CN113464954A - 一种水冷风帽 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水冷风帽，包括：风帽本体设有第一中空腔室和若干流化风道，第一中空腔室用作冷却风帽本体的冷却介质流道，若干流化风道沿周向均匀分布，风帽本体外壁上设有与流化风道相连通的径向通孔；冷却介质管路一端与第一中空腔室轴向相连，冷却介质管路内部与冷却介质流道相连通构成轴向通道，轴向通道内沿轴向设有隔层，冷却介质流道间隔为倒U形流道，使冷却介质管路间隔为与进水侧和回水侧；风管一端与风帽本体外壁轴向相连，风管的内壁与冷却介质管路的内部之间形成第二中空腔室，第二中空腔室与若干流化风道的敞口端相连通。本发明能延长风帽的使用寿命，同时，防止风帽本体在被堵塞时受高温发生材料性质变化，避免产生热变形。

Description

一种水冷风帽

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，具体地，涉及一种水冷风帽。

背景技术

目前鼓泡流化床污泥焚烧过程中，由于风帽长期处在高温且床料流化状态的环境中，风帽的冷却仅依靠流化风冷却，高温氧化腐蚀、床料磨损等因素导致风帽使用寿命短，需要定期更换风帽，尤其是风帽流道处被堵塞，风帽上的热量来不及被流化风带走，产生局部高温，在热胀冷缩的作用下，风帽更容易损坏，甚至风帽材料性质已在高温下发生改变，在风帽流道恢复畅通后，与原先比，不耐磨，不耐腐蚀。对传统的处理方式来说，需要经过停炉，等炉膛温度降低后，需要破坏风帽附近的硬质耐火材料，才能实现风帽更换。更换风帽所需时间长，产生较多间接的经济损失。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种水冷风帽，延长了风帽的使用寿命，同时在风帽被堵塞时，避免风帽受高温发生材料性质变化，产生热变形。

本发明提供一种水冷风帽，包括：

风帽本体，所述风帽本体设有第一中空腔室和若干流化风道，其中，所述第一中空腔室的一端为敞口端，所述第一中空腔室用作冷却所述风帽本体的冷却介质流道，所述若干流化风道沿所述第一中空腔室的外围沿周向均匀分布，且所述若干流化风道与所述冷却介质流道同心布置，所述流化风道的一端为敞口端，所述风帽本体的外壁上设有与所述流化风道另一端相连通的径向通孔；

冷却介质管路，所述冷却介质管路一端与所述第一中空腔室轴向相连，所述冷却介质管路的内部与所述冷却介质流道相连通构成轴向通道，所述轴向通道内沿轴向设有隔层，使所述冷却介质流道间隔为倒U形流道，同时使所述冷却介质管路间隔为与所述倒U形流道的进口相连通的进水侧和与所述倒U形流道的出口相连通的回水侧，冷却介质从所述进水侧进入流至所述倒U形流道，对所述风帽本体进行冷却，从所述回水侧流出；

风管，所述风管的一端与所述风帽本体的外壁轴向相连，且所述风管设置于所述冷却介质管路的外围，所述风管的内壁与所述冷却介质管路的外壁之间形成第二中空腔室，所述第二中空腔室与所述若干流化风道的敞口端相连通。

优选地，所述隔层设置于所述轴向通道的中心位置，通过所述隔层使所述轴向通道间隔为相对称分布的两个通道。

优选地，所述隔层的顶端与所述冷却介质流道的顶部之间设有供冷却介质流动的间隙。

优选地，所述冷却介质流道的内壁上设有两个相对称的用于定位安装所述隔层的导向凹槽。

优选地，所述冷却介质管路的另一端部设有用于与所述隔层端部相连的封头。

优选地，所述冷却介质管路外壁上靠近所述封头设有进水口和出水口，其中，所述进水口与所述进水侧相连通，所述进水口用于向所述进水侧通入冷却介质，所述出水口与所述出水侧相连通，所述出水口用于排出所述出水侧内的冷却介质。

优选地，所述若干流化风道沿竖向布置；所述径向通孔与水平方向呈夹角布设，所述径向通孔的的出口位于进口的下方。

优选地，所述径向通孔与水平方向的夹角呈15°-25°。

优选地，所述冷却介质管路一端与所述第一中空腔室的另一端的连接位置设有密封件，使所述冷却介质管路与所述第一中空腔室之间密封配合。

优选地，所述风帽本体为一端呈锥形状的柱状结构。

与现有技术相比，本发明具有如下至少一种的有益效果：

本发明上述结构，冷帽本体内部通过设置流化风道和冷却介质流道，且通过设置隔层与冷却介质流道构成水冷夹套结构，可同时解决以下两方面的问题，一方面，风帽本体暴露在炉膛内的部分，由于环境温度高，在流化风和冷却介质双重冷却作用下，风帽本体从炉膛内吸收的热量，风帽本体会被很好的冷却，风帽本体温升不大，可有效减少高温氧化腐蚀和床料磨损；另一方面，当风帽本体上方物料较多时，流化风不能很好的穿透料层发生堵塞时，通过水冷夹套结构使冷却介质依然可以正常进出风帽本体，对风帽本体进行冷却，避免了风帽本体由于局部高温发生材料性质变化产生的损坏，产生热变形，达到延长风帽的使用寿命，减少风帽更换频率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明一优选实施例的水冷风帽的结构示意图；

图2是图1中A-A向剖视图；

图3是图1中B-B向剖视图；

图中标记分别表示为：进水口1、出水口2、布风板3、耐火浇筑料层4、风管5、冷却介质管路6、进水侧7、回水侧8、隔层9、第二中空腔室10、风帽本体11、流化风道1101、冷却介质流道1102。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

参照图1所示，为本发明一优选实施例的水冷风帽的结构示意图，将水冷风帽用于污泥焚烧鼓泡流化床上，图中包括风帽本体11、冷却介质管路6和风管5。

风帽本体11设有第一中空腔室和若干流化风道1101，其中，第一中空腔室的一端为敞口端，第一中空腔室用作冷却风帽本体11的冷却介质流道1102，若干流化风道1101设置于第一中空腔室的外壁上，且若干流化风道1101围绕第一中空腔室周向均匀间隔分布，且若干流化风道1101与冷却介质流道1102同心布置，流化风道1101沿冷却介质流道1102的轴向延伸。流化风道1101的一端为用于与风管5相连通的敞口端，风帽本体11的外壁上设有与流化风道1101另一端相连通的径向通孔，径向通孔作为流化风道1101的出口。径向通孔的数量与流化风道1101的数量相匹配。

作为一优选方式，风帽本体为一端呈锥形状的柱状结构，第一中空腔室为柱状空间，若干流化风道为沿柱状空间的轴向延伸的竖向通道。若干流化风道的最佳数量为8-10个。

参照图2所示，冷却介质管路6一端与第一中空腔室轴向相连，冷却介质管路6的内部与冷却介质流道1102相连通构成轴向通道，冷却介质管路6的内部与冷却介质流道1102相连通构成轴向通道，轴向通道内沿轴向设有隔层9，由隔层9与冷却介质流道1102构成水冷夹套，即隔层9一侧与第一中空腔室的内壁构成第一腔室，隔层9的另一侧与第一中空腔室的内壁构成第二腔室，且第二腔室与第一腔室相连通构成倒U形流道，倒U形流道为冷却介质提供流通通道，同时将冷却介质管路6间隔为与倒U形流道的进口相连通的进水侧7和与倒U形流道的出口相连通的回水侧8，冷却介质从进水侧7进入，流经倒U形流道，对风帽本体11进行冷却，在隔层9的作用下，流向回水侧8，从回水侧8的出口流出，再流入下一个串联的风帽或者流出鼓泡流化床，完成对风帽的冷却。通过采用水冷夹套结构，可在炉膛高温环境下，有效的冷却风帽本体11，降低风帽本体11温度，减少风帽损坏频率，大大延长风帽的使用寿命。

作为一优选方式，参照图2所示，隔层9为一隔板。将隔板安装于轴向通道的中心位置，通过隔板将轴向通道间隔为相对称分布的两个通道，可使冷却介质分布均匀；进一步在将隔板的顶端与冷却介质流道1102的顶部之间设有供冷却介质流动的间隙，使冷却介质从上到下沿倒U形通道流经整个第一中空腔室的内壁，该布置形式提高了冷却效果。

结合图1、图3所示，风管5置于位于布风板3上的耐火浇筑料层4中，将风管5一端与风帽本体11一端轴向相连，风管5的另一端安装在布风板3上，流化风在布风板3下部，通过风管5进入流化风道1101，进入流化床炉膛；风管5设置于冷却介质管路6的外围，风管5的内壁与冷却介质管路6的外壁之间形成第二中空腔室10，并使第二中空腔室10与若干流化风道1101的敞口端相连通，布风板3下方风室的风，流经风管5至若干流化风道1101后，从流化风道1101的出口流出进入流化床锅炉。

上述水冷风帽，当正常运行时，风帽本体11暴露在炉膛内的部分，环境温度高，在流化风和冷却水双重冷却作用下，冷却风帽从炉膛内吸收的热量，风帽本体11会被很好的冷却，风帽本体11温升不大，可有效减少高温氧化腐蚀和床料磨损。当风帽本体11上方物料较多时，导致流化风不能很好的穿透料层而发生堵塞时，通过设置水冷夹套结构，使冷却水依然可以正常进出风帽，对风帽进行冷却，防止局部高温产生的损坏，达到增加风帽的实用寿命，减少风帽更换频率。

在其它部分优选实施例中，冷却介质流道的内壁上设有两个相对称的用于定位安装隔层的导向凹槽，通过导向凹槽使隔层的上部固定。

在其它部分优选实施例中，冷却介质管路的另一端部设有用于与隔层端部相连的封头，通过封头使冷却介质管的另一端部封闭，同时通过封头使隔层的另一端固定。

在其它部分优选实施例中，参照图1所示，冷却介质管路6的外壁上设有进水口1和出水口2，其中，进水口与用于通入冷却介质的管路相连，进水口与进水侧7相连通，用于向进水侧7通入冷却介质。出水口2与用于排出冷却介质的管路相连，出水口2与出水侧相连通，用于排出冷却介质，且进水口和出水口2靠近封头设置。

在其它部分优选实施例中，参照图1所示，径向通孔与水平方向的夹角呈15°-25°，使径向通孔与流化风道1101之间呈锐角布置。径向通孔的进口与流化风道1101相连通，径向通孔的出口与外部连通。径向通孔的出口低于进口，使径向通孔的出口向下布置。

在其它部分优选实施例中，冷却介质管路一端与第一中空腔室的另一端的连接位置设有密封件，使冷却介质管路与第一中空腔室之间密封配合。作为一优选方式，冷却介质管路的一端与第一中空腔室插接，在冷却介质管路的外壁与第一中空腔室的内壁之间设置环形密封件，以使冷却介质管路的外壁与第一中空腔室的内壁之间密封配合。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。

Claims (10)

1.一种水冷风帽，其特征在于，包括：

风帽本体，所述风帽本体设有第一中空腔室和若干流化风道，其中，所述第一中空腔室的一端为敞口端，所述第一中空腔室用作冷却所述风帽本体的冷却介质流道，所述若干流化风道沿所述第一中空腔室的外围沿周向均匀分布，且所述若干流化风道与所述冷却介质流道同心布置，所述流化风道的一端为敞口端，所述风帽本体的外壁上设有与所述流化风道另一端相连通的径向通孔；

冷却介质管路，所述冷却介质管路一端与所述第一中空腔室轴向相连，所述冷却介质管路的内部与所述冷却介质流道相连通构成轴向通道，所述轴向通道内沿轴向设有隔层，使所述冷却介质流道间隔为倒U形流道，同时使所述冷却介质管路间隔为与所述倒U形流道的进口相连通的进水侧和与所述倒U形流道的出口相连通的回水侧，冷却介质从所述进水侧进入流至所述倒U形流道，对所述风帽本体进行冷却，从所述回水侧流出；

风管，所述风管的一端与所述风帽本体的外壁轴向相连，且所述风管设置于所述冷却介质管路的外围，所述风管的内壁与所述冷却介质管路的外壁之间形成第二中空腔室，所述第二中空腔室与所述若干流化风道的敞口端相连通。

2.根据权利要求1所述的水冷风帽，其特征在于，所述隔层设置于所述轴向通道的中心位置，通过所述隔层使所述轴向通道间隔为相对称分布的两个通道。

3.根据权利要求2所述的水冷风帽，其特征在于，所述隔层的顶端与所述冷却介质流道的顶部之间设有供冷却介质流动的间隙。

4.根据权利要求2所述的水冷风帽，其特征在于，所述冷却介质流道的内壁上设有两个相对称的用于定位安装所述隔层的导向凹槽。

5.根据权利要求1所述的水冷风帽，其特征在于，所述冷却介质管路的另一端部设有用于与所述隔层端部相连的封头。

6.根据权利要求5所述的水冷风帽，其特征在于，所述冷却介质管路外壁上靠近所述封头设有进水口和出水口，其中，所述进水口与所述进水侧相连通，所述进水口用于向所述进水侧通入冷却介质，所述出水口与所述出水侧相连通，所述出水口用于排出所述出水侧内的冷却介质。

7.根据权利要求1所述的水冷风帽，其特征在于，所述若干流化风道沿竖向布置；所述径向通孔与水平方向呈夹角布设，所述径向通孔的的出口位于进口的下方。

8.根据权利要求7所述的水冷风帽，其特征在于，所述径向通孔与水平方向的夹角呈15°-25°。

9.根据权利要求1-8任一项所述的水冷风帽，其特征在于，所述冷却介质管路一端与所述第一中空腔室的另一端的连接位置设有密封件，使所述冷却介质管路与所述第一中空腔室之间密封配合。

10.根据权利要求1-8任一项所述的水冷风帽，其特征在于，所述风帽本体为一端呈锥形状的柱状结构。

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