CN111964087A - 一种锅炉烟气偏差调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锅炉烟气偏差调整装置，包含金属板，所述金属板的顶面具有阶梯形状，所述锅炉烟气偏差调整装置用于遮挡锅炉受热装置的管道，所述金属板顶面的阶梯高度与所述锅炉烟气偏差调整装置遮挡的锅炉受热装置的管道的壁温正相关。本发明依据烟气偏差分布规律，针对性地设计烟气偏差调整装置的形状，达到最佳的烟气偏差调整效果。同时，具有制造成本低、对锅炉影响小、安装方便等优点。

Description

一种锅炉烟气偏差调整装置

技术领域

本发明涉及电站锅炉技术领域，具体涉及一种锅炉烟气偏差调整装置。

背景技术

对于大型电站锅炉，特别是四角切圆燃烧锅炉，其水平烟道烟气偏差一直是影响过热器和再热器安全运行的因素之一。炉膛出口及水平烟道烟气偏差主要是炉内气流的残余旋转和引风机牵引动量共同作用的结果。目前消除锅炉烟气偏差的现有技术主要是基于燃烧调整，包括不同磨煤机运行组合、燃烧器配风方式、二次风送入位置和角度等方面的调整。这些措施虽然对烟气偏差的调整具有一定效果，但是往往引起燃烧特性、汽温特性的其他不利影响，同时调整方式也非常复杂。

发明内容

本发明针对现有技术在锅炉烟气偏差调整中存在的调整方式复杂，容易引起燃烧特性、汽温特性的其他不利影响的技术问题，提出了一种锅炉烟气偏差调整装置。

为了达到此目的，本发明采用以下技术方案：

一种锅炉烟气偏差调整装置，包含金属板，所述金属板的顶面具有阶梯形状，所述锅炉烟气偏差调整装置用于遮挡锅炉受热装置的管道，所述金属板顶面的阶梯高度与所述锅炉烟气偏差调整装置遮挡的锅炉受热装置的管道的壁温成正比。

具体的，本发明所述的金属板的材质依据其所处位置的烟气温度选择，要能够承受该位置的烟气温度，优选钢板。

锅炉烟气在对受热装置进行加热的过程中，烟气速度越高和烟温越高，则烟气所加热的受热装置的管道的壁温越高，反之则壁温越低，因此受热装置的管道壁温的热偏差分布规律与烟气偏差分布规律相近似。本发明依据受热装置的管道壁温的热偏差分布规律设定锅炉烟气偏差调整装置金属板的形状，由于管道壁温的热偏差分布规律与烟气偏差分布规律相近似，因此本发明锅炉烟气偏差调整装置金属板的形状也可以依据烟气偏差分布规律进行设定。

本发明所述依据受热装置的管道壁温的热偏差分布规律设定锅炉烟气偏差调整装置金属板的形状，具体而言为金属板顶面的阶梯高度与所述锅炉烟气偏差调整装置遮挡的锅炉受热装置的管道的壁温正相关，本发明所述金属板顶面的阶梯高度具体指金属板顶面的阶梯与金属板底面之间的垂直距离。由于金属板顶面的阶梯高度与所述锅炉烟气偏差调整装置遮挡的锅炉受热装置的管道的壁温正相关，因此锅炉受热装置的管道壁温越高，则用于遮挡管道的金属板顶面的阶梯与金属板底面之间的垂直距离设定的越大，金属板所遮挡的受热装置的管道面积越大，形成了越强的锅炉烟气遮挡效果，抑制锅炉烟气流速，从而对烟气偏差进行调整，避免受热装置的管道过热。

本发明中，所述锅炉烟气偏差调整装置还包含金属板的固定装置，例如挂钩或卡件。

进一步地，所述金属板一体形成或由多块金属板拼接而成。

进一步地，所述金属板的顶面呈现从中间向两侧的高度逐级降低的阶梯形状。

进一步地，所述金属板顶面的阶梯高度的最大值小于3m，优选2m。所述金属板顶面的阶梯高度的取值范围为(0.5m,3m)。

进一步地，所述金属板的厚度依据烟气速度选择，一般在4mm以上，优选7mm以上。

另一方面，本发明提出一种锅炉，包含如上所述的任一锅炉烟气偏差调整装置和受热装置，所述受热装置包含若干片并列布置的管道屏，所述管道屏由多根管道排列而成，所述若干片并列布置的管道屏中的每片管道屏的最外侧管道在受热时的壁温分布包含驼峰形状，所述锅炉烟气偏差调整装置设置于最外侧管道在受热时的壁温分布呈现驼峰形状的多片管道屏的外侧。

进一步地，所述锅炉烟气偏差调整装置中金属板最大高度的阶梯遮挡最外侧管道在受热时的壁温分布呈现驼峰形状的多片管道屏中具有最高壁温的最外侧管道。

本发明中，所述管道的受热方式包含锅炉烟气加热。

本发明中，所述若干片并列布置的管道屏的总数量为10至100片，上述最外侧管道在受热时的壁温分布呈现驼峰形状的多片管道屏的数量为5至10片。

本发明中，所述管道屏的外侧是指管道屏迎向烟气流动方向的一侧，所述管道屏的最外侧管道是指管道屏中迎向烟气流动方向的第一根管道。

进一步地，所述锅炉烟气偏差调整装置设置于最外侧管道在受热时的壁温分布呈现驼峰形状的多片管道屏的外侧的一种方式为：所述最外侧管道在受热时的壁温分布呈现驼峰形状的多片管道屏中的至少两片管道屏的最外侧管道的外壁面连接保护套圈，所述保护套圈的外侧连接U形卡件，所述U形卡件与所述锅炉烟气偏差调整装置连接。本发明所述的保护套圈能够防止烟气偏差调整装置对最外侧管道造成损伤。

本发明的一个具体实例中，最外侧管道的外壁面焊接保护套圈，保护套圈外侧焊接U形卡件，所述烟气偏差调整装置焊接于U形卡件和保护套圈上。

进一步地，所述烟气偏差调整装置的底面与锅炉的顶棚受热面齐平。

进一步地，沿所述最外侧管道的高度设置多个连接的保护套圈和U形卡件，以使所述烟气偏差调整装置能够牢固固定。多个连接的保护套圈和U形卡件分别设置在不同管道屏的最外侧管道上。

进一步地，所述保护套圈和U形卡件的本身高度依据所述烟气偏差调整装置的重量选择，为100mm以上，优选150mm以上。

进一步地，所述锅炉烟气偏差调整装置设置于最外侧管道在受热时的壁温分布呈现驼峰形状的多片管道屏的外侧的另一种方式为：所述锅炉烟气偏差调整装置吊挂在锅炉顶棚下方。

进一步地，所述若干片管道屏中的每片管道屏的最外侧管道在受热时的壁温分布包含至少两个驼峰形状，所述锅炉烟气偏差调整装置的数量与所述驼峰形状的数量相等。

进一步地，所述受热装置设置于锅炉的水平烟道内，所述受热装置的若干片并列布置的管道屏沿所述水平烟道的宽度方向均匀布置，所述若干片管道屏中的每片管道屏的最外侧管道在受热时的壁温分布包含两个驼峰形状，具有其中一个驼峰形状壁温分布的多片管道屏靠近所述水平烟道的左侧炉壁，包含左起的第6至12片管道屏，具有另一个驼峰形状壁温分布的多片管道屏靠近所述水平烟道的右侧炉壁，此组管道屏包含右起的第3至8片管道屏。

进一步地，所述受热装置包含过热器和再热器，优选高温过热器和高温再热器。

与现有技术相比，本发明存在以下有益效果：

(1)本发明所述技术方案依据烟气偏差分布规律，针对性地设计烟气偏差调整装置的形状，达到最佳的烟气偏差调整效果。同时，具有制造成本低、对锅炉影响小、安装方便等优点。

(2)将本发明所述的烟气偏差调整装置设置于锅炉受热装置的外侧，通过抑制烟气流速，使烟气二次分配，可以有效抑制锅炉受热装置的管道壁温分布呈“驼峰”趋势，实现削峰填谷的目的，有效的控制锅炉热偏差对锅炉受热装置的影响、避免受热面出现超温，提高机组运行的安全性与经济性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的锅炉烟气偏差调整装置结构示意图。

图2为本发明实施例提供的锅炉烟气偏差调整装置在锅炉水平烟道内的位置示意图。

图3为本发明实施例提供的锅炉烟气偏差调整装置在高温再热器上的安装位置示意图一。

图4为本发明实施例提供的锅炉烟气偏差调整装置在高温再热器上的安装位置示意图二。

图5为本发明实施例提供的锅炉水平烟道高温再热器的壁温分布图。

图6为本发明实施例提供的锅炉烟气偏差调整装置固定方式示意图。

附图中各附图标记如下所示：

1-锅炉；2-水平烟道；3-高温再热器；3-1至3-74-高温再热器的管道屏；4-锅炉烟气偏差调整装置；41-锅炉烟气偏差调整装置的底面；42-锅炉烟气偏差调整装置的顶面；42a,42b-顶面阶梯；5-锅炉顶棚受热面；6-管道屏的最外侧管道；7-保护套圈；8-U形卡件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

本发明提供的一种锅炉烟气偏差调整装置的具体实例，图1为锅炉烟气偏差调整装置4结构示意图，锅炉烟气偏差调整装置4为钢板依据一定形状裁制而成，顶面42呈现从中间向两侧的高度逐级降低的阶梯形状，42a和42b为顶面阶梯，各个阶梯之间的高度不相同，阶梯42a、42b与底面41之间的垂直距离为阶梯高度。

如图2和3所示，锅炉1的水平烟道2内布置有高温再热器3，锅炉烟气偏差调整装置4设置于水平烟道2内，固定于高温再热器3的管道屏的最外侧管道6上，位于高温再热器3的入口截面(迎烟气流动方向)，并位于顶棚受热面5以下，锅炉烟气偏差调整装置4的底面41与顶棚受热面5齐平。

如图4所示，高温再热器3包含74片并列布置的管道屏，在水平烟道内沿宽度均匀分布，为管道屏3-1至管道屏3-74，其中管道屏3-1靠近水平烟道左侧炉壁设置，管道屏3-74靠近水平烟道右侧炉壁设置。高温再热器3的各管屏的管道壁温沿烟道宽度方向呈“双驼峰形状”规律分布，如图5所示。图5给出了管道屏的最外侧管道6的壁温分布(图5中的第1根管壁温分布曲线)，和管道屏纵向的第10根管道的壁温分布(图5中的第10根管壁温分布曲线)。最外侧管道6的壁温高值区主要位于左起第6～12片管道屏(靠近水平烟道左侧炉壁)，即图4中的管道屏3-6至管道屏3-12，和左起第66～71片管道屏(靠近水平烟道右侧炉壁)，即图4中的管道屏3-66至管道屏3-71。由于管道壁温与烟气速度和烟温相关，烟气速度越高和烟温越高，则烟气所加热的受热装置的管道的壁温越高，反之则壁温越低，因此根据图5中所示的壁温分布，可以得出在靠近水平烟道两侧炉壁的位置存在烟气流速和温度较高的区域。在位于这两个烟气流速和温度较高的区域的管道屏外侧设置两块锅炉烟气偏差调整装置4，实现烟气遮挡效果。其中一块锅炉烟气偏差调整装置4遮挡管道屏3-6至管道屏3-12，另一块锅炉烟气偏差调整装置4遮挡管道屏3-66至管道屏3-71。

如图6所示，锅炉烟气偏差调整装置4固定于高温再热器3的最外侧管道6上，沿高度可设置多处固定点，以使锅炉烟气偏差调整装置4能够牢固固定。为不对高温再热器3的最外侧管道6造成损伤，首先在最外侧管道6的外壁面焊接保护套圈7，保护套圈7外焊接U形卡件8，锅炉烟气偏差调整装置4焊接于U形卡件8和保护套圈7上。保护套圈7、U形卡件8的高度为120mm。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锅炉烟气偏差调整装置，其特征在于，包含金属板，所述金属板的顶面具有阶梯形状，所述锅炉烟气偏差调整装置用于遮挡锅炉受热装置的管道，所述金属板顶面的阶梯高度与所述锅炉烟气偏差调整装置遮挡的锅炉受热装置的管道的壁温正相关。

2.根据权利要求1所述的锅炉烟气偏差调整装置，其特征在于，所述金属板的顶面呈现从中间向两侧的高度逐级降低的阶梯形状。

3.根据权利要求1至2任一项所述的锅炉烟气偏差调整装置，其特征在于，所述金属板顶面的阶梯高度的最大值小于3m。

4.根据权利要求1至3任一项所述的锅炉烟气偏差调整装置，其特征在于，所述金属板的厚度为4mm以上。

5.一种锅炉，其特征在于，包含如权利要求1-4任一项所述的锅炉烟气偏差调整装置和受热装置，所述受热装置包含若干片并列布置的管道屏，所述管道屏由多根管道排列而成，所述若干片并列布置的管道屏中的每片管道屏的最外侧管道在受热时的壁温分布包含驼峰形状，所述锅炉烟气偏差调整装置设置于最外侧管道在受热时的壁温分布呈现驼峰形状的多片管道屏的外侧。

6.根据权利要求5所述的锅炉，其特征在于，所述最外侧管道在受热时的壁温分布呈现驼峰形状的多片管道屏中的至少两片管道屏的最外侧管道的外壁面连接保护套圈，所述保护套圈的外侧连接U形卡件，所述U形卡件与所述锅炉烟气偏差调整装置连接。

7.根据权利要求6所述的锅炉，其特征在于，所述保护套圈和U形卡件的本身高度为100mm以上。

8.根据权利要求5所述的锅炉，其特征在于，所述锅炉烟气偏差调整装置吊挂在锅炉顶棚下方。

9.根据权利要求5所述的锅炉，其特征在于，所述若干片管道屏中的每片管道屏的最外侧管道在受热时的壁温分布包含至少两个驼峰形状，所述锅炉烟气偏差调整装置的数量与所述驼峰形状的数量相等。

10.根据权利要求5至9任一项所述的锅炉，其特征在于，所述受热装置包含过热器和再热器。

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