CN114251671A - 一种可调节的导流装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可调节的导流装置，包括进气烟道和出气烟道，还包括支撑杆和连杆机构，进气烟道与出气烟道的相接处设有多个第一导流装置和多个第二导流装置，第一导流装置与第二导流装置沿烟道径向交错设置，第一导流装置包括连接的前段导流板和后段导流板，支撑杆贯穿烟道并位于前段导流板的尾端，第二导流装置包括至少一个中间导流板，中间导流板一端与支撑杆铰接，另一端与连杆机构铰接，连杆机构径向贯穿所述出气烟道。本发明通过设置第一导流装置和第二导流装置，可有效解决相接处弯头烟道、变径烟道或异型烟道内流速和压力分布不均匀的问题，抑制流体的不规则流动，减小烟道内因涡流和离心作用产生的流场紊乱和流动阻力。

Description

一种可调节的导流装置

技术领域

本发明涉及电厂尾部烟道导流设备技术领域，具体涉及一种可调节的导流装置。

背景技术

随着国家环保政策越来越严苛，燃煤发电机组增加了脱硫、脱硝等设备，使得尾部烟道阻力增加，由于尾部烟道存在多处弯头、异型结构等，烟气流场分布势必是不均匀的，很多位置的阻力较大，导致引风机功率增加，电流消耗量增大。甚至有些电厂无法带高负荷运行，部分设备对下游设备的利用率和寿命造成较大影响，因此对尾部烟道的优化是非常必要的。

目前对尾部烟道常采用的方案是优化烟道走向，取消不对称、不必要的弯头结构，使得烟道更加符合烟气流动曲线，但该方法需要将原有的烟道进行拆除，重装新的烟道，增加了大量的施工量，人力物力消耗较大；另一种是在弯头处增加导流板，导流板固定在烟道内，当负荷变化时，烟气量随之发生变化，烟道阻力也相应改变，固定的导流板无法调整分布，对于变负荷的烟道调节性不足。

因此，开发一种对异型、弯头烟道和变负荷工况时有良好适应性的导流装置，更好的优化烟道内部流场分布，降低管阻，减少火电机组深度调峰时的运行成本具有非常重要的意义。

发明内容

本发明针对现有技术中烟道阻力较大，无法优化异型、弯头烟道内流场分布的问题，提供一种可调节的导流装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种可调节的导流装置，包括进气烟道和出气烟道，还包括支撑杆和连杆机构，所述进气烟道与所述出气烟道的相接处设有多个第一导流装置和多个第二导流装置，所述第一导流装置与所述第二导流装置沿烟道径向交错设置，所述第一导流装置包括连接的前段导流板和后段导流板，所述支撑杆位于所述前段导流板的尾端并径向滑动贯穿烟道，所述第二导流装置包括至少一个中间导流板，所述中间导流板一端与所述支撑杆铰接，另一端与所述连杆机构铰接，所述连杆机构径向滑动贯穿所述出气烟道。

在上述技术方案的基础上，本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：

进一步，所述前段导流板平行于所述进气烟道，所述后段导流板平行于所述出气烟道，初始安装时，所述中间导流板的尾端与所述后段导流板的尾端平齐。

进一步，所述第一导流装置设有n个，所述第一导流装置将烟道划分为n+1个通道一，所述通道一的宽度为△D_i，i＝1，2，…，n+1，所述第二导流装置设有n+1个，所述第二导流装置和所述第一导流装置将烟道划分为2n+2个通道二，所述通道二的宽度为△d_j，j＝1，2，…，2n+2，初始安装时△d_j＝0.5×△D_i，n为正整数。

进一步，当所述支撑杆和所述连杆机构同时沿烟道径向移动时，带动所述第二导流装置沿烟道径向平移，所述第二导流装置移动的距离为±0.35△dj，j＝1，2，…，2n+2，n为正整数。

进一步，当所述支撑杆固定，所述连杆机构沿出气烟道径向移动时，所述中间导流板发生偏转，所述中间导流板偏转的角度为±(10°-20°)。

进一步，所述进气烟道与所述出气烟道的相接处设有异型烟道、垂直弯头烟道或楔形弯头烟道，所述中间导流板为直段导流板。

进一步，所述进气烟道与所述出气烟道的相接处设有圆形弯头烟道，所述中间导流板包括弧形导流板和至少一个直段导流板，所述弧形导流板和所述直段导流板的相接处设有支撑杆，所述直段导流板的一端与所述支撑杆铰接，另一端与所述连杆机构铰接，所述弧形导流板与所述圆形弯头烟道平行，所述直段导流板与所述出气烟道平行。

进一步，所述支撑杆和所述连杆机构分别与驱动装置连接，所述驱动装置位于烟道的外侧。

进一步，所述进气烟道内设有流量传感器，所述流量传感器与DCS分布式控制系统通信连接，所述DCS分布式控制系统与所述驱动装置通信连接。

本发明的有益效果是：本发明通过在进气烟道和出气烟道的相接处设置第一导流装置和第二导流装置，可有效解决相接处弯头烟道、变径烟道或异型烟道内流速和压力分布不均匀的问题，抑制流体的不规则流动，消除烟道内因涡流和离心作用产生的流场紊乱和流动阻力，降低风机功率。通过将支撑杆和连杆机构同时移动，实现中间导流板进行平移，通过固定支撑杆并移动连杆机构，实现中间导流板的偏转，从而改变中间导流板与后段导流板之间的间距，改善烟气流场分布的同时可以根据烟气的流量变化，以最优的原则确定导流板分布，降低风机能耗，减少火电机组深度调峰时的运行成本，延长烟道内脱硝等系统的使用寿命、提高设备利用率。

附图说明

图1为本发明实施例1的示意图；

图2为本发明实施例1的示意图；

图3为本发明实施例2的示意图；

图4为本发明实施例3的示意图。

附图标记记录如下：1、进气烟道；2、出气烟道；3、前段导流板；4、后段导流板；5、支撑杆；6、中间导流板；6-1、弧形导流板；6-2、直段导流板；7、连杆机构；8、流量传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

请参照图1和图2所示，本发明公开了一种可调节的导流装置，其包括进气烟道1和出气烟道2，还包括支撑杆5和连杆机构7，所述进气烟道1与所述出气烟道2的相接处设有多个第一导流装置和多个第二导流装置，所述第一导流装置与所述第二导流装置沿烟道径向交错设置，所述第一导流装置包括连接的前段导流板3和后段导流板4，所述支撑杆5位于所述前段导流板3的尾端并径向滑动贯穿烟道，所述第二导流装置包括至少一个中间导流板6，所述中间导流板6一端与所述支撑杆5铰接，另一端与所述连杆机构7铰接，所述连杆机构7径向滑动贯穿所述出气烟道2。

所述前段导流板3上设有供支撑杆5穿过的通孔。

所述支撑杆5与所述连杆机构7分别与驱动装置连接，所述驱动装置位于烟道的外侧。所述驱动装置可以为电动推杆、气动推杆、电动执行器或气动执行器，或其它可以带动支撑杆5或连杆机构7沿着烟道径向移动的装置，通过控制推杆移动的距离实现对支撑杆5或连杆机构7移动距离进行控制，从而实现改善烟道内的流场分布，降低管阻。

所述进气烟道1内设有流量传感器8，所述流量传感器8与DCS分布式控制系统通信连接，所述DCS分布式控制系统与所述驱动装置通信连接。通过流量传感器8监测进气烟道1的实时烟气量，并将信号传输给DCS分布式控制系统，DCS分布式控制系统读取烟气流量信号，其中，所述DCS分布式控制系统可采用现有电厂中的DCS分布式控制系统，根据烟气流量调整所述中间导流板6与后段导流板4烟道间距分布或偏转角度，当烟气流量增大时，离心力增加，向外侧运动的烟气量增加，中间导流板6沿烟道径向向外侧移动，即中间导流板6沿着烟道径向向外侧偏转，避免在弯头角区形成湍流；烟气流量减少时，运动相反，从而实现对烟道内的烟气流场分布进行精确调整，降低风机能耗，节约能源。

在一个可选的实施例中，也可手动驱动支撑杆5或连杆机构7沿着烟道径向移动。

中间导流板6与支撑杆5、连杆机构5之间通过铰链连接，结构简单，使中间导流板6在连杆机构7的带动下发生偏转，实现改善烟气流场分布的作用。

在本实施例中，所述前段导流板3与所述后段导流板4焊接在烟道内，从而增加导流板连接的强度。

所述前段导流板3平行于所述进气烟道1，所述后段导流板4平行于所述出气烟道2，初始安装时，所述中间导流板6的尾端与所述后段导流板4的尾端平齐。使烟道内流场更加均匀，有利于后续设备利用效果，并可减少二次流，变管径或弯头的湍流流动，降低阻力。

所述第一导流装置设有n个，所述第一导流装置将烟道划分为n+1个通道一，所述通道一的宽度为△D_i，i＝1，2，…，n+1，所述第二导流装置设有n+1个，所述第二导流装置和所述第一导流装置将烟道划分为2n+2个通道二，所述通道二的宽度为△d_j，j＝1，2，…，2n+2，初始安装时△d_j＝0.5×△D_i，n为正整数。

在本实施例中，如图1所示，所述进气烟道1和出气烟道的连接处设有异型烟道，异型烟道的宽度为D，通道一的宽度△D_i＝D/i,第一导流装置的个数n＝7，i＝n+1＝8，将异型烟道划分为n+1个通道一，即通道一设有8个，每个通道一的宽度△D₈＝D/8，第二导流装置设有n+1个，即第二流道装置设有8个，第二导流装置与第一导流装置交错设置，所述第二导流装置和所述第一导流装置将异型烟道划分为2n+2个通道二，即通道二设有16个，初始安装时通道二的宽度△d₁₆＝0.5×△D₈，开始工作后，第二导流装置根据烟道内烟气的流量进行平移或偏转，第二导流装置可以等间距分布或不等间距分布即多个通道二的宽度可以相同或不同。

所述第二导流装置设有多个，每个第二导流装置包括一个中间导流板6，所述中间导流板6为直段导流板，

针对不同尺寸及弯曲度的烟道，通过三维数值模拟得出额定工况时若干平面速度与压力分布图，筛选出最佳导流板的个数、间距及位置坐标，以此为依据确定导流板初始安装位置。

在一个可选的实施例中，所述中间导流板6可以设置多个，多个中间导流板6之间相互铰接。

支撑杆5位于中间导流板6的迎风面，当所述支撑杆5和所述连杆机构7同时移动时，带动所述第二导流装置沿烟道径向左右平移，所述第二导流装置移动的距离为±0.35△d_j，j＝1，2，…，2n+2，n为正整数，可手动或电动驱动支撑杆5和连杆机构7同时移动；当所述支撑杆5固定，所述连杆机构7移动时，带动所述中间导流板6发生偏转，所述中间导流板6偏转的角度为±(10°-20°)。其中±符号代表第二导流装置沿着烟道径向向内或外侧平移的方向，偏转角度为中间导流板6与烟道中心轴线的夹角。连杆机构7整体贯穿烟道，烟道两侧开孔，连杆机构7机构与外侧电动执行机构或气动执行机构连接，做沿烟道径向运行。支撑杆5固定时，连杆机构7带动中间导流板6移动，从而实现铰接的中间导流板6发生偏转，从而改变中间导流板6与后段导流板4烟道间距，改善烟气流场分布，降低风机能耗。

如图2所示，所述进气烟道1与所述出气烟道2的相接处设有垂直弯头烟道即进气烟道1与出气烟道2垂直，所述前段导流板3与进气烟道1平行，所述后段导流板4与出气烟道2平行，所述支撑杆5位于转角处，连杆机构7径向贯穿出气烟道2，中间导流板为直段导流板，中间导流板6的一端与支撑杆5铰接，另一端与连杆机构7铰接。

实施例2

与实施例1不同的是进气烟道1与出气烟道2的连接处设有楔形弯头烟道。

请参照图3所示，一种可调节的导流装置，其所述出气烟道2的进口处设有斜面，前段导流板3与进气烟道1平行，后段导流板4与出气烟道2的斜面平行，进气烟道1伸入出气烟道2一定距离，以便于连杆机构7的两端分别贯穿进气烟道1和斜面，支撑杆5位于连杆机构7前端的迎风面处，所述中间导流板6为直段导流板，直段导流板的一端与支撑杆5铰接，另一端与连杆机构7铰接。

实施例3

与实施例1不同的是进气烟道1与出气烟道2的连接处设有圆形弯头烟道，中间导流板6包括弧形导流板6-1和直段导流板6-2。

请参照图4所示，一种可调节的导流装置，其所述进气烟道1与所述出气烟道2的相接处设有圆形弯头烟道，所述中间导流板6包括弧形导流板6-1和直段导流板6-2，所述弧形导流板6-1和所述直段导流板6-2的相接处设有支撑杆5，所述直段导流板6-2的一端与所述支撑杆5铰接，另一端与所述连杆机构7铰接，所述弧形导流板6-1与所述圆形弯头烟道平行，所述直段导流板与所述出气烟道平行。弧形导流板6-1在支撑杆5的作用下沿着烟道径向移动，直段导流板6-2在支撑杆5和连杆机构7的作用下可实现沿着烟道径向移动或偏转，从而实现根据烟气流量对圆弧弯头烟道内的流场进行调节，降低气体阻力。

综上所述，本发明通过在进气烟道1和出气烟道2的相接处设置第一导流装置和第二导流装置，可有效解决弯头烟道、变径烟道或异型烟道内流速和压力分布的均匀性，抑制流体的不规则流动，减小烟道内因涡流和离心作用产生的流场紊乱和流动阻力，降低风机功率，节约电能消耗，降低使用成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种可调节的导流装置，包括进气烟道和出气烟道，其特征在于，还包括支撑杆和连杆机构，所述进气烟道与所述出气烟道的相接处设有多个第一导流装置和多个第二导流装置，所述第一导流装置与所述第二导流装置沿烟道径向交错设置，所述第一导流装置包括连接的前段导流板和后段导流板，所述支撑杆位于所述前段导流板的尾端并径向滑动贯穿烟道，所述第二导流装置包括至少一个中间导流板，所述中间导流板一端与所述支撑杆铰接，另一端与所述连杆机构铰接，所述连杆机构径向滑动贯穿所述出气烟道。

2.根据权利要求1所述的可调节的导流装置，其特征在于，所述前段导流板平行于所述进气烟道，所述后段导流板平行于所述出气烟道，初始安装时，所述中间导流板的尾端与所述后段导流板的尾端平齐。

3.根据权利要求1所述的可调节的导流装置，其特征在于，所述第一导流装置设有n个，所述第一导流装置将烟道划分为n+1个通道一，所述通道一的宽度为△D_i，i＝1，2，…，n+1，所述第二导流装置设有n+1个，所述第二导流装置和所述第一导流装置将烟道划分为2n+2个通道二，所述通道二的宽度为△d_j，j＝1，2，…，2n+2，初始安装时△d_j＝0.5×△D_i，n为正整数。

4.根据权利要求1至3任一所述的可调节的导流装置，其特征在于，当所述支撑杆和所述连杆机构同时沿烟道径向移动时，带动所述第二导流装置沿烟道径向平移，所述第二导流装置移动的距离为±0.35△dj，j＝1，2，…，2n+2，n为正整数。

5.根据权利要求1至3任一所述的可调节的导流装置，其特征在于，当所述支撑杆固定，所述连杆机构沿所述出气烟道径向移动时，所述中间导流板发生偏转，所述中间导流板偏转的角度为±(10°-20°)。

6.根据权利要求1任一所述的可调节的导流装置，其特征在于，所述进气烟道与所述出气烟道的相接处设有异型烟道、垂直弯头烟道或楔形弯头烟道，所述中间导流板为直段导流板。

7.根据权利要求1所述的可调节的导流装置，其特征在于，所述进气烟道与所述出气烟道的相接处设有圆形弯头烟道，所述中间导流板包括弧形导流板和至少一个直段导流板，所述弧形导流板和所述直段导流板的相接处设有支撑杆，所述直段导流板的一端与所述支撑杆铰接，另一端与所述连杆机构铰接，所述弧形导流板与所述圆形弯头烟道平行，所述直段导流板与所述出气烟道平行。

8.根据权利要求1所述的可调节的导流装置，其特征在于，所述支撑杆和所述连杆机构分别与驱动装置连接，所述驱动装置位于烟道的外侧。

9.根据权利要求8所述的可调节的导流装置，其特征在于，所述进气烟道内设有流量传感器，所述流量传感器与DCS分布式控制系统通信连接，所述DCS分布式控制系统与所述驱动装置通信连接。

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