CN102029103B - 管道的流量调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道的流量调节装置，其中，所述流量调节装置包括枢接在所述管道(1)的出口处的调节件(2)，所述调节件(2)的结构使得所述管道(1)的出口处的通流截面(11)的面积随着所述调节件(2)的枢转而变化。通过上述技术方案，由于调节件能够以管道内外的压力差作为驱动力而枢转，其转速随着压力差的增大而增大。而管道的出口处的通流截面的面积随着所述调节件的枢转而变化，因此调节件的转速越大，则管道内流体的流速也随之增大。管道外的压力变化导致管道内外的压力差发生变化，从而使得调节件的转速也随之变化，以此实现管道内流体的流量的调节。

Description

管道的流量调节装置

技术领域

本发明涉及一种管道的流量调节装置，该流量调节装置例如可以调节烟气脱硝系统的喷氨格栅的喷氨支管的喷氨量。

背景技术

管道的流量调节通常通过在管道上设置流量调节阀来实现，但是这样的调节方式有时候并不能满足需要。例如目前在烟气脱硝系统(例如SCR(选择性催化还原法)烟气脱硝系统)中常使用喷氨格栅来向烟道中喷入脱硝还原剂(氨气)。喷氨格栅通常包括喷氨母管和与该喷氨母管连接的多根喷氨支管，这些喷氨支管排列在烟道内，从各个喷氨支管喷出的氨气与烟道内的烟气混合以进行脱硝反应。通常为每根喷氨支管在烟道外设置开关阀或流量调节阀来控制每根喷氨支管的喷氨量。

可以看出，在上述现有的喷氨格栅中，喷氨支管的喷氨量相对固定，即使在喷氨支管上设置流量控制阀，也不能随机组(例如锅炉)负荷变化(即烟道内烟气量的变化)而实时调整喷氨量，所以造成脱硝系统出口的氨逃逸率时高时低。特别在锅炉低负荷时，喷氨支管的喷氨量不能实时根据负荷的降低而降低，造成氨逃逸率大大超出设计允许值，使得脱硝系统下游设备(例如锅炉空气预热器)严重腐蚀，不得不进行大修更换部件。而如果喷氨支管的喷氨量过低，则会造成脱硝不足，使得排放的烟气不达标。

发明内容

本发明的目的是提供一种管道的流量调节装置，该流量调节装置能够根据管道外的压力变化来实时调节管道内的流量。

为了实现上述目的，本发明提供了一种管道的流量调节装置，其中，所述流量调节装置包括枢接在所述管道的出口处的调节件，所述调节件的结构使得所述管道的出口处的通流截面的面积随着所述调节件的枢转而变化。

通过上述技术方案，由于调节件能够以管道内外的压力差作为驱动力而枢转，其转速随着压力差的增大而增大。而管道的出口处的通流截面的面积随着所述调节件的枢转而变化，因此调节件的转速越大，则管道内流体的流速也随之增大。管道外的压力变化(例如管道外流体的流速变化)导致管道内外的压力差发生变化，从而使得调节件的转速也随之变化，以此实现管道内流体的流量的调节。例如当该管道用作烟气脱硝系统喷氨格栅的喷氨支管时，该流量调节装置能够根据烟气量来实时调节该喷氨支管的喷氨量。

所述调节件的横截面的形状可以为非圆形，其中所述调节件的横截面为与所述调节件的枢转轴线垂直的截面。优选地，所述调节件的横截面的形状为多边形。所述多边形中的至少一条边可以为曲边。所述多边形中的至少一条边可以为直边。例如所述多边形可以为直边多边形。优选地，所述多边形为曲边多边形。优选地，所述多边形具有奇数条边。例如所述多边形可以为曲边三角形。

优选地，所述调节件的横截面的面积沿着枢转轴线从中间向两端逐渐变小。

优选地，所述调节件的外表面形成有槽。更优选地，所述槽沿与所述调节件的枢转轴线垂直的方向延伸。更优选地，所述槽宽度沿所述管道内流体的流动方向逐渐变大。

优选地，所述管道为烟气脱硝系统的喷氨格栅的喷氨支管。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种实施方式的管道的流量调节装置的局部剖视示意图；

图2是如图1所示的管道的流量调节装置的调节件的一个实施例的立体图；

图3是如图2所示的调节件的正视示意图；

图4是如图2所示的调节件的一个横截面的示意图；

图5是如图1所示的管道的流量调节装置在一个状态下的通流截面的示意图；

图6是如图1所示的管道的流量调节装置在另一个状态下的通流截面的示意图；

图7是如图1所示的管道的流量调节装置的调节件的另一个实施例的横截面示意图。

附图标记说明

1   管道        2  调节件

11  通流截面    21 横截面

22  枢转轴线    23 槽

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1至图6所示，根据本发明的一种实施方式，提供了一种管道的流量调节装置，其中，所述流量调节装置包括枢接在所述管道1的出口处的调节件2，所述调节件2的结构使得所述管道1的出口处的通流截面11的面积随着所述调节件2的枢转而变化。

通过上述技术方案，由于调节件2能够以管道1内外的压力差作为驱动力而枢转，其转速随着压力差的增大而增大。而管道1的出口处的通流截面11的面积随着所述调节件2的枢转而变化，因此调节件2的转速越大，则管道内流体的流速也随之增大。管道1外的压力变化(例如管道1外流体的流速变化)导致管道1内外的压力差发生变化，从而使得调节件2的转速也随之变化，以此实现管道1内流体的流量的调节。

例如当所述管道1作为烟气脱硝系统的喷氨格栅的喷氨支管时，调节件2能够以喷氨支管内的氨气压力与喷氨支管外的烟气压力之间的压力差作为为驱动力而枢转，其转速随着烟气量的增大而增大。机组负荷大时，烟气量大，烟气流速高，烟气在调节件2处形成的紊流真空负压区的负压大，使得调节件2转速加大，从而对喷氨支管形成抽吸力加大，增大了喷氨量，以适应烟气量增大的要求；反之，当机组负荷小时，其烟气量也小，烟气流速降低，烟气在调节件2处形成的紊流真空负压区的负压小，调节件2的转速慢，对喷氨抽吸力小，喷氨量也变小。从而通过上述调节件2能够适应机组负荷的变化或者烟气量变化，实现喷氨量的精确控制，提高氨气利用率，降低脱硝系统出口氨逃逸率。

调节件2可以通过各种适当的方式枢接在管道1的出口处。例如，调节件1的两端可以设置有转轴12，在管道1的出口处的管壁上设置安装孔，通过使转轴12插入该安装孔中而实现枢接，当然，还可以在安装孔内和转轴12之间安装轴承13。

在本发明中，管道1的出口处的通流截面11的面积是指管道1的出口处能够供流体通过的截面面积。可以理解，该通流截面11的面积等于管道1的出口处的截面面积减去调节件2在该位置的截面面积。而在本发明中，管道1的出口处的截面面积不变，通过使得调节件2在该位置的截面面积随着调节件2的枢转而变化，从而使得通流截面11的面积随之变化。下面将结合具体的实施例进行更详细的说明。

可以通过设计调节件2的结构来实现上述使得调节件2在该位置的截面面积随着调节件2的枢转而变化的目的，例如可以通过设计调节件2的横截面21的形状来实现该目的，所述调节件2的横截面21为与所述调节件2的枢转轴线22垂直的截面。

例如，可以将所述调节件2的横截面21设计为非圆形，例如可以为多边形，该多边形为广义的多边形，既包括各边均为直线的直边多边形，各边均为曲线的曲边多边形，也包括直边和曲边结合而成的多边形。其中，所述多边形可以包括至少一条直边，或者可以包括至少一条曲边。优选地，该多边形为曲边多边形，从而能够使得管道1内的流体能够更顺畅地流过该调节件2。更优选地，所述多边形具有奇数条边，从而可以增强调节件2的不对称性，以便于调节件2在管道1内外压力差的作用下枢转。在如图3至图6所示的实施例中，调节件2的横截面21为曲边三角形。在如图7所示的实施例中，调节件2的横截面21为由两条曲线连接而成的形状。图4和图5示出了如图3至图6所示的实施例的管道的流量调节装置的通流截面的变化，其中图4示出了调节件2在一个状态时(调节件2枢转至一个位置时)管道的流量调节装置的通流截面11，图5示出了调节件2在另一个状态时(调节件2枢转至另一个位置时)管道的流量调节装置的通流截面11。从而可以看出在该实施例中，管道1的出口处的通流截面11随着调节件2的枢转而变化。类似地，如图7所示的调节件2的实施例也能够实现上述使得调节件2在管道1出口处的截面面积随着调节件2的枢转而变化的目的。

当然可以理解的是，调节件2的横截面21的形状也不限于非圆形，当调节件2的横截面21的形状为圆形时，只要使得调节件2的圆形横截面的圆心偏离调节件2的枢转轴线，也能够实现上述使得调节件2在管道1出口处的截面面积随着调节件2的枢转而变化的目的。

调节件2的沿着枢转轴线22的各个横截面21的面积不变，但是，如图1至图3所示，所述调节件2的横截面21的面积可以沿着枢转轴线22从中间向两端逐渐变小。即，调节件2为类似纺锤体的形状。由于管道1内中心位置的流体流速通常比较大，而靠近管壁的边缘部则流速比较小，因此该类似纺锤体形状的调节件2便于在管道1内外压力差的作用下枢转。而且，例如当所述管道1为烟气脱硝系统的喷氨格栅的喷氨支管时，该类似纺锤体的形状是有利的，该形状能够使得从管道1内流动的氨气经过调节件2时进一步发生紊流，从而更好地与管道1外的烟气混合。优选地，所述调节件2的外表面还可以形成有槽23。该槽23也可以有利于管道1内的流体(例如喷氨支管内的氨气)流经该调节件2时形成紊流。更优选地，如图1至图3所示，所述槽23沿与所述调节件2的枢转轴线22垂直的方向延伸，从而可以进一步提高上述形成紊流的效果。更优选地，所述槽23宽度沿所述管道1内流体的流动方向逐渐变大。从而管道1内的流体(例如喷氨支管内的氨气)在流经槽23时的流速逐渐变小，从而能够减少流体的回流。

所述槽23的形状、个数和具体位置可以根据具体情况进行设置和优化。

虽然结合烟气脱硝系统的喷氨格栅的喷氨支管说明了上述有关调节件2的优选形状(例如纺锤体形状和槽23的设置)的有益效果，但是上述优选形状并不限于管道1作为烟气脱硝系统的喷氨格栅的喷氨支管的情况，而是可以应用于任何需要管道1内外流体进行混合的场合。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种管道的流量调节装置，其特征在于，所述流量调节装置包括枢接在所述管道（1）的出口处的调节件（2），所述调节件（2）的结构使得所述管道（1）的出口处的通流截面（11）的面积随着所述调节件（2）的枢转而变化，所述调节件（2）的外表面形成有槽（23），所述槽（23）沿与所述调节件（2）的枢转轴线（22）垂直的方向延伸。

2.根据权利要求1所述的管道的流量调节装置，其特征在于，所述调节件（2）的横截面（21）的形状为非圆形，其中所述调节件（2）的横截面（21）为与所述调节件（2）的枢转轴线（22）垂直的截面。

3.根据权利要求2所述的管道的流量调节装置，其特征在于，所述调节件（2）的横截面（21）的形状为多边形，该多边形包括各边均为直线的直边多边形、各边均为曲线的曲边多边形以及直边和曲边结合而成的多边形。

4.根据权利要求3所述的管道的流量调节装置，其特征在于，所述多边形中的至少一条边为曲边。

5.根据权利要求3所述的管道的流量调节装置，其特征在于，所述多边形中的至少一条边为直边。

6.根据权利要求3所述的管道的流量调节装置，其特征在于，所述多边形为直边多边形。

7.根据权利要求3所述的管道的流量调节装置，其特征在于，所述多边形为曲边多边形。

8.根据权利要求3所述的管道的流量调节装置，其特征在于，所述多边形有奇数条边。

9.根据权利要求3所述的管道的流量调节装置，其特征在于，所述多边形为曲边三角形。

10.根据权利要求2-9中任意一项所述的管道的流量调节装置，其特征在于，所述调节件（2）的横截面（21）的面积沿着枢转轴线（22）从中间向两端逐渐变小。

11.根据权利要求1所述的管道的流量调节装置，其特征在于，所述槽（23）宽度沿所述管道（1）内流体的流动方向逐渐变大。

12.根据权利要求1-9、11中任意一项所述的管道的流量调节装置，其特征在于，所述管道（1）为烟气脱硝系统的喷氨格栅的喷氨支管。

13.根据权利要求10所述的管道的流量调节装置，其特征在于，所述管道（1）为烟气脱硝系统的喷氨格栅的喷氨支管。

Images