CN114247219A - 高容差防堵进风管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高容差防堵进风管，包括：进风道、至少一个进风支管道，进风道具有进风口，进风道与进风支管道相连通，进风道内设置有用于抬高失速区位置的驱动结构。本发明优化了失速区布置，增加了驱动结构，提高了易堵位置的气流速度，可解决很多固废焚烧炉的欠载运行所导致的堵灰问题。

Description

高容差防堵进风管

技术领域

本发明涉及除尘器技术领域，特别是涉及一种高容差防堵进风管。

背景技术

通常，除尘器的进风管的设计要点是在保证进风流速的同时，将需处理的气体通过导流均匀分配到各处理室内，良好的设计能确保气流分配的均匀和气流在进入灰斗的瞬间快速均匀扩散开来。这样的设计理念在大多数常态除尘器工作场景里都不会有问题，但是在固废烟气处理上就出现了进风管堵灰现象，这是锅炉运行负荷低、烟气高湿高尘等特殊因素导致的。

固废焚烧产生的烟气及粉尘有成分复杂、水分含量高的特点，而且净化工艺设计需要采用急冷、脱酸、吸附等方式，给袋式除尘进风管带入大量水分和脱酸剂、吸附剂，特别容易引起除尘器进风管内积灰和堵塞。通风设计要求进风管保持一定的流速，防止灰尘在进风管内沉降，但是因为操作使用原因，固废焚烧锅炉会经常在欠负荷状态下运行，这样会造成进风管内流速低于设计流速，同时烟气中含水含尘量大，非常容易在除尘器的进风管相关位置积灰并迅速造成堵塞，影响净化系统和焚烧炉的正常运行，给使用者造成损失。

袋式除尘器是去除、回收粉尘，净化烟气的一种重要的除尘净化设备，在各种大气净化应用行业及场景都得到了广泛的应用，其中，在固废焚烧烟气净化领域更是凭借除尘工艺特点成为该行业的指定除尘设备。

袋式除尘器作为固废焚烧烟气指定处理设备之一，针对固废成分复杂、工况波动大、水分含量高等特点，而且由于其烟气处理工艺要求特殊性，同时要求进风设计结构配合导流板设计达到气流均布效果，常规袋式除尘器的设计结构及导流板容易造成进风管堵灰问题。

因此，需要研制一种适用于这种固废烟气复杂工况的除尘器进风管，在充分对烟气分配导流的同时，防止进风管积灰堵灰情况，保障上下游设备运行畅通。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种高容差防堵进风管，优化了失速区布置，增加了驱动结构，提高了易堵位置的气流速度，可解决很多固废焚烧炉的欠载运行所导致的堵灰问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高容差防堵进风管，包括：进风道、至少一个进风支管道，进风道具有进风口，进风道与进风支管道相连通，进风道内设置有用于抬高失速区位置的驱动结构。

可选地，进风支管道为三个，分别为第一进风支管道，第二进风支管道，第三进风支管道，进风道由顶板和底板构成，顶板包括与进风口相连接的第一水平部，一端与第一水平部相连接且另一端与第三进风支管道相连接的第一倾斜部，底板包括一端与进风口相连接且另一端与第一进风支管道相连接的第二水平部，一端与第一进风支管道相连接且另一端与第二进风支管道相连接的第二倾斜部，一端与第二进风支管道相连接且另一端与第三进风支管道相连接的第三倾斜部。

可选地，第一水平部与第二水平部之间的距离＞第一倾斜部与第二倾斜部之间的距离＞第一倾斜部与第三倾斜部之间的距离。

可选地，第一倾斜部与第一水平部之间的夹角为10-20°，第二倾斜部与第二水平部之间的夹角为10-20°，第三倾斜部与第二水平部之间的夹角为10-20°。

可选地，第一水平部与第二水平部平行设置，第一倾斜部与第二倾斜部和第三倾斜部分别平行设置，进风口的轴心线与进风支管道的轴心线相垂直。

可选地，驱动结构包括第一驱动结构，第一驱动结构设置在第二倾斜部的上方，第一驱动结构包括第一驱动板，第一驱动板的高度设置为进风口高度的1/7-1/6，第一驱动板与进风支管道的轴心线之间的角度为22-35°。

可选地，驱动结构包括第二驱动结构，第二驱动结构设置在第三倾斜部的上方，第二驱动结构包括第二驱动板，第二驱动板的高度设置为进风口高度的1/9-1/7，第二驱动板与进风支管道的轴心线之间的角度为22-35°。

可选地，进风支管道内设有两相导流片，两相导流片包括倾斜导流部和与倾斜导流部相连接的竖直导流部，倾斜导流部与进风道的轴心线之间的夹角为40-50°。

为了实现上述目的，本发明还提供一种袋式除尘器，包括如上所述的进风管。

同时，本发明提供的一种袋式除尘器用于工况波动大、含尘量大、易堵塞进风管的行业，如固废行业。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明制作简单，成本低；

2、本发明优化了失速区布置，增加了驱动结构，提高了易堵位置的气流速度，允许的误差范围达到了-40％～+10％，远高于现有技术所允许的误差范围，导致进风管不堵也不提高工作耗能，可解决很多固废焚烧炉的欠载运行所导致的堵灰问题；

3、本发明在进风管不积尘的前提下，进口风速可比常规设计最低风速低20％左右，节约能耗；

4、本发明底板和顶板从原来的平板设计更改为斜板设计，减少了灰尘驻留的可能性，同时减少了让驻留灰尘重新启动获得动能所需的驱动能量；

5、本发明适用于工况波动大、含尘量大、易堵塞进风管的袋式除尘器设计，如固废行业。

附图说明

图1为现有技术中的进风管结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为本发明实施例的结构示意图；

图4为图3的剖视图；

图5为图3的侧视图；

图6为本发明实施例未安装驱动结构时的气流示意图；

图7为本发明实施例安装驱动结构后的气流示意图；

其中：1、进风口；2、进风道；21、第一水平部；22、第一倾斜部；23、第二水平部；24、第二倾斜部；25、第三倾斜部；3、进风支管道；31、第一进风支管道；32、第二进风支管道；33、第三进风支管道；4、驱动结构；41、第一驱动板；42；第二驱动板；5、两相导流片；51、第一两相导流片；52、第二两相导流片；53、第三两相导流片；6、防堵导流板。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和有益效果能够更加明显易懂，下面通过列举具体实施例的方式进行详细说明。其中，附图不一定是按比例绘制的，局部特征可以被放大或缩小，以更加清楚的显示局部特征的细节；除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与本申请所属的技术领域中的技术和科学术语的含义相同。

在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于本发明的简化描述，而不是指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，即不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述清楚的目的，不能理解为所指示特征的相对重要性或所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等；“若干个”的含义是至少一个，例如一个、两个、三个等；另有明确具体的限定的除外。

在本发明中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等应做广义理解。例如，“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的限定，第一特征在第二特征“上”、“之上”、“上方”和“上面”、“下”、“之下”、“下方”或“下面”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征的水平高度高于第二特征的水平高度。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征的水平高度小于第二特征的水平高度。

在本发明中，一些其他术语解释如下：

通风管道设计要求一般含尘气体通过水平管道不积灰，则气流速度需不低于16m/s，否则就可能导致灰尘落下积灰，严重的会导致堵塞。

气流失速就是进风管设计方案中，CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学)仿真发现的流体低速区域，其效果类似于“背风面”，在该区域的气体流速远低于10m/s，甚至接近0，在这样的区域内，下落粉尘将无法获得足够的动能驱动以脱离该位置，所以容易造成堵灰。

灰尘失速就是灰尘初始在进风口处是和气流一样有不低于16m/s的初始速度的，但是一旦在传统设计的导流结构作用下，灰尘的水平速度在垂直方向的导流面上碰撞发生反弹，没有能够获得丝毫的垂直方向速度(速度不能顺利转向)，而此时气流是从水平方向转为垂直向下，此时就造成了灰尘在气流运动方向的失速。

容差，是指普通除尘器处理风量时所允许的误差范围，容差越大，允许的误差范围也就越大。普通除尘器处理风量时，允许的误差范围一般约为-20％～+10％。

高容差，是指本发明因为优化了失速区布置，增加了驱动结构提高了易堵位置的气流速度，所以允许的误差范围达到了-40％～+10％，远高于现有技术所允许的误差范围。

如附图1至附图2所示，现有技术中的进风管为平风管，在正常工况保证进风风速的时候运行很顺利，但是在欠载欠负荷的情况下，特别是固废烟气有可能是高粉尘含量和高湿度的情况下，进风管很容易堵塞。

要解决这个问题，申请人在研究气流分配的同时，着重分析了造成堵灰的粉尘运动和堆积因素，申请人通过数值模拟、研究，结合各项目现场实际资料，总结得出了导致灰尘堆积的关键因素：1、灰尘失速，特别是中、大粒径颗粒失速情况下导致类似沉降室沉降效果，容易落在较为平坦的管道底面造成灰尘积聚，如果此时该底面位置没有足够的气流速度或其他因素将尘粒驱动起来，落尘区会急速成长，进而造成堵灰；2、气流失速，气流模拟中寻找结构设计造成的气流失速区，如果靠近落尘底面，就会造成落灰在降落过程中无法得到足够的动能跟随气流进入灰斗，其结果就是堵灰，影响锅炉的正常工作，造成损失。

本发明实施例一种高容差防堵进风管，可以解决以上问题，具体结构如下：

如附图3至附图5所示，一种高容差防堵进风管，包括：进风道2、至少一个进风支管道3，进风道2具有进风口1，进风道2与进风支管道3相连通，进风道2内设置有用于抬高失速区位置的驱动结构4。

在本实施例中，进风支管道3为三个，分别为第一进风支管道31，第二进风支管道32，第三进风支管道33，且三个进风支管道呈阶梯状从左向右平行排列。本发明首次提出台阶式进风理念，以简单的结构形式实现了气流均布。

在本实施例中，进风道2由顶板和底板构成，顶板包括与进风口1相连接的第一水平部21，一端与第一水平部21相连接且另一端与第三进风支管道33相连接的向下倾斜的第一倾斜部22，底板包括一端与进风口1相连接且另一端与第一进风支管道31相连接的第二水平部23，一端与第一进风支管道31相连接且另一端与第二进风支管道32相连接的向下倾斜的第二倾斜部24，一端与第二进风支管道32相连接且另一端与第三进风支管道33相连接的向下倾斜的第三倾斜部25。第一水平部21位于第二水平部23和第一进风支管道31的上方，第一倾斜部22位于第二倾斜部24、第三倾斜部25、第二进风支管道32及第三进风支管道33的上方。进风管的倾斜的底板和顶板设计，以减少水平面区域来防止灰尘聚集。

在本实施例中，第一倾斜部与第一水平部之间的夹角为10-20°，第二倾斜部与第二水平部之间的夹角为10-20°，第三倾斜部与第二水平部之间的夹角为10-20°。

为了更好地加工，具体地，第一水平部21与第二水平部23平行设置，第一倾斜部22与第二倾斜部24和第三倾斜部25分别平行设置，进风口1的轴心线与三个进风支管道3的轴心线相垂直，第一倾斜部22与第一水平部之间21的夹角、第二倾斜部24与第二水平部23之间的夹角、第三倾斜部25与第二水平部23之间的夹角相等，夹角范围均在10-20°之间。

在本实施例中，第一水平部21与第二水平部之间23的距离＞第一倾斜部22与第二倾斜部24之间的距离＞第一倾斜部22与第三倾斜部25之间的距离。

进风口1的高度大小定义为H，即第一水平部21与第二水平部之间23的距离为H，第一倾斜部22与第二倾斜部24之间的距离设置为2H/3，第一倾斜部22与第三倾斜部25之间的距离设置为H/3，第二倾斜部24的左端与第二水平部23之间的高度差设置为H/3。如此错落布置，使得进风道2被分布成多层区域，有利于气流分布。

在本实施例中，驱动结构4包括第一驱动结构，第一驱动结构设置在第二倾斜部24的上方，位于第一倾斜部22和第二倾斜部24之间，第一驱动结构包括第一驱动板41，第一驱动板41的高度设置为H/7-H/6，第一驱动板41与进风支管道3的轴心线之间的角度为22-35°。

驱动结构4包括第二驱动结构，第二驱动结构设置在第三倾斜部25的上方，位于第一倾斜部22和第三倾斜部25之间，第二驱动结构包括第二驱动板42，第二驱动板42的高度设置为H/9-H/7，第二驱动板42与进风支管道3的轴心线之间的角度为22-35°。

如附图6所示，第二倾斜部24的左端与第一进风支管道31之间构成了第一个尖角，第三倾斜部25的左端与第二进风支管道32之间构成了第二个尖角。当气流越过第一个尖角位置后，在背风面，也就是紧邻第二倾斜部24的区域会小范围内形成一个低速、失速区，因靠近壁面所以容易造成灰尘堆积引起堵塞。而如附图7为安装驱动结构后的气流示意图所示，失速区位置被抬高，将原来失速区位置从背风积尘处转移到无害位置，壁面处流速比平均流速增加10％-20％，形成灰尘滑动驱动，并可根据流速变化自动分配气流，问题解决。

在本实施例中，进风支管道3内设有两相导流片5，两相导流片5包括向下倾斜的倾斜导流部和与倾斜导流部相连接的竖直导流部，倾斜导流部与进风道2的轴心线之间的夹角为40-50°。

具体地，第一进风支管道31的上部内设有第一两相导流片51，第二进风支管道32的上部内设有第二两相导流片52，第三进风支管道33的上部内设有第三两相导流片53。第一两相导流片51的倾斜导流部与由第一水平部21和第二水平部23组成的水平进风道的轴心线之间的夹角为40-50°，优选为45°。第二两相导流片52的倾斜导流部与由第一倾斜部22和第二倾斜部24组成的倾斜进风道的轴心线之间的夹角为40-50°，优选为45°。第三两相导流片53的倾斜导流部与由第一倾斜部22和第三倾斜部25组成的倾斜进风道的轴心线之间的夹角为40-50°，优选为45°。

传统进风管内一般都设计有导流板，用以去除气流紊流达到层流效果并起气流均衡、导向作用，面向气流的是单相的。而本发明两相导流片，从设计外形看和普通导流板类似，但是在原理和效果方面差异很大，两相中的一相是常规的气体导流，也就是气相，具体作用是将风管内的气流在转向及变径等变化处分割为多个层流区域以产生均匀的气流分布效果，还有一相是固相，利用粉尘的初速度和碰撞反射角原理，让粉尘在气流转向位置也完成转向并保持一定的初速，避免粉尘失速造成堵塞。

本发明两相导流片，是以导尘为主、导气为辅的两相导流，考虑到中、大颗粒粉尘的接触前初速情况及各种碰撞导致的粉尘速度与气流运动方向的契合度，从而使尘粒获得与气流运动方向一致的动能以减少积灰可能性，同时也保证了气流分布的均衡性。

本实施例进风支管道3的截面设置为倒Y型，即每个进风支管道3对应两个出风口，在每个进风支管道3分流为两路的每路通路上分别设置有防堵导流板6，此处防堵导流板6为常规导流板设计，考虑到尘粒竖向初速为0，即便有重力加速及气流赋能，也只能形成下落速度，无向两侧排出的动力来源，如果采用两相导流片设计原理，会采用大坡度倒角设计以契合气流方向，但是这样会导致上层气流段的大变径而破坏气流导流效果，因此选用常规导流设计的圆角，有一定的尘粒运动转向效果，起到防堵的作用。

在本实施例中，进风管的外壁上还设置有多道加强筋，起到加固稳定的作用。

一种袋式除尘器，包括如上所述的进风管。

本实施例提供的一种袋式除尘器用于工况波动大、含尘量大、易堵塞进风管的行业，如固废行业。

应当理解，以上实施例均为示例性的，不用于包含权利要求所包含的所有可能的实施方式。在不脱离本公开的范围的情况下，还可以在以上实施例的基础上做出各种变形和改变。同样的，也可以对以上实施例的各个技术特征进行任意组合，以形成可能没有被明确描述的本发明的另外的实施例。因此，上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不对本发明专利的保护范围进行限制。

Claims (10)

1.一种高容差防堵进风管，其特征在于，包括：进风道、至少一个进风支管道，所述进风道具有进风口，所述进风道与所述进风支管道相连通，所述进风道内设置有用于抬高失速区位置的驱动结构。

2.根据权利要求1所述的高容差防堵进风管，其特征在于，所述进风支管道为三个，分别为第一进风支管道，第二进风支管道，第三进风支管道，所述进风道由顶板和底板构成，所述顶板包括与进风口相连接的第一水平部，一端与第一水平部相连接且另一端与第三进风支管道相连接的第一倾斜部，所述底板包括一端与进风口相连接且另一端与第一进风支管道相连接的第二水平部，一端与第一进风支管道相连接且另一端与第二进风支管道相连接的第二倾斜部，一端与第二进风支管道相连接且另一端与第三进风支管道相连接的第三倾斜部。

3.根据权利要求2所述的高容差防堵进风管，其特征在于，所述第一水平部与第二水平部之间的距离＞所述第一倾斜部与第二倾斜部之间的距离＞所述第一倾斜部与第三倾斜部之间的距离。

4.根据权利要求3所述的高容差防堵进风管，其特征在于，第一倾斜部与第一水平部之间的夹角为10-20°，第二倾斜部与第二水平部之间的夹角为10-20°，第三倾斜部与第二水平部之间的夹角为10-20°。

5.根据权利要求4所述的高容差防堵进风管，其特征在于，所述第一水平部与第二水平部平行设置，所述第一倾斜部与第二倾斜部和第三倾斜部分别平行设置，所述进风口的轴心线与所述进风支管道的轴心线相垂直。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的高容差防堵进风管，其特征在于，所述驱动结构包括第一驱动结构，所述第一驱动结构设置在所述第二倾斜部的上方，所述第一驱动结构包括第一驱动板，所述第一驱动板的高度设置为进风口高度的1/7-1/6，所述第一驱动板与进风支管道的轴心线之间的角度为22-35°。

7.根据权利要求6所述的高容差防堵进风管，其特征在于，所述驱动结构包括第二驱动结构，所述第二驱动结构设置在所述第三倾斜部的上方，所述第二驱动结构包括第二驱动板，所述第二驱动板的高度设置为进风口高度的1/9-1/7，所述第二驱动板与进风支管道的轴心线之间的角度为22-35°。

8.根据权利要求1所述的高容差防堵进风管，其特征在于，所述进风支管道内设有两相导流片，所述两相导流片包括倾斜导流部和与倾斜导流部相连接的竖直导流部，所述倾斜导流部与所述进风道的轴心线之间的夹角为40-50°。

9.一种袋式除尘器，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的高容差防堵进风管。

10.如权利要求9所述的袋式除尘器用于固废行业。

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