CN208952079U - 一种自适应调节阻力的节能型风帽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自适应调节阻力的节能型风帽，所述节能型风帽包括芯管、套管和浮动模块，所述套管套装在芯管外，所述浮动模块设置在芯管的芯管内腔中，浮动模块能够随着风量变化自动调节风帽的流通截面并实现流通阻力的自适应调节。本实用新型自适应调节阻力的节能型风帽创新性地采用变通道风帽结构，在风帽内设置一个浮动模块，依靠流通风产生的浮力与浮动模块的重力之间的平衡关系自动调节浮动模块位置，从而调节流通截面并调节流通阻力，可避免流通阻力的大幅度波动，确保CFB锅炉稳定和低耗能运行。

Description

一种自适应调节阻力的节能型风帽

技术领域

本实用新型涉及循环流化床的技术领域，更具体地讲，涉及一种自适应调节阻力的节能型风帽。

背景技术

循环流化床(CFB)锅炉作为一种清洁、高效燃烧设备，广泛应用于火电、化工、造纸、制造等行业，用于生产高温高压蒸汽。受电网调峰或工厂用汽量的变化，机组需长时间在30％～100％额定负荷之间灵活波动运行。附和机组负荷的大波动，锅炉炉内燃烧状况需要快速灵活的变化，最终反映到需要大幅度调节锅炉配风量和给煤量。

锅炉主要通风包括炉底流化风和二次风，其中炉底流化风全部通过风帽送入炉内。布置在布风板上的风帽是CFB锅炉的重要部件，起到均匀布风、防止床料下漏向风室的作用，以保证炉内物料的均匀流化和燃烧，确保燃烧安全性和经济性。

目前CFB锅炉风帽主要有钟罩式、蘑菇头式、导向式、猪尾巴式等，这些风帽均采用固定的流通通道结构，因流通阻力与风速的平方成正比，风帽阻力随着流通风量增加而快速增大，低负荷时，炉底流化风量降低，布风板流通阻力降低，布风均匀性变差，影响到炉内燃烧安全性和污染物生成；高负荷时，炉底流化风量较高，布风板流通阻力大大提高，造成炉底流化风的通风能耗提高，增加了风机电耗，直接影响到机组运行的经济性，显然目前采用的固定结构风帽难以解决这个矛盾问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种通过自适应调节避免流通阻力的大幅度波动并确保CFB锅炉稳定和低耗能运行的自适应调节阻力节能型风帽。

本实用新型提供了一种自适应调节阻力的节能型风帽，所述节能型风帽包括芯管、套管和浮动模块，所述套管套装在芯管外，所述浮动模块设置在芯管的芯管内腔中，浮动模块能够随着风量变化自动调节风帽的流通截面并实现流通阻力的自适应调节。

根据本实用新型自适应调节阻力的节能型风帽的一个实施例，所述芯管的底部设置有与芯管内腔相连的芯管入口，芯管的侧壁上设置有芯管通风孔，靠近芯管入口的内壁上设置有向芯管内腔凸起的芯管喉口部；

套管套装在芯管上部并且套管的侧壁上设置有套管通风孔，套管的套管内腔通过所述芯管通风孔与芯管内腔连通并通过所述套管通风孔与外部连通；

所述浮动模块设置在芯管内腔中并且能够自适应地上浮和下降，所述芯管喉口部限制浮动模块的下降位移。

根据本实用新型自适应调节阻力的节能型风帽的一个实施例，所述浮动模块为圆柱体、圆锥体、圆台形或球体。

根据本实用新型自适应调节阻力的节能型风帽的一个实施例，所述浮动模块的直径大于或等于所述芯管喉口部的内径。

根据本实用新型自适应调节阻力的节能型风帽的一个实施例，所述芯管喉口部设置有限位模块，所述浮动模块的直径大于所述限位模块的内径。

根据本实用新型自适应调节阻力的节能型风帽的一个实施例，所述限位模块通过螺纹连接、焊接或镶嵌的方式安装在芯管喉口部。

根据本实用新型自适应调节阻力的节能型风帽的一个实施例，所述芯管通风孔与套管通风孔错位布置。

根据本实用新型自适应调节阻力的节能型风帽的一个实施例，所述节能型风帽通过芯管布置在布风板上

与现有技术相比，本实用新型自适应调节阻力的节能型风帽创新性地采用变通道风帽结构，在风帽内设置一个浮动模块，依靠流通风产生的浮力与浮动模块的重力之间的平衡关系自动调节浮动模块位置，从而调节流通截面(其原理同浮子流量计)并调节流通阻力，可避免流通阻力的大幅度波动，确保CFB锅炉稳定和低耗能运行。

附图说明

图1示出了根据本实用新型一个示例性实施例的自适应调节阻力的节能型风帽的结构示意图。

图2示出了图1中的局部放大视图。

图3示出了根据本实用新型另一个示例性实施例的自适应调节阻力的节能型风帽的结构示意图。

附图标记说明：

1-浮动模块、2-芯管入口、3-芯管、4-套管、5-芯管通风孔、6-套管出风孔、7-布风板、8-限位模块、9-芯管喉口部。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

现有技术中，一台高温循环循环流化床锅炉包括炉膛、分离器和尾部竖井烟道三部分，其中炉膛是燃料燃烧的场所，布风板作为炉膛底部结构，承担全部流化风的均匀通风的重要功能，通风均匀性直接影响到炉膛内物料流化、燃烧状态，布风阻力则直接影响到一次风通风能耗。循环流化床锅炉普遍采用的风帽因流通通道固定不断，随风量变化流通阻力变化非常大。

本实用新型提供的方案便能够解决该问题，通过在风帽芯管中设置浮动模块的方式，自适应调节流通截面积并达到流通阻力自动调节的功能。

图1示出了根据本实用新型一个示例性实施例的自适应调节阻力的节能型风帽的结构示意图，图2示出了图1中的局部放大视图，图3示出了根据本实用新型另一个示例性实施例的自适应调节阻力的节能型风帽的结构示意图。

如图1和图2所示，根据本实用新型的示例性实施例，所述自适应调节阻力的节能型风帽包括芯管3、套管4和浮动模块1，套管4套装在芯管3外，浮动模块1设置在芯管3的芯管内腔中，浮动模块1能够随着风量变化自动调节风帽的流通通道截面积并实现流通阻力的自适应调节。其中，该节能型风帽通过芯管3布置在布风板7上。

随着风量增大，风帽的流通截面增大，从而控制流通阻力不会过大；相反，风量减小后，风帽的流通截面减小，从而控制流通阻力不会过小，以保持布风板布风均匀性。当本实用新型在流通风量变化较大的工况下运行时，该结构风帽能够通过自适应调节避免流通阻力的大幅度波动，确保CFB锅炉稳定和低耗能运行。

根据本实用新型，芯管3的底部设置有与芯管内腔相连的芯管入口2，芯管3的侧壁上设置有芯管通风孔5，靠近芯管入口2的内壁上设置有向芯管内腔凸起的芯管喉口部9。套管4套装在芯管3上部并且套管4的侧壁上设置有套管通风孔6，套管4的套管内腔通过芯管通风孔5与芯管内腔连通并通过套管通风孔6与外部连通。其中，芯管通风孔5应与套管通风孔6错位布置。

如图2所示，浮动模块1设置在芯管内腔中并且能够自适应地上浮和下降，芯管喉口部9限制浮动模块1的下降位移。

具体地，气体通过风帽的芯管入口2进入并通过浮动模块1与芯管内部之间的间隙向上流动，依次通过芯管通风孔5、套管4与芯管3之间的间隙并且最终由外部套管4的套管出风孔6流出，实现布风。

其中，当气体从下通过浮动模块和芯管内壁之间的环隙时，在浮动模块上下端产生压差，对浮动模块产生上升力，当浮动模块的上升力大于浮动模块本身重量时，浮动模块便上浮，周围环隙面积随之增大，气体流通速度随之下降，随后浮动模块上下端的压差减小，气体对于浮动模块的上升力也下降，直到上升力和本身重量平衡，浮动模块将会稳定。因此，气体流量越大、流通截面越大，流动阻力则相对降低，也即本实用新型的风帽结构可以同时实现低负荷均匀通风和高负荷通风低能耗，是一种布风均匀的节能型风帽。

如图1和图3所示，本实用新型的浮动模块可以为圆柱体、圆锥体、圆台形或球体，以实现较优的自适应压力调节功能。本实用新型中浮动模块的材料密度和形状设计必须匹配风量变化范围的阻力变化要求，从而实现合理的自调节效果。例如，本实用新型可以按照图1所示的结构进行实施，即按照普遍采用的钟罩式风帽结构(但不限于此结构)进行设计，在风帽的芯管内腔中设置浮动模块1，模块重量应该确保在风帽工作风量范围内实现本实用新型的自适应调节效果。

其中，浮动模块1的直径应大于或等于芯管喉口部9的内径，以保证浮动模块1保持在芯管内腔中。

优选地，芯管喉口部9设置有限位模块8，浮动模块1的直径大于限位模块8的内径，以确保停止通风后，在浮动模块1和芯管喉口部9之间保持一定缝隙，避免过紧接触发生卡塞问题，确保风帽浮动模块点正常活动。其中，该限位模块8通过螺纹连接、焊接或镶嵌的方式安装在芯管喉口部9，从而实现上述效果。

综上所述，本实用新型提出了一种通过调节流通截面并实现自适应阻力调节的风帽结构。当风量减小时，风帽流通截面减小，流通阻力相对增大，有利于提高布风均匀性；当风量增大时，风帽流通截面增大，流通阻力相对减小，有利于降低通风能耗。本实用新型调节稳定可靠、结构简单、便于制造安装，也非常便于老机组风帽的改造实施。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种自适应调节阻力的节能型风帽，其特征在于，所述节能型风帽包括芯管、套管和浮动模块，所述套管套装在芯管外，所述浮动模块设置在芯管的芯管内腔中，浮动模块能够随着风量变化自动调节风帽的流通截面并实现流通阻力的自适应调节。

2.根据权利要求1所述自适应调节阻力的节能型风帽，其特征在于，所述芯管的底部设置有与芯管内腔相连的芯管入口，芯管的侧壁上设置有芯管通风孔，靠近芯管入口的内壁上设置有向芯管内腔凸起的芯管喉口部；

套管套装在芯管上部并且套管的侧壁上设置有套管通风孔，套管的套管内腔通过所述芯管通风孔与芯管内腔连通并通过所述套管通风孔与外部连通；

所述浮动模块设置在芯管内腔中并且能够自适应地上浮和下降，所述芯管喉口部限制浮动模块的下降位移。

3.根据权利要求1或2所述自适应调节阻力的节能型风帽，其特征在于，所述浮动模块为圆柱体、圆锥体、圆台形或球体。

4.根据权利要求3所述自适应调节阻力的节能型风帽，其特征在于，所述浮动模块的直径大于或等于所述芯管喉口部的内径。

5.根据权利要求3所述自适应调节阻力的节能型风帽，其特征在于，所述芯管喉口部设置有限位模块，所述浮动模块的直径大于所述限位模块的内径。

6.根据权利要求5所述自适应调节阻力的节能型风帽，其特征在于，所述限位模块通过螺纹连接、焊接或镶嵌的方式安装在芯管喉口部。

7.根据权利要求2所述自适应调节阻力的节能型风帽，其特征在于，所述芯管通风孔与套管通风孔错位布置。

8.根据权利要求1所述自适应调节阻力的节能型风帽，其特征在于，所述节能型风帽通过芯管布置在布风板上。