CN102721074B - 急变截面等流量均流通道 - Google Patents

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Abstract

一种急变截面等流量均流通道，工程中烟气管道经常涉及到变截面气流分布不均匀的问题，以选择性催化还原反应脱硝系统反应塔入口为例，反应塔中催化剂的成本占脱硝工程总成本的40%左右，基于脱硝催化剂在SCR系统中的重要性及高回报率，增强烟道气流分布均匀性，提高催化剂利用效率成为烟气脱硝的一个重点。本发明在变截面上、下游烟道和两变截面的过渡段烟道内安装有m个均流导板，所述的m个均流导板将变截面上、下游烟道和两变截面的过渡段烟道横截面平均分成(m+1)等份，改善了尾气径向分布的不均匀状态，使烟气在SCR脱销系统的反应塔中能够均匀分布，以解决由于尾气径向分布不均导致催化剂利用率降低，局部老化迅速，径向热应力增大，使用寿命减少的问题。

Description

急变截面等流量均流通道
技术领域
本发明属于热能工程流体力学领域，具体涉及一种用于提高天方地方型急变截面烟道内的气流分布均匀性的急变截面等流量均流通道。
背景技术
NOX是造成大气污染的主要污染源之一，随着NOx排放标准将越来越严格，单一采用低NOx燃烧技术已难以满足严格的NOx排放标准，要求加装投资和运行费用更高的NOx还原性催化还原装置，即SCR脱硝系统。催化剂的成本占脱硝工程总成本的40%左右。目前一些国产催化器表观性能与进口产品有一定差距，关键问题往往并不单纯在于催化剂本身的性能，更重要的是在于如何有效地利用催化剂。当前比较普遍地存在着尾气径向分布不均的问题，导致催化剂利用率降低，局部老化迅速，径向热应力增大，使用寿命减少。因此改善尾气径向分布的不均匀状态，提高催化器综合效能是十分必要的。
基于脱硝催化剂在SCR系统中的重要性及高回报率，提高催化剂利用效率成为烟气脱硝的一个重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种优化烟道结构，改善尾气径向分布的不均匀状态，使烟气在SCR脱硝系统的反应塔中能够均匀分布，以解决由于尾气径向分布不均导致催化剂利用率降低，局部老化迅速，径向热应力增大，使用寿命减少的问题，从而降低生产成本的急变截面等流量均流通道。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：在变截面上、下游烟道和两变截面的过渡段烟道内安装有m个均流导板，所述的m个均流导板将变截面上、下游烟道和两变截面的过渡段烟道横截面平均分成(m+1)等份。
所述的均流导板包括安装在变截面上、下游烟道内的变截面上、下游均流板，以及安装在两变截面的过渡段烟道内的变截面过渡段导流板。
所述的变截面上游均流板的长度L2为0.1De1、0.15De1或0.2De1，其中De1为变截面上游烟道横截面的当量直径。
所述的变截面下游均流板的长度L4为0.1De2、0.15De2或0.2De2，其中De2为变截面下游烟道横截面的当量直径。
所述的变截面过渡段的长度L3为0.2(De1+De2)、0.3(De1+De2)或0.4(De1+De2)，De1、De2分别为变截面上下游烟道横截面的当量直径。
本发明的重点是如何优化烟道结构，从而改善尾气径向分布的不均匀状态。通过改变烟道内均流导流板的数目和长度等结构形状，对烟气气流分布特性和压降阻力特性的影响，使烟气在SCR脱销系统的反应塔中能够均匀分布，解决由于尾气径向分布不均导致催化剂利用率降低，局部老化迅速，径向热应力增大，使用寿命减少的问题。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图，其中m取4，即在变截面上下游烟道及过渡段烟道加装4块导流板和均流板的结构示意图，4块均流板和导流板将变截面上下游烟道及过渡段烟道平均分成5等份。
图2是本发明实施例2的结构示意图，其中m取3，即在变截面上下游烟道及过渡段烟道加装3块导流板和均流板的结构示意图，3块均流板和导流板分别将变截面上下游烟道及过渡段烟道平均分成4等份。
图3是本发明实施例3的结构示意图，其中m取2，即在变截面上下游烟道及过渡段烟道加装2块导流板和均流板的结构示意图，2块均流板和导流板分别将变截面上下游烟道及过渡段烟道平均分成3等份。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1，参见图1，本发明在变截面上、下游烟道1、5和两变截面的过渡段烟道内安装有四块均流导板，这四块均流导板将变截面上、下游烟道1、5和两变截面的过渡段烟道横截面平均分成5等份；所述的均流导板包括安装在变截面上、下游烟道1、5内的变截面上、下游均流板2、4，以及安装在两变截面的过渡段烟道内的变截面过渡段导流板3，所述的变截面上游均流板2的长度L2为0.1De1、0.15De1或0.2De1，其中De1为变截面上游烟道1横截面的当量直径，所述的变截面下游均流板4的长度L4为0.1De2、0.15De2或0.2De2，其中De2为变截面下游烟道2横截面的当量直径；所述的变截面过渡段的长度L3为0.2(De1+De2)、0.3(De1+De2)或0.4(De1+De2)，De1、De2分别为变截面上下游烟道横截面的当量直径。
实施例2，参见图2，本实施例在变截面上、下游烟道1、5和两变截面的过渡段烟道内安装有三块均流导板，这三块均流导板将变截面上、下游烟道1、5和两变截面的过渡段烟道横截面平均分成4等份，其他结构同实施例1。
实施例3，参见图3，本实施例在变截面上、下游烟道1、5和两变截面的过渡段烟道内安装有两块均流导板，这两块均流导板将变截面上、下游烟道1、5和两变截面的过渡段烟道横截面平均分成3等份，其他结构同实施例1。
本发明在变截面上下游烟道和两变截面的过渡段烟道内加装不同数目的均流导板，并改变变截面上下游烟道均流板的伸出长度L2、L4以及两变截面之间的过渡段烟道的长度L3。在通道设计中，导流板和均流板数目分别取m块，分别将方形上下游烟道横截面和上下游烟道过渡段烟道横截面平均分成(m+1)等份，以期将通道中的流体分为等流量的(m+1)份，实现均流，以改善烟气径向分布的不均匀状态。

Claims (1)

1.一种急变截面等流量均流通道，其特征在于：在变截面上、下游烟道(1、5)和两变截面的过渡段烟道内安装有m个均流导板，所述的m个均流导板将变截面上、下游烟道(1、5)和两变截面的过渡段烟道横截面平均分成(m+1)等份；所述的均流导板包括安装在变截面上、下游烟道(1、5)内的变截面上、下游均流板(2、4)，以及安装在两变截面的过渡段烟道内的变截面过渡段导流板(3)；
所述的变截面上游均流板(2)的长度L2为0.1De1、0.15De1或0.2De1，其中De1为变截面上游烟道(1)横截面的当量直径；
所述的变截面下游均流板(4)的长度L4为0.1De2、0.15De2或0.2De2，其中De2为变截面下游烟道(2)横截面的当量直径；
所述的变截面过渡段的长度L3为0.2(De1+De2)、0.3(De1+De2)或0.4(De1+De2)。
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