CN104595918A - 一种带有流线型导流模块的烟道弯头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有流线型导流模块的烟道弯头，包括弯头本体，在弯头本体内设置有与弯头本体内侧圆弧板3为同心圆弧的弧形导流板1；在弯头内还设置有流线型导流模块2，流线型导流模块2由内侧面圆弧板6、上圆弧板10、第一平板7、外侧面圆弧板8、第二平板9和下圆弧板11组成，内侧面圆弧板6与弯头本体内侧圆弧板3为同心圆弧，外侧面圆弧板8与弯头本体外侧圆弧板4为同心圆弧，弧形导流板和流线型导流模块的前、后端设置在弯头本体的前、后壁上。本发明的烟道弯头，可使烟道内部流场更加均匀，压力损失小，流线型导流模块既起到了支撑烟道作用，同时兼顾了导流效果，降低了烟道的内部复杂结构，达到节能减排的效果。

Description

一种带有流线型导流模块的烟道弯头

技术领域

本发明涉及一种烟道弯头，特别是涉及一种带有流线型导流模块的烟道弯头。

背景技术

燃煤火电厂烟风道用于输送烟气、冷风等介质，其设计水平对烟风道系统的阻力及与烟风道相连各设备的运行状态都有极大的影响。目前电厂的烟风道设计主要依据是设计规程，由于受工程进度要求和设计理念的影响，设计工作往往停留在满足规程要求的层面上进行定性的优化，而没有具体分析道体内的流动情况进行细化、优化设计。具体电厂的烟风道中存在弯头多但却缺少对这种重要零部件的优化设计研究，这些往往会使得烟风道流场不稳定，易产生振动，增大阻力，也将进一步增加配套辅机的能耗。

电厂的烟风道具有体型巨大的特殊性，为了保证烟道结构的稳定，烟道内部常布置有形状各异的内撑结构。现今国内电力设计院主要有标准烟道规范(简称烟规方案)设计的内部支撑结构和美国燃烧工程公司设计的内部支撑结构(简称CE方案)，见图1，复杂的内撑结构增加了烟道内部流场的紊乱程度，是增加烟道压力损失，加剧出口速度分布不均匀性的重要因素。对于矩形的烟道弯头，多为同心圆缓转弯头或内、外边均为圆角的急转弯头，弯曲半径或内、外边弯曲半径与弯头进口径向宽度的比值宜为：缓转弯头，R/b＝1～2；急转弯头，r_w/b＝r_n/b＝0.4～0.6，见图2。对缓转弯头和急转弯头分别进行模拟发现在相同进出口长度，相同进口速度的条件下，缓转弯头流场相对更加均匀，流动区域形态更适合烟道内烟气的流动，见图3。但急转弯头节约占地面积，在工程选型中更为常见。如果能综合两种弯头的优势，设计出介于两者之间的流线型烟道，将可能会获得更好的流场。

同时，工程上通常根据设计规程《DL5121-2000火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》，对内外边均为圆角的急转弯头内部装设导向叶片，对缓转弯头内部装设导流板。这样设计布置虽然能在一定程度上改善流场中内侧转弯处的高速区和外侧转弯处的低速区但常规导流板厚度不够，不能起到支撑烟道的作用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种带有流线型导流模块的烟道弯头。

本发明的技术方案概述如下：

一种带有流线型导流模块的烟道弯头，包括弯头本体，所述弯头本体由弯头本体内侧圆弧板3、弯头本体外侧圆弧板4、弯头本体前壁和弯头本体后壁组成；在弯头本体内设置有弧形导流板1，弧形导流板与弯头本体内侧圆弧板3为同心圆弧；在弯头内还设置有流线型导流模块2，流线型导流模块2由内侧面圆弧板6、上圆弧板10、第一平板7、外侧面圆弧板8、第二平板9和下圆弧板11组成，内侧面圆弧板6与弯头本体内侧圆弧板3为同心圆弧，外侧面圆弧板8与弯头本体外侧圆弧板4为同心圆弧，弧形导流板1的一端或弧形导流板1一端的延长线位于弯头本体的烟道出口5截面的三等分线上，流线型导流模块2的上圆弧板10的圆心与弯头本体的烟道出口5截面的另一三等分线形成的虚面与弯头本体的烟道出口5截面垂直，弧形导流板的前端设置在弯头本体前壁的内表面上，弧形导流板的后端设置在弯头本体后壁的内表面上，流线型导流模块的前端设置在弯头本体前壁的内表面上，流线型导流模块的后端设置在弯头本体后壁的内表面上。

本发明的优点：

本发明的一种带有流线型导流模块的烟道弯头，可以使烟道内部流场更加均匀，压力损失小，流线型导流模块既起到了支撑烟道作用，同时兼顾了导流效果，降低了烟道的内部复杂结构，提高了后部所接除尘器的除尘效率，达到节能减排的效果。

附图说明

图1为目前常见的内撑结构模型图；其中a为中国标准规范烟道；b为CE方案烟道；

图2为常见矩形烟道平面图，其中a为缓转弯头；b为急转弯头；

图3为空管道纵向中轴面速度分布图；其中a为缓转弯头；b为急转弯头；

图4为本发明的结构示意图；

图5为本发明的具体实施例的示意图；

图6为CE方案支撑结构添加常规导流板模型示意图；

图7为CE方案支撑结构添加常规导流板速度等值线图；

图8为含有本发明的烟道的速度等值线图；

图9为含有本发明的烟道的阻力计算公式与阻力系数修正曲线。与截面系数有关的阻力修正系数C’(1-对于横截面长宽比：0.5；2-对于横截面长宽比：1；3-对于横截面长宽比：2；4-对于横截面长宽比：3)。

具体实施方式

本发明的基本思想是用弧形导流板1和流线型导流模块2将弯头本体内部空间分割成三个与缓转弯头内部构造类似的区域，不仅保证烟气较为均匀的流过，同时还代替内撑杆起到了内部支撑的作用。从而降低内部支撑杆造成的压力损失和流动不均，改善排烟效果最终达到节能降耗减排的效果。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

一种带有流线型导流模块的烟道弯头，包括弯头本体，所述弯头本体由弯头本体内侧圆弧板3、弯头本体外侧圆弧板4、弯头本体前壁和弯头本体后壁组成；在弯头本体内设置有弧形导流板1，弧形导流板与弯头本体内侧圆弧板3为同心圆弧；在弯头内还设置有流线型导流模块2，流线型导流模块2由内侧面圆弧板6、上圆弧板10、第一平板7、外侧面圆弧板8、第二平板9和下圆弧板11组成，内侧面圆弧板6与弯头本体内侧圆弧板3为同心圆弧，外侧面圆弧板8与弯头本体外侧圆弧板4为同心圆弧，弧形导流板1的一端或弧形导流板1一端的延长线位于弯头本体的烟道出口5截面的三等分线上，流线型导流模块2的上圆弧板10的圆心与弯头本体的烟道出口5截面的另一三等分线形成的虚面与弯头本体的烟道出口5截面垂直，弧形导流板的前端设置在弯头本体前壁的内表面上，弧形导流板的后端设置在弯头本体后壁的内表面上，流线型导流模块的前端设置在弯头本体前壁的内表面上，流线型导流模块的后端设置在弯头本体后壁的内表面上。见图4。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。本发明的实施例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但并不对本发明作任何限制。

实施例1

带有流线型导流模块的烟道弯头进口尺寸为3000mm×9000mm，出口尺寸为3500mm×9000mm，其他具体尺寸参看图5。图6是CE方案支撑结构添加常规导流板的模型。

本发明的实施例的结构特点通过计算机CFD方法模拟分析，实验结果数据及分析如下：

计算模型：如图5、图6。

计算结果：

阻力计算结果见表1。

表1为压力损失百分比比较结果。

表1压力损失百分比比较结果

上述模拟结果表明：

1.本发明可降低烟道的压力损失，与图6所示组合模型烟道相比降低61.7％，与图6所示组合模型去除支撑结构及常规导流板烟道相比降低48.5％，与图6所示组合模型去除支撑结构烟道相比降低32.51％；

2.从速度流场分布图上对比可看出，烟气在含有本发明的烟道形成的速度涡流明显比传统方案少，从而得到含有本发明的烟道更能增加烟气在烟道内流动的均匀性，具体见图7、图8。

经过电脑CFD数值模拟结果显示，含有本发明的烟道设计确实能达到相比传统导流板更好的导流效果，其压力损失相比传统型导流板降低约61.7％左右。

本发明的导流部件既起到了支撑烟道作用，同时兼顾了导流效果，降低了烟道的内部复杂结构，弯头中完全去除了原有内撑杆，弱侧的支撑由外部加固肋提供，经过计算机模拟压力测试可行。

实际工程设计中，根据图9的阻力系数修正曲线，仅需对局部阻力系数公式中的C根据表格数值乘以一个修正系数C’，即可得到压力损失具体数值。

Claims (1)

1.一种带有流线型导流模块的烟道弯头，包括弯头本体，所述弯头本体由弯头本体内侧圆弧板(3)、弯头本体外侧圆弧板(4)、弯头本体前壁和弯头本体后壁组成；在弯头本体内设置有弧形导流板(1)，其特征是弧形导流板与弯头本体内侧圆弧板(3)为同心圆弧；在弯头内还设置有流线型导流模块(2)，流线型导流模块(2)由内侧面圆弧板(6)、上圆弧板(10)、第一平板(7)、外侧面圆弧板(8)、第二平板(9)和下圆弧板(11)组成，内侧面圆弧板(6)与弯头本体内侧圆弧板(3)为同心圆弧，外侧面圆弧板(8)与弯头本体外侧圆弧板(4)为同心圆弧，弧形导流板(1)的一端或弧形导流板(1)一端的延长线位于弯头本体的烟道出口(5)截面的三等分线上，流线型导流模块(2)的上圆弧板(10)的圆心与弯头本体的烟道出口(5)截面的另一三等分线形成的虚面与弯头本体的烟道出口(5)截面垂直，弧形导流板的前端设置在弯头本体前壁的内表面上，弧形导流板的后端设置在弯头本体后壁的内表面上，流线型导流模块的前端设置在弯头本体前壁的内表面上，流线型导流模块的后端设置在弯头本体后壁的内表面上。