CN219784394U - 一种用于电厂烟气的新型混合装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于电厂烟气的新型混合装置，由主管入口段，支管以及主管混合段组成；所述支管包括入口直管段、弯管段以及与主管混合段接触的出口直管段；所述主管混合段由主管入口段与支管组合而成；两股烟气分别通过主管入口段和支管，最终在主管混合段混合，混合时，两股流体流向相同，在混合部位不产生紊流。本实用新型混合装置可以明显提高混合效率，稳定流体流速，降低管道局部受冲击损坏的风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种气体混合装置，具体涉及一种用于电厂烟气的新型混合装置。
背景技术
烟气混合装置是电厂风烟系统的重要设备，但传统烟气混合装置由于混合角度的不合理，容易导致两股甚至多股烟气的紊流混合，导致烟气管道发生异响或局部产生超量磨损，对电厂风烟系统产生较大影响，降低风烟系统稳定性以及电厂的经济效益。
实用新型内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于电厂烟气的新型混合装置，该装置改进了混合烟气管道主管和支管的角度，延长直管出口段，以达到解决上述问题的目的。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种用于电厂烟气的新型混合装置，由主管入口段1，支管2以及主管混合段3组成；所述支管2包括入口直管段、弯管段以及与主管混合段3接触的出口直管段；所述主管混合段3由主管入口段1与支管2组合而成；两股烟气分别通过主管入口段1和支管2，最终在主管混合段3混合，混合时，两股流体流向相同，在混合部位不产生紊流。
主管入口段1长度为10cm，主管内径为2cm，主管混合段3长度为5cm，主管混合段3总高度为3cm。
支管2沿轴向长度为13cm，其中，支管2的入口直管段长度为5cm，弯管段沿轴线方向长度为5cm，出口直管段长度为3cm。
支管2通流截面宽度为1.5cm，高度为0.5cm，通流截面积为πcm2，入口直管段与弯管段夹角为10°，出口直管段与弯管夹角为10°。
主管混合段3前部的主管与支管有3cm的平行布置区域，该区域主要为稳定支管2中的气体，将两股烟气混合后的紊流降到最低。
本实用新型具有以下优点：
本实用新型在传统混合装置的基础上，结合数值模拟结果，提供了一种用于电厂烟气的新型混合装置，该装置通过改进管道结构，明显改善了烟气混合后的紊流情况，实现了安全高效的烟气混合，降低了管道喘振风险，延长了电厂风烟系统的使用寿命，降低了电厂经济成本，节约了资源，有着极高的经济效益和环保价值，为热电厂安全生产提供了有效保证。
附图说明
图1为本实用新型一种用于电厂烟气的新型混合装置主视图。
图2为本实用新型一种用于电厂烟气的新型混合装置左视图。
图3为本实用新型一种用于电厂烟气的新型混合装置右视图。
图4为本实用新型一种用于电厂烟气的新型混合装置沿图2的A-A面剖视图。
图5为直角混合装置的流线图。
图6为斜角混合装置的流线图。
图7为不同倾斜角度下流线图对比。
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作进一步详细说明。
目前的混合装置一般分为三种，直角混合管、斜角混合管以及弯斜角混合管。
直角混合管在汇流时两股流体会发生冲撞，使得两股流体的动量与能量分别发生变化，高速流体与低速流体不断进行动量交换，最后两种流体的动量趋于一致，流场趋于均匀，这使得高速流体损失一部分能量，将其传递给低速流体，因而存在低速流体的阻力损失为负值的情况。另外，合流过程中，支管的流动方向将发生改变，但是流速不能突变，因而在惯性力的作用下，侧管中流体会在合流后继续保持原速度方向流动，因而在三通接口下游近壁面区形成涡区，这些涡区会消耗主流区的能量从而产生损失，且侧支管的流速越高，涡区将越大，损失越大。直角混合装置的流线图如图5所示。
在实际的工程应用中经常存在流体经过主管道分流到多个管道，当中采用较多的就是分流三通，斜支管分流三通是其中的一种常见形式。
对于分流管关注的问题主要有分流量以及分流管的局部阻力系数，显而易见，阻力越大，分流量将会越小，分流管局部阻力产生的原因主要是流体经过分流支管前缘角时，流线不能发生转折，因而在近壁面附近会形成漩涡，造成局部阻力损失。影响分流管流量与局部阻力系数的主要因素有斜支管的面积以及斜支管的角度，斜角混合管的流线图如图6所示。
斜角汇流三通与直角汇流三通的阻力产生原因相同，但是斜角三通相对于直角三通两股流体之间的冲撞程度随着倾斜角度的减小而减小，因而阻力也随着减小，图7给出的不同倾斜角度下流线图对比，对比结果可以发现，随着倾角的减小，一方面冲撞程度减弱，另一方面，下游涡区也明显减小。
因此，结合以上研究，可以看出，传统烟气混合装置的混合效果主要取决于支管的位置以及支管与主管的夹角，夹角越小，弯曲度越缓，则混合时的紊流及局部扰动就更小，理论上来说，当支管弯曲度极小且与主管汇流时平行，混合时的紊流最小，局部扰动降到最低。因此，根据以上分析，改进得到了本实用新型所述的一种用于电厂烟气的新型混合装置，如图1、图2、图3和图4所示，该装置由主管入口段1，支管2以及主管混合段3三部分组成。
主管入口段1长度为10cm，主管内径为2cm，主管混合段3长度为5cm，由主管入口段1与支管2组合而成，其总高度为3cm。
支管2沿轴向长度为13cm，其中，支管2入口直管段长度为5cm，弯管段沿轴线方向长度为5cm，出口段直管长度为3cm。支管2通流截面宽度为1.5cm，高度为0.5cm，通流截面积为πcm2，入口直管段与弯管段夹角为10°，出口直管段与弯管夹角为10°。
该混合装置主要应用于电厂烟气混合，两股烟气分别通过主管入口段1和支管2，最终在主管混合段3混合，混合时，两股流体流向相同，在混合部位不产生紊流。主管混合段3前部的主管与支管有3cm的平行布置区域，该区域主要为稳定支管2中的气体，将两股烟气混合后的紊流降到最低。
该装置通过改进管道结构，明显改善了烟气混合后的紊流情况，实现了安全高效的烟气混合，降低了管道喘振风险，延长了电厂风烟系统的使用寿命，降低了电厂经济成本，节约了资源，有着极高的经济效益和环保价值，热电厂安全生产提供了有效保证。
Claims (5)
1.一种用于电厂烟气的新型混合装置，其特征在于：由主管入口段(1)，支管(2)以及主管混合段(3)组成；所述支管(2)包括入口直管段、弯管段以及与主管混合段(3)接触的出口直管段；所述主管混合段(3)由主管入口段(1)与支管(2)组合而成；两股烟气分别通过主管入口段(1)和支管(2)，最终在主管混合段(3)混合，混合时，两股流体流向相同，在混合部位不产生紊流。
2.如权利要求1所述的一种用于电厂烟气的新型混合装置，其特征在于：主管入口段(1)长度为10cm，主管内径为2cm，主管混合段(3)长度为5cm，主管混合段(3)总高度为3cm。
3.如权利要求1所述的一种用于电厂烟气的新型混合装置，其特征在于：支管(2)沿轴向长度为13cm，其中，支管(2)的入口直管段长度为5cm，弯管段沿轴线方向长度为5cm，出口直管段长度为3cm。
4.如权利要求1所述的一种用于电厂烟气的新型混合装置，其特征在于：支管(2)通流截面宽度为1.5cm，高度为0.5cm，通流截面积为πcm2，入口直管段与弯管段夹角为10°，出口直管段与弯管夹角为10°。
5.如权利要求1所述的一种用于电厂烟气的新型混合装置，其特征在于：主管混合段(3)前部的主管与支管有3cm的平行布置区域，该区域主要为稳定支管(2)中的气体，将两股烟气混合后的紊流降到最低。
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