CN113137599A - 一种可自动调节阻力降的流化床风帽 - Google Patents
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Abstract
本发明属于循环流化床锅炉结构技术领域，具体涉及一种可自动调节阻力降的流化床风帽。包括同轴设置的风帽帽头、进风管和盖帽；风帽帽头上端为钟罩式封闭结构，底部为敞开的壳体，风帽帽头下部靠边缘处有若干个排风孔，排风孔沿圆周均匀分布；进风管外形呈圆管状，其中部有一周圆台，顶部有出风口，上部沿圆周有条状出风口，沿圆周均匀分布，在条状出风口间隙有条形凹槽轨道；风帽帽头与进风管通过螺纹连接，并在圆台处进行点焊连接；盖帽安装到进风管的顶部，盖帽外形为圆盖型，圆盖顶部有一圆柱形凸起；盖帽内壁有凸槽轨道，与进风管的凹槽轨道相配合。在不同进风温度下风帽能够自动调节阻力降，从而保障床压的稳定，维持锅炉的稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于循环流化床锅炉结构技术领域，具体涉及一种可自动调节阻力 降的流化床风帽。
背景技术
布风装置是循环流化床锅炉燃烧设备中的关键部件之一，它的作用是支撑 床料并使空气均匀的进入流化床，使床料获得良好的流化工况，其性能直接影 响流化床锅炉的流化状况以及燃烧室内的流动、燃烧和传热过程，进而影响到 流化床锅炉的性能。
风帽是流化床锅炉布风装置中必不可少的零件，其作用是将空气进行二次 分流和导向，使其以足够的速度进入流化床，并在风帽上部产生强烈扰动气垫 层，使空气与固体颗粒能良好的混合，以建立良好的流化状态，使流化风均匀 的从流化床底部输入，维持床压的稳定，对于流化床的运行、燃烧及安全至关 重要。
风帽的形式有很多种，目前大部分流化床锅炉的布风装置采用钟罩式风帽。 现有的钟罩式风帽一般由进风管和单个帽头组成，在长期运行中，由于一直在 高温下受到流体冲刷，风帽帽头磨损后变形，风帽的使用寿命变短，严重影响 流化质量；同时，流化床中的循环物料很容易通过风帽帽头的出风口进入进风 管内部，大量物料通过风帽漏下回流，漏渣现象明显；此外，在流化床锅炉中， 由于工作环境温度波动，一次风的风量有时不稳定，导致风帽出风口的流速也 会相应的改变，风帽的阻力降随之发生变化，从而引起床压的波动。现有的钟 罩式风帽并不能调节因进风温度或进风量改变导致的风帽阻力波动，从而影响 流化床锅炉运行的稳定。
因此，需要提供一种风帽，具有良好的耐磨性和防漏渣性，能够在工作环 境温度或者一次风进风量波动时，自动调节风帽的阻力，减少布风装置阻力的 波动，维持床压稳定，保障流化床锅炉的稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可自动调节阻力降的流化床风帽，在不同进风 温度下风帽能够自动调节阻力降，从而保障床压的稳定，维持锅炉的稳定运行。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种可自动调节阻力降的流化床风帽，包括同轴设置的风帽帽头、进风管 和盖帽；风帽帽头上端为钟罩式封闭结构，底部为敞开的壳体，风帽帽头下部 靠边缘处有若干个排风孔，排风孔沿圆周均匀分布；进风管外形呈圆管状，其 中部有一周圆台，顶部有出风口，上部沿圆周有条状出风口，沿圆周均匀分布， 在条状出风口间隙有条形凹槽轨道；风帽帽头与进风管通过螺纹连接，并在圆 台处进行点焊连接；盖帽安装到进风管的顶部，盖帽外形为圆盖型，圆盖顶部 有一圆柱形凸起；盖帽内壁有凸槽轨道，与进风管的凹槽轨道相配合。
所述的风帽帽头材质为ZG40Cr25Ni20。
所述的风帽帽头的顶部和底部采用加厚结构。
所述的进风管材质为1Cr18Ni9Ti。
所述的盖帽材质为ZG40Cr25Ni20。
所述的盖帽和进风管的凹凸槽接触面表面粗糙度为Ra1.6。
所述的进风管与底部的布风板焊接连接。
所述的盖帽材质的热膨胀系数大于进风管材质的热膨胀系数。
所述的风帽帽头的排风孔为腰圆孔，由内向外向下倾斜，与水平方向成10-15度角；所述排风孔数量为六个，直径为15-20mm。
一次风通过进风管进入风帽，通过条状出风口吹出，进入风帽帽头与进风 管之间的间隙，然后通过风帽帽头底部的圆形排风孔吹出风帽；在运行过程中， 一次风风量基本不变，当一次风风温比较小时，盖帽挡住条状出风口大部分出 风面，条状出风口的流速较小，阻力较小；对于多燃料流化床锅炉需要补燃时， 一次风温增大，条状出口风的流速变大，一次风对盖帽的压力大于盖帽的重力 时，盖帽在与进风管之间凹凸槽的滑轨的限位下向上移动，条状出风口出风的 面积增大，流速降低，一次风对盖帽的压力降低，与盖帽的重力平衡，盖帽停 止移动，一次风在此处的阻力与设计阻力相同；如此通过盖帽在进风管位置上 下的变化，通过盖帽改变进风管的条状出风口的出风面积，调节配速，保持此 处出风阻力不变；由于风帽帽头排风孔的孔径较大，出风阻力可以忽略，因此 整个风帽的出风阻力可以保持在稳定的状态。
本发明所取得的有益效果为：
(1)本发明风帽通过在风帽进风管顶部增设盖帽结构，在进风管和盖帽之 间采用凹凸滑轨结构，实现在进风量发生变化时，盖帽通过滑轨上下滑动来自 动调节风帽出风口的面积，保持风帽阻力降稳定，解决了因一次风的波动导致 的布风板处阻力波动过大的问题，实现了布风均匀，维持流化床运行的稳定。
(2)本发明风帽通过设置风帽帽头和盖帽双层顶盖结构，减轻了一次风对 风帽帽头的冲击，减少了风帽帽头的磨损，提高了风帽的使用寿命，同时，双 层顶盖结构加大了从进风管漏入床料的难度，解决了流化床床料容易通过进风 管的顶部进入风室导致的流化床漏渣问题。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为图1的A-A向剖视图；
图4为图3的B-B向剖视图；
图5为进风管的主剖视图；
图6为图5的C-C向剖视图；
图7为盖帽的主剖视图；
图8为图7的E向俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明专利提供的技术方案，解决了现有风帽易漏渣、风帽帽头磨损严重、 风帽不易拆卸不易更换以及自动调节阻力降等问题。其结构由风帽帽头1、进风 管2、盖帽3等共同组成。风帽帽头1材质为ZG40Cr25Ni20，其上端为钟罩式 封闭结构，底部为敞开的壳体，风帽帽头1下部靠边缘处有若干个排风孔1-2， 排风孔1-2沿圆周均匀分布。风帽帽头1的顶部和底部采用加厚结构，使其具有 较强的耐磨损能力，减少帽头壁的磨损，可以大大延长其使用寿命。进风管2 材质为1Cr18Ni9Ti，外形呈圆管状，其中部有一周圆台2-1，顶部有出风口2-2， 上部沿圆周有条状出风口2-3，沿圆周均匀分布，在条状出风口间隙有条形凹槽轨道。盖帽3材质为ZG40Cr25Ni20，外形为圆盖型，圆盖顶部有一圆柱形凸起。 盖帽3内壁有六条凸槽滑轨，与进风管2顶部的凹槽滑轨相配合。盖帽3和进 风管2的凹凸槽接触面表面粗糙度为Ra1.6，盖帽的重量根据进风管2顶部出风 口2-2的面积和风速进行核算。
风帽帽头1、进风管2、盖帽3同轴设置。进风管2与底部的布风板进行焊 接连接，风帽帽头1与进风管2通过螺纹进行连接，并在圆台2-1处进行点焊连 接，盖帽3安装到进风管2的顶部，盖帽3与顶部出风口2-2设有凹槽和凸槽形 成的导轨，进风管2顶部沿圆周有六道凹槽均匀分布，盖帽3内部沿圆周有六 道凸槽均匀分布，进风管2的凹槽与盖帽3的凸槽间为间隙配合，间距为1mm， 方便在导轨中能够灵活上下移动，以减少滑动的阻力，盖帽3材质的热膨胀系 数大于进风管2材质的膨胀系数，防止热膨胀带来的偏心卡死。安装状态下，盖帽3底部内壁与进风管2顶部出风口2-2贴合，高温状态下，盖帽3通过与进 风管2的滑轨被吹起，顶部出风口2-2的面积通过风压和盖帽3的重量进行核算。 盖帽3顶部的圆柱形凸起3-1可以对盖帽3进行限位，防止盖帽3吹脱。
一次风通过进风管2进入风帽，通过条状出风口2-3吹出，进入风帽帽头1 与进风管2之间的间隙，然后通过风帽帽头1底部的圆形排风孔1-2吹出风帽。 通过如此迷宫式结构，减少了床料的漏渣。风帽的阻力主要取决于条状出风口 2-3的出风面积。条状出风口2-3的出风面积按照一次风风温的设计条件来进行 设计。在运行过程中，一次风风量基本不变，当一次风风温比较小时，盖帽3 挡住出口风2-3大部分出风面，出口风2-3的流速较小，阻力较小。对于多燃料 流化床锅炉需要补燃时，一次风温增大，条状出风口2-3的流速变大，一次风对 盖帽3的压力大于盖帽3的重力时，盖帽3在与进风管2之间凹凸槽的滑轨的限位下向上移动，出口风2-3出风的面积增大，流速降低，一次风对盖帽3的压 力降低，与盖帽3的重力平衡，盖帽3停止移动，一次风在此处的阻力与设计 阻力相同。如此通过盖帽3在进风管2位置上下的变化，通过盖帽3改变进风 管的条状出风口2-3的出风面积，调节配速，保持此处出风阻力不变。由于风帽 帽头排风孔1-2的孔径较大，出风阻力可以忽略，因此整个风帽的出风阻力可以 保持在稳定的状态。盖帽3可以通过核算设计不同的重量，与进风管2吹上的 压力进行匹配，调节不同的阻力降，适应不同的出风阻力需求。
作为优选，所述风帽帽头的排风孔为腰圆孔，腰圆孔为扁平状，能增大送 风力度。
作为优选，所述排风孔由内向外向下倾斜。出风孔内向外向下倾斜，能够 防止风帽之间堆积物料。
作为优选，所述排风孔由内向外向下倾斜与水平方向成10-15度角。
作为优选，所述排风孔数量为六个，每个风孔直径为15-20mm。
具体实施方式一：结合图1～图8说明本实施方式，一种可自动调节阻力降 的流化床风帽，包括风帽帽头1、进风管2、盖帽3三部分组成。其结构由风帽 帽头1、进风管2、盖帽3等共同组成。风帽帽头1材质为ZG40Cr25Ni20，其 上端为钟罩式封闭结构，底部为敞开的壳体，风帽帽头1的其下部靠边缘处有 若干个排风孔1-2，排风孔1-2沿圆周均匀分布。风帽帽头1的顶部和底部采用 加厚结构，使其具有较强的耐磨损能力，减少帽头壁的磨损，可以大大延长其 使用寿命。进风管2材质为1Cr18Ni9Ti，外形呈圆管状，其中部有一周圆台2-1，顶部有出风口2-2，上部沿圆周有条状出风口2-3，沿圆周均匀分布，在条状出 风口间隙有条形凹槽轨道。盖帽3材质为ZG40Cr25Ni20，外形为圆盖型，圆盖 顶部有一圆柱形凸起。盖帽3内壁有六条凸槽滑轨，与进风管2顶部的凹槽滑 轨相配合。盖帽3和进风管2的凹凸槽接触面表面粗糙度为Ra1.6，盖帽的重量 根据进风管2顶部的出口2-1的面积和风速进行核算。
风帽整体采用迷宫式结构，进风通过一个曲折的流道吹向出口，从而减少 床料回流到进风管。一次风从进风管2进入之后，从进风管2顶部的条状出风 口2-3吹出，然后从进风管外边的流道向下流入风帽帽头的排风孔1-2吹出，避 免了沙子从出风口漏渣进入进风管2，从根本上解决漏渣问题。盖帽3的设置大 大减小了风帽帽头1和进风管2的磨损。同时，盖帽3能够进一步阻止床料漏 进进风管2内，将漏渣的概率降到最低。
进风管2的圆台处2-1与风帽帽头1的底部进行点焊，需要更换风帽帽头1 的时候，可将点焊位置敲掉，通过风帽帽头1顶部的六角结构进行拆卸，从而 使风帽更加容易更换。
对于多燃料燃烧流化床，在需要补燃的情况下，进风的风温增加，在进风 量不变的情况下，进风管2条状出风口处2-3的风速增加，进风管2内压力增大， 将盖帽3顶起，盖帽3通过导轨向上沿着进风管2向上移动，从而使进风管2 顶部的条状出风口2-3出风的面积增大，出风的风速降低，进风管2内的压力也 随之减小。通过此过程，实现风帽内的压力稳定，稳定床压。
具体实施方式二：结合图1、2、3、4说明本实施方式，所述风帽帽头的出 风口为圆形，数量为六个，每个排风孔1-2的中心轴线与水平方向之间的夹角为 10-15度。如此设计，所述夹角优选为15度，可以使出风均匀，有效阻止床料 进入风帽，防止漏渣。
Claims (10)
1.一种可自动调节阻力降的流化床风帽，其特征在于：包括同轴设置的风帽帽头、进风管和盖帽；风帽帽头上端为钟罩式封闭结构，底部为敞开的壳体，风帽帽头下部靠边缘处有若干个排风孔，排风孔沿圆周均匀分布；进风管外形呈圆管状，其中部有一周圆台，顶部有出风口，上部沿圆周有条状出风口，沿圆周均匀分布，在条状出风口间隙有条形凹槽轨道；风帽帽头与进风管通过螺纹连接，并在圆台处进行点焊连接；盖帽安装到进风管的顶部，盖帽外形为圆盖型，圆盖顶部有一圆柱形凸起；盖帽内壁有凸槽轨道，与进风管的凹槽轨道相配合。
2.根据权利要求1所述的可自动调节阻力降的流化床风帽，其特征在于：所述的风帽帽头材质为ZG40Cr25Ni20。
3.根据权利要求1所述的可自动调节阻力降的流化床风帽，其特征在于：所述的风帽帽头的顶部和底部采用加厚结构。
4.根据权利要求1所述的可自动调节阻力降的流化床风帽，其特征在于：所述的进风管材质为1Cr18Ni9Ti。
5.根据权利要求1所述的可自动调节阻力降的流化床风帽，其特征在于：所述的盖帽材质为ZG40Cr25Ni20。
6.根据权利要求1所述的可自动调节阻力降的流化床风帽，其特征在于：所述的盖帽和进风管的凹凸槽接触面表面粗糙度为Ra1.6。
7.根据权利要求1所述的可自动调节阻力降的流化床风帽，其特征在于：所述的进风管与底部的布风板焊接连接。
8.根据权利要求1所述的可自动调节阻力降的流化床风帽，其特征在于：所述的盖帽材质的热膨胀系数大于进风管材质的热膨胀系数。
9.根据权利要求1所述的可自动调节阻力降的流化床风帽，其特征在于：所述的风帽帽头的排风孔为腰圆孔，由内向外向下倾斜，与水平方向成10-15度角；所述排风孔数量为六个，直径为15-20mm。
10.根据权利要求1所述的可自动调节阻力降的流化床风帽，其特征在于：一次风通过进风管进入风帽，通过条状出风口吹出，进入风帽帽头与进风管之间的间隙，然后通过风帽帽头底部的圆形排风孔吹出风帽；在运行过程中，一次风风量基本不变，当一次风风温比较小时，盖帽挡住条状出风口大部分出风面，条状出风口的流速较小，阻力较小；对于多燃料流化床锅炉需要补燃时，一次风温增大，条状出口风的流速变大，一次风对盖帽的压力大于盖帽的重力时，盖帽在与进风管之间凹凸槽的滑轨的限位下向上移动，条状出风口出风的面积增大，流速降低，一次风对盖帽的压力降低，与盖帽的重力平衡，盖帽停止移动，一次风在此处的阻力与设计阻力相同；如此通过盖帽在进风管位置上下的变化，通过盖帽改变进风管的条状出风口的出风面积，调节配速，保持此处出风阻力不变；由于风帽帽头排风孔的孔径较大，出风阻力可以忽略，因此整个风帽的出风阻力可以保持在稳定的状态。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN113623644A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-09 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 一种用于流化床锅炉的可调阻力的风帽结构 |
| CN113983456A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-01-28 | 重庆大学 | 一种阻力特性可调式的cfb布风板钟罩式风帽 |
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