CN113339838B - 一种角度可调的隔热机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种角度可调的隔热机构，包括隔热构架，所述隔热构架可转动设置，且包括转轴和风管，所述转轴为空心结构，所述转轴的两端为进风口，所述风管的数量为多个，且沿转轴的长度方向依次间隔设置在转轴同一侧的外壁面上，所述风管的一端与转轴连通，而另一端为出风口。本发明通过调节隔热构架的转动角度以改变水冷壁的曝露面积，从而达到实时调节炉膛内隔热面积以调节炉膛温度的效果，该效果不仅能够调控水冷壁的吸热量，使燃煤发电设备在变负荷运行时，保证入炉煤粉气流稳定着火，高效而安全的燃烧，提高燃料的燃烧效率和燃料利用率，还能够消除燃煤发电设备在变负荷运行下产生的不利影响，满足燃煤发电设备在灵活性运行时的特殊需求。

Description

一种角度可调的隔热机构
技术领域
本发明涉及燃煤发电设备技术领域，具体涉及一种角度可调的隔热机构。
背景技术
近些年来，政府虽然大力开发新能源发电，但是新能源发电容易受到地理环境和气候变化的影响，导致其发电情况不稳定。因此，在现有的资源和技术条件下，燃煤发电依然是中国最重要、最可靠的发电方式。然而，我国动力用煤量较大，不可避免的用到劣质煤，这就要求燃煤发电设备具有较好的煤种适应性。此外，基于新能源发电的不稳定问题，燃煤发电设备需要具有更好的变负荷运行能力，才能满足国民用电的实际需求。
目前，燃煤发电设备在频繁的变负荷运行过程中大多存在以下缺陷：卫燃带(卫燃带是用于覆盖燃煤发电设备炉膛内水冷壁的耐火材料，卫燃带的作用原理是通过减少水冷壁的曝露面积来提高着火区域温度，帮助燃料着火，稳定燃烧。然而，现有的卫燃带在制作完成后，其调控水冷壁的曝露面积是固定不变的，无法适应燃煤发电设备变负荷运行时对炉膛内着火区域温度的调节需求。)的作用面积和作用位置难以实时调节，无法确保各类煤种燃料充分燃烧，容易导致燃料在炉内结渣，大大降低燃烧效率和燃料利用率。
综上所述，急需一种新技术方案以解决现有技术中燃煤发电设备在频繁的变负荷运行过程中存在的燃烧效率低和燃料利用率低的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种角度可调的隔热机构，具体技术方案如下：
一种角度可调的隔热机构，包括隔热构架，所述隔热构架可转动设置，且包括转轴和风管，所述转轴为空心结构，所述转轴的两端为进风口，所述风管的数量为多个，且沿转轴的长度方向依次间隔设置在转轴同一侧的外壁面上，所述风管的一端与转轴连通，而另一端为出风口。
优选的，所述隔热构架还包括加强筋，所述加强筋的数量为多个，且分别设置在相邻的两个风管之间，用于连接风管。
优选的，所述隔热构架还包括中空的缓冲件，所述缓冲件的数量至少为一个，所述缓冲件设置在所述转轴上其两端均与所述转轴连通。
优选的，所述的角度可调的隔热机构还包括浇注体，所述风管、所述加强筋以及部分所述转轴被包埋在所述浇注体内且不影响出风口正常出风。
优选的，所述隔热构架还包括设置在所述转轴和风管上的加固件，所述加固件的数量为多个且用于加强所述隔热构架与浇注体的连接强度。
优选的，所述的角度可调的隔热机构还包括动力部件，所述动力部件固定设置，且动力输出端与转轴连接。
优选的，所述动力部件包括齿轮传动部件。
优选的，所述风管的中间部分为弯曲型管段。
优选的，所述加强筋的中间部分为弯曲型结构；所述缓冲件为膨胀节。
优选的，所述加固件为销钉。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
本发明中所述角度可调的隔热机构，采用的隔热构架可转动设置在燃煤发电设备炉膛内的水冷壁位置，根据实际煤种和发电负荷需求，自由选择对转轴单一进风口进风或双进风口进风，冷却风在隔热机构中流通能够将隔热机构冷却到其最高允许工作温度以下，以及将隔热机构表面温度冷却至煤灰熔融点以下，避免煤灰融化后结渣在隔热机构上而降低隔热机构的隔热作用和燃料的利用率。经风管出风口输出的冷却风能够扰动炉膛内部的烟气流场，破坏烟气流场的边界层，使烟气与空气的混合气体更加均匀的与煤粉粒子发生反应。本发明通过调节隔热构架的转动角度以改变水冷壁的曝露面积，从而达到实时调节炉膛内隔热面积以调节炉膛温度的效果，该效果不仅能够调控水冷壁的吸热量，使燃煤发电设备在变负荷运行时，燃烧区域的烟气温度都能维持与所燃煤种相适应的最佳燃烧温度水平，从而保证入炉煤粉气流稳定着火，高效而安全的燃烧，提高燃料的燃烧效率和燃料利用率，还能够消除燃煤发电设备在变负荷运行下产生的不利影响，满足燃煤发电设备在灵活性运行(即频繁深度调峰运行)时的特殊需求。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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是本发明中实施例1的隔热构架的结构示意图；
图2是本发明中实施例1的角度可调的隔热机构的透视图；
图3是图2的正视视角的剖面图；
图4是图2的右视视角的剖面图；
图5是图2的俯视视角的剖面图；
图6是本发明中三组角度可调的隔热机构在作业时全关的主视图；
图7是图6中三组角度可调的隔热机构在作业时全关、部分开启以及全开的A-A方向剖视图(图中箭头表示冷空气流入方向)；
其中，1、转轴，2、风管，3、加强筋，4、缓冲件，5、浇注体，01、水冷壁，02、固定支撑风冷联箱，03、炉膛。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
参见图1-7，一种角度可调的隔热机构，包括隔热构架，所述隔热构架可转动设置在燃煤发电设备炉膛03内的水冷壁01位置，通过调节隔热构架的转动角度以改变水冷壁(01)的曝露面积，从而达到实时调节炉膛03内隔热面积以调节炉膛03温度的效果，参见图1-5，所述隔热构架包括转轴1和风管2，所述转轴1竖直可转动设置，且为空心结构，所述转轴1的两端为进风口，所述风管(具体为工业耐热钢)2的数量为9个，且沿转轴1的长度方向依次等间隔设置在转轴1同一侧的外壁面上，所述风管2的一端与转轴1连通，而另一端为出风口。所述风管2的出风口水平设置，经出风口输出的冷却风能够扰动炉膛03内部的烟气流场，破坏烟气流场的边界层，使烟气与空气的混合气体更加均匀的与煤粉粒子发生反应。此外，冷却风在隔热机构中流通能够将隔热机构冷却到其最高允许工作温度以下，以及将隔热机构表面温度冷却至煤灰熔融点以下，避免煤灰融化后结渣在隔热机构上而降低隔热机构的隔热作用和燃料的利用率。实施例1可根据实际煤种和发电负荷需求，自由选择对转轴1单一进风口进风或双进风口进风，并通过调节隔热构架的转动角度以改变水冷壁01的曝露面积，从而达到实时调节炉膛03内隔热面积以调节炉膛03温度的效果，提高燃料的燃烧效率和燃料利用率。
参见图1-4，所述隔热构架还包括加强筋(具体为工业耐热钢)3，所述加强筋3的数量为18个，且分别设置在相邻的两个风管2之间，用于连接风管2。实施例1中每相邻的两个风管2之间对称设置两个加强筋3。
参见图1-3，所述隔热构架还包括中空的缓冲件(具体为波纹膨胀节，材质为奥式体不锈钢、双相不锈钢和哈式合金中的任一种，实施例1优选奥式体不锈钢)3，所述缓冲件4的数量为两个，且上下对称设置在所述转轴1上的中部，每个缓冲件4的两端均与所述转轴1连通，用于转轴1在热胀冷缩过程中的轴向变形作用，且在一定程度上增加了转轴1的换热面积。
参见图1-7，所述角度可调的隔热机构，还包括浇注体(材质可以为刚玉浇注料、粘土质耐火材料和板状氧化铝浇注料中的至少一种，实施例1优选粘土质耐火材料)5，所述风管2、所述加强筋3以及部分所述转轴1被包埋在所述浇注体5内且不影响出风口正常出风。该成型过程具体如下：根据所述隔热构架中风管2、加强筋3与转轴1所围成的空间尺寸制作模具，随后将所述隔热构架置于模具(转轴1超出空间尺寸的两端置于模具之外)中，然后使用浇注体5灌满模具空心部分，得到隔热机构的预制品，待加工固化后得到隔热机构。所述浇注体5用于加强隔热机构的强度。输送冷却风来冷却浇注体5的表面温度使其保持在煤灰熔融温度以下，避免煤灰融化后结渣在隔热机构上而降低隔热机构的隔热作用和燃料的利用率。
所述隔热构架还包括设置在所述转轴1和风管2上的加固件(具体为销钉，图中未示出)，所述加固件的数量为多个且用于加强所述隔热构架与浇注体5的连接强度。
所述角度可调的隔热机构，还包括动力部件(图中未示出)，所述动力部件固定设置在燃煤发电设备的炉膛03内部，且动力输出端与转轴1连接。
所述动力部件为齿轮传动部件。
参见图1-3，所述风管2的中间部分为弯曲型管段，具体为U型管，能够为隔热机构热胀冷缩变形提供缓冲作用，且加强了隔热机构的强度。
参见图1-2，所述加强筋3的中间部分为弯曲型结构，具体为U型管，能够为隔热机构热胀冷缩变形提供缓冲作用，且加强了隔热机构的强度。
在实施例1中所述隔热机构的数量为24个，且沿水冷壁01环向排布设置。参见图6-7，所述隔热机构在作业时，通过冷却风输送部件(具体为固定支撑风冷联箱02)为转轴1的进风口输送冷却风，参见图6，所述冷却风输送部件的数量为两个，且上下对称焊接在水冷壁01上，两个冷却风输送部件分别包括与转轴1进风口连通的冷却风输送管道(所述隔热机构与冷却风输送部件为可拆卸式设置)。实施例1可根据实际煤种和发电负荷需求，自由选择对转轴1单一进风口进风或双进风口进风，冷却风在隔热机构中流通能够将隔热机构冷却到其最高允许工作温度以下，以及将隔热机构表面温度冷却至煤灰熔融点以下，避免煤灰融化后结渣在隔热机构上而降低隔热机构的隔热作用和燃料的利用率。经风管2出风口输出的冷却风能够扰动炉膛03内部的烟气流场，破坏烟气流场的边界层，使烟气与空气的混合气体更加均匀的与煤粉粒子发生反应。参见图7，本发明通过动力部件调节隔热构架的转动角度(当隔热构架与水冷壁01平行时为全关位置，当隔热构架由全关位置相对于水冷壁01转动90°时为全开位置，当隔热构架处于全关位置和全开位置之间时为部分开启位置。当隔热构架位于全关位置时，水冷壁01的曝露面积为最小值；当隔热构架位于全开位置时，水冷壁01的曝露面积为最大值；当隔热构架位于部分开启位置时，水冷壁01的曝露面积为最大值和最小值之间。)以改变水冷壁01的曝露面积，从而达到实时调节炉膛03内隔热面积以调节炉膛03温度的效果，该效果不仅能够调控水冷壁01的吸热量，使燃煤发电设备在变负荷运行时，燃烧区域的烟气温度都能维持与所燃煤种相适应的最佳燃烧温度水平，从而保证入炉煤粉气流稳定着火，高效而安全的燃烧，提高燃料的燃烧效率和燃料利用率，还能够消除燃煤发电设备在变负荷运行下产生的不利影响，满足燃煤发电设备在灵活性运行(即频繁深度调峰运行)时的特殊需求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种角度可调的隔热机构，其特征在于，包括隔热构架，所述隔热构架可转动设置，且包括转轴(1)和风管(2)，所述转轴(1)为空心结构，所述转轴(1)的两端为进风口，所述风管(2)的数量为多个，且沿转轴(1)的长度方向依次间隔设置在转轴(1)同一侧的外壁面上，所述风管(2)的一端与转轴(1)连通，而另一端为出风口。
2.根据权利要求1所述的角度可调的隔热机构，其特征在于，所述隔热构架还包括加强筋(3)，所述加强筋(3)的数量为多个，且分别设置在相邻的两个风管(2)之间，用于连接风管(2)。
3.根据权利要求2所述的角度可调的隔热机构，其特征在于，所述隔热构架还包括中空的缓冲件(4)，所述缓冲件(4)的数量至少为一个，所述缓冲件(4)设置在所述转轴(1)上其两端均与所述转轴(1)连通。
4.根据权利要求3所述的角度可调的隔热机构，其特征在于，还包括浇注体(5)，所述风管(2)、所述加强筋(3)以及部分所述转轴(1)被包埋在所述浇注体(5)内且不影响出风口正常出风。
5.根据权利要求4所述的角度可调的隔热机构，其特征在于，所述隔热构架还包括设置在所述转轴(1)和风管(2)上的加固件，所述加固件的数量为多个且用于加强所述隔热构架与浇注体(5)的连接强度。
6.根据权利要求1-5任一项所述的角度可调的隔热机构，其特征在于，还包括动力部件，所述动力部件固定设置，且动力输出端与转轴(1)连接。
7.根据权利要求6所述的角度可调的隔热机构，其特征在于，所述动力部件包括齿轮传动部件。
8.根据权利要求7所述的角度可调的隔热机构，其特征在于，所述风管(2)的中间部分为弯曲型管段。
9.根据权利要求3所述的角度可调的隔热机构，其特征在于，所述加强筋(3)的中间部分为弯曲型结构；所述缓冲件(4)为膨胀节。
10.根据权利要求5所述的角度可调的隔热机构，其特征在于，所述加固件为销钉。
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