CN113669723A - 一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置 - Google Patents

Abstract

一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置，涉及一种均粉装置。本发明解决了目前电站锅炉中煤粉燃烧器入口边界条件由于煤粉管道弯头效应使燃烧器入口偏离设计值，从而带来的燃烧器低氮能力下降以及组织燃烧能力下降等问题。本发明的入口直管道(1)和出口直管道(3)之间通过煤粉管道弯头(2)顺次连接，散粉器(4)安装在出口直管段(3)内，导流侧板(5)安装在煤粉管道弯头(2)内，煤粉整流器(6)安装在出口直管段(3)内。本发明可以大幅度提高流经煤粉管道弯头煤粉气流出口的煤粉浓度和速度分布的均匀性。本发明用于消除煤粉管道弯头偏粉效应。

Description

一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置

技术领域

本发明涉及一种均粉装置，具体涉及一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置，属于燃烧设备技术领域。

背景技术

目前，国内直流浓淡燃烧器主要分为水平浓淡分离和竖直浓淡分离两种形式，二者均通过在燃烧器喷嘴体内布置百叶窗的形式实现煤粉浓淡分离。无论上述哪种燃烧方式在国内机组中都得到了大规模的工程应用，并取得了较好效果。

但同时也存在诸多问题，例如：一般火力发电厂单台磨煤机需同时向锅炉同层各角煤粉燃烧器供粉，且磨煤机所在标高与煤粉燃烧器布置标高不一致，从磨煤机出口至各煤粉燃烧器入口的煤粉管道存在多个转向弯头。煤粉通过弯头后因偏粉效应，必然导致管道内煤粉浓度分布不均。而常规的水平(垂直)浓淡燃烧器的均以燃烧器入口煤粉分布均匀的前提进行设计。因此，煤粉管道弯头带来的偏粉效应会直接影响水平(垂直)浓淡燃烧器出口的浓淡分离效果。尤其是布置于煤粉燃烧器入口前的煤粉管道弯头，多为直角弯头，且弯头距燃烧器喷嘴体入口距离较短，不足以使煤粉气流在进入喷嘴体前恢复径向均匀分布，这对燃烧器喷嘴体内百叶窗煤粉浓缩结构的浓淡分离效果影响更甚，将直接导致燃烧器降氮能力下降，进而导致整个锅炉氮氧化物排放达不到设计参数。

发明内容

本发明为了解决水平(垂直)浓淡煤粉燃烧器入口边界条件偏离设计带来的低氮能力下降问题。提供了一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置，并为其他需消除管道偏粉效应的情景提供可借鉴方案。

本发明的技术方案是一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置，它包括入口直管道1和出口直管道3；它还包括煤粉管道弯头2、散粉器4、导流侧板5和煤粉整流器6；入口直管道1和出口直管道3之间通过煤粉管道弯头2顺次连接，散粉器4安装在煤粉管道弯头出口直管段3内，导流侧板5安装在煤粉管道弯头2内，煤粉整流器6安装在弯头出口直管段3内。

散粉器4包括一级挡块与多级叶片，挡块的遮挡深度为M1，迎粉面角度α1，一级挡块与多级叶片均安装在煤粉管道弯头2的外圆弧内侧壁上。

散粉器4与导流侧板5之间的距离为X1，X1＝75-85mm，导流侧板5与煤粉整流器6之间的距离为X2，X2＝130-150mm。

导流侧板5的径向垂直深度为贯穿整个弯头，安装在管道内壁(以焊接形式)，第一级导流板与来流夹角为α2，α2＝30°～45°，第二级导流板与来流夹角为α3，α3＝45°。

煤粉整流器6的栅格宽度δ为15mm，格栅间隔大于3倍单个格栅宽度。

煤粉整流器6的整个栅格遮挡面积不超过出口直管道3的截面积的1/3。

入口直管道1、出口直管道3、煤粉管道弯头2、散粉器4、导流侧板5和煤粉整流器6均为采用耐磨材料制成。

本发明与现有技术相比具有以下改进效果：

1、本发明可以大幅度提高流经煤粉管道弯头煤粉气流出口的煤粉浓度和速度分布的均匀性。

2、本发明可以通过调整各个组件的角度、厚度、长度等参数，实现不同管径、煤粉气流流速、颗粒细度、均匀性匹配。

3、本发明对固体颗粒的适应性强，针对烟煤、贫煤和褐煤等均适用。

4、本发明在煤粉管道弯头内设置的散粉器可以减弱煤粉气流对管道弯头外侧内壁冲刷，提高整个管道弯头的使用寿命。

5、本发明主要受磨部件散粉器与整流器均可设计成可拆装结构，更换灵活。

6、本发明装置总体压头损失不高于300Pa，工程应用性强。

7、本发明不仅适用于煤粉管道，还适用于其他领域类似情景。

8、本发明以解决水平(垂直)浓淡煤粉燃烧器入口边界条件偏离设计带来的燃烧器组织燃烧能力下降的问题，降低了NOX排放。另外，高效的煤粉浓淡分离效果提高了燃烧器的煤种适应性，从而使锅炉具备更优良的低负荷稳燃性能，并为其他需消除管道偏粉效应的情景提供可借鉴方案。

9、本发明主要应用于电站锅炉机组中，有效解决煤粉燃烧器入口边界条件偏离设计值带来的问题，使燃烧器低氮、稳燃性能得到有效提升，进而提升机组效率、低负荷稳燃能力，并大幅节省尾部脱硝成本。同时，本发明还可用于其他行业需消除管道偏粉效应的类似情景，经济效益视具体应用环境而定。

附图说明

图1是本发明的主视图；图2是图1在B-B处的剖视图，图3是图1在A-A处的剖视图。

具体实施方式

具体实施方式：结合图1至图3说明本实施方式，一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置包括入口直管道1和出口直管道3；它还包括煤粉管道弯头2、散粉器4、导流侧板5和煤粉整流器6；

入口直管道1和出口直管道3之间通过煤粉管道弯头2顺次连接，散粉器4安装在煤粉管道弯头出口直管段3内，导流侧板5安装在煤粉管道弯头2内，煤粉整流器6安装在弯头出口直管段3内。。

其中，散粉器4包括一级挡块与多级叶片，挡块的遮挡深度为M1，迎粉面角度α，一级挡块与多级叶片均安装在煤粉管道弯头2的外圆弧内侧壁上。叶片的级数、各级叶片宽度L、角度α需结合具体煤粉气流流速、煤粉颗粒的细度、均匀性确定。

其中，散粉器4与导流侧板5之间的距离为X1，X1＝75-85mm，导流侧板5与煤粉整流器6之间的距离为X2，X2＝130-150mm。

导流侧板5的径向垂直深度为贯穿整个弯头，安装在管道内壁(以焊接形式)，第一级导流板与来流夹角为α2，α2＝30°～45°，第二级导流板与来流夹角为α3，α3＝45°。

其中，煤粉整流器6的栅格宽度δ为15mm，格栅间隔大于3倍单个格栅宽度。能够有效防止背风侧产生较大负压区，进而提高煤粉整流效果。

其中，煤粉整流器6的整个栅格遮挡面积不超过出口直管道3的截面积的1/3。能够防止阻力过大，风压损耗高，同时防止空隙煤粉气流流速过高，磨损过快，进而提高均粉装置的使用寿命。

另外，本实施方式的入口直管道1、出口直管道3、煤粉管道弯头2、散粉器4、导流侧板5和煤粉整流器6均为采用耐磨材料制成。保证装置运行可靠性。

本发明的工作原理是：风粉均匀的煤粉来流经入口直管道1流入煤粉管道弯头2，受弯头偏粉效应影响，煤粉颗粒向弯头外侧集中，在煤粉管道弯头2内形成外浓内淡的煤粉浓度分布。随后，浓相煤粉在煤粉管道弯头2外侧流经布置于煤粉管道弯头2内的散粉器4，浓相煤粉气流被打散，再经布置于近煤粉管道弯头2出口端的导流侧板5向管道中心的导流作用，此时的煤粉气流已经相对均匀，最后再经布置于出口直管段3内的煤粉整流器6整流，即可基本消除弯头偏粉效应带来的影响，出口截面的煤粉浓度分布及风速分布基本均匀。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置，它包括入口直管道(1)和出口直管道(3)；其特征在于：它还包括煤粉管道弯头(2)、散粉器(4)、导流侧板(5)和煤粉整流器(6)；

入口直管道(1)和出口直管道(3)之间通过煤粉管道弯头(2)顺次连接，散粉器(4)安装在出口直管段(3)内，导流侧板(5)安装在煤粉管道弯头(2)内，煤粉整流器(6)安装在出口直管段(3)内。

2.根据权利要求1的一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置，其特征在于：散粉器(4)包括一级挡块与多级叶片，挡块的遮挡深度为M1，迎粉面角度α1，一级挡块与多级叶片均安装在煤粉管道弯头(2)的外圆弧内侧壁上。

3.根据权利要求2的一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置，其特征在于：散粉器(4)与导流侧板(5)之间的距离为X1，X1＝75～85，导流侧板(5)与煤粉整流器(6)之间的距离为X2，X2＝130～150。

4.根据权利要求3的一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置，其特征在于：导流侧板(5)的径向垂直深度为贯穿整个弯头，以焊接的形式安装在煤粉管道弯头(2)的内壁，第一级导流板与来流夹角为α2，α2＝30°～45°，第二级导流板与来流夹角为α3，α3＝45°。

5.根据权利要求4的一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置，其特征在于：煤粉整流器(6)的栅格宽度δ为15mm，格栅间隔大于3倍单个格栅宽度。

6.根据权利要求5的一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置，其特征在于：煤粉整流器(6)的整个栅格遮挡面积不超过出口直管道(3)的截面积的1/3。

7.根据权利要求6的一种用于消除煤粉管道弯头偏粉效应的均粉装置，其特征在于：入口直管道(1)、出口直管道(3)、煤粉管道弯头(2)、散粉器(4)、导流侧板(5)和煤粉整流器(6)均为采用耐磨材料制成。

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