CN207850855U - 一种物料分离的管束冲蚀磨损试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物料分离的管束冲蚀磨损试验系统。空气经过滤网、管道、涡街流量计、三通阀、均流段、试验段、旋风分离器与引风机相连，整个系统微负压，方便给料。称重计量螺旋给料机通过三通阀与主管路相连，将固体磨粒送入系统。固体磨粒与空气在均流挡片的作用下混合均匀，冲蚀试验段的管束。试验段为有机玻璃材质，其前后面上打孔用来放置基管，基管上布置靶材接受气固两相流的冲蚀；通过替换试验段实现管束排布方式的改变。旋风分离器对试验段后的气固两相流进行分离，实现了固体磨粒的回收。变频器改变给料的速度从而控制固体磨粒浓度；变频器改变风机的功率从而调节气流流速；通过控制变量法，可以研究不同排布方式下的管束冲蚀磨损规律。

Description

一种物料分离的管束冲蚀磨损试验系统

技术领域:

本实用新型涉及一种磨损试验系统，具体涉及一种气固两相流冲蚀管束的磨损试验系统。

背景技术

煤炭燃烧产生的飞灰随着烟气排除，对锅炉尾部换热管束形成冲蚀磨损。换热管束的爆管泄露严重威胁了锅炉的稳定运行。由于管束布置的复杂性，冲蚀磨损问题更加复杂。国内外学者们对冲蚀磨损进行了机理和数值模拟研究；由于实验系统复杂，学者们对于管束冲蚀磨损的实验还较少。

实用新型内容

针对管束的冲蚀磨损实验研究较少的情况，本实用新型设计一种简易方便的管束冲蚀磨损实验系统。

本实用新型的技术方案如下：

一种物料分离的管束冲蚀磨损试验系统，包括给入系统和水平设置的主管道，给入系统经三通阀与主管道连通，主管道进气端设有过滤网，主管道出气端连接竖直设置的均流段。均流段正下方设置试验段，试验段可更换式安装有待测试冲刷靶材，试验段又经缩口连接旋风分离器，旋风分离器连接引风机和变频器；空气从过滤网处进入系统，与给入系统的磨粒在三通阀处初步混合，并在均流段充分混合后，垂直落入试验段的冲刷靶材，气固两相流在旋风分离器的作用下实现固体磨粒与空气的分离，收集的磨粒通过漏斗再次给入给料机中。

均流段上部布置均流挡片，加强气固两相流的混合。

给入系统设有称重螺旋给料机，称重螺旋给料机经三通阀与主管道连通。

给入系统还设有漏斗和涡街流量计，称重螺旋给料机和漏斗分别经涡街流量计与主管道相连。

均流段与试验段为矩形截面且大小一致，两者通过法兰盘相连接。

试验段为采用有机玻璃材质，其管壁上打有放置基管的孔。试验段前后面对称打孔，用于放置基管。

基管外径略小于靶材内径，便于在基管上布置靶材。基管管束的排布方式多样，横向间距、纵向间距都可以改变。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：

本实用新型包含空气系统和磨粒系统，可以改变磨粒的浓度、粒径，流速，管束排布等因素。空气系统主要由管道和引风机组成，整个系统形成负压环境，从而有利于螺旋给料机的给料，避免了磨粒的反串。

系统中旋风分离器起到分离气固两相流的作用，收集的磨粒可以重复利用，避免了环境污染。

系统中均流段上部的均流挡片布置在管道出口下方，其规格大小以及距离管道出口的距离通过数值模拟确定。均流挡片起到对气固两相流加强混合的作用。

系统中试验段为有机玻璃材质，通过法兰盘与均流段连接。试验段前后面对称打孔，孔径略大于基管，基管上布置磨损靶材。不同的试验段，其上孔的排布方式不同，更换不同的试验段可以实现管束排布方式的改变。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是试验段的结构图，其中，基管的排布方式为顺排。

图3是试验段的结构图，其中，基管的排布方式为叉排。

图中：1、过滤网；2、主管道；3、涡街流量计；4、漏斗；5、称重螺旋给料机；6、三通阀；7、变频器；8、均流挡片；9、均流段；10、法兰盘；11试验段；12、基管；13、缩口；14、旋风分离器；15、引风机；16、变频器；17、螺丝孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。

实施例一：

如图1所示，本实用新型包括过滤网1、主管道2、涡街流量计3、漏斗4、称重螺旋给料机5、三通阀6、变频器7、均流挡片8、均流段9、法兰盘10、试验段11、基管12、缩口13、旋风分离器。

称重螺旋给料机5通过三通阀6与主管道2相连，实现给料系统和空气系统的连接。固体磨粒与空气在三通阀处初步混合。主管道2与均流段9相连，均流段口径大于主管道口径。并在均流段上部布置均流挡片8，加强气固两相流的混合。混合均匀的气固两相流垂直落下，冲蚀试验段11基管12上布置的靶材。均流段9与试验段10为矩形截面且大小一致，两者通过法兰盘10相连接。试验段为有机玻璃材质，其前后面对称打孔，用于放置基管。基管外径略小于靶材内径，便于在基管上布置靶材。基管管束的排布方式多样，横向间距、纵向间距都可以改变。试验时，更换试验段可以实现基管管束排布方式的改变。试验段后面连接缩口13、旋风分离器14，对气固两相流进行分离，避免了环境污染。引风机15提供整个系统运行的动力。如图2 为基管顺排布置时的试验段。试验段和均流段以及缩口都通过螺丝紧密连接。拧开螺丝可以更换试验段。

利用本实用新型实施不同管束排布形式下的气固两相流冲蚀磨损的具体操作步骤如下：

1）选择磨损靶材，实验前对靶材进行称重，记录每个靶材的重量；选择特定管束排布方式的试验段，将磨损靶材安装在基管上，基管固定在试验段上的开孔处。

2）安装冲蚀磨损试验台。通过主管道2连接各设备。给料机5与主管道2通过三通阀6连接；涡街流量计3布置在三通阀6前；均流段9和试验段11通过法兰盘紧密相连；均流挡片通过细钢丝焊接在均流段9上。试验段缩口13通过法兰盘与试验段11连接，通过管道与旋风分离器14相连；旋风分离器连接引风机15。

3）开动引风机15，通过变频器调节风量，直到试验段风速达到实验预定目标。开动称重螺旋给料机5，通过变频器控制给料量达到预定目标。

4）将旋风分离器14分离出来的磨粒收集送入漏斗4中，确保实验期间称重螺旋给料机中时刻存在磨粒。

5）试验台运行结束后，先关闭给料机5，然后关闭引风机15。拆开试验段的法兰盘，将磨损靶材取出，清洁好磨损靶材，称重。将前后的重量对比，可以得到靶材的失重，即靶材在这段时间内的磨损量。

实施例二：

如图3所示，为基管采用叉排布置时的试验段，试验段和均流段以及缩口都通过螺丝紧密连接。拧开螺丝可以更换试验段。其他结构同实施例一。

实施例三：

本实例中，图1中在均流段上部也可以不设置均流挡片（8）。引风机（15）提供整个系统循环的动力。空气经过主管道（2）连接涡街流量计（3）；称重螺旋给料机（5）提供磨粒，通过三通阀（6）送入主管道；空气与磨粒在三通阀（6）处初步混合，送入均流段（9）混合，垂直流入试验段（11）。均流段（9）与试验段（11）通过法兰盘（10）连接。均流段为有机玻璃材质，前后面对称打孔（12），布置基管。基管上布置磨损靶材。试验段（11）上的基管排布形式丰富，更换试验段（11）可以实现管束排布形式的改变。两相流经过旋风分离器（14）后实现磨粒与空气的分离，磨粒可以实现重复使用。

Claims (7)

1.一种物料分离的管束冲蚀磨损试验系统，其特征在于:包括给入系统和水平设置的主管道，给入系统经三通阀与主管道连通，主管道进气端设有过滤网，主管道出气端连接竖直设置的均流段；均流段正下方设置试验段，试验段可更换式安装有待测试冲刷靶材，试验段又经缩口连接旋风分离器，旋风分离器连接引风机和变频器；空气从过滤网处进入系统，与给入系统的磨粒在三通阀处初步混合，并在均流段充分混合后，垂直落入试验段的冲刷靶材，气固两相流在旋风分离器的作用下实现固体磨粒与空气的分离，收集的磨粒通过漏斗再次给入给料机中。

2.根据权利要求1所述物料分离的管束冲蚀磨损试验系统，其特征在于:均流段上部布置均流挡片，加强气固两相流的混合。

3.根据权利要求1或2所述物料分离的管束冲蚀磨损试验系统，其特征在于: 给入系统设有称重螺旋给料机，称重螺旋给料机经三通阀与主管道连通。

4.根据权利要求3所述物料分离的管束冲蚀磨损试验系统，其特征在于:给入系统还设有漏斗和涡街流量计，称重螺旋给料机和漏斗分别经涡街流量计与主管道相连。

5.根据权利要求4所述物料分离的管束冲蚀磨损试验系统，其特征在于:均流段与试验段通过法兰盘相连接。

6.根据权利要求1所述物料分离的管束冲蚀磨损试验系统，其特征在于:试验段为采用有机玻璃材质，其管壁上前后面对称打有放置基管的孔。

7.根据权利要求6所述物料分离的管束冲蚀磨损试验系统，其特征在于:基管外径略小于靶材内径，基管管束横向或纵向排布。