CN101149154B - 集成翼片和菱形导流叶片 - Google Patents

Abstract

一种用于如矩形烟道管的管道内的流动增强结构，其中一系列泪滴状翼片间隔安装在管道内，并从顶部延伸至底部，一系列菱形叶片也从管道顶部延伸至底部并在泪滴状翼片之间间隔安装，用于提供更均匀的流体分布并降低压力。还可以采用一系列从泪滴状翼片和菱形叶片延伸出的挡板。

Description

集成翼片和菱形导流叶片

技术领域

本发明主要涉及用于在管道内分布和混合颗粒或充满空气的喷射气体的装置，特别地涉及那些用在发电站的可能内含用于降低NO_X的氨的管道内的装置。

背景技术

众所周知，在二次空气供给管和选择性催化还原(SCR)系统烟道(10)内要采用翼片来分布和混合气流，如图1所示。通常的结构包括多个位于烟道中心的完整翼片(12)和位于烟道(10)的壁(16)的半翼片(14)。现有翼片设计的另一个例子如图2所示。这是用于分布和混合省煤器旁通烟道气的翼片的配置，其用在堪萨斯城的Power & Light，Hawthorn电站的SCR烟道系统中。该系统采用图1所示的基本系统但增加了平板(18)。在上述和余下的将在后面描述的附图中的波状线代表管道(10)内的气流分布。此外，翼片(12)已经被广泛用于流体测量和控制。采用具有低压降的用于流动控制的菱形导流装置也已公知。例如，许多商业可用的气流调节器包括菱形叶片。这些装置在很小的压降下取得了很好的流动控制。

以上所述的现有结构的缺点是增加了压力损失，当加入氨时氨可能混合，以及需要一个更大的烟道以容纳系统部件。

分区控制的喷氨格栅(AIG)已经公知并已被安装以便使用于减少NO_X的SCR系统得到规定的氨速率。多种形式的静态混合器已经可商业应用并已被提出用于在SCR烟道系统中通过增加湍流混合来降低热量和/或烟道气体种类梯度。Koch和Chemineer是生产这样一些可商业应用的静态混合器的制造商。

二次烟道和SCR系统的设计要求包括对混合装置下游的流体分布和热量梯度的规定。其目标是取得均匀的流体分布且使热量梯度最小。例如，在一个SCR系统中，喷氨格栅处的流体应当充分混合且充分均布，从而维持催化剂的性能和寿命。为了达到这些目标，已经采用了现有技术中所罗列的那些装置。虽然还需要使系统中不可回收的压力损失最小，但空间限度限制了用于气体混合的翼片和SCR系统中用于氨分布的独立AIG的安装。这样，就需要在用于这些应用的同时能使其压力损失最小的均匀分布系统。

发明内容

通过将现有混合翼片的最优特征与菱形导流装置相结合从而得到一个整体装置来改进系统设计，本发明解决了现有装置中出现的以及其他问题。由于本发明将翼片和菱形叶片相结合从而得到能够在很小压降下提供均匀流体分布的装置，因此它是独一无二的。如上所述，翼片和菱形叶片都已经分别被应用以达到流体控制的目的，然而，这些系统没有以本发明所提出的方式结合使用。

在本发明的另一个实施例中，混合翼片和菱形装置中都添加了平板或挡板以产生特别适用于烟道气体应用场合的均匀流动和低压降的装置。

综上所述，可以看出本发明的一个方面是提供用于改进流体分布均匀度的安装好的装置。

本发明的另一方面是提供一种安装于管道内用于降低管道内压降的装置。

本发明的又一方面是提供一种安装于烟道管内用于改进流体分布并降低压降的装置。

当结合附图考虑下面对优选实施例的描述时会对本发明的这些和其他方面有更充分地理解。

附图说明

在附图中：

图1是现有技术中管道内的翼片结构。

图2是现有技术中烟道管内的翼片和平板或挡板结构。

图3是本发明管道内翼片和菱形装置的结构。

图4是本发明采用具有分配板的翼片和菱形装置的结构的另一实施例。

图5是图3和图4所示的翼片和菱形装置的结构的侧视图。

图6是图5所示的翼片和菱形装置的结构的后视图。

图7是图5所示的翼片和菱形装置的结构的前视图。

具体实施方式

参见附图并特别参见图3和图5-7，其中示出了一种改进的流体系统管道结构，该结构将翼片(12)和菱形导流叶片(20)结合为一体。采用这种结构可使翼片喉口下游的流动均匀。采用和不采用菱形叶片(20)的分布器之间的比较(图1、2与图3比较)清楚地表明了采用菱形叶片(20)后流体分布情况的改进。菱形叶片(20)和翼片(12)的空气动力形状对使系统不可回收的压力损失降到最低的这一设计目标也有益处。由于它们暴露于气流中的空气动力形状，使得无论翼片(12)或用于减少NOx的颗粒喷射是否被采用上述优点都存在。烟道横截面的热量梯度也通过均布用于温度控制的烟道气体而被最小化。

对于在翼片(12)之间具有氨喷射的SCR应用，氨与烟道气的混合由于额外采用菱形叶片(20)带来的流动均匀性而被改进。

图4示出了本发明的一个替代结构，其中平板或挡板(18)安装在翼片(12)和菱形叶片(20)之上。挡板(18)从菱形叶片(20)沿翼片(12)的空间延伸。这种结构改进了翼片(12)之间的气流均匀度。

从图5-7可以看出，管道(16)呈矩形，且翼片(12)和菱形叶片(20)二者都从管道(16)的顶部延伸至底部。翼片(12)呈具有一个圆端(19)和一个尖端(21)的泪滴状。当采用挡板或平板(18)时，它们也从管道的顶部延伸至底部，并分别从翼片(12)的圆端(19)的对称线(22、24)和菱形叶片(20)的前缘(23)开始。作为可选实施例，平板(18)在图5中以虚线示出。

本领域技术人员在读到上述公开的内容时可对其进行一定的修改或补充。可以理解的是，由于考虑到简洁性和可读性，所有这些在此被删除，但所有这些都被认为在所附权利要求书的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于其中有流体流动的矩形管道的流动增强结构，它包括：

一系列沿管道间隔延伸的泪滴状翼片；

一系列在所述一系列泪滴状翼片之间间隔延伸的菱形叶片；和

一系列从所述泪滴状翼片和所述菱形叶片延伸出的挡板。

2.如权利要求1所述的用于矩形管道的流动增强结构，其特征在于，所述泪滴状翼片具有一个圆端和一个尖端，且所述挡板从所述翼片的所述圆端延伸出。

3.如权利要求1所述的用于矩形管道的流动增强结构，其特征在于，所述菱形叶片具有尖的前端和后端，且所述挡板从所述前端延伸出。

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