RU2457040C2

RU2457040C2 - Method of flow control and device to this end

Info

Publication number: RU2457040C2
Application number: RU2010121527/05A
Authority: RU
Inventors: Стюарт Эндрю БИБЛ (US); Стюарт Эндрю БИБЛ; Калеб Дуглас ТРИС (US); Калеб Дуглас ТРИС; Джейсон Дэвид ТАН (US); Джейсон Дэвид ТАН
Original assignee: Фуел Теч, Инк.
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2012-07-27
Also published as: CA2709533A1; EP2234729A1; SG186600A1; CA2709533C; TWI443263B; AU2008340320A1; EP2234729A4; AU2008340320B2; KR20100105696A; TW200946785A; KR101292704B1; WO2009082665A1; HK1151496A1; MY154069A; CN101918145A; RU2010121527A; CN101918145B; CL2008003826A1; BRPI0820814A2; AR069874A1

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to air pollution control, particularly, to redirection of fluid in higher-pressure chamber in selective catalytic reduction of NOx. Proposed device comprises transverse grating made up of flat vanes arranged at angle to first direction of flow to redirect it from first direction to second direction. Said device serves to redirect fluid into angular joint between first and second section of higher-pressure chamber. Said first section directs fluid flow in flow first direction. Said second section directs fluid flow in flow second direction. Surface of aforesaid transverse grating may be adjusted relative to angular joint diagonal. Said surface is formed by grating vanes inverted streamwise. Inclination angle is measured between flow first direction and said surface. Transverse grating serves to redirect fluid flow. Proposed method comprises selecting angular joint between higher-pressure chamber first and second chambers, chamber first section to direct fluid flow in first direction and chamber second section to direct flow in second direction. Said surface is formed by grating vanes inverted streamwise. Inclination angle is measured between flow first direction and said surface. Proposed method comprises also defining vane length and adjusting vane height, pitch or angle. Fluid flow is redirected in reactor chamber for cleaning industrial smoke fumes. ^ EFFECT: improved operating and design characteristics, and economical advantages. ^ 21 cl, 14 dwg

Description

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0001] Устройство для перенаправления потока текучей среды в камере повышенного давления обеспечивает рабочие характеристики (качество) потока, конструктивные и экономические преимущества посредством использования решетки из плоских лопаток, устанавливаемой под углом относительно входного (восходящего) потока текучей среды так, что лопатки наклоняют относительно потока и, соответственно, перенаправляют поток в требуемом направлении. Устройство, также называемое «градуированная спрямляющая решетка», имеет широкую область применения и предлагает ряд эксплуатационных, конструктивных и экономических преимуществ для различных вариантов применения. В частности, помимо прочего, в одном или нескольких вариантах осуществления изобретения устройство для перенаправления потока, рассматриваемое в настоящем документе, предназначено для использования в селективных каталитических реакторах, таких как реакторы, применяемые для очистки промышленных топочных газов.[0001] A device for redirecting a fluid flow in a pressure chamber provides flow performance (quality), structural and economic advantages by using a flat blade grill mounted at an angle relative to the inlet (upstream) fluid flow so that the blades tilt relative to the flow and, accordingly, redirect the flow in the desired direction. The device, also called the “graduated straightening grating,” has a wide range of applications and offers a number of operational, structural and economic advantages for various applications. In particular, inter alia, in one or more embodiments of the invention, the flow redirection device described herein is intended for use in selective catalytic reactors, such as those used to purify industrial flue gases.

[0002] По крайней мере, в одном варианте осуществления изобретения устройство для перенаправления потока текучей среды в камере повышенного давления с первого направления потока на второе направление потока включает поперечную решетку из плоских лопаток, устанавливаемую под углом относительно первого направления потока для перенаправления потока текучей среды с первого направления потока на второе направление потока. В данном контексте термин «поперечная» означает, что лопатки расположены по длине поперек направления потока, подлежащего перенаправлению. Таким образом, угол наклона представляет собой наклонную, градуированную поверхность относительно входящего /восходящего потока так, что наветренная сторона каждой лопатки в решетке перенаправляет часть потока в требуемом направлении.[0002] In at least one embodiment of the invention, a device for redirecting a fluid flow in a pressure chamber from a first flow direction to a second flow direction includes a transverse grid of flat blades mounted at an angle relative to the first flow direction to redirect the fluid flow from first flow direction to a second flow direction. In this context, the term "transverse" means that the blades are located along the length transverse to the direction of the flow to be redirected. Thus, the angle of inclination is an inclined, graded surface relative to the incoming / upward flow so that the windward side of each blade in the grating redirects part of the flow in the desired direction.

[0003] В другом варианте осуществления изобретения метод выполнения поперечной решетки из плоских лопаток для перенаправления потока текучей среды в камере повышенного давления с первого направления потока на второе направление потока включает определение длины поперечной лопатки в зависимости от внутреннего поперечного сечения в некотором положении в камере повышенного давления, в которой должна быть установлена поперечная решетка, а также регулировку, по крайней мере, одного из значений высоты лопатки, шага лопатки и угла лопатки, необходимых для получения требуемого качества потока текучей среды. Данный метод может включать регулировку угла лопатки посредством регулировки заданного угла установки поперечной решетки в камере повышенного давления.[0003] In another embodiment of the invention, a method of making a transverse lattice of flat blades for redirecting the fluid flow in the pressure chamber from the first flow direction to the second flow direction includes determining the length of the transverse blade depending on the internal cross section at some position in the pressure chamber in which the transverse grating should be installed, as well as adjusting at least one of the values of the blade height, blade pitch and blade angle, is not will need for obtaining the required quality of the fluid flow. This method may include adjusting the angle of the blade by adjusting a predetermined installation angle of the transverse grating in the pressure chamber.

[0004] В одном или нескольких таких вариантах осуществления изобретения регулировка, по крайней мере, одного из значений высоты лопатки, шага лопатки и угла лопатки, необходимых для получения требуемого качества потока текучей среды, предусматривает моделирование потока текучей среды на основе имитационной модели поперечной решетки, оценку качества моделированного потока по одному или нескольким требованиям к качеству, а также регулировку одного или нескольких моделированных значений высоты лопатки, шага лопатки и угла лопатки до тех пор, пока показатели качества моделированного потока не будут соответствовать одному или нескольким требованиям к качеству потока. Подобная обработка данных может выполняться частично или полностью автоматически, например, посредством конфигурации имитационной модели с учетом расчетных параметров и указанием предпочтительных расчетными соотношениями (например, диапазон регулировки высоты лопатки относительно шага лопатки), а также конфигурации имитационной модели для определения конструкции решетки с учетом требований к качеству потока. Расчетные требования могут включать подробные данные о конструкции, включая размеры, допустимый вес решетки, подробные данные о конструктивном креплении/опорах, жесткости и т.д.[0004] In one or more such embodiments, adjusting at least one of a blade height, blade pitch, and blade angle necessary to obtain a desired fluid flow quality involves modeling a fluid flow based on a simulated transverse grating, assessing the quality of the simulated flow according to one or more quality requirements, as well as adjusting one or more simulated values of the height of the blade, pitch of the blade and angle of the blade to those p, while the quality indicators of the simulated flow will not meet one or more requirements for flow quality. Such data processing can be performed partially or completely automatically, for example, by configuring a simulation model taking into account design parameters and indicating preferred design ratios (for example, the range of adjustment of the height of the blade relative to the pitch of the blade), as well as the configuration of the simulation model to determine the design of the grating taking into account the requirements flow quality. Design requirements may include details of the design, including dimensions, allowable weight of the grill, details of structural fastening / supports, stiffness, etc.

[0005] При прочтении нижеприведенного подробного описания, а также при изучении сопроводительных чертежей специалисты в данной области техники, несомненно, смогут выявить дополнительные признаки и преимущества.[0005] When reading the detailed description below, as well as studying the accompanying drawings, those skilled in the art will undoubtedly be able to identify additional features and advantages.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0006] На Фиг.1 представлен упрощенный вид сбоку одного варианта осуществления изобретения поперечной решетки для перенаправления потока, изображенной в камере повышенного давления.[0006] Fig. 1 is a simplified side view of one embodiment of a transverse grating for redirecting the flow shown in a pressure chamber.

[0007] На Фиг.2 представлен упрощенный вид сбоку компонентов лопатки для одного или нескольких вариантов осуществления изобретения решетки, изображенной на Фиг.1.[0007] Figure 2 presents a simplified side view of the components of the blade for one or more embodiments of the invention of the grill depicted in Figure 1.

[0008] На Фиг.3 представлен упрощенный вид в перспективе одного варианта осуществления изобретения поперечной решетки. В частности, изображены плоские лопатки для перенаправления потока.[0008] FIG. 3 is a simplified perspective view of one embodiment of a transverse lattice of the invention. In particular, flat blades for redirecting the flow are shown.

[0009] На Фиг.4 представлен упрощенный вид сверху одного варианта осуществления изобретения поперечной решетки.[0009] Figure 4 presents a simplified top view of one embodiment of the invention of the transverse lattice.

[0010] На Фиг.5 и 6 представлены логические блок-схемы, изображающие логическую последовательность обработки данных, которая может быть реализована в компьютерной системе, для одного или нескольких вариантов осуществления изобретения метода расчета поперечной решетки для перенаправления потока.[0010] Figures 5 and 6 are logical flowcharts depicting a logical sequence of data processing that can be implemented in a computer system for one or more embodiments of the invention of a transverse lattice calculation method for flow redirection.

[0011] На Фиг.7-9 представлены чертежи установки, изображающие различные варианты осуществления изобретения поперечных решеток, устанавливаемых в камерах повышенного давления для использования в селективных каталитических реакторах.[0011] Figures 7 to 9 are plant drawings depicting various embodiments of the invention of transverse grids mounted in pressure chambers for use in selective catalytic reactors.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

[0012] На Фиг.1 представлена поперечная решетка 10, которая также называется «градуированная спрямляющая решетка» или просто «решетка 10». На чертеже показано, что решетка 10 включает множество расположенных на расстоянии друг от друга плоских лопаток 12. Решетка 10 предназначена для жесткой установки в камере повышенного давления 14 для перенаправления потока текучей среды с первого направления потока на второе направление потока. В частности, необходимо отметить, что изображенное новое устройство для перенаправления потока текучей среды обеспечивает высокое качество нисходящего потока по второму направлению потока, без необходимости использования дополнительных спрямляющих лопаток после решетки 10.[0012] Figure 1 shows a transverse lattice 10, also called a "graduated straightening lattice" or simply "lattice 10". The drawing shows that the grill 10 includes a plurality of flat blades 12 spaced apart from each other. The grill 10 is designed for rigid installation in a pressure chamber 14 to redirect the fluid flow from the first flow direction to the second flow direction. In particular, it should be noted that the depicted new device for redirecting the fluid flow provides high quality downward flow in the second direction of flow, without the need for additional straightening vanes after the grill 10.

[0013] На чертеже представлен вид сбоку решетки 10. Необходимо отметить, что на чертеже изображен «вид с торца» на лопатки 12, при этом лопатки 12 расположены по длине поперек первому направлению потока. Кроме того, как показано на чертеже, на одном примере установки решетка 10 расположена в угловом положении или в точке соединения камеры повышенного давления 14, при этом первая секция камеры повышенного давления 16 направлена в первом направлении потока, а вторая секция камеры повышенного давления 18 направлена во втором направлении потока. Таким образом, в данном примере решетка 10 предназначена для перенаправления потока текучей среды в угловом соединении между первой и второй секциями камеры повышенного давления 16 и 18.[0013] A side view of the grill 10 is shown in the drawing. It should be noted that the “end view” of the blades 12 is shown in the drawing, with the blades 12 extending in length across the first flow direction. In addition, as shown in the drawing, in one installation example, the grill 10 is located in the angular position or at the connection point of the pressure chamber 14, while the first section of the pressure chamber 16 is directed in the first flow direction, and the second section of the pressure chamber 18 is directed to second direction of flow. Thus, in this example, the grill 10 is designed to redirect the fluid flow in an angular connection between the first and second sections of the pressure chamber 16 and 18.

[0014] Понятно, что иллюстративный угол наклона для установки решетки 10 относительно первого направления потока является «углом раствора» углового соединения между секциями камеры повышенного давления 16 и 18. Понятно, что направленные против потока кромки лопаток 12 задают плоскость и, по крайней мере, в некоторых расчетных применениях, предпочтительно отрегулировать данную плоскость относительно диагональной линии угла 20, проходящей от внутреннего угла камеры повышенного давления 22 к внешнему углу камеры повышенного давления 24.[0014] It is understood that the illustrative inclination angle for installing the grill 10 with respect to the first flow direction is the “angle of the solution” of the angular connection between the sections of the pressure chamber 16 and 18. It is understood that the edges of the blades 12 directed against the flow define a plane and at least in some design applications, it is preferable to adjust this plane relative to the diagonal line of the angle 20 extending from the inner corner of the pressure chamber 22 to the outer corner of the pressure chamber 24.

[0015] Несомненно, следует понимать, что могут применяться другие способы регулировки, при этом решетку 10 можно поднимать и опускать относительно осевой линии угла в процессе для «регулировки» с целью получения требуемого качества потока, удобства монтажа и т.д. Кроме того, угол решетки 10 относительно первого направления потока можно увеличивать и уменьшать для регулировки характеристик. В результате угол наклона необязательно будет соответствовать углам раствора от внутренней к внешней стороне. Более того, следует понимать, что решетка 10 может быть предусмотрена с возможностью изменения направления не только на 90 градусов (например, на угол менее 90 градусов) и что углы установки и угловое расположение могут варьироваться согласно требованиям к качеству потока и вопросам по механической части.[0015] Undoubtedly, it should be understood that other adjustment methods may be applied, while the grill 10 can be raised and lowered relative to the center line of the angle in the process to “adjust” in order to obtain the desired flow quality, ease of installation, etc. In addition, the angle of the grating 10 relative to the first flow direction can be increased and decreased to adjust the characteristics. As a result, the angle of inclination will not necessarily correspond to the angles of the solution from the inside to the outside. Moreover, it should be understood that the grill 10 can be provided with the ability to change direction not only 90 degrees (for example, an angle less than 90 degrees) and that the installation angles and angular arrangement can vary according to the requirements for flow quality and mechanical issues.

[0016] На Фиг.2 представлен увеличенный вид сбоку нескольких лопаток 12, включающий рассматриваемый вариант осуществления изобретения решетки 10. В частности, для простоты поиска, а не для введения ограничений, поперечные лицевые стороны каждой лопатки 12 можно назвать наветренными сторонами 30, направленными в сторону потока текучей среды в первом направлении потока, а противоположные - подветренными сторонами 32. Для ссылки в дальнейшем считается, что каждая лопатка 12 имеет обращенную по потоку (поперечную) кромку 34, соответствующую входному/восходящему первому направлению потока, и обращенную против потока (поперечную) кромку 36, соответствующую выходному/нисходящему второму направлению потока. Данные обращенные по потоку и против потока кромки лопаток 34 и 36 могут быть или не быть механически обработаны или сформованы в виде аэродинамического профиля. Действительно, необработанные прямые кромки, такие как у толстолистовой стали, обычно обеспечивают приемлемые рабочие характеристики. Тем не менее, некоторые установки с более высокими скоростями потока, лопатками большей толщины и т.д. могут получать преимущества от использования формованных кромок лопатки.[0016] Fig. 2 is an enlarged side view of several blades 12 including the considered embodiment of the grill 10. In particular, for ease of search, and not to introduce restrictions, the transverse front sides of each blades 12 can be called the windward sides 30 directed to side of the fluid flow in the first direction of the flow, and the opposite - leeward sides 32. For reference, it is further assumed that each blade 12 has an inverted (transverse) edge 34 corresponding to the inlet / in converging the first flow direction and facing upstream (transverse) edge 36 corresponding to the outlet / downstream second flow direction. The data facing the flow and against the flow of the edges of the blades 34 and 36 may or may not be machined or formed into an aerodynamic profile. Indeed, raw straight edges, such as those of plate steel, usually provide acceptable performance. However, some plants with higher flow rates, thicker blades, etc. may benefit from the use of molded blade edges.

[0017] Что касается конфигураций решетки в целом, один или несколько вариантов осуществления изобретения решетки 10 основаны на высоте лопатки «h», измеряемой от обращенной по потоку кромки лопатки 34 к обращенную против потока кромке лопатки 36, значение которой находится в диапазоне примерно от шести до восемнадцати дюймов, а также на шаге лопаток «с» между смежными лопатками 12 решетки 10, значение которого находится в диапазоне примерно от трех до двадцати четырех дюймов. Кроме того, угол наклона - угол установки решетки 10 относительно первого направления потока - может быть выбран для расположения лопаток 12 в решетке 10 при угле лопатки θ в диапазоне примерно от минус двадцати пяти градусов до плюс двадцати пяти градусов.[0017] Regarding the lattice configurations in general, one or more embodiments of the lattice 10 are based on a blade height “h” measured from the upstream edge of the blade 34 to the upstream edge of the blade 36, the value of which is in the range of about six up to eighteen inches, and also at the pitch of the “c” blades between adjacent blades 12 of the grill 10, the value of which is in the range of about three to twenty-four inches. In addition, the angle of inclination — the angle of installation of the grill 10 relative to the first direction of flow — can be selected to position the blades 12 in the grill 10 at a blade angle θ in the range of about minus twenty-five degrees to plus twenty-five degrees.

[0018] Несомненно, независимо от того, настроены ли параметры в пределах вышеуказанных диапазонов, следует понимать, что решетку 10 можно «отрегулировать» согласно требованиям для рассматриваемой установки посредством регулировки одного или нескольких таких параметров. Подобная регулировка может фиксировать один или несколько таких параметров и изменять один или несколько других параметров для получения расчетного решения, которое обеспечило бы приемлемое качество потока, в то же время с учетом всех вопросов стоимости и механических параметров.[0018] Undoubtedly, regardless of whether the parameters are adjusted within the above ranges, it should be understood that the grating 10 can be “adjusted” according to the requirements for the installation in question by adjusting one or more of these parameters. Such an adjustment can fix one or more of these parameters and change one or more other parameters to obtain a design solution that would ensure acceptable flow quality, at the same time taking into account all issues of cost and mechanical parameters.

[0019] По крайней мере, в одном варианте осуществления изобретения предпочтительная высота лопатки «h» равняется или примерно равняется двенадцати дюймам, предпочтительный шаг лопаток «с» равняется или примерно равняется шести дюймам, а предпочтительный угол лопатки θ равняется или примерно равняется девятнадцати градусам. (На Фиг.2 показано, что угол лопатки измеряется между линией, проходящей от обращенной по потоку кромки лопатки 34 к обращенной против потока кромке лопатки 36, и линией, параллельной второму направлению потока). Таким образом, если второе направление потока является вертикальным, то предпочтительный угол лопатки равняется или примерно равняется девяноста градусам относительно вертикали. В более широком смысле, угол наклона решетки 10 выбирается так, чтобы обеспечить для каждой лопатки 12 решетки 10 угол лопатки θ в пределах от -25 градусов до +25 градусов (включительно) относительно второго направления потока. При этом, как поясняется, угол лопатки θ измеряется относительно второго направления потока с помощью линии, соединяющей обращенную по потоку и обращенную против потока кромки лопаток 34 и 36.[0019] In at least one embodiment, the preferred blade height “h” is equal to or approximately equal to twelve inches, the preferred pitch of the shoulder blades “c” is equal to or approximately equal to six inches, and the preferred blade angle θ is equal to or approximately equal to nineteen degrees. (Figure 2 shows that the angle of the blade is measured between a line extending from the upstream edge of the blade 34 to the upstream edge of the blade 36 and a line parallel to the second direction of flow). Thus, if the second flow direction is vertical, then the preferred blade angle is equal to or approximately equal to ninety degrees relative to the vertical. In a broader sense, the angle of inclination of the lattice 10 is chosen so as to provide for each blade 12 of the lattice 10 an angle of the blade θ ranging from -25 degrees to +25 degrees (inclusive) relative to the second direction of flow. Moreover, as explained, the angle of the blade θ is measured relative to the second direction of flow using a line connecting the facing downstream and facing upstream of the edges of the blades 34 and 36.

[0020] Рассматривая далее конфигурации решетки, в одном варианте осуществления изобретения высота лопатки, измеряемая от обращенной по потоку кромки лопатки 34 к обращенной против потока кромке лопатки 36, установлена примерно равной двойному значению шага лопатки, измеряемому между смежными лопатками 12 решетки 10. С математической точки зрения, h=2с. В другом варианте осуществления изобретения данное соотношение установлено равным 2,5, т.е. h=2,5с. По крайней мере, для некоторых установок предпочтительным является соотношение 2х, но следует понимать, что соотношение высоты и шага лопатки является возможным параметром регулировки и может измениться в ходе расчета решетки. Например, ограничения по весу и/или стоимости могут обусловить уменьшение количества лопаток. Следовательно, шаг лопаток увеличится для конкретных размеров решетки. В таких случаях, например, может быть изменен общий угол установки решетки и/или высота лопатки, чтобы скомпенсировать уменьшенное количество лопаток.[0020] Considering further lattice configurations, in one embodiment of the invention, the blade height, measured from the upstream edge of the blade 34 to the upstream edge of the blade 36, is set approximately equal to the double value of the pitch of the blade measured between adjacent blades 12 of the grating 10. With mathematical point of view, h = 2s. In another embodiment, this ratio is set to 2.5, i.e. h = 2.5 s. At least for some installations, a 2x ratio is preferable, but it should be understood that the ratio of the height and pitch of the blade is a possible adjustment parameter and may change during the calculation of the lattice. For example, restrictions on weight and / or cost may result in a reduction in the number of blades. Consequently, the pitch of the blades will increase for the specific dimensions of the grill. In such cases, for example, the overall angle of installation of the grating and / or the height of the blade can be changed in order to compensate for the reduced number of blades.

[0021] На Фиг.3 представлен упрощенный вид в перспективе лопаток 12 в рассматриваемой решетке 10. Особое внимание уделяется поперечному расположению по длине лопаток 12, а также показано отклонение потока текучей среды по наветренным поверхностям лопаток 30 с первого направления потока ко второму направлению потока. Хотя подветренная сторона 32 не показана на Фиг.3, один или несколько вариантов осуществления изобретения, рассматриваемые в настоящем документе, включают конструктивное ребро жесткости, встроенное или установленное иным образом на подветренных сторонах 32 лопатки 12. (Такое конструктивное ребро жесткости показано далее в настоящем документе и предназначено для широкого применения в селективных каталитических реакторах).[0021] Fig. 3 is a simplified perspective view of the blades 12 in the grating 10 under consideration. Particular attention is paid to the lateral arrangement of the blades 12, and also shows the deviation of the fluid flow along the windward surfaces of the blades 30 from the first flow direction to the second flow direction. Although the leeward side 32 is not shown in FIG. 3, one or more embodiments described herein include a structural stiffener integrated or otherwise mounted on the leeward sides 32 of the blade 12. (Such a structural stiffener is shown later in this document and is intended for widespread use in selective catalytic reactors).

[0022] Что касается других механических и конструктивных аспектов, следует отметить, что термин «камера повышенного давления» используется в настоящем документе в широком смысле. Например, рассматриваемое определение включает, помимо прочего, заполненное текучей средой пространство в конструкции (например, газ, воздух и т.д.), и, в частности, трубопровод или другой канал для переноса потока текучей среды. Кроме того, если не указано иное, данный термин не обязательно обозначает непрерывный трубопровод. Например, первая закрытая конструкция (например, трубопровод) может выходить в другую закрытую конструкцию (например, пространство над каналом селективного каталитического реактора). Все или часть первой и второй конструкции могут рассматриваться как камера повышенного давления 14, в которой устанавливается решетка 10.[0022] With regard to other mechanical and structural aspects, it should be noted that the term "pressure chamber" is used in this document in a broad sense. For example, the definition in question includes, but is not limited to, a fluid-filled space in the structure (e.g., gas, air, etc.), and in particular a pipe or other channel for conveying a fluid stream. In addition, unless otherwise indicated, this term does not necessarily mean a continuous pipeline. For example, a first enclosed structure (e.g., a pipeline) may exit into another closed structure (e.g., a space above a channel of a selective catalytic reactor). All or part of the first and second structures can be considered as a pressure chamber 14, in which the grill 10 is installed.

[0023] Кроме того, следует понимать, что признаки установки решетки 10 можно адаптировать для конкретных параметров камеры повышенного давления 14, в которой она устанавливается. Например, на Фиг.4 представлен вид сверху рассматриваемой решетки 10, где показано не только поперечное расположение лопаток 12, но также изображена рама по периметру 40, которая выступает в качестве держателя лопаток 12 и которая может использоваться для крепления решетки 10 в камере повышенного давления 14. Таким образом, в одном или нескольких вариантах осуществления изобретения решетка 10 включает, по крайней мере, частичную раму по периметру 40 для конструктивного крепления решетки 10 в камере повышенного давления 14. Также следует понимать, что решетка 10 может включать две или несколько дополнительных решеток. Например, в случае очень больших поперечных сечений камеры повышенного давления может использоваться несколько небольших решеток 10 для образования более крупной решетки, охватывающей все необходимое внутреннее пространство. Таким образом, можно обеспечить, например, большую целостность конструкции, а также ограничить отдельные значения длины лопаток до практически более осуществимых значений.[0023] In addition, it should be understood that the signs of the installation of the grill 10 can be adapted to the specific parameters of the pressure chamber 14 in which it is installed. For example, FIG. 4 is a top view of the grating 10 in question, which shows not only the transverse arrangement of the blades 12, but also shows the frame around the perimeter 40, which acts as a holder for the blades 12 and which can be used to mount the grating 10 in the pressure chamber 14 Thus, in one or more embodiments of the invention, the grill 10 includes at least a partial frame around the perimeter 40 for constructively securing the grill 10 in the pressure chamber 14. It should also be understood that a grating 10 may include two or more additional arrays. For example, in the case of very large cross sections of the pressure chamber, several small gratings 10 can be used to form a larger grating, covering all the necessary interior space. Thus, it is possible to ensure, for example, greater structural integrity, as well as to limit individual values of the length of the blades to practically more feasible values.

[0024] Более того, следует понимать, что в одном или нескольких вариантах осуществления изобретения лопатки 12 разнесены в решетке 10 через равные интервалы. Тем не менее, в одном или нескольких других вариантах осуществления изобретения лопатки 12 расположены в решетке 10 неравномерно. В других вариантах осуществления изобретения часть лопаток 12 может быть разнесена через равные интервалы, а другая часть расположена неравномерно. Такие варианты можно использовать для компенсации конструктивных неровностей, расположения препятствий и т.д.[0024] Moreover, it should be understood that in one or more embodiments of the invention, the blades 12 are spaced apart in the grill 10 at regular intervals. However, in one or more other embodiments of the invention, the blades 12 are arranged unevenly in the grill 10. In other embodiments, a portion of the blades 12 may be spaced at regular intervals, while the other portion is uneven. Such options can be used to compensate for structural irregularities, the location of obstacles, etc.

[0025] Несомненно, все расчетные параметры можно настроить и отрегулировать согласно требованиям конкретной установки. Действительно, один из аспектов, рассматриваемых в настоящем документе, включает методологию расчета, согласно которой в результате компьютерного моделирования (и/или экспериментального масштабного моделирования) и регулировки параметров создается решетка 10, конфигурируемая в соответствии с конкретными требованиями установки. Такое моделирование может быть основано на моделировании методами расчетной гидродинамики и/или экспериментальном масштабном моделировании и может реализовываться полностью или частично в компьютерной системе, например, на ПК, оснащенном машиночитаемым носителем, включающем программные указания по применению метода регулировки решетки в рамках среды моделирования потока.[0025] Undoubtedly, all design parameters can be adjusted and adjusted according to the requirements of a particular installation. Indeed, one of the aspects considered in this document includes a calculation methodology, according to which, as a result of computer simulation (and / or experimental scale modeling) and parameter adjustment, a grid 10 is configured that is configured in accordance with the specific requirements of the installation. Such a simulation can be based on modeling by methods of computational fluid dynamics and / or experimental scale modeling and can be implemented in whole or in part in a computer system, for example, on a PC equipped with a machine-readable medium, including program instructions for using the lattice adjustment method within the framework of a flow modeling environment.

[0026] На Фиг.5 представлен один вариант осуществления изобретения подобного метода, в котором обработка данных «начинается» с ввода расчетных параметров (Блок 100). Такие требования могут быть представлены необходимым качеством потока во втором направлении, которое может выражаться в виде значений ламинарности, турбулентности и т.д. Такие требования обычно включают основные размеры камеры повышенного давления, параметры расхода, скорости потока и т.д. При наличии основных расчетных параметров метод расчета решетки 10 предусматривает определение длины поперечной лопатки L в зависимости от внутреннего поперечного сечения в некотором положении в камере повышенного давления 14, в которой будет устанавливаться решетка 10 (Блок 102). Обработка данных продолжается регулировкой, по крайней мере, одного из значений высоты лопатки, шага лопатки и угла лопатки, необходимых для получения требуемого качества потока текучей среды (Блок 104).[0026] FIG. 5 illustrates one embodiment of a similar method in which data processing is “started” by inputting design parameters (Block 100). Such requirements can be represented by the necessary quality of the flow in the second direction, which can be expressed in the form of laminarity, turbulence, etc. Such requirements usually include the main dimensions of the pressure chamber, flow parameters, flow rates, etc. In the presence of the basic design parameters, the calculation method of the grill 10 involves determining the length of the transverse blade L depending on the internal cross section at some position in the pressure chamber 14 in which the grill 10 will be installed (Block 102). Data processing continues by adjusting at least one of the values of the blade height, blade pitch and blade angle necessary to obtain the desired fluid flow quality (Block 104).

[0027] Такая обработка данных может быть многократной, может использовать или запускаться сценариями или другими программными средствами управления, которые осуществляют ряд выборов расчетных параметров для одного или нескольких параметров регулировки решетки (например, высота, шаг, угол лопатки, общее количество лопаток и т.д.), пока не будут соблюдены расчетные параметры. И в этом случае подобная обработка данных может выполняться с помощью компьютерного моделирования в среде моделирования потока или с помощью экспериментального масштабного моделирования.[0027] Such data processing may be multiple, may use or be triggered by scripts or other control software that performs a series of selections of design parameters for one or more lattice adjustment parameters (eg, height, pitch, blade angle, total number of blades, etc.). d.) until the calculated parameters are met. And in this case, such data processing can be performed using computer simulation in a flow modeling environment or using experimental scale modeling.

[0028] На Фиг.6 представлен один вариант осуществления изобретения при многократной регулировке решетки. Такая обработка данных может включать компоненты для Блока 104 на Фиг.5. Расчет решетки может быть начат с помощью значений по умолчанию или номинальных параметров решетки, таких как высота, шаг и угол лопатки по умолчанию (Блок 110). Обработка продолжается регулировкой любого одного или нескольких параметров на основании известных корректировок, таких как заданный шаг лопаток (Блок 112). Обработка продолжается запуском/оценкой соответствующей имитационной модели (Блок 114).[0028] FIG. 6 illustrates one embodiment of the invention by repeatedly adjusting the grill. Such data processing may include components for Block 104 in FIG. 5. The calculation of the grating can be started using the default values or the nominal parameters of the grating, such as the height, pitch and angle of the blade by default (Block 110). Processing continues by adjusting any one or more parameters based on known adjustments, such as a predetermined pitch of the blades (Block 112). Processing continues with the launch / evaluation of the corresponding simulation model (Block 114).

[0029] Этап оценки включает, например, сравнение моделированных качеств потока с расчетными требованиями. Если расчетные параметры соблюдены (в рамках определенного диапазона приемлемых значений) (Блок 116), обработка данных «прекращается». Если расчетные параметры не соблюдены, а также, если предел повторений или другие ограничения обработки данных не превышены (Блок 118), обработка продолжается регулировкой одного или нескольких параметров решетки и повторным запуском/повторной оценкой повторно отрегулированной имитационной модели (Блок 120). Такая многократная регулировка продолжается по мере необходимости или пока не будет превышено ограничение повторений.[0029] The evaluation step includes, for example, comparing the simulated flow qualities with the design requirements. If the calculated parameters are met (within a certain range of acceptable values) (Block 116), the data processing “stops”. If the calculated parameters are not met, and also if the repetition limit or other data processing restrictions are not exceeded (Block 118), processing continues by adjusting one or more lattice parameters and restarting / re-evaluating the re-adjusted simulation model (Block 120). Such repeated adjustment continues as necessary or until the repetition limit is exceeded.

[0030] В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения регулировка решетки 10 предусматривает настройку угла лопатки посредством настройки заданного угла установки решетки 10 в камере повышенного давления 14. В качестве альтернативного или дополнительного варианта регулировка включает настройку, по крайней мере, одного из значений высоты лопатки, шага лопатки и угла лопатки, необходимых для получения требуемого качества потока текучей среды. И в этом случае подобная регулировка может предусматривать моделирование потока текучей среды на основе имитационной модели решетки 10, оценку моделированного качества потока в сравнении с одним или несколькими требованиями к качеству, а также регулировку одного или нескольких моделированных значений высоты лопатки, шага лопатки и угла лопатки, пока показатели качества моделированного потока не будут соответствовать одному или нескольким требованиям к качеству потока. Также, как уже отмечалось, регулировка, по крайней мере, одного из значений высоты лопатки, шага лопатки и угла лопатки, необходимых для получения требуемого качества потока текучей среды, может предусматривать введение расчета поперечной решетки на основе значений высоты, шага и угла лопатки по умолчанию с последующей регулировкой одного или нескольких данных значений по умолчанию.[0030] In one or more embodiments of the invention, the adjustment of the grill 10 includes adjusting the angle of the blade by adjusting the predetermined angle of installation of the grill 10 in the pressure chamber 14. As an alternative or additional embodiment, the adjustment includes setting at least one of the values of the height of the blade, the pitch of the blade and the angle of the blade required to obtain the required quality of the fluid flow. And in this case, such adjustment may include modeling the fluid flow based on a simulation model of the grill 10, evaluating the simulated flow quality in comparison with one or more quality requirements, as well as adjusting one or more simulated values of the blade height, blade pitch and blade angle, until the quality indicators of the simulated flow will meet one or more requirements for flow quality. Also, as already noted, adjusting at least one of the values of the blade height, blade pitch and blade angle necessary to obtain the desired fluid flow quality may include the introduction of a transverse lattice calculation based on the default blade height, pitch and angle followed by adjustment of one or more of these default values.

[0031] Такие значения по умолчанию могут быть основаны на регулировке значений высоты и шага лопатки по умолчанию согласно соотношению высоты лопатки к шагу лопатки примерно два к одному. Кроме того, диапазон регулировки одной или нескольких настраиваемых переменных может быть ограничен ранее указанными диапазонами высоты, шага и угла лопатки.[0031] Such default values can be based on adjusting the default blade height and pitch values according to a ratio of the blade height to the blade pitch of about two to one. In addition, the adjustment range of one or more adjustable variables may be limited to the previously indicated ranges of height, pitch and angle of the blade.

[0032] Учитывая подобную универсальность конструкции, на Фиг.7, 8 и 9 представлены примеры применения, в которых решетка 10 сконфигурирована для различных вариантов применения в селективных каталитических реакторах. В частности, на Фиг.7 особое внимание уделяется конструктивным ребрам жесткости с подветренной стороны лопаток 12, а также здесь отражены механические характеристики установки. На данных чертежах камера повышенного давления 14 включает обращенный по потоку компонент селективного каталитического реактора 50, а решетка 10 разработана для перенаправления газового потока в селективный каталитический реактор 50.[0032] Considering this versatility of the structure, Figures 7, 8 and 9 show application examples in which the grid 10 is configured for various applications in selective catalytic reactors. In particular, in Fig. 7, special attention is paid to structural stiffeners on the leeward side of the blades 12, and the mechanical characteristics of the installation are also reflected here. In these figures, the pressure chamber 14 includes a downstream component of the selective catalytic reactor 50, and the grate 10 is designed to redirect the gas stream to the selective catalytic reactor 50.

[0033] Тем не менее, решетка 10 не ограничена представленными примерами. В более общем смысле следует понимать, что вышеизложенное описание и сопроводительные чертежи представляют собой неограничивающие примеры методов, систем и отдельных устройств, рассматриваемых в настоящем документе. По существу настоящее изобретение не ограничено вышеизложенным описанием и сопроводительными чертежами. Напротив, настоящее изобретение ограничено только нижеследующими пунктами формулы изобретения и их юридическими эквивалентами.[0033] However, the grill 10 is not limited to the presented examples. More generally, it should be understood that the foregoing description and accompanying drawings are non-limiting examples of the methods, systems, and individual devices discussed herein. As such, the present invention is not limited to the foregoing description and the accompanying drawings. On the contrary, the present invention is limited only by the following claims and their legal equivalents.

Claims

1. A device for redirecting the flow of fluid in the pressure chamber of a selective catalytic reactor device for cleaning industrial flue gases, used to redirect the fluid from the first flow direction to the second flow direction, characterized in that it includes a transverse lattice of flat blades located under an angle relative to the first flow direction to redirect the fluid flow from the first flow direction to the second flow direction,
and configured to redirect the fluid to an angular connection between the first and second sections of the pressure chamber, where said first section of the pressure chamber transmits a flow of fluid to a first flow direction, said second section of a pressure chamber transmits a flow of fluid to a second flow direction, and
where the plane defined by the transverse lattice is made with the possibility of adjustment relative to the diagonal line of the angular connection, the plane is defined by the upstream edges of the blades of the transverse lattice, and the angle of inclination is measured between the first direction of flow and the plane.

2. The device according to claim 1, characterized in that the plane of the transverse lattice is adjusted relative to the diagonal line passing from the inner to the outer corner of the corner joint.

3. The device according to claim 1, characterized in that the height of the blade, measured from the upstream edge of the blade to the upstream edge of the blade, is in the range of about six to eighteen inches, the pitch of the blade between adjacent vanes of the transverse grating is in the range of about from three to twenty-four inches, and the angle of inclination is chosen so that the blades of the transverse lattice are located with the angle of the blade in the range of about fifteen to twenty-five degrees.

4. The device according to claim 3, characterized in that the height of the scapula is equal to or approximately equal to twelve inches, the pitch of the scapulas is equal to or approximately equal to six inches, and the angle of the scapula is equal to or approximately equal to nineteen degrees.

5. The device according to claim 1, characterized in that the height of the blade, measured from the upstream edge of the blade to the upstream edge of the blade, is approximately equal to the double value of the pitch of the blade, measured between adjacent blades of the transverse grating.

6. The device according to claim 5, characterized in that the angle of inclination is selected so as to provide for each blade of the transverse grate the angle of the blade ranging from minus twenty-five degrees to plus twenty-five degrees relative to the second direction of flow, while the angle of the blade is measured relative to the second direction of flow using a line connecting the facing downstream and facing against the flow of the edges of the blades.

7. The device according to claim 1, characterized in that one or more of the blades include a structural stiffener, integrated or otherwise installed on the leeward side of the blades, while the leeward side of the blades is the side opposite to the first direction of flow.

8. The device according to claim 1, characterized in that the transverse lattice includes at least a partial frame around the perimeter for constructive fastening of the transverse lattice in the pressure chamber.

9. The device according to claim 1, characterized in that the transverse lattice includes two or more additional sieves.

10. The device according to claim 1, characterized in that the blades are located in the transverse lattice at regular intervals.

11. The device according to claim 1, characterized in that the blades are located in the transverse lattice unevenly.

12. The device according to claim 1, characterized in that the pressure chamber includes a downstream component of a selective catalytic reactor, and the transverse lattice is designed to redirect the gas stream to a selective catalytic reactor.

13. A method for calculating a transverse lattice of flat blades for redirecting a fluid flow in a pressure chamber from a first flow direction to a second flow direction in a selective catalytic reactor apparatus for purifying industrial flue gases, wherein said transverse lattice is used to redirect a fluid stream, the method comprising :
selecting an angular connection between the first and second sections of the pressure chamber, the first section of the pressure chamber for directing the fluid in the first flow direction and the specified second section of the pressure chamber for directing the fluid in the second flow direction, where the plane defined by the transverse grating is defined the edges of the blades of the transverse grating facing downstream, and the angle of inclination is measured between the first direction of flow and the plane,
determination of the length of the transverse blade depending on the internal cross section of the corner joint in position in the pressure chamber, where the transverse grating should be installed; and adjusting at least one of the following values: blade height, blade pitch and blade angle necessary to obtain the desired quality of the fluid flow, while the fluid is redirected to the specified pressure chamber of the specified device for a selective catalytic reactor device for cleaning industrial flue gas.

14. The method according to item 13, characterized in that it provides for the adjustment of the angle of the blade by adjusting the predetermined angle of installation of the transverse grating in the pressure chamber.

15. The method according to item 13, characterized in that the adjustment of at least one of the values of the height of the blade, the pitch of the blade and the angle of the blade, necessary to obtain the desired quality of the fluid flow, provides for the simulation of the fluid flow based on a simulation model of the transverse lattice, assessment simulated flow quality according to one or more quality requirements, as well as adjusting one or more simulated values of the blade height, blade pitch and blade angle, while the quality indicators of the simulated flow will not meet one or more flow quality requirements.

16. The method according to p. 15, characterized in that the adjustment of at least one of the values of the height of the blade, the pitch of the blade and the angle of the blade, necessary to obtain the desired quality of the fluid flow, involves the introduction of the calculation of the transverse lattice based on the values of height, pitch and angle shoulder blades by default.

17. The method according to p. 16, characterized in that it provides for the adjustment of the values of the height and pitch of the blade by default according to the ratio of the height of the blade to the pitch of the blade approximately two to one.

18. The method according to clause 16, characterized in that it provides for the adjustment of the default height of the shoulder blades of approximately twelve inches and, accordingly, adjusting the pitch of the blades by default of approximately six inches.

19. The method according to clause 16, characterized in that it provides for the adjustment of the angle of the blades by default approximately nineteen inches relative to the second direction of flow.

20. The method according to p. 15, characterized in that the introduction of the calculation of the transverse lattice based on the values of the height, pitch and angle of the blade by default includes adjusting the height of the blade by default in the range of about six to eighteen inches, adjusting the pitch of the blade by default in the range of about from three to twenty-four inches, and the default blade angle adjustment is in the range of about minus twenty-five degrees to plus twenty-five degrees.

21. The method according to item 13, characterized in that it involves adjusting the actual pitch of the blades in contrast to the default pitch of the blades to reduce the total number of blades in the transverse lattice, while compensating for the increase in the pitch of the blades by adjusting one or both of the height values and blade angle.