CN106895394B - 燃煤锅炉贴壁风喷口装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃煤锅炉贴壁风喷口装置。本发明的燃煤锅炉贴壁风喷口装置，包括一端与风源装置相连另一端伸入炉膛内的进风管，通过与进风管连接的导流件将垂直水冷壁方向喷射的气流转换为平行水冷壁方向喷射，并通过导流件与进风管的内端口形成的环形的气流通道向进风管的周向喷射出，环形喷口向周向喷射为360度无死角、无盲区的喷射，形成覆盖水冷壁的空气膜，其气流覆盖面积十分全面，多个该装置形成的贴壁风射流组合可形成对易发生高温腐蚀的水冷壁区域的有效覆盖，而且相对于传统轴向加径向喷射的方式，无需太大风率即可使气流喷射更均匀，进一步避免了大风率对主燃区煤粉燃烧的不利影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃煤锅炉贴壁风喷口装置。
背景技术
燃煤锅炉贴壁风装置是防止燃煤锅炉水冷壁高温腐蚀的重要装置，它的作用是通贴壁风喷口送入一部分空气，在水冷壁表面形成空气膜，避免水冷壁附近形成还原性气氛，进而避免水冷壁在还原性气氛中发生高温腐蚀现象，高温腐蚀会造成水冷壁管壁减薄，进一步导致水冷壁爆管，影响机组运行的安全性和经济性，并在一定程度上制约低氮燃烧技术的深度应用和环保要求。
为解决以上问题，授权公告号为CN 203848277 U的中国专利公开了一种前后墙对冲燃烧锅炉侧墙贴壁风装置，其包括贴壁风风道，贴壁风风道的一端与风源装置相连、另一端垂直穿过相邻两根水冷壁管之间的鳍片并设置有贴壁风喷口，其贴壁风喷口包括轴向喷口和径向喷口，轴向喷口开口方向平行于水冷壁管的轴向，径向喷口开口方向平行于水冷壁平面、且垂直于水冷壁管的轴向。该装置存在以下问题，其轴向喷口和径向喷口均为多个间隔设置的小圆孔，其喷射出的气流为以喷口基座为中心的十字状，对于十字的直角处以及相邻两个喷口间隔处存在一个气流喷射不到的盲区，导致盲区处依然出现高温腐蚀的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷射气流对水冷壁覆盖面更全面、可向一周无盲区喷射的燃煤锅炉贴壁风喷口装置。
为实现上述目的，本发明的燃煤锅炉贴壁风喷口装置采用如下技术方案：
技术方案1：燃煤锅炉贴壁风喷口装置包括一端用于与风源装置相连、另一端伸入到炉膛内的进风管，所述进风管还连接有导流件，所述导流件与进风管的内端口共同围成供进风管中的气流周向喷射而形成覆盖水冷壁的空气膜的环形通道。
技术方案2：在技术方案1的基础上，所述导流件为锥形且锥形的轴线与进风管的轴线重合，锥形的大端与进风管的内端口围成所述环形通道。
技术方案3：在技术方案2的基础上，所述导流件为喇叭形。
技术方案4：在技术方案2或3的基础上，所述导流件与进风管通过横杆固定连接，横杆的一端固定在导流件的外锥面上、另一端固定在进风管的内壁面上。
技术方案5：在技术方案2或3的基础上，所述导流件上开设有用于补偿热膨胀的变形量的膨胀缝。
技术方案6：在技术方案5的基础上，所述膨胀缝从圆锥形导流件的大端边缘朝导流件的小端方向延伸。
技术方案7：在技术方案5的基础上，所述膨胀缝有多条，关于导流件的中心对称布置。
技术方案8：在技术方案2或3的基础上，所述导流件上设有沿垂直水冷壁的方向延伸以增强导流件的冷却效果的冷却通孔。
技术方案9：在技术方案8的基础上，所述冷却通孔有多个，且均布在导流件上。
技术方案10：在技术方案8的基础上，所述锥形导流件的小端设有沿锥形的轴向延伸的中心孔。
本发明的燃煤锅炉贴壁风喷口装置的有益效果是：本发明的燃煤锅炉贴壁风喷口装置，通过导流件将垂直水冷壁方向喷射的气流转换为平行水冷壁方向喷射，并通过导流件与进风管的内端口形成的环形的气流通道向进风管的周向喷射出，环形喷口向周向喷射为360度无死角、无盲区的喷射，形成覆盖水冷壁的空气膜，其气流覆盖面积十分全面，多个该装置形成的贴壁风射流组合可形成对易发生高温腐蚀的水冷壁区域的有效覆盖，而且相对于传统轴向加径向喷射的方式，无需太大风率即可使气流喷射更均匀，进一步避免了大风率对主燃区煤粉燃烧的不利影响。
进一步地，导流件为锥形时可利用锥面将气流进行90度换向，相对于直接利用垂直通道进行换向导流效果更好，锥形的轴线与进风管轴线重合，使得导流件与进风管形成的环形喷口间隙尺寸均匀。
进一步地，导流件为喇叭形，因为喇叭形为圆锥形的薄壁壳体结构，其重量轻，节省材料。
进一步地，横杆固定方式简单方便，且不会对气流在进风管内的流动造成太大影响。
进一步地，膨胀缝的设置可补偿导流件受炉膛高温辐射发生热膨胀的变形量。
进一步地，膨胀缝多条、对称布置使得对热膨胀的变形量的补偿更加均匀。
进一步地，冷却通孔的设置是用于为导流件进行降温处理，以提高导流件的使用寿命。
进一步地，冷却通孔多个、均布是为了达到更加均匀、良好的冷却效果。
进一步地，在锥形的轴线处设置中心孔，中心孔不仅可以作为一个为导流件冷却的冷却通孔，而且可作为导流件的一个用于补偿轴向和径向热膨胀变形量的膨胀孔。
附图说明
图1为本发明的燃煤锅炉贴壁风喷口装置的实施例结构示意图；
图2为图1中的导流件的结构示意图；
图3为图2中导流件的俯视示意图；
图4为图1中的进风管的结构示意图；
图中：1-进风管，11-内端口，111-边檐，12-进风口，2-导流件，21-导流面，22-膨胀缝，23-冷却通孔，201-气流通道，3-横杆，a-气流方向。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的燃煤锅炉贴壁风喷口装置的主要改进在于：在传统具有轴向和径向喷口的基础上，针对轴向和径向喷口在喷口与喷口之间以及垂直喷口的拐角处存在盲区的问题，提供一种具有环形喷口的装置，其进风管的一端与风源装置相连，另一端伸入炉膛内，该端的环形喷口紧贴水冷壁的内壁，气流从环形喷口喷出后可对喷口附近一定区域360度范围完全覆盖，使得以进风管1的轴向为中心的圆形区域内无死角、无盲区，通过多个贴壁风喷口装置的不同组合，实现对易发生高温腐蚀的水冷壁区域的完全覆盖，通过数值模拟、冷态试验得到的射流衰减情况确定喷口装置的位置及布置关系，从而在精简装置的同时实现对水冷壁区域的有效覆盖。
本发明的燃煤锅炉贴壁风喷口装置的实施例，如图1至图4所示，进风管1为圆管或方管，进风管1的一端有进风口12，进风口12直接与风源装置的管道连通，由风源装置供风。进风管1的另一端的内端口11的边缘处设有边檐111，边檐111沿进风管1的径向延伸。
如图2和3所示，导流件2呈圆锥形，且圆锥的锥面为用于为气流导流的导流面21，导流面21为内凹的弧形，以使气流经弧形面换向时更顺畅。导流件2为喇叭形的薄壁壳体结构，节省材料、减轻重量。如图1所示，导流件2通过横杆3与进风管1焊接固定，连接时，横杆3的一端焊接在进风管1的内端口11的内壁处，另一端焊接在导流件2的导流面21上。导流件2的锥头（小头）朝向进风管1内部设置，导流件2的大头与进风管1的边檐111具有一定的间隔，导流面21与进风管1的内端口11围成环状的气流通道201，从进风管1的进风口12进来的气流经过导流面21的导流换向后沿气流通道201流出，向周向360度喷射。
如图2和3所示，导流件2上设有多个沿导流件2的轴向延伸的冷却通孔23，冷却通孔23可供气流通过，从而加强对导流件2的冷却作用，提高导流件2的使用寿命，冷却通孔23设置多圈，每圈设置多个，彼此间隔设置形成在导流件2上的均匀布置，提高对导流件2的冷却效果。在喇叭形导流件的轴线处设置中心孔，中心孔不仅可以作为一个为导流件冷却的冷却通孔，而且可作为导流件的一个用于补偿轴向和径向热膨胀变形量的膨胀孔。
如图3所示，导流件2上设设有四条沿朝向导流件2的锥尖方向延伸的膨胀缝22，膨胀缝22为开口槽，可用于补偿因炉膛内的高温辐射而导致的导流件2的热膨胀变形的变形量。四条膨胀缝22关于导流件2的中心对称布置，以使对于变形量的补偿更加均匀。
本发明的燃煤锅炉贴壁风喷口装置在使用过程中：安装时，需在水冷壁相应位置开孔，使进风管1的内端口11伸入炉膛内且边檐111紧贴水冷壁的内壁，另一端在炉膛外与风源装置连接。由于水冷壁面积很大，因此需要若干本发明的喷口装置进行排列组合，可通过数值模拟、冷态试验等方式得到的射流衰减情况确定喷口装置的布置方式、间隔距离等数据；使用时，气流从进风管1的进风口12进入，然后经过导流面21的导流换向从导流面21与进风管1的内端口11之间的气流通道201中沿周向360度向外射出，从而实现对附近圆形区域的无盲区完全覆盖，多个喷口装置的射流区域相互配合、部分重叠后形成对易发生高温腐蚀的水冷壁区域的完全覆盖，避免水冷壁发生高温腐蚀现象。
在其他实施例中，导流件可以为平板或具有平面的块状结构，此时依靠平面进行挡止和导流，其导流效果不如锥形导流件的导流效果好；导流件也可以为实心结构，此时相对于空心薄壁结构的导流件，其导流件自身不易在高温环境下变形，使得喷口不会因变形翘起而导致气流喷射方向的改变，实心结构的导流件上应设置多个轴向和径向的膨胀缝以补偿其变形量；导流件也可为四角锥或多边形锥形；其外锥面可以为内凹的圆弧，当然也可以为外凸的圆弧，此时导流效果不好，或者为斜面、异形面等等；其上的膨胀缝的数量、布置位置、延伸方向均可变化，只需满足对导流件热膨胀变形量的补偿即可；冷却通孔的数量、孔径大小、布置方式、孔的形状也可以改变，如多个方孔等，只要能够起到加强导流件的冷却，同时又不会因开口太大而导致对主燃区的煤粉燃烧造成太大影响即可；横杆的数量和布置方式均可以改变，例如横杆可以倾斜布置，即横杆可以与水冷壁的平面呈一定角度布置，横杆与进风管和导流件不仅可以焊接，也可采用螺栓连接等方式，导流件和进风管的连接时，横杆与进风管的连接位置也可在进风管的进风口附近的进风管内壁上。
Claims (6)
1.燃煤锅炉贴壁风喷口装置，其特征是，包括一端用于与风源装置相连、另一端伸入到炉膛内的进风管，所述进风管的内端口处还连接有导流件，所述导流件与进风管的内端口共同围成供进风管中的气流周向喷射而形成覆盖水冷壁的空气膜的环形通道；
进风管的内端口边缘处设有边檐，边檐沿进风管的径向向外延伸，所述边檐用于紧贴水冷壁的内壁设置；
所述导流件为喇叭形，喇叭形的大端伸至内端口外，小端位于进风管内，喇叭形的大端与进风管的内端口及边檐围成所述环形通道，导流件位于进风管内的部分轴向尺寸小于进风管的轴向尺寸；
所述导流件上设有沿垂直水冷壁的方向延伸以增强导流件的冷却效果的冷却通孔，所述冷却通孔有多个，且均布在导流件上。
2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉贴壁风喷口装置，其特征是，所述导流件的轴线与进风管的轴线重合。
3.根据权利要求2所述的燃煤锅炉贴壁风喷口装置，其特征是，所述导流件与进风管通过横杆固定连接，横杆的一端固定在导流件的外锥面上、另一端固定在进风管的内壁面上。
4.根据权利要求2所述的燃煤锅炉贴壁风喷口装置，其特征是，所述导流件上开设有用于补偿热膨胀变形量的膨胀缝。
5.根据权利要求4所述的燃煤锅炉贴壁风喷口装置，其特征是，所述膨胀缝有多条，关于导流件的中心对称布置。
6.根据权利要求1或2所述的燃煤锅炉贴壁风喷口装置，其特征是，所述锥形导流件的小端设有沿锥形的轴向延伸的中心孔。
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