CN1877196A - 一种流化床用的钟罩式风帽 - Google Patents

Abstract

一种流化床用的钟罩式风帽，属于循环流化床锅炉布风装置。该风帽含有通风管，设置在所述通风管外部的外罩，均匀布置在外罩下部的布风孔，设置在通风管的内部的锥型气流通道以及设置在锥型气流通道内浮子。本发明所述的钟罩式风帽具有低负荷时能够提供防止气泡爆裂引起的压力脉动所致的漏灰现象所必须的阻力，从而减少露灰现象的发生；高负荷时风帽及布风板的总阻力不会随着负荷的增加而迅速增大，造成电厂的发电效率急剧下降；同时均匀布风，不易磨损。

Description

一种流化床用的钟罩式风帽

技术领域

本发明涉及流化床锅炉中使用的布风装置，特别涉及布风装置中风帽的结构设计。主要用于循环流化床燃烧锅炉，也可用于化工、冶金中的流化床反应器。

背景技术

循环流化床锅炉由于具有与煤粉锅炉相当的燃烧效率，低成本的高效脱硫方式和较低的氮氧化物排放而得到广泛的应用，其整体装机容量和单机容量逐年提高。循环流化床锅炉风帽是循环流化床锅炉的重要部件，它对于循环流化床锅炉床内物料的均匀流化和循环流化床锅炉布风板的均匀布风具有重要的作用。在满足循环流化床锅炉床内物料的均匀流化和循环流化床锅炉布风板的均匀布风的同时，也要减少布风板及风帽组成的布风系统的总阻力损失，以减少一次风机的功率，从而降低厂用电率，提高循环流化床锅炉电厂的发电效率。

布风板及风帽的总阻力特性对布风板的防漏灰作用具有重要影响。理论上，布风板及风帽的总阻力越大，漏灰的可能性越小。循环流化床锅炉一次风量较大，气泡上升速度大，气泡上升过程中不断合并膨胀，到达床表面时突然爆裂，从而产生压力脉动。当床内压力脉动值大于布风板及风帽的总阻力时，床料就会通过风帽进入风室，造成停炉事故。

由于布风板及风帽的总阻力近似与一次风速平方成正比，高负荷时，一次风量较大，布风板及风帽总阻力也相应增加，基本不会漏灰，但此时一次风机功耗也会增大，厂用电增加，降低了循环流化床锅炉电厂的发电效率；低负荷时，一次风量较小，布风板及风帽的总阻力也相应地减小，虽然厂用电减少，但是气泡爆裂引起的压力脉动所致的漏灰现象发生的机会增加了。

因此，较为理想的布风板及风帽系统应该具有如下总阻力特性：低负荷时具有足够的总阻力，以防止漏灰；高负荷时，总阻力不会随着一次风量增加而迅速增加，以防止电厂的厂用电增加过快。

低负荷时露灰现象在迷宫式、蘑菇头式风帽上比较常见；传统钟罩式风帽低负荷时防止漏灰的性能很好，但是高负荷时一次风机功耗增大，电厂的厂用电增加较多，并且低负荷运行时，床内持续的压力脉动使得部分灰料在钟罩式风帽布风孔处来回“拉锯”，布风孔磨损严重。

发明内容

针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明目的和任务是提供一种改进型流化床用的钟罩式风帽，使其具有如下阻力特性：低负荷时，布风板及风帽具有足够的总阻力，不易漏灰；高负荷时布风板及风帽的总阻力随风量的增大不会迅速增长，从而保证高负荷时的厂用电不会剧烈增加。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种流化床用的钟罩式风帽，含有通风管和设置在所述通风管外部的外罩，在所述的外罩上设有布风孔，其特征在于：所述的布风孔均匀布置在外罩的下部，所述的通风管的内部设有锥型气流通道，在锥型气流通道内设有浮子，所述浮子的质量m和锥形气流通道的平均截面积A满足关系：

$\frac{m}{A}=3.0\×{10}^2~40.\×{10}^2,$ 其中m的单位为Kg，A的单位为m²。

本发明的技术特征还在于：所述的气流通道的顶角为4°～6°。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：低负荷时，一次风流经所述通风管的浮子时产生的阻力，即克服浮子重量使浮子悬浮起来的压差，足够防止气泡爆裂引起的压力脉动所致的漏灰现象和布风口的“拉锯”磨损现象；高负荷时，随着所述通风管的浮子的上浮，所述通风管的通流面积增加，布风板及风帽的总阻力系数降低，厂用电增加幅度较采用其它形式的风帽的循环流化床锅炉电厂小；同时气流从所述的外罩的布风孔流出，布风均匀，没有局部高流速区，对相邻风帽产生磨损小。

附图说明

图1为本发明提供的种流化床用的钟罩式风帽的结构示意图。

图中：1-外罩；2-锥型气流通道；3-浮子；4-通风管；5-布风孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构、原理作进一步的说明：

图1为本发明提供的改进型钟罩式风帽的结构示意图，该风帽含有通风管4，设置在所述通风管外部的外罩1，均匀布置在外罩下部的布风孔5，设置在通风管的内部的锥型气流通道2以及设置在锥型气流通道内浮子3；通风管中下部外侧和外罩下部内侧由螺纹连接。

锅炉启动前，浮子在重力作用下，落在通风管下部；随着一次风量的增加，气流开始顶托浮子向上，并在某个位置达到平衡。气流从浮子3与通风管的间隙中流出，再折回下部从外罩1周围的布风孔5均匀流出。与传统钟罩式风帽相比，因为风帽主要提供阻力的结构不是布风孔，而是浮子，而且浮子的阻力系数会随着流量的增加而减少，所以随着负荷的增加，一次风机功率不会剧烈增加，厂用电也不会剧烈增大。与蘑菇头式风帽和迷宫式风帽相比，在低负荷时，本发明提供的钟罩式风帽仍然通过浮子提供了防止气泡爆裂引起的压力脉动所致的漏灰现象所必须的阻力，从而减少漏灰现象的发生。这是由于气泡爆裂引起的压力脉动与循环流化床锅炉床内的总压降近似成正比，循环流化床锅炉床内的总压降与床层高度成正比。对于目前运行的循环流化床锅炉，气泡破裂引起的压力脉动大约为300mmH₂O，考虑循环流化床锅炉甩负荷时，床层高度会增加，所以设计了气流流经浮子的压力降为350mmH₂O。气流流经浮子的压力降为350mmH₂O时，浮子的质量m/Kg和锥形气流通道的平均截面积A/m²应满足如下关系：

$\frac{m}{A}=3.0\×{10}^2~4.0\×{10}^2.$

为了防止气流通道后的流场中形成强涡流，增加布风系统阻力损失，气流通道的顶角最佳范围是4°～6°。

Claims (2)

1.一种流化床用的钟罩式风帽，含有通风管(4)和设置在所述通风管外部的外罩(1)，在所述的外罩上设有布风孔(5)，其特征在于：所述的布风孔均匀布置在外罩的下部，所述的通风管的内部设有锥型气流通道(2)，在锥型气流通道内设有浮子(3)，所述浮子的质量m和锥形气流通道的平均截面积A满足关系：

$\frac{m}{A}=3.0\×{10}^2~4.0\×{10}^2,$ 其中m的单位为Kg，A的单位为m²。

2.按照权利要求1所述的钟罩式风帽，其特征在于：所述的气流通道的顶角为4°～6°。

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