CN210141578U - 一种烟气导流系统及余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种烟气导流系统及余热锅炉，该烟气导流系统包括多个导向装置，用于导流余热锅炉进口烟道内的烟气，导向装置具有导向板和旋转机构，旋转机构能驱动导向板旋转；多个烟气流速检测装置，用于检测所述余热锅炉内不同预设区域的烟气流速；控制单元分别与旋转机构和检测装置电连接，控制单元能接收检测装置检测到的不同预设区域的烟气流速值，并能通过控制旋转机构以调整或保持不同预设区域对应的导向板的倾斜角度，使烟气在余热锅炉进口烟道内的速度分布均匀。本实用新型提出的烟气导流系统及余热锅炉能够根据烟气轮机其排放烟气的流速对烟气的流动方向进行动态调节，以保证不同工况下烟气均能均匀进入余热锅炉。

Description

一种烟气导流系统及余热锅炉

技术领域

本实用新型涉及燃机余热锅炉技术领域，特别涉及用于余热锅炉以及其它具有突扩形烟风通道的一种烟气导流系统及余热锅炉。

背景技术

随着资源短缺和环境污染日益严峻，节能降耗和余热的有效利用已经成为当今世界共同关注的话题。天然气资源的大量开发和利用，使高效率、低污染的燃气-蒸汽联合循环余热锅炉发电技术得到迅速发展。余热锅炉作为燃气-蒸汽联合循环的三大主要设备之一，处于燃气轮机和蒸汽轮机之间，通过布置大量的换热器来吸收燃机排气的余热，产生高温蒸汽供汽机发电或供热，实现能量的高效利用。

燃气轮机出口与余热锅炉受热面之间往往需用过渡烟道相连。燃气轮机出口和余热锅炉受热面进口两者之间的尺寸相差很大，且前者处于相对后者下端的不利位置，受场地及费用限制，中间过渡段不宜太长。因此入口烟道采用渐扩式结构，以适应高温高压的烟气速度和压力的陡然变化。随着燃气轮机向大型化高参数方向发展，燃机排气量也越来越高，为适应高流量和高温度的燃机排气，余热锅炉进口断面也越来越大。传统过渡烟道结构设计成上表面为两段仰角段，下表面为具有一定倾斜角的平面，完成进口到出口的空间扩张。上述结构导致烟道内烟气的流动状况不佳，烟气一般以60～150m/s、甚至200m/s的流速进入过渡烟道的进口平面，随后在过渡烟道底部形成一股高速主气流，而烟道中、上部相当大区域内流速很低，一般小于5m/s，并且由于速度梯度很大，在余热锅炉进口平面产生了很强的卷吸气流，且在中上部附近形成较大的旋涡，从而形成大范围的回流区，造成余热锅炉各受热面内烟气流动分布极不均匀。由于余热锅炉的换热效率与进入其烟气的流动均匀性相关，在进口平面流速分布越均匀，余热锅炉的换热效率越高。这种烟气进口流场的不均匀性，严重影响余热锅炉管束换热性能，使其达不到设计指标。此外，当流速不均时，在余热锅炉的进口部位面对局部高速的换热管束将受到很大的冲击，既会遭受管子磨损，还会因流体冲击而发生管束振动，甚至造成振动损坏，这对余热锅炉的性能及寿命都产生巨大的不良影响。同时，入口烟道的阻力是锅炉烟风阻力的重要组成部分，合理的烟道结构能够有效降低阻力，提高锅炉效率降低运行成本。

目前，烟道进口过渡段的设计没有可靠的标准可以依据，某些情况下还需要在进口烟道中加入导流板均流。然而，很多锅炉受热面烟气均匀效果并不理想，而且增设导流板会导致烟道阻力增加，有些机组震动还会导致导流板脱落，影响机组的安全运行。因此合理的入口烟道结构是余热锅炉设计所面临的一个重要问题。

目前解决余热锅炉进口烟气流动不均匀性问题的措施有：

1.对于改善锅炉烟道入口处烟气流动工况最直接的方法就是加长烟道稳流段的长度，使烟气流尽可能在到达换热面处时已经充分发展，进而使流场达到稳定。但是这样做会使得烟道加长，增加设备制造成本，而且，烟风道的加长也使得锅炉散热损失增大，降低锅炉热效率。

2.在烟道的上表面布置一个拐点来调整烟道上表面的仰角，选择合适的仰角大小，变更单仰角的上表面为仰角分别为30°和50°前后两段式面板，从而降低口截面的最大速度，缩小烟道上部的回流区区，但最终烟气流动均匀性并未显著改善。

3.在过渡烟道下表面上、面对高速气流区加装栅格挡板或均流孔板，迫使部分气流向过渡烟道上部的低速气流区流动。栅格挡板由大口径管组合而成，结构复杂，维护困难，而且，栅格也容易遭受冲击和磨损。此外，栅格挡板的装设增加了烟气的流动阻力，使燃气轮机出口压力提高，降低了燃气轮机的发电功率。采用均流孔板的形式固定安装存在一定难度，同时容易发生振动和湍流，有些机组振动还会导致栅格挡板或均流孔板脱落，影响机组的安全运行。

4.在过渡烟道下表面处靠近过渡烟道进口(燃气轮机出口)位置添加导流板，通过导流板使原来的一股紧贴烟道下表面的主气流分成多股气流填充整个烟道，最大速度降低，最小速度提高，平均速度降低，速度均方差也降低，使烟气在烟道内烟气流动的均匀性增加。但该区域导流板尚有不足之处：烟道的最下部相对于其他区域烟气流速较大，波动较大，经长时间运行后导流板极易变形和损坏，同时承受烟气流股的涡流冲击，存在导流板变形开裂的风险，部分烟气集中冲击底部管束；当烟道进口气流速度很高时，导流板需承受的冲击较大。

5.改变主气流到达烟气出口前的相对位置，通过进口截面较小的S型单扩散烟道引导气流从过渡烟道入口的较低位置流向相对余热锅炉烟气进口的中心位置，再运用圆变方的管道引导烟气进入后部扩散区，最终经线性扩展至整个出口(亦可在后部扩散段加装中心导流板)。该结构烟道缩小了烟气回流区的面积，提高了中上部流速，显著改善了烟气流动均匀性，使得余热锅炉换热性能优化的同时大大减弱管束所受的冲刷强度，提高运行的经济性与安全性，但该方案的流动阻力损失较大，并且不能应用于已经运行的余热锅炉，仅能在新建的余热锅炉中应用该技术。

6.在进口烟道末端，即锅炉本体入口处，增加管束排数或密度。该方案针对现有运行的余热锅炉中无法直接应用，无法改变底部管束收到高速烟气冲击的危害。

这些技术能在一定程度上提高流场的均匀性，但均不能根据燃气轮机的排放烟气的流量和温度的变化对烟气进行调节，不能适应燃气轮机的多种工况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种烟气导流系统及余热锅炉，能够根据烟气轮机其排放烟气的流速对烟气的流动方向进行动态调节，以保证不同工况下烟气均能均匀进入余热锅炉。

为达到上述目的，本实用新型提出一种烟气导流系统，其中，所述烟气导流系统包括：

多个导向装置，用于导流余热锅炉进口烟道内的烟气，所述导向装置具有导向板和旋转机构，所述旋转机构能驱动所述导向板旋转；

多个烟气流速检测装置，用于检测所述余热锅炉内不同预设区域的烟气流速；

控制单元，分别与所述旋转机构和所述检测装置电连接，所述控制单元能接收所述检测装置检测到的所述不同预设区域的烟气流速值，并能通过控制所述旋转机构以调整或保持所述不同预设区域对应的所述导向板的倾斜角度，使烟气在所述余热锅炉进口烟道内的速度分布均匀。

如上所述的烟气导流系统，其中，所述导向板包括支撑骨架和导向板工作层，所述支撑骨架由多个钢管通过连接件连接而成，所述导向板工作层包覆在所述支撑骨架外。

如上所述的烟气导流系统，其中，所述导向装置用于安装在所述余热锅炉内的支撑柱上，且导向装置的纵轴线与竖直平面的夹角范围在30度至120度之间。

如上所述的烟气导流系统，其中，所述烟气导流系统还包括用于检测所述余热锅炉内烟气温度的多个温度检测装置，所述温度检测装置与所述控制单元电连接。

如上所述的烟气导流系统，其中，所述烟气流速检测装置和所述温度检测装置一一对应设置，多个所述烟气流速检测装置和多个所述温度检测装置用于分别设置在位于所述余热锅炉内的同一竖直截面内的多个测量点上。

如上所述的烟气导流系统，其中，每个所述导向装置均由所述控制单元独立控制。

如上所述的烟气导流系统，其中，所述导向装置还包括位置传感器，所述位置传感器设置在所述旋转机构上并与所述控制单元电连接。

如上所述的烟气导流系统，其中，所述旋转机构包括衬套、转轴、传动组件和电机，所述衬套具有沿水平方向贯通的安装腔；所述转轴套设在所述安装腔内，所述转轴一端伸出所述衬套并与所述导向板相连接，所述转轴的另一端伸出所述安装腔并通过所述传动组件与电机相连接，所述电机与所述控制单元电连接。

如上所述的烟气导流系统，其中，所述传动组件为蜗杆齿轮传动组件或齿环齿轮传动组件。

本实用新型还提出一种余热锅炉，其中，包括锅炉本体和如上所述的烟气导流系统，其中，

所述锅炉本体的进口烟道内沿烟气进气方向上设置有多根支撑柱，每根所述支撑柱上均连接至少一个所述导向装置；

所述锅炉本体内设有多个烟气流速检测装置，多个所述烟气流速检测装置位于同一预设检测平面上，以检测所述锅炉本体内同一预设检测平面的不同预设区域的烟气流速，且每个预设区域均对应至少一个所述导向装置；

所述锅炉本体外侧设有控制单元，所述控制单元能接收所述检测装置检测到的所述不同预设区域的烟气流速值，并能通过控制所述旋转机构以调整或保持所述不同预设区域对应的所述导向板的倾斜角度，使烟气在所述余热锅炉进口烟道内的速度分布均匀。

实用新型与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点：

本实用新型提出的烟气导流系统及余热锅炉，根据烟气流速调节导向装置的倾斜角度，使得导向装置的导向板的倾斜角度在实际工程项目中可根据监测的余热锅炉内不同部位的烟气速度进行动态调节，满足实时进行调节的需要，进而保证烟气在进口烟道内平稳射流，最终使烟气在到达锅炉受热面区域时流动更加均匀，并能有效降低烟气阻力。

同时本实用新型提出的烟气导流系统及余热锅炉，能够根据烟气轮机在不同工况下的排放烟气的流量对导向装置进行动态调节，实现不同工况下均烟气均匀分布进入余热锅炉，保证余热锅炉对烟气的有效利用。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型提出的烟气导流系统的安装示意图；

图2为本实用新型一实施例中多个导向装置的分布示意图；

图3为本实用新型另一实施例中多个导向装置的分布示意图；

图4为本实用新型一实施例中旋转机构的结构示意图；

图5为本实用新型中另一实施例中旋转机构的结构示意图

图6为本实用新型中另一实施例中旋转机构的俯视图；

图7为本实用新型中再一实施例中旋转机构的结构示意图；

图8为本实用新型中导向板的结构示意图。

附图标记说明：

10、烟气导流系统； 11、导向装置；

111、导向板； 112、旋转机构；

13、立柱； 1111、钢管；

1112、连接件； 1113、导向板工作层；

20、进口烟道； 1、衬套；

2、转轴； 3、传动组件；

4、电机； 31、蜗杆；

32、齿轮； 33、齿环；

34、齿轮； 35、密封端盖；

36、第一定位销钉； 37、第二定位销钉；

38、碟簧； 40、竖直截面；

14、位置传感器； 50、余热锅炉；

5、密封垫。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。

如图1至图8所示，本实用新型提出的烟气导流系统10包括多个导向装置11、多个烟气流速检测装置和控制单元(图中未示出)，其中，多个导向装置11用于导流余热锅炉其进口烟道20内的烟气，导向装置11具有导向板111和旋转机构112，旋转机构112驱动导向板111旋转，进而调节导向板111的倾斜角度；多个烟气流速检测装置12用于检测余热锅炉内不同预设区域的烟气流速；控制单元分别与旋转机构112和烟气流速检测装置12电连接；控制单元接收烟气流速检测装置检测得到的烟气流速值并通过旋转机构112调整对应的导向板111的倾斜角度。

需要说明的是，导向板111的倾斜角度是指导向板111与烟气流向的垂直面之间的夹角。不同预设区域即余热锅炉内设定的上部、中部和下部(附图中由上至下相对的位置关系)区域。

本实用新型还涉及一种烟气导流方法，包括：

步骤1、烟气流速检测装置对余热锅炉内不同预设区域的烟气流速进行实时检测，并将检测得到的烟气流速值发送给控制单元；

步骤2、控制单元根据不同预设区域的烟气流速值控制旋转机构，以调整或保持不同预设区域对应的导向板的倾斜角度，使烟气在余热锅炉进口烟道内的速度分布均匀。

本实用新型还提出一种余热锅炉50，包括锅炉本体和烟气导流系统10，锅炉本体的进口烟道内沿烟气进气方向上设置有多根支撑柱，每根支撑柱上均连接至少一个导向装置11；锅炉本体内设有多个烟气流速检测装置，多个烟气流速检测装置位于同一预设检测平面上，以检测所述锅炉本体内同一预设检测平面的不同预设区域的烟气流速，且每个预设区域均对应至少一个导向装置11；锅炉本体外侧设有控制单元，控制单元能接收检测装置检测到的不同预设区域的烟气流速值，并能通过控制旋转机构112以调整或保持不同预设区域对应的导向板111的倾斜角度，使烟气在余热锅炉进口烟道内的速度分布均匀。

利用如上所述的烟气导流系统10导流余热锅炉50其进口烟道20内的烟气，多个烟气流速检测装置对余热锅炉50内的烟气流速进行检测并将检测得到的烟气流速值以电信号的形式发送给控制单元，控制单元根据烟气流速值信号计算出进口烟道20内的烟气的分布规律，并根据该分布规律调节导向装置11中导向板111的倾斜角度。

本实用新型提出的烟气导流系统10和烟气导流方法，根据烟气流速调节导向装置11的倾斜角度，使得导向装置11的导向板111的倾斜角度在实际工程项目中可根据监测的余热锅炉50内不同部位的烟气速度进行动态调节，满足实时进行调节的需要，进而保证烟气在进口烟道内平稳射流，最终使烟气在到达锅炉受热面区域时流动更加均匀，并能有效降低烟气阻力。

同时本实用新型提出的烟气导流系统10和烟气导流方法，能够根据烟气轮机在不同工况下的排放烟气的流量对导向装置11进行动态调节，实现不同工况下均烟气均匀分布进入余热锅炉，保证余热锅炉对烟气的有效利用。

在本实用新型中一个可选的例子中，烟气导流系统10还包括用于检测余热锅炉50内烟气温度的多个温度检测装置，温度检测装置与控制单元电连接。这样，控制单元不但能获得余热锅炉50内烟气的流速信息，还能获得余热锅炉50内烟气的温度信息，控制单元根据余热锅炉50内烟气的流速和温度能够更精确地计算出烟气在余热锅炉50及其进口烟道20内的分布规律，也就能更为精确地对多个导向装置11的导向板111进行调节，进而使高温和高压的烟气在进口烟道中平稳射流。

在本实用新型一个可选的例子中，温度检测装置为热电偶温度检测装置。当然，温度检测装置也可以选择本领域技术人员熟知的其它类型的温度检测装置。

在本实用新型中，控制单元能够对每个导向装置11进行独立调整，针对每个导向装置11的调整不受其它导向装置的干涉。

在本实用新型一个可选的例子中，烟气流速检测装置和温度检测装置一一对应设置，多个烟气流速检测装置和所述温度检测装置分别设置在位于余热锅炉内的同一竖直截面40内的多个测量点上。

进一步的，烟气导流系统10包括9个烟气流速检测装置和9个温度检测装置，9个烟气流速检测装置和9个温度检测装置分别设置在均布于余热锅炉50内的同一竖直截面40内的9个测量点上，即每个测量点上均设置有一个烟气流速检测装置和一个温度检测装置。

进一步的，9个测量点按照从上到下三排、从左到右三列的排布方式进行设置。

在本实用新型一个可选的例子中，导向装置11还包括位置传感器14，位置传感器14设置在旋转机构12上并与控制单元电连接。

在本实用新型中，如图1至图3所示，多个导向装置11设置在余热锅炉进口烟道20扩展段开始端附近，具体的，沿进口烟道20高度方向设置多排导向装置11，每个导向装置11的导向板111分别与烟气流向的垂直面之间成一定倾角，多个导向装置11在高度方向可以在同一个竖直平面内，也可在不同的竖直平面内。

并且，根据进口烟道20其扩展段形状和锅炉进口烟气流场分布决定导向装置11的导向板111的倾斜角度，导向板111与竖直平面的夹角在30～120°之间范围内变化。

在本实用新型一个可选的例子中，可以设置有多个导向装置11，同时每个导向装置11可进行独立的调整，针对每个导向装置11的调整不受其它导向装置的干涉。

在本实用新型中，根据余热锅炉进口烟气流速分布和余热锅炉进口烟道形状等条件，确定导向装置11其导向板111的长度、宽度、厚度、倾斜角度等参数，以提高烟气进入锅炉受热面或补燃燃烧器时的流速均匀性。

在本实用新型一个可选的例子中，如图1至图3所示，在余热锅炉的过渡段(进口烟道20)内安装了4个导向装置11，导向装置11的安装位置是经过流体力学软件进行仿真分析后确定的优化后的位置分布，分布位置能够实现导向装置11的空间自由旋转，同时导向板111的空间位置能够通过位置传感器14进行实时监测。

在一个可选的例子中，如图2所示，在余热锅炉的过渡段(进口烟道20)的分别设置有三根立柱13，立柱13均竖直设置，并沿进口烟道的长度方向顺序间隔设置，其中，位于中间的立柱上安装有两个导向装置11，两个导向装置11上下间隔设置，位于两侧的立柱上分别安装有一个导向装置。

在另一个可选的例子中，如图3所示，在余热锅炉的过渡段的分别设置有三根立柱13，立柱13均竖直设置，并沿进口烟道的长度方向顺序间隔设置，其中，靠近进口端的立柱13上设置有两个导向装置11，两个导向装置11上下间隔设置，剩余的两个立柱上分别安装有一个导向装置11。

在本实用新型一个可选的例子中，如图4所示，旋转机构112包括衬套1、转轴2、传动组件3和电机4，衬套1具有沿水平方向贯通的安装腔；转轴2套设在安装腔内，转轴2一端伸出衬套1并与导向板111相连接，转轴2的另一端伸出安装腔并通过传动组件3与电机4相连接，电机4与控制单元电连接。

在本实用新型中，传动组件3为蜗杆齿轮传动组件或齿环齿轮传动组件。

在一个可选的例子中，如图5至图7所示，传动组件3包括蜗杆31和齿轮32，电机4为步进电机，电机4的输出轴与蜗杆31连接，蜗杆31上设置有齿轮32，齿轮32与转轴2相连接。

进一步的，如图7所示，蜗杆31自上而下设置有一个齿轮32，齿轮32连接转轴2，可以实现通过一个传动组件3独立调整和锁定一个导向板111的倾斜角度。

进一步的，如图5所示，蜗杆31还可以自上而下设置有两个齿轮32，每个齿轮均连接一个转轴2，该结构可以实现通过一个传动组件3同步调节上下两个导向板111的倾斜角度，并且，根据需要，可针对其中一个导向装置进行锁定，实现针对其中一个导向装置进行独立调整。

在另一个可选的例子中，如图4所示，传动组件3包括齿环33、齿轮34、密封端盖35、第一定位销36和第二定位销37，电机4的输出轴与齿环33相连接，齿环33和齿轮34相啮合，齿轮34与转轴2相连接，密封端盖35套设在转轴2另一端的端部，齿轮34通过第一定位销钉36和第二定位销钉37与密封端盖35相连接，其中，齿轮34通过第一定位销钉36轴向定位，齿轮34通过第二定位销钉37径向定位。

进一步的，转轴2上还套设有碟簧38，碟簧38设置在衬套1和导向板111之间。

当然，在本实用新型中传动组件3还可以采用本领域技术人员熟知的其它形式，在此不进行赘述。

在本实用新型一个可选的例子中，如图4所示，衬套1由外侧金属衬套、内侧金属衬套和中部金属衬套构成，外侧金属衬套、中部金属衬套和内侧金属衬套由外向内依次套装在转轴2上。

进一步的，衬套1上还设置有第一抗磨损涂层，第一抗磨损涂层设置在外侧金属衬套与转轴部的之间，可以减少外部金属衬套与转轴部的旋转产生的摩擦。

进一步的，衬套1上还设置有第二抗磨损涂层，该第二抗磨损涂层设置在内侧金属衬套与转轴之间，可以减少内侧金属衬套与转轴部转产生的摩擦。

进一步的，衬套1上还设置有第三抗磨损涂层，在外侧金属衬套和内侧金属衬套的外侧壁上均涂有第三抗磨损涂层。如此设计，可以减少转轴部相对于外侧金属衬套和内侧金属衬套旋转产生的摩擦。

在本实用新型一个可选的例子中，如图6所示，导向装置11可以直接安装在余热锅炉侧壁面上，衬套1沿水平方向贯穿余热锅炉的侧壁。

进一步的，衬套1的两端各设置有一个隔离和密封热气流的密封垫5，以防止余热锅炉内的烟气沿衬套1流出，进而保障人员和设备的安全。

在本实用新型另一个可选的例子中，进口烟道内设置有立柱13，导向装置11的衬套1固定在立柱13上。

在本实用新型一个可选的例子中，如图8所示，导向板111包括支撑骨架和导向板工作层1113，支撑骨架由多个钢管1111通过连接件1112连接而成，导向板工作层1113包覆在支撑骨架外。

进一步的，导向板工作层1113的材料优先选用耐高温的钢材，在钢材表面喷涂耐高温和冲刷的涂层材料，其中优选ZrO₂，也可选用CoCrAlTaY+Al₂O₃的耐高温涂层材料。

在本实用新型一个可选的例子中，步骤2具体为：控制单元将不同预设区域的烟气流速值分别与预设平均值进行比对，当二者存在偏差时，则控制单元控制旋转机构112旋转，以调整当前预设区域对应的导向板111的倾斜角度；当二者不存在偏差时，则控制单元控制旋转机构112锁定，以保持当前预设区域对应的导向板111的倾斜角度。

其中，上部区域对应的为位于上方的导向板111，中部区域对应的为位于中部的导向板111，下部区域对应的为位于下方的导向板111；在可选的例子中，各区域对应的导向板111的数量、安装位置和对应关系也可以根据实际使用需求具体进行设置。

在本实用新型一个可选的例子中，烟气导流方法还包括步骤3，控制单元继续接收烟气流速检测装置实时检测的不同预设区域的烟气流速值，并获取不同预设区域的烟气流速值分别与烟气预设平均值的差值，当差值在预设范围内时，则控制单元控制旋转机构112锁定，以保持当前预设区域对应的导向板111的倾斜角度；当差值不在预设范围内时，则控制单元控制旋转机构112旋转，以调整当前预设区域对应的导向板111的倾斜角度。

这样，通过步骤3和步骤2的精确控制，能够实现更均匀的烟气分布

进一步的，步骤3中，控制单元持续记录不同预设区域的烟气流速值，当烟气总流量发生变化时，控制单元根据烟气总流量重新获取测量平面的烟气预设平均值。

在本实用新型一个可选的例子中，控制单元根据设置在旋转机构112上的位置传感器信号判断导向板111的旋转角度。

请参考附图1至图8，现以一实施例，详细说明本实用新型提出的烟气导流系统和烟气导流方法。

在本实施例中，在余热锅炉50内部某一个竖直截面中分别设置至少9个热电偶温度检测装置和9个烟气流速监测装置并分别设置在9个测量点上，9个测量点的分布按照从上到下三排、从左到右三列的排布方式，9个测量点的监测数值(烟气的流速和温度)利用数据线传输到控制单元(计算机控制系统)，控制单元(计算机控制系统)根据9个位置的温度和烟气速度计算出烟气在进口烟道内的分布规律，同时将9个测量点的烟气流速和温度针与预期的平均值进行对比，如果测量值和预期平均值存在偏差，利用控制单元(计算机控制系统)对导向装置11的导向板111进行角度的调节，通过调节导向装置11其导向板111的倾斜角度，实现烟气气流的分布的在线实时调节，调节后9个测量点测量的温度和流量与预期的平均值的偏差小于规定值，则无需对导向装置继续进行调节，控制单元(计算机控制系统利)用位置传感器记录多个导向装置其导向板111的倾斜角度分布，同时利用齿环33与齿轮34进行锁定，避免由于烟气冲击造成导向板111的转动。如果检测值与预期平均值偏差大于规定值，控制单元(计算机控制系统)继续驱动齿环33对导向板111进行调节，直至检测值与预期平均值的偏差小于规定值，对导向板111进行锁定。同时控制单元(计算机控制系统)持续记录9个测量点的烟气温度和烟气流速。如果烟气总流量发生变化时，9个测量点测量的烟气温度和流量发生变化，同时控制单元(计算机控制系统)重新根据烟气总流量重新计算测量平面的烟气预期平均值，将测量值和预期平均值进行对比分析，如果测量值和预期平均值偏差大于规定值，则计算机控制系统发送指令驱动齿环对导向装置11进行调节，直至烟气流速值监测值与预期平均值大偏差小于规定值，对导向装置11进行锁定。

利用控制单元(计算机控制系统)在线实时读取位置传感器信号来判断当前导向装置11中导向板111的旋转角度，利用齿环33传动控制齿轮34的旋转，齿轮34旋转带动导向板111的旋转，精确控制高速烟气在余热锅炉过渡段内的分布，实现烟气在余热锅炉换热器入口段均匀分布，减少高速气流对换热器的冲刷和磨损，减少换热器表面的积灰，避免换热器的振动，延长换热器的使用寿命。

在本实施例中，导向板111的外形采用类似飞机机翼的形式，内部采用框架结构(支撑骨架)，支撑骨架利用钢结构进行焊接和组装，表层再用钢板(导向板工作层1113)进行包覆的形式，外形采用流线形的设计，实现最小的阻力影响，同时能够实现烟气的顺畅平稳转向，避免出现涡流和振动，沿着烟气行进方向在导向装置11的后侧不会出现低速回旋涡流区，避免导向装置出现振动，保证了导向装置11的稳定性。

在本实用新型中，控制单元能够根据烟气流速值和烟气温度确定导向装置11其导向板111的倾斜角度，导向板111倾斜角度在实际工程项目中可根据监测的余热锅炉内不同部位的烟气速度和温度分布进行动态调节，满足实时进行调节的需要，烟气温度分布到达预期要求后，针对导向装置11进行锁定，避免烟气的高速冲击造成导向板111倾斜角度的变化。

本实用新型提出的烟气导流系统和方法，控制单元可以对每个导向装置11进行调节，具体的，可以利用旋转机构112对导向板111进行旋转调节，通过调整导向板111工作平面与烟气流股的夹角，改变烟气的流动轨迹，实现烟气在进口烟道20的过渡段内的转向流动，最终控制烟气在余热锅炉烟气进口平面的烟气速度分布均匀，提高了余热锅炉的换热效率，减小由于底部烟气流速过大对余热锅炉下部换热管的冲刷和磨损，避免余热锅炉中换热管下部的破损爆裂。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和有益效果：

其一，与现有技术中调整入口烟道形状的方式相比，本实用新型提出的烟气导流系统10布置灵活，受空间和场地的限制少。

其二，与现有技术中采用导流栅板或均流孔板的方式相比，在达到同样均流效果情况下，均流孔板所增加的烟气阻力远远大于本实用新型提出的烟气导流系统和方法。

其三，与现有技术中采用导流板的方式相比，传统导流板均流效果相对较差，而且当实际运行数据与设计数据不同时，导流板均流效果非常有限。而本实用新型提出的烟气导流系统和方法适用范围广，均流效果好，对锅炉多工况不同进口烟气流场均能达到良好的均流效果；并且能够结合余热锅炉内监测的烟气速度和温度分布动态的对导向装置11进行调节，满足不同工艺要求。

其四，现有技术中采用S型导流板的方式相比，本实用新型提出的烟气导流系统和方法既能够应用于现有余热锅炉的升级改造中，改造工作量小，安装方便；也能直接应用于新建的余热锅炉工程项目中。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本实用新型进行解释，以便于能够更好地理解本实用新型，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本实用新型的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。

Claims (10)

1.一种烟气导流系统，其特征在于，所述烟气导流系统包括：

多个导向装置，用于导流余热锅炉进口烟道内的烟气，所述导向装置具有导向板和旋转机构，所述旋转机构能驱动所述导向板旋转；

多个烟气流速检测装置，用于检测所述余热锅炉内不同预设区域的烟气流速；

控制单元，分别与所述旋转机构和所述检测装置电连接，所述控制单元能接收所述检测装置检测到的所述不同预设区域的烟气流速值，并能通过控制所述旋转机构以调整或保持所述不同预设区域对应的所述导向板的倾斜角度，使烟气在所述余热锅炉进口烟道内的速度分布均匀。

2.如权利要求1所述的烟气导流系统，其特征在于，所述导向板包括支撑骨架和导向板工作层，所述支撑骨架由多个钢管通过连接件连接而成，所述导向板工作层包覆在所述支撑骨架外。

3.如权利要求2所述的烟气导流系统，其特征在于，所述导向装置用于安装在所述余热锅炉内的支撑柱上，且导向装置的纵轴线与竖直平面的夹角范围在30度至120度之间。

4.如权利要求1所述的烟气导流系统，其特征在于，所述烟气导流系统还包括用于检测所述余热锅炉内烟气温度的多个温度检测装置，所述温度检测装置与所述控制单元电连接。

5.如权利要求4所述的烟气导流系统，其特征在于，所述烟气流速检测装置和所述温度检测装置一一对应设置，多个所述烟气流速检测装置和多个所述温度检测装置用于分别设置在位于所述余热锅炉内的同一竖直截面内的多个测量点上。

6.如权利要求1所述的烟气导流系统，其特征在于，每个所述导向装置均由所述控制单元独立控制。

7.如权利要求1所述的烟气导流系统，其特征在于，所述导向装置还包括位置传感器，所述位置传感器设置在所述旋转机构上并与所述控制单元电连接。

8.如权利要求1所述的烟气导流系统，其特征在于，所述旋转机构包括衬套、转轴、传动组件和电机，所述衬套具有沿水平方向贯通的安装腔；所述转轴套设在所述安装腔内，所述转轴一端伸出所述衬套并与所述导向板相连接，所述转轴的另一端伸出所述安装腔并通过所述传动组件与电机相连接，所述电机与所述控制单元电连接。

9.如权利要求8所述的烟气导流系统，其特征在于，所述传动组件为蜗杆齿轮传动组件或齿环齿轮传动组件。

10.一种余热锅炉，其特征在于，包括锅炉本体和权利要求1-9中任意一项所述的烟气导流系统，其中，

所述锅炉本体的进口烟道内沿烟气进气方向上设置有多根支撑柱，每根所述支撑柱上均连接至少一个所述导向装置；

所述锅炉本体内设有多个烟气流速检测装置，多个所述烟气流速检测装置位于同一预设检测平面上，以检测所述锅炉本体内同一预设检测平面的不同预设区域的烟气流速，且每个预设区域均对应至少一个所述导向装置；

所述锅炉本体外侧设有控制单元，所述控制单元能接收所述检测装置检测到的所述不同预设区域的烟气流速值，并能通过控制所述旋转机构以调整或保持所述不同预设区域对应的所述导向板的倾斜角度，使烟气在所述余热锅炉进口烟道内的速度分布均匀。

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