CN103939929A - 烟风道装置及其变径弯头 - Google Patents

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李伟科
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Abstract

本发明公开了一种变径弯头，包括变径段与主体段，所述变径段与主体段的横截面均为圆形，变径段包括大端与小端，该变径段为直径由小端向大端逐渐变大的弯曲状，其大端与主体段连通，且所述变径段的弯曲半径与小端的直径的比例为1.0～3.0。通过设置横截面为圆形的变径段与主体段，且变径段为直径由小端向大端逐渐变大的弯曲状，其大端与主体段连通，从而实现将变径和拐弯做到同步进行，使得变径有足够的扩散段，而拐弯也有了足够的拐弯半径，使通过该变径弯头的烟气流场均匀，避免烟风道体振动产生噪音，通过采用FLUENT流体模拟软件模拟计算得出该变径弯头产生的阻力远小于传统矩形变径弯头的。本发明还提供了一种烟风道装置。

Description

烟风道装置及其变径弯头
技术领域
本发明涉及火力发电技术领域，特别涉及一种烟风道装置及其变径弯头。
背景技术
变径弯头是火力发电厂及石化厂中烟风系统常用的布置形式，能够实现烟风道在紧张的空间内既变径又转弯,传统的变径弯头根据轴流风机圆形出口，通过变径方圆节变径至所需的矩形截面后再通过90°弯头进行转向，如图1所示，该类矩形变径弯头10，存在如下问题：流场：通过采用FLUENT流体模拟软件对其速度场进行模拟之后发现其流场极差，流场不均匀通常是烟风道体振动和噪音的根源，所以该烟风道布置振动及噪音都比较大，且振动会影响风机的安全可靠运行；耗材：与该矩形变径弯头配合的矩形烟风道耗材大，无法进行空间拐弯，使后续的烟风道布置变得复杂；阻力：通过采用FLUENT流体模拟软件模拟计算得出该类矩形变径弯头的阻力比较大，约60Pa。
发明内容
基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种变径弯头，旨在解决传统矩形变径弯头阻力大、流场不均匀的问题。
其技术方案如下：
一种变径弯头，包括变径段与主体段，所述变径段与主体段的横截面均为圆形，变径段包括大端与小端，该变径段为直径由小端向大端逐渐变大的弯曲状，其大端与主体段连通，且所述变径段的弯曲半径与小端的直径的比例为1.0～3.0。
其进一步技术方案如下：
所述变径段的弯曲半径与小端的直径的比例为2。
所述变径段的小端与大端的直径比例为1.0～2.0。
所述变径段的小端与大端的直径比例为1.5。
所述变径段的大端的中心线与小端的中心线相互垂直。
本发明还提供了一种烟风道装置，其技术方案如下：
一种烟风道装置，包括上述变径弯头、轴流风机、烟风道，所述变径段的小端与轴流风机的出口连通，所述主体段与烟风道的入口连通。
下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：
上述变径弯头，通过设置横截面为圆形的变径段与主体段，且变径段为直径由小端向大端逐渐变大的弯曲状，其大端与主体段连通，从而实现将变径和拐弯做到同步进行，使得变径有足够的扩散段，而拐弯也有了足够的拐弯半径，使通过该变径弯头的烟气流场均匀，避免烟风道体振动产生噪音，通过采用FLUENT流体模拟软件模拟计算得出该变径弯头的产生的阻力远小于传统矩形变径弯头的，并且所述变径段的弯曲半径与小端的直径的比例为1.0～3.0，使该变径弯头既能满足工艺设计要求，又能尽可能的减小对烟气的阻力，实现减小能耗的目的。
上述烟风道装置，烟气通过轴流风机排出，由变径段的小端进入变径段后进行急转弯，并且逐渐扩散由变径段的大端进入主体段，在主体段稳定后进入烟风道排出，整个过程烟气十分流畅，由于所述变径弯头将变径和拐弯做到同步进行，使得变径有足够的扩散段，而拐弯也有了足够的拐弯半径，因此能够很好的改善轴流风机出口变径急转弯的流场，使得风机运行更加稳定、安全、噪音也更小，而且变径弯头给烟气的阻力远小于传统的矩形变径弯头，大大降低能源消耗。
附图说明
图1为传统的矩形变径弯头的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的变径弯头的结构示意图；
图3为本发明实施例所述的烟风道装置的结构示意图；
附图标记说明：
10、矩形变径弯头，100、变径弯头，110、变径段，112、小端，114、大端，120、主体段，200、轴流风机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：
如图1所示，一种变径弯头100，包括变径段110与主体段120，所述变径段110与主体段120的横截面均为圆形，变径段110包括小端112与大端114，该变径段110为直径由小端112向大端114逐渐变大的弯曲状，其大端114与主体段120连通，且所述变径段110的弯曲半径与小端112的直径的比例为1.0～3.0。本实施例所述的主体段120的各横截面的直径相等。
本实施例所述变径弯头100，通过设置横截面为圆形的变径段110与主体段120，且变径段110为直径由小端112向大端114逐渐变大的弯曲状，其大端114与主体段120连通，从而实现将变径和拐弯做到同步进行，使得变径有足够的扩散段，而拐弯也有了足够的拐弯半径，使通过该变径弯头100的烟气流场均匀，避免烟风道体振动产生噪音，通过采用FLUENT流体模拟软件模拟计算得出该变径弯头100产生的阻力远小于传统矩形变径弯头10的，并且所述变径段110的弯曲半径与小端112的直径的比例为1.0～3.0，使该变径弯头100既能满足工艺设计要求，又能尽可能的减小对烟气的阻力，实现减小能耗的目的。
所述变径段110的弯曲半径与小端112的直径的比例优选2。该变径段110的弯曲半径是指该变径段轴心线的半径。下表为变径段110的弯曲半径与小端112的直径的不同比例下的变径弯头100产生的阻力。
流速(m/s) 弯曲半径与小端的直径的比例 阻力损失值Pa
25 2 12
25 1.9 15
25 1.8 15
25 1.7 15
25 1.6 16
25 1.5 16
25 1.4 16.5
25 1.3 17.7
25 1.2 17.5
25 1 30.7
所述变径段110的小端112与大端114的直径比例为1.0～2.0，优选1.5。变径段110的小端112的直径和与之配合的轴流风机出口相同，而变径段110的大端114的直径、弯曲半径与其小端112的直径的比例选择合适范围内，为了使该变径弯头100既能满足烟风道排布空间设计需求，又能达到减小烟气阻力的目的。
所述变径段110的大端114的中心线与小端112的中心线相互垂直，即指该变径弯头100由小端112到大端114经过90°转弯，使烟气实现90°急转弯。
如图2所示，一种烟风道装置，包括上述变径弯头100、轴流风机200、烟风道，所述变径段110的小端112与轴流风机200的出口连通，所述主体段120与烟风道的入口连通。
本实施例所述烟风道装置，烟气通过轴流风机200排出，由变径段110的小端112进入变径段110后进行急转弯，并且逐渐扩散由变径段110的大端114进入主体段120，在主体段120稳定后进入烟风道排出，整个过程十分流畅，由于所述变径弯头100将变径和拐弯做到同步进行，使得变径有足够的扩散段，而拐弯也有了足够的拐弯半径，因此能够很好的改善轴流风机200出口变径急转弯的流场，使得风机运行更加稳定、安全、噪音也更小，而且变径弯头100给烟气的阻力远小于传统的矩形变径弯头10，大大降低能源消耗。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种变径弯头，其特征在于，包括变径段与主体段，所述变径段与主体段的横截面均为圆形，变径段包括大端与小端，该变径段为直径由小端向大端逐渐变大的弯曲状，其大端与主体段连通，且所述变径段的弯曲半径与小端的直径的比例为1.0～3.0。
2.根据权利要求1所述的变径弯头，其特征在于，所述变径段的弯曲半径与小端的直径的比例为2。
3.根据权利要求1所述的变径弯头，其特征在于，所述变径段的小端与大端的直径比例为1.0～2.0。
4.根据权利要求2所述的变径弯头，其特征在于，所述变径段的小端与大端的直径比例为1.5。
5.根据权利要求1～4任一项所述的变径弯头，其特征在于，所述变径段的大端的中心线与小端的中心线相互垂直。
6.一种烟风道装置，其特征在于，包括权利要求1～5任一项所述的变径弯头、轴流风机、烟风道，所述变径段的小端与轴流风机的出口连通，所述主体段与烟风道的入口连通。
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