的圓心角成等差數(shù)列；弧形導(dǎo)流段3的弧的圓心角為30°?90°。通過(guò)采用上述導(dǎo)流板，能夠均布煙氣在漸擴(kuò)變徑管5結(jié)構(gòu)的氣速分布，減小內(nèi)部渦流，減小空氣預(yù)熱器的低溫露點(diǎn)腐蝕發(fā)生區(qū)域，保證空氣預(yù)熱器的高效運(yùn)行。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，在添加弧形導(dǎo)流器的漸擴(kuò)變徑管5結(jié)構(gòu)的出口處，氣體不均勻度Mf從3降至0.6，阻力降減小20Pa左右，空氣預(yù)熱器的整體效率提尚5?10%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，包括由煙氣方形管道接口(I)、漸擴(kuò)變徑管(5)、預(yù)熱器矩形接口(6)組成的煙氣通道，其特征在于:漸擴(kuò)變徑管(5)內(nèi)安裝有弧形導(dǎo)流器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的弧形導(dǎo)流器由若干導(dǎo)流板組成，導(dǎo)流板的兩端焊接在漸擴(kuò)變徑管(5)的內(nèi)壁上；導(dǎo)流板的布置方式呈“U”型。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的導(dǎo)流板自上而下由豎直的直邊引流段(2)和弧形導(dǎo)流段(3)組成；弧形導(dǎo)流段(3)的上端與直邊引流段(2)相切，下端向漸擴(kuò)變徑管(5)的壁面方向彎曲。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的各導(dǎo)流板的直邊引流段(2)的高度相等。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的直邊引流段(2)的高度為漸擴(kuò)變徑管(5)高度的1/3?1/5。6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的各導(dǎo)流板的弧形導(dǎo)流段(3)的弧的半徑相等。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，其特征在于:從最外側(cè)的兩導(dǎo)流板向內(nèi)，各導(dǎo)流板弧形導(dǎo)流段(3)的弧的圓心角成等差數(shù)列。8.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5或7所述的空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的弧形導(dǎo)流段(3)的弧的圓心角為30°?90°。9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或7所述的空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的弧形導(dǎo)流器的高度為漸擴(kuò)變徑管(5)高度的0.5?0.9。10.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5或7所述的空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的導(dǎo)流板的厚度為6mm?20mmo
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型屬于空氣預(yù)熱器領(lǐng)域，具體涉及一種空氣預(yù)熱器煙氣入口的氣體均布結(jié)構(gòu)，包括由煙氣方形管道接口、漸擴(kuò)變徑管、預(yù)熱器矩形接口組成的煙氣通道，漸擴(kuò)變徑管內(nèi)安裝有弧形導(dǎo)流器?；⌒螌?dǎo)流器由若干導(dǎo)流板組成，導(dǎo)流板自上而下由豎直的直邊引流段和弧形導(dǎo)流段組成；導(dǎo)流板的布置方式呈“U”型；弧形導(dǎo)流段的上端與直邊引流段相切，下端向漸擴(kuò)變徑管的壁面方向彎曲。通過(guò)弧形導(dǎo)流器的直邊引流段能夠?qū)煔夥指畛扇舾煞?，并通過(guò)弧形導(dǎo)流段將煙氣均勻的導(dǎo)流至靠近漸擴(kuò)變徑管的壁面區(qū)域，減小煙氣由于流通截面過(guò)大造成的氣體與漸擴(kuò)變徑管表面的脫離現(xiàn)象及其產(chǎn)生的渦流，實(shí)現(xiàn)了煙氣的均勻分布，降低了煙氣阻力損失。
【IPC分類(lèi)】F23L15/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204730236
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520460271
【發(fā)明人】楊立勇, 董文峰, 李強(qiáng)
【申請(qǐng)人】山東旺泰科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年6月30日