CN107228377A - 一种节能风道装置及烟风系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种节能风道装置及烟风系统，该节能风道装置包括：依次连接的第一风道总成、第二直管段风道、第二缓转弯头风道、扩张段风道以及尾部风道；风机出口的空气从所述第一风道总成流入所述第二直管段风道，随后流入所述第二缓转弯头风道，经所述第二缓转弯头风道变换流动方向后流入所述扩张段风道，最终通过所述尾部风道流入空气预热器；第二缓转弯头风道的缓转弯头角度为钝角角度，扩张段风道的中心线与第二直管段风道的延伸方向的夹角为一锐角。本发明实施例通过改变风道的道体外部形式，使得道体内部流动均匀性好，流动阻力显著降低，从而提高了风机进出口风道运行经济性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及烟风系统技术领域，特别是指一种节能风道装置及烟风系统。
背景技术
目前火电厂烟风系统设计主要依据相关设计技术规程，同时由于受设计理念、设计手段以及工程进度要求等诸多因素的影响，烟风系统设计工作往往仅停留在满足技术规程要求的层面上，而未更加深入细致地研究烟风系统总体布置及局部异形件的选择对烟风系统道体内部的流动阻力、流场均匀性、气动噪声、腐蚀和积灰等一系列问题的影响。
烟风系统的优化设计对保证火电机组安全稳定运行具有十分重要的作用。一方面，烟风系统设计不合理会导致烟风道流量分配不均匀(包括调温风道、热一次风道出口、除尘器前烟道、脱硫塔前烟道以及烟气余热利用设备入口烟道等)，进而导致锅炉燃烧过程变差和污染物防治设备性能的下降；另一方面，锅炉燃烧过程的恶化会导致出口飞灰含量升高，进而造成烟风系统部分设备及管道出现积灰现象(包括SCR、空预器及除尘器进出口联箱等)。积灰导致烟风道局部流速过高，增加了烟风道震动，磨损和漏风的几率，从而使得机组出力和运行稳定性受到严重影响。因此烟风系统的优化设计是提高火电机组运行安全性和稳定性的行之有效的方法。
烟风系统的电耗约占厂用电的30％，烟风系统的优化设计对于降低厂用电率提高电厂运行经济性可以起到十分重要的作用。研究表明，通过对烟风系统流阻进行优化设计，每台1000MW机组功率平均可降低3400kW，如果按在建1000MW机组数量84台来计算的话，功率总计可降低285MW，相应的每年可节约标煤近42万吨，减少硫氧化物排放约6829吨，减少氮氧化物排放约6456吨，减少二氧化碳排放约28万吨。因此，烟风系统的优化设计对电力行业的节能减排具有重要意义。未来随着百万级组在火电机组中所占比例的增加，其烟风系统流动设计优化将带来更加显著的减排效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能风道装置及烟风系统，解决了现有技术中火力发电厂风机出口风道设计不够优化，流动阻力过大，导致风机能耗过大的问题。
为了达到上述目的，本发明实施例提供一种节能风道装置，设置于风机与空气预热器之间，所述节能风道装置包括：
依次连接的第一风道总成、第二直管段风道、第二缓转弯头风道、扩张段风道以及尾部风道；
风机出口的空气从所述第一风道总成流入所述第二直管段风道，随后流入所述第二缓转弯头风道，经所述第二缓转弯头风道变换流动方向后流入所述扩张段风道，最终通过所述尾部风道流入空气预热器；其中，
所述第二缓转弯头风道的缓转弯头角度为钝角角度，所述扩张段风道的中心线与所述第二直管段风道的延伸方向的夹角为一锐角。
其中，所述第二缓转弯头风道内部设置有对流入所述第二缓转弯头风道的空气进行整流的内部导流结构。
其中，所述内部导流结构为翼型导流叶片。
其中，所述第二缓转弯头风道的缓转弯头角度位于100°至170°之间。
其中，所述扩张段风道的中心线与所述第二直管段风道的延伸方向的夹角的角度位于10°至80°之间。
其中，所述扩张段风道的出口的开口面积大于所述扩张段风道的入口的开口面积。
其中，所述第一风道总成包括：
第一直管段风道；以及与所述第一直管段风道连接的第一缓转弯头风道；其中，
风机出口的空气进入所述第一直管段风道，首先通过第一缓转弯头风道变换流动方向后流入所述第二直管段风道。
其中，所述第一缓转弯头风道的换转弯头角度为90°。
本发明实施例还提供一种烟风系统，包括风机、空气预热器以及连接所述风机及空气预热器的如上所述的节能风道装置。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：
本发明实施例的节能风道装置及烟风系统中，通过改变第二缓转弯头风道和扩张段风道的道体外部形状，即将第二缓转弯头风道的缓转弯头角度、并将扩张段风道的中心线与所述第二直管段风道的延伸方向的夹角设置为锐角，使得道体内部及下游流场更加均匀，流动阻力得到显著降低，从而提高了风机进出口风道运行经济性和稳定性。
附图说明
图1表示本发明实施例提供的节能风道装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有技术中火力发电厂风机出口风道设计不够优化，流动阻力过大，导致风机能耗过大的问题，提供一种节能风道装置及烟风系统，通过改变第二缓转弯头风道和扩张段风道的道体外部形状，即将第二缓转弯头风道的缓转弯头角度、并将扩张段风道的中心线与所述第二直管段风道的延伸方向的夹角设置为锐角，使得道体内部及下游流场更加均匀，流动阻力得到显著降低，从而提高了风机进出口风道运行经济性和稳定性。
如图1所示，本发明实施例提供一种节能风道装置，设置于风机与空气预热器之间，所述节能风道装置包括：
依次连接的第一风道总成10、第二直管段风道3、第二缓转弯头风道4、扩张段风道5以及尾部风道6；
风机出口的空气从所述第一风道总成10流入所述第二直管段风道3，随后流入所述第二缓转弯头风道4，经所述第二缓转弯头风道4变换流动方向后流入所述扩张段风道5，最终通过所述尾部风道6流入空气预热器；其中，
所述第二缓转弯头风道4的缓转弯头角度为钝角角度，所述扩张段风道5的中心线与所述第二直管段风道3的延伸方向的夹角为一锐角。
本发明的上述实施例中，调整第二缓转弯头风道4的缓转弯头角度，如图1所示，将第二缓转弯头风道4的缓转弯头角度调整为钝角角度，即大于90°小于180°，则相应的，由于扩张段风道5的中心线与第二直管段风道3的中心线形成的夹角的角度与上述第二缓转弯头风道4的缓转弯头角度相同，则扩张段风道5的中心线与第二直管段风道3的中心线形成的夹角为钝角。由于第二缓转弯头风道4的缓转弯头角度为钝角角度，则空气从第二直管段风道3流入扩张段风道5时，流动方向的变化变小，使得风道道体内部流动均匀性好，流动阻力减小。
相应的，本发明实施例还对扩张段风道5的位置进行调整，具体的，控制扩张段风道5的中心线与所述第二直管段风道3的延伸方向的夹角为一锐角，以适应调整后的第二缓转弯头风道4的出口气流角度，减小道体内部的流动阻力。
需要说明的是，相对于同一烟风系统而言，本发明实施例中为了适应改进后的第二缓转弯头风道4的角度，需缩短第二直管段风道3的长度以保证第一直管段风道1能够与风机连接，尾部风道6能够与空气预热器连接。
本发明的上述实施例中，通过调整第二缓转弯头风道4的缓转弯头角度、扩张段风道5与第二直管段风道3的相对关系以及第二直管段风道3的长度，使得道体内部及下游流场更加均匀，流动阻力得到显著降低；且由于该节能风道装置的优化，使得风机运行能耗较低且运行稳定性提高；同时由于风道的流动阻力降低，使得风道道体的震动及噪音均降低。
具体的，本发明的具体实施例中，所述第二缓转弯头风道4内部设置有对流入所述第二缓转弯头风道的空气进行整流的内部导流结构41，具体的，该内部导流结构41为翼型导流叶片。内部导流结构41的设置能够进一步改善风道内部流动均匀性并降低流动阻力。
进一步的，所述第二缓转弯头风道4的缓转弯头角度位于100°至170°之间。本发明的具体实施例中，对第二缓转弯头风道4的缓转弯头角度作出进一步限定，限定其为100°至170°之间的一适当角度，例如120°、134°等等，在此不作具体限定。
进一步的，所述扩张段风道5的中心线与所述第二直管段风道3的延伸方向的夹角的角度位于10°至80°之间。本发明的具体实施例中，为了适应调整后第二缓转弯头风道4的出口气流角度，对扩张段风道5的中心线与所述第二直管段风道3的延伸方向的夹角的角度作出进一步限定，限定其为10°至80°之间的一适当角度，例如60°、46°等，在此不作具体限定。
进一步的，所述扩张段风道5的出口的开口面积大于所述扩张段风道5的入口的开口面积。
具体的，如图1所示，所述第一风道总成10包括：
第一直管段风道1；以及与所述第一直管段风道1连接的第一缓转弯头风道2；其中，
风机出口的空气进入所述第一直管段风道1，首先通过第一缓转弯头风道2变换流动方向后流入所述第二直管段风道3。
实际应用中，为了满足风机与空气预热器之间的相对位置，所述第一缓转弯头风道的换转弯头角度为90°，相应的第二直管段风道3的中心线垂直于第一直管段风道1的中心线。
需要说明的是，上述依次连接的第一直管段风道1、第一缓转弯头风道2、第二直管段风道3、第二缓转弯头风道4、扩张段风道5以及尾部风道6之间相邻风道之间均为密封连接，且风道的出口的开口面积和与其连接的风道的进口的开口面积相等。
综上，本发明的上述实施例通过调整第二缓转弯头风道的缓转弯头角度、扩张段风道与第二直管段风道的相对关系以及第二直管段风道的长度，使得道体内部及下游流场更加均匀，流动阻力得到显著降低。
为了更好的实现上述目的，本发明实施例还提供一种烟风系统，包括风机、空气预热器以及连接所述风机及空气预热器的如上所述的节能风道装置。
本发明实施例提供的烟风系统的节能风道装置的道体内部及下游流场更加均匀，流动阻力得到显著降低，从而进一步使得火电机组的烟风系统的煤耗和排放指标有效降低。
需要说明的是，本发明实施例提供的烟风系统是包含上述节能风道装置的烟风系统，则上述节能风道装置的所有实施例均适用于该烟风系统，且均能达到相同或相似的有益效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种节能风道装置，设置于风机与空气预热器之间，其特征在于，所述节能风道装置包括：
依次连接的第一风道总成、第二直管段风道、第二缓转弯头风道、扩张段风道以及尾部风道；
风机出口的空气从所述第一风道总成流入所述第二直管段风道，随后流入所述第二缓转弯头风道，经所述第二缓转弯头风道变换流动方向后流入所述扩张段风道，最终通过所述尾部风道流入空气预热器；其中，
所述第二缓转弯头风道的缓转弯头角度为钝角角度，所述扩张段风道的中心线与所述第二直管段风道的延伸方向的夹角为一锐角。
2.如权利要求1所述的节能风道装置，其特征在于，所述第二缓转弯头风道内部设置有对流入所述第二缓转弯头风道的空气进行整流的内部导流结构。
3.如权利要求2所述的节能风道装置，其特征在于，所述内部导流结构为翼型导流叶片。
4.如权利要求1或2所述的节能风道装置，其特征在于，所述第二缓转弯头风道的缓转弯头角度位于100°至170°之间。
5.如权利要求1或2所述的节能风道装置，其特征在于，所述扩张段风道的中心线与所述第二直管段风道的延伸方向的夹角的角度位于10°至80°之间。
6.如权利要求1或2所述的节能风道装置，其特征在于，所述扩张段风道的出口的开口面积大于所述扩张段风道的入口的开口面积。
7.如权利要求1所述的节能风道装置，其特征在于，所述第一风道总成包括：
第一直管段风道；以及与所述第一直管段风道连接的第一缓转弯头风道；其中，
风机出口的空气进入所述第一直管段风道，首先通过第一缓转弯头风道变换流动方向后流入所述第二直管段风道。
8.如权利要求7所述的节能风道装置，其特征在于，所述第一缓转弯头风道的换转弯头角度为90°。
9.一种烟风系统，其特征在于，包括风机、空气预热器以及连接所述风机及空气预热器的如权利要求1-8任一项所述的节能风道装置。
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