CN218530137U - 浅层斜板沉降装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种浅层斜板沉降装置，该装置设置于烟气通道的烟气入口和烟气出口之间，用于流通烟气并沉降捕集减速后烟气中的颗粒，浅层斜板沉降装置包括呈平行间隔设置的多个沉降层，各沉降层包括多个浅层沉降单元，所述浅层沉降单元包括斜板组，所述斜板组包括平行间隔设置的底斜板和多个上斜板，相邻上斜板之间、底斜板和与之相邻的上斜板之间构成烟气沉降通道，所述底斜板和各所述上斜板位于烟气沉降通道的入口的一侧呈向下倾斜设置以使捕集的颗粒向下流动。本实用新型根据浅层沉降理论及斜板沉降原理设计，含尘烟气以一定流速通过浅层斜板沉降装置，可以实现含尘烟气中忽米级颗粒的分离。

Description

浅层斜板沉降装置

技术领域

本实用新型涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种浅层斜板沉降装置。

背景技术

转炉炼钢是一种间歇式的生产方式。在转炉正常冶炼生产阶段，烟气温度高，烟气量大，含尘量大，管道内烟气流速高，CO含量高；为防止因所携带的大颗粒高温火种引燃烟气发生爆炸，需要在余热回收前完成高温大颗粒，特别是忽米级大颗粒(平均粒径不小于50μm的颗粒)的分离，以保证全余热回收阶段无爆炸现象发生。在转炉准备活动阶段，烟气温度降低，烟气量小，含尘量也有所降低，管道烟气流速小，CO含量介于爆炸上下限浓度区间，如果同时存在足够能量的大颗粒火种，就很可能会引发爆炸，所以该阶段大颗粒的捕集同样重要。

烟气中所含忽米级大颗粒的分离捕集技术目前有很多种，主要有湿法或半干法分离、旋风分离和布袋分离等，利用重力、离心力、惯性力及阻力，将其从烟气中分离出来。由于湿法或半干法分离技术需要额外用水量、粉尘颗粒(主要成分为Fe₂O₃)在高温有水存在的条件下理化性质发生改变，影响灰尘的二次利用；旋风分离技术烟气容易产生涡流；布袋分离技术压力损失较大且不适用于高温烟气。因此需要开发一种高效、简捷且能适用于高中低温、高中低流速间歇转换的干法忽米级大颗粒捕集技术。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种浅层斜板沉降装置，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种浅层斜板沉降装置，根据浅层沉降理论及斜板沉降原理设计，含尘烟气以一定流速通过浅层斜板沉降装置，可以实现含尘烟气中忽米级颗粒的分离。

本实用新型的目的是这样实现的，一种浅层斜板沉降装置，设置于烟气通道的烟气入口和烟气出口之间，所述浅层斜板沉降装置用于流通烟气并沉降捕集减速后烟气中的颗粒，所述浅层斜板沉降装置包括呈平行间隔设置的多个沉降层，各所述沉降层包括多个浅层沉降单元，所述浅层沉降单元包括斜板组，所述斜板组包括平行间隔设置的底斜板和多个上斜板，相邻上斜板之间、底斜板和与之相邻的上斜板之间构成烟气沉降通道，所述底斜板和各所述上斜板位于烟气沉降通道的入口的一侧呈向下倾斜设置以使捕集的颗粒向下流动。

在本实用新型的一较佳实施方式中，浅层斜板沉降装置还包括支撑杆结构，所述支撑杆结构上支撑连接各所述沉降层的所述浅层沉降单元。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述浅层沉降单元还包括斜板支撑件，所述斜板支撑件上支撑连接所述斜板组，所述斜板支撑件连接于所述支撑杆结构上。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述底斜板和各所述上斜板均与水平面呈第一夹角倾斜设置；所述底斜板和各所述上斜板的一侧或两侧连接设置所述斜板支撑件。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述底斜板和各所述上斜板采用钢板制成；所述斜板支撑件采用钢板、角钢、槽钢、方钢或圆钢制成。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一夹角大于等于30°且小于90°。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述支撑杆结构包括杆本体，所述杆本体上间隔设置连接单元，各所述连接单元上固定连接所述斜板支撑件。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述连接单元为连接筋板、卡座或托座。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述支撑杆结构包括沿烟气流通方向设置的前支撑杆列和后支撑杆列，所述前支撑杆列和所述后支撑杆列上支撑连接各所述沉降层的所述浅层沉降单元。

由上所述，本实用新型的浅层斜板沉降装置具有如下有益效果：

本实用新型中，含尘烟气以较低的流速进入浅层斜板沉降装置后，颗粒在斜板上沉降，实现烟尘颗粒分离；

采用浅层沉降技术，浅层沉降单元通过设置合理的斜板层数和斜板间距，可以在保证沉降效果的同时，缩短每层斜板的长度，更容易将单组浅层沉降单元的外形长、宽、高及间距控制在合理范围，便于检修、清灰，预防意外堵塞；

采用模块化设计，单组浅层沉降单元为一个模块，浅层斜板沉降装置2由若干浅层沉降单元构成，易吊装，方便检修。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型的浅层斜板沉降装置的实施例一的示意图。

图2：为图1中A-A剖视图。

图3：为本实用新型的浅层斜板沉降装置的实施例二的示意图。

图4：为本实用新型的浅层沉降单元的示意图。

图5：为本实用新型的上斜板呈方形时的示意图。

图6：为本实用新型的上斜板呈等腰梯形且前后边为直线时的示意图。

图7：为本实用新型的上斜板呈等腰梯形且前后边为圆弧时的示意图。

图中：

101、烟气入口；102、烟气出口；103、出灰口；

2、浅层斜板沉降装置；

21、沉降层；211、浅层沉降单元；2111、底斜板；2112、上斜板；2113、斜板支撑件；

22、支撑杆结构；221、前支撑杆列；222、后支撑杆列；223、杆本体；224、连接单元；

3、圆筒形烟道；31、内套筒；32、灰斗；33、外套筒；34、烟气流通结构；

4、矩形烟道；41、烟道变径段。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

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。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图7所示，本实用新型提供一种浅层斜板沉降装置，设置于烟气通道(烟气通道上设置烟气入口101、烟气出口102和出灰口103)的烟气入口101和烟气出口102之间，浅层斜板沉降装置靠近烟气入口的一侧设置烟气减速结构，浅层斜板沉降装置2用于流通烟气并沉降捕集减速后烟气中的颗粒，烟气通道内设置浅层斜板沉降装置2的区域构成斜板沉降区，烟气减速结构使烟气流速降低，从而保证斜板沉降区内颗粒捕集效果；

浅层斜板沉降装置2包括呈平行间隔设置的多个沉降层21，各沉降层21包括多个浅层沉降单元211，浅层沉降单元211的层数n由烟道流通截面的高度(H)和单个浅层沉降单元211的高度(h)决定(n＝H/h，取整)；

浅层沉降单元211包括斜板组，斜板组包括平行间隔设置的底斜板2111和多个上斜板2112，斜板组包含(a+1)层斜板，具体为a层上斜板2112(a≥1)和一层底斜板2111；

相邻上斜板2112之间、底斜板2111和与之相邻的上斜板2112之间构成烟气沉降通道，烟气沉降通道的过流横截面由板间距决定，板间距根据实际要求确定，其取值范围一般为：10mm≤b≤300mm；斜板组位于烟气沉降通道的入口的一侧呈向下倾斜设置以使捕集的颗粒向下流动，即底斜板2111和各上斜板2112靠近出灰口103的一侧呈向下倾斜设置以使捕集的颗粒流向出灰口103。

本实用新型中基于浅层沉降理论(哈真理论)和斜板沉降原理设计，设置浅层沉降单元211，每个单元由底斜板2111和若干层上斜板2112组成，相当于在水平方向设置了多层隔板，相对于现有技术中的原斜板而言，浅层沉降单元211将上下两层的原斜板分成n层(n为底斜板2111和若干层上斜板2112的数量)，那么理论上底斜板/上斜板的长度L’只需原斜板长度L的1/n便可起到原来只有两层时原斜板长度为L时的沉降效果。

本实用新型的斜板沉降区域内设置浅层斜板沉降装置，含尘烟气以较低的流速进入浅层斜板沉降装置后，颗粒在斜板上沉降，实现烟尘颗粒分离；

采用浅层沉降技术，浅层沉降单元通过设置合理的斜板层数和斜板间距，可以在保证沉降效果的同时，缩短每层斜板的长度，更容易将单组浅层沉降单元的外形长、宽、高及间距控制在合理范围，便于检修、清灰，预防意外堵塞；

采用模块化设计，单组浅层沉降单元为一个模块，浅层斜板沉降装置2由若干浅层沉降单元构成，易吊装，方便检修。

进一步，如图1、图2、图3所示，浅层斜板沉降装置还包括设置于烟气通道内的支撑杆结构22，支撑杆结构22上支撑连接各沉降层的浅层沉降单元211。

进一步，如图4、图5、图6、图7所示，浅层沉降单元211还包括斜板支撑件2113，斜板支撑件2113上支撑连接斜板组，斜板支撑件2113连接于支撑杆结构22上。

进一步，底斜板2111和各上斜板2112均与水平面呈第一夹角倾斜设置；底斜板2111和各上斜板2112的一侧或两侧连接设置斜板支撑件2113。

进一步，第一夹角大于等于30°且小于90°。

浅层沉降单元211总高度为h，h以方便安装、检修的尺寸为宜，其取值范围一般为：50mm≤h≤1000mm；每层斜板间距(相邻上斜板2112之间、底斜板2111和与之相邻的上斜板2112之间)b(b≈h/a，其取值范围一般为：10mm≤b≤300mm)。

单组浅层沉降单元211的外形长、宽、高及间距控制在易检修、安装的范围。

进一步，底斜板2111和各上斜板2112采用钢板制成；斜板支撑件2113采用钢板、角钢、槽钢、方钢或圆钢制成，通过焊接或卡槽等形式连接到支撑杆结构22上。

底斜板2111和各上斜板2112形状相同或相似(与浅层斜板沉降装置2安装烟气通道的形状有关，当烟气通道为矩形烟道时，各层钢板以方形为宜；当烟道为圆筒形烟道，各层钢板以等腰梯形为宜)。钢板前后的定义与烟气气流方向一致，钢板前边宽度w1一般取100～500mm，钢板长度l取100～1500mm，钢板后边宽度w2取决于内筒直径及钢板长度，一般为100～700mm。钢板左右腰边(钢板前后方向之间的两侧)的轮廓根据斜板支撑件2113尺寸和位置进行倒钝、预留支撑卡槽、平滑削减等处理。在材质选择上，当处理高温烟气时，钢板、支撑板均选用耐热钢板；当处理中低温烟气时，可选用碳钢钢板。

在斜板组的前后左右(该方向定义如前段所述)设置斜板支撑件2113，底斜板2111和各上斜板2112以或搭接或卡接或焊接方式的连接到斜板支撑件2113上，斜板支撑件2113一方面起承受各层斜板重量的作用，另一方面起到控制各层斜板间距的作用。

由斜板支撑件2113连接各层斜板(腰边处)，一方面维持斜板间距，减少高温变形对斜板间距的影响，另一方面，将单组浅层沉降单元211的重量支撑集中到底斜板2111，方便浅层沉降单元211的吊装。

进一步，如图5、图6、图7所示，支撑杆结构22包括杆本体223，杆本体上间隔设置连接单元224，各连接单元上固定连接斜板支撑件2113。

在本实施方式中，杆本体可为钢管、水冷管件、圆钢等样式，连接单元为连接筋板、卡座或托座，杆本体在不同位置设置连接单元，用来支撑浅层沉降单元211。

实施例一：

如图1、图2所示，烟气通道为圆筒形烟道3，圆筒形烟道3包括内套筒31，内套筒31的下方设置灰斗32，灰斗32的顶端直径大于内套筒31的外径设置；内套筒31和灰斗32的外侧呈径向间隔地套设外套筒33，内套筒31的顶端设置烟气入口101，内套筒31的侧壁上连通设置烟气流通结构34，烟气流通结构34用于将内套筒内的烟气减速导流向外套筒以构成烟气减速结构(内套筒31的底端呈封闭设置，或者只设置微流通孔，进入烟气通道的烟气不会直接从内套筒底部流向灰斗)，外套筒33的底端设置烟气出口102，灰斗32的底端外露于外套筒33的底端设置，灰斗32的底端设置出灰口103；

烟气流通结构34和外套筒33的内壁之间设置浅层斜板沉降装置2，底斜板2111和各上斜板2112靠近内套筒31的一侧位于灰斗32的上方，且底斜板2111和各上斜板2112靠近内套筒31的一侧呈向下倾斜设置以使捕集的颗粒流向出灰口103。

对于圆筒形烟道，每层的浅层沉降单元211的组数a由内套筒31的直径(D)和斜板(上斜板2112和底斜板2111)的前边宽度(w1)决定(a＝πD/L，取整)。

进一步，烟气流通结构34和外套筒33的内壁之间设置轴向贯通的支撑杆结构22，支撑杆结构22包括沿烟气流通方向设置的前支撑杆列221和后支撑杆列222，前支撑杆列221和后支撑杆列222上支撑连接各沉降层的浅层沉降单元211。

在斜板沉降区域内，以自上而下贯穿的内外两圈(前支撑杆列221和后支撑杆列222)冷却管件为支撑杆结构22，由上而下呈环状设置若干组浅层沉降单元构成浅层斜板沉降装置2，形成了环形斜板沉降区。

以某转炉烟气汽化冷却烟道后的颗粒捕集装置为例，该颗粒捕集装置内套筒规格为DN2300mm，内套筒31与外套筒33之间均布有两圈冷却管件自上而下贯穿斜板沉降区，每圈冷却管件(前支撑杆列221和后支撑杆列222)均由24根水冷受热管(杆本体)组成。

内、外圈(前支撑杆列221和后支撑杆列222)每根水冷受热管(杆本体)自上而下分别均布有九个支光面托座和卡槽托座(连接单元)，用于支撑单个浅层沉降单元211。在内外两圈(前支撑杆列221和后支撑杆列222)的水冷受热管(杆本体)之间，自上而下布置九层、每层环状均布24组浅层沉降单元211，构成浅层斜板沉降装置2，形成斜板沉降区。

每个浅层沉降单元211规格一致，斜板组包括五层上斜板2112和一层底斜板2111，斜板支撑件2113包括前左支撑、前右支撑和后支撑架。五层上斜板2112及底斜板2111与水平面之间的第一夹角为45°，相邻两层之间间距b＝50mm。

上斜板2112和底斜板2111均为前边窄后边宽的一块等腰梯形钢板(前后边可为直边，也可为圆弧边)，等腰梯形钢板前边宽度均为300mm，等腰梯形钢板长度取600mm，等腰梯形钢板后边宽度取500mm。斜板两个腰边的轮廓根据斜板支撑件2113尺寸和位置进行倒钝、平滑削减等处理，底斜板2111的腰边设置了支撑卡槽。

在上斜板2112和底斜板2111的斜板腰边设置前左支撑、前右支撑，前左支撑、前右支撑采用侧撑钢板，侧撑钢板的上下侧边均与上斜板2112和底斜板2111平行，侧撑钢板垂直方向的一侧边缘设置卡槽，依次连接上斜板2112和底斜板2111。在斜板组后边设置后支撑架。单个浅层沉降单元211通过底斜板2111与水冷受热管(杆本体)上预留的光面托座和卡槽托座(连接单元)之间的连接来实现其在颗粒捕集装置内的支撑。

上述实施例中，该段转炉烟气温度可达1000℃，所用钢板材质均为耐热钢板(耐温不低于1000℃)。

实施例二：

如图3所示，烟气通道为矩形烟道4，矩形烟道4的水平方向第一端设置烟气入口101，矩形烟道4的水平方向第二端设置烟气出口102，烟气入口101的横截面尺寸小于烟气出口102的横截面尺寸，烟气入口101和烟气出口102之间设置烟道变径段41，烟道变径段41靠近烟气出口102的一端的底部连通设置出灰口103，烟道变径段41构成烟气减速结构，烟道变径段41和烟气出口102之间设置浅层斜板沉降装置2，底斜板2111和各上斜板2112靠近烟道变径段41的一侧位于出灰口103的上方，且底斜板2111和各上斜板2112靠近烟道变径段41的一侧呈向下倾斜设置以使捕集的颗粒流向出灰口103。

烟道变径段41之前为正常烟气流速段，烟道截面尺寸为1800mm(宽)×2400mm(高)，在烟道变径段41之后形成斜板沉降区，该区域的烟道截面尺寸为2400mm(宽)×3600mm(高)。

对于矩形烟道，每层的浅层沉降单元211的组数a由烟道的宽度(W)和斜板(上斜板2112和底斜板2111)的前边宽度(w1)决定(a＝W/w1，取整)。

按烟气流向，斜板沉降区内设置自上而下贯穿烟道流通截面的支撑杆结构22，支撑杆结构22包括呈前后间隔设置的前支撑杆列221和后支撑杆列222。

假定烟气为中低温，支撑杆结构22的杆本体可选用圆管或圆钢，每根杆本体长度为3600mm。前支撑杆列221和后支撑杆列222的列间距为500mm，行间距为550mm。前支撑杆列221和后支撑杆列222分别设有5根杆本体，共计10根杆本体。

各杆本体上自上而下按浅层沉降单元的安装高度，布有六个托座(连接单元)用于支撑单个浅层沉降单元211。在前支撑杆列221和后支撑杆列222之间，自上而下布置六层、每层自左至右布置四组浅层沉降单元211，构成浅层斜板沉降装置2，形成斜板沉降区。

每个浅层沉降单元211规格一致，斜板组包括五层上斜板2112和一层底斜板2111，斜板支撑件2113包括前左支撑、前右支撑和后支撑架。五层上斜板2112及底斜板2111与水平面之间的第一夹角为45°，相邻两层之间间距b＝120mm。

上斜板2112和底斜板2111均为一块方形钢板，方形钢板前后边宽度均为550mm，方形钢板长度取600mm。斜板两个腰边的轮廓根据斜板支撑件2113尺寸和位置进行倒钝、平滑削减等处理，底斜板2111的腰边设置了支撑卡槽。

在上斜板2112和底斜板2111的斜板腰边设置前左支撑、前右支撑，前左支撑、前右支撑采用侧撑钢板，侧撑钢板的上下侧边均与上斜板2112和底斜板2111平行，侧撑钢板垂直方向的一侧边缘设置卡槽，依次连接上斜板2112和底斜板2111。在斜板组后边设置后支撑架。单个浅层沉降单元211通过底斜板2111与水冷受热管(杆本体)上预留的光面托座和卡槽托座(连接单元)之间的连接来实现其在颗粒捕集装置内的支撑。

上述实施例中，烟气温度为中低温，所用钢板材质均碳钢材质。

由上所述，本实用新型的浅层斜板沉降装置具有如下有益效果：

本实用新型中，含尘烟气以较低的流速进入浅层斜板沉降装置后，颗粒在斜板上沉降，实现烟尘颗粒分离；

采用浅层沉降技术，浅层沉降单元通过设置合理的斜板层数和斜板间距，可以在保证沉降效果的同时，缩短每层斜板的长度，更容易将单组浅层沉降单元的外形长、宽、高及间距控制在合理范围，便于检修、清灰，预防意外堵塞；

采用模块化设计，单组浅层沉降单元为一个模块，浅层斜板沉降装置2由若干浅层沉降单元构成，易吊装，方便检修。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种浅层斜板沉降装置，其特征在于，设置于烟气通道的烟气入口和烟气出口之间，所述浅层斜板沉降装置用于流通烟气并沉降捕集减速后烟气中的颗粒，所述浅层斜板沉降装置包括呈平行间隔设置的多个沉降层，各所述沉降层包括多个浅层沉降单元，所述浅层沉降单元包括斜板组，所述斜板组包括平行间隔设置的底斜板和多个上斜板，相邻上斜板之间、底斜板和与之相邻的上斜板之间构成烟气沉降通道，所述底斜板和各所述上斜板位于烟气沉降通道的入口的一侧呈向下倾斜设置以使捕集的颗粒向下流动。

2.如权利要求1所述的浅层斜板沉降装置，其特征在于，还包括支撑杆结构，所述支撑杆结构上支撑连接各所述沉降层的所述浅层沉降单元。

3.如权利要求2所述的浅层斜板沉降装置，其特征在于，所述浅层沉降单元还包括斜板支撑件，所述斜板支撑件上支撑连接所述斜板组，所述斜板支撑件连接于所述支撑杆结构上。

4.如权利要求3所述的浅层斜板沉降装置，其特征在于，所述底斜板和各所述上斜板均与水平面呈第一夹角倾斜设置；所述底斜板和各所述上斜板的一侧或两侧连接设置所述斜板支撑件。

5.如权利要求4所述的浅层斜板沉降装置，其特征在于，所述底斜板和各所述上斜板采用钢板制成；所述斜板支撑件采用钢板、角钢、槽钢、方钢或圆钢制成。

6.如权利要求4所述的浅层斜板沉降装置，其特征在于，所述第一夹角大于等于30°且小于90°。

7.如权利要求3所述的浅层斜板沉降装置，其特征在于，所述支撑杆结构包括杆本体，所述杆本体上间隔设置连接单元，各所述连接单元上固定连接所述斜板支撑件。

8.如权利要求7所述的浅层斜板沉降装置，其特征在于，所述连接单元为连接筋板、卡座或托座。

9.如权利要求2所述的浅层斜板沉降装置，其特征在于，所述支撑杆结构包括沿烟气流通方向设置的前支撑杆列和后支撑杆列，所述前支撑杆列和所述后支撑杆列上支撑连接各所述沉降层的所述浅层沉降单元。

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