CN205156010U - 锅炉输粉管道 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种锅炉输粉管道，其一端连接磨煤机出口，另一端连接锅炉本体喷嘴入口，所述输粉管道上设有文丘里管，本实用新型以文丘里管代替管道上原有板式可调节缩孔，减小了管道内的无效压差，使得沿程阻力减小，管道内输送煤粉更加通畅，文丘里管内部流畅不需要频繁更换的问题。

Description

锅炉输粉管道

技术领域

本实用新型涉及粉管技术领域，具体地是锅炉输粉管道。

背景技术

输粉管道是锅炉设备上的部件，输粉管道是用于输送煤粉。管道上设有可调节缩孔来平衡各管道风速。可调节孔为孔板节流件结构，孔板的开度用于调平管道内风速。现有可调节孔的结构决定了调节板的非均匀性磨损非常严重，可调缩孔使用一段时间后，由于煤粉堵塞不能再进行调节失去功能。所以调节孔每隔一段时间就要更换，可调节孔的调节方式产生的无效压缩比较大，使煤粉气流扰动大。

实用新型内容

为了解决输粉管道上现有风速调平装置造成沿程阻力大，影响出口风速平衡和部件更换频繁的技术问题，本实用新型提供一种部件更换率低，有效调平风速，煤粉输送流畅的输粉管道，具体地技术方案为：

一种锅炉输粉管道，其一端连接磨煤机出口，另一端连接锅炉本体喷嘴入口，所述输粉管道上设有文丘里管。

本实用新型以文丘里管代替管道上原有板式可调节缩孔，减小了管道内的无效压差，使得沿程阻力减小，管道内输送煤粉更加通畅，文丘里管内部流畅不需要频繁更换的问题。

附图说明

图1为可调节缩孔结构图；

图2为输粉管道上安装文丘里管的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型具体说明：

如图1所示可调节缩孔结构，调整孔板2的开合度影响管道内的风速，正反两面为连接法兰1，安装在输粉管道上后当气流经孔板时，在孔板的背面会形成旋涡气流，在管道内形成沿程阻力。按文丘里原理，缩径管可以避免有害的旋涡气流，因此按一定规律规格在输送管上设置文丘里管，可以避免旋涡气流，调整管道内压差，调平风速。

输粉管道的一端连接磨煤机出口，另一端连接锅炉本体喷嘴入口，管道的沿程阻力还来源于粉管的长度、弯头数量以及管道的布置方式。具体确定设置在输粉管道上的文丘里管的尺寸及位置需要通过计算得出，首先，对每个输粉管道的长度、弯头的存在数量、布置方式进行统计，计算得出各个风管的沿程阻力，再根据最远端粉管的阻力值确定其余三只粉管所需增加的阻力值，根据阻力差值计算得出所需增加的变径尺寸。代入经典文丘里的计算式中，得出需要的文丘里管形状，通过文丘里管变径比例来控制风速的平衡状态。

具体计算过程为：

文丘里管流量基本方程：

(公式A)： $QV=\frac{C}{\sqrt{1-{\mathrm{\β}}^4}}\mathrm{\ϵ}\frac{\mathrm{\π}}{4}{\mathrm{\β}}^2{D}_m^2\sqrt{\frac{2\mathrm{\Δ}P}{\mathrm{\ρ}}}$

或(公式B): $Qm=\frac{C}{\sqrt{1-{\mathrm{\β}}^4}}\mathrm{\ϵ}\frac{\mathrm{\π}}{4}{\mathrm{\β}}^2{D}_m^2\sqrt{2\mathrm{\Δ}P*\mathrm{\ρ}}$

式中：Qv为体积流量m³/s；Qm为质量流量kg/s；β为文丘里管入口与缩口的孔径比，β＝d/Dm；C为流出系数，与文丘里管结构形式有关；Dm为工况下管道直径m；ρ为密度kg/m³；ΔP为差压Pa；ε为流速膨胀系数。

通过工具或仪器测得管内径D、被测流体密度ρ、粘度μ、等熵指数k、流量Qm或Qv、差压△P，设计喉部直径d。

输粉管道用压缩送风推送煤粉，对于空气、天然气、高炉煤气等可压缩气体，由于ε不等于1，根据GB/T2624.4-2003，则流速膨胀系数ε为：

$\mathrm{\ϵ}={\[\left(\frac{{\mathrm{k\τ}}^{2/k}}{k-1}\right)\left(\frac{1-{\mathrm{\β}}^4}{1-{\mathrm{\β}}^4{\mathrm{\τ}}^{\frac{2}{k}}}\right)\left(\frac{1-{\mathrm{\τ}}^{\left(k-1\right)/k}}{1-\mathrm{\τ}}\right)\]}^{1/2}$

式中：k为气体的等熵指数；τ为压力比，τ＝P2/P1，P2为输粉管道入口压力值，P1为所需得到的压力值。

综上所述，其中的Qm或Qv、C、Dm、ρ、△P分别通过测量或现场工况相关数值参照表直接获得；未知量为ε和β，只有当流速膨胀系数ε确定后才能设计出孔径比β。

根据文丘里管流量基本方程推导出β计算式：

(公式A)： $\mathrm{\β}={\[\frac{8{\mathrm{\ρQ}}_v^2(k-1)(1-\mathrm{\τ})}{8{\mathrm{\ρQ}}_V^2(K-1)(1-\mathrm{\τ}){\mathrm{\τ}}^{2/K}+{\mathrm{\π}}^2{C}^2{D}_m^4{\mathrm{\ΔPk\τ}}^{2/\mathrm{\τ}}(1-{\mathrm{\τ}}^{\left(k-1\right)/k})}\]}^{1/4}$

或(公式B)： $\mathrm{\β}={\[\frac{8Q_m^2(k-1)(1-\mathrm{\τ})}{8Q_m^2(k-1)(1-\mathrm{\τ}){\mathrm{\τ}}^{2/k}+{\mathrm{\π}}^2{C}^2{D}_m^4{\mathrm{\ΔP\ρk\τ}}^{2/k}\left(1-{\mathrm{\τ}}^{\left(k-1\right)/k}\right)}\]}^{1/4}$

为使ε计算公式简化，令：

$\begin{array}{cc}a=\frac{{\mathrm{k\τ}}^{2/k}}{k-1}& b=\frac{1-{\mathrm{\τ}}^{\left(k-1\right)/k}}{1-\mathrm{\τ}}\end{array}$

则：

$\mathrm{\ϵ}=\frac{ab(1-{\mathrm{\β}}^4)}{1-{\mathrm{\β}}^4{\mathrm{\τ}}^{2/k}}$

那么kτ^2/k＝a(k-1),1-τ^(k-1)/k＝b(1-τ)。

β计算式经推导简化为：

(公式A)： $\mathrm{\β}={\[\frac{8{\mathrm{\ρQ}}_v^2}{8{\mathrm{\ρQ}}_v^2{\mathrm{\τ}}^{2/k}+{\mathrm{\π}}^2{C}^2{D}_m^4\mathrm{\Δ}Pab}\]}^{1/4}$

或(公式B)： $\mathrm{\β}={\[\frac{8Q_m^2}{8Q_m^2{\mathrm{\τ}}^{2/k}+{\mathrm{\π}}^2{C}^2{D}_m^4\mathrm{\Δ}Pab\mathrm{\ρ}}\]}^{1/4}$

下面给出一个具体的运算实例：

β计算式(公式A)中需要因素有：C、D、QV、ρ、τ、△P、k，其中：

测得输粉管道直径D＝460mm、焊接文丘里流出系数C＝0.985。

实测输粉管道送风风速值为28m/s，则粉管风量(体积)测得粉管出口压力P1为3000Pa,粉管出口可调缩孔差压△P最大约为700Pa，设定需制作一个△P＝500Pa的文丘里管，则P2＝3000+500Pa，标准文丘里设计适用条件为τ≥0.75，于是：τ≈(3000-500)/3000≥0.75。

测得管道内温度80℃，查《常用气体特性表》，80℃空气对应等熵指数k＝1.40；空气密度被测介质动力粘度μ＝2.092×10^-5Pa·s；ρ根据常温下的经验密度及摩尔公式求得， ${\mathrm{\ρ}}_{80}={\mathrm{\ρ}}_{20}\frac{273+20}{273+80}=1.0kg/m^3.$

首先算出a、b的值：

$\begin{array}{cc}a={\frac{1.4\×0.8}{1.4X1}}^{2/1.4}=2.54& b=\frac{1-{0.8}^{0.4/1.4}}{1-0.8}=0.5\end{array}$

将上述取值代入β计算式公式(A)中:

$\mathrm{\β}={\[\frac{8\×{16416}^2}{8\×1\×{16416}^2\×{0.8}^{2/14}+{3.14}^2\×{0.985}^2\×460\×500\×2.54\×0.5}\]}^{1/4}\≈1.93$

计算得出在被测输粉管道上安装的文丘里管入口或出口的口径与缩口的口径比约为2：1。如图2所示，文丘里管入口和出口与输粉管道相接，其直径与输粉管道的直径相等，为460mm，于是文丘里管的缩口口径应当为460/2＝230mm。

不同大小的输粉管道上设置的文丘里管口径比不同，每根输粉管道上设置一个文丘里管调整压差。为保证更长时间的使用性，选择耐磨性更强的稀土合金钢进行铸造。

本实用新型实用新型以文丘里管代替管道上原有板式可调节孔，减小的管道内无效压差，也使得沿程阻力减小，管道内输送煤粉更加通畅，同时还避免了可调节孔易损、更换频率高的问题。

Claims (1)

1.一种锅炉输粉管道，其一端连接磨煤机出口，另一端连接锅炉本体喷嘴入口，其特征是：所述输粉管道上设有文丘里管。