專利名稱：一種余熱鍋爐入口多級均流防磨裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于熱能工程流體力學應用技術領域，涉及一種余熱鍋爐入 口均流防磨裝置，尤其是一種余熱鍋爐入口多級均流防磨裝置。
背景技術：
目前，"十一五規劃綱要"對降低能耗提出了硬性指標，因此近年 來余熱資源的回收利用技術引起了很多學者的廣泛關注。對于傳統高能 耗產業的建材產品水泥來說。水泥生產對資源消耗巨大，除了需要大量 消耗石灰石、礦渣等礦山資源，生產過程中的電力消耗也是一個不小的 數字。水泥純低溫余熱發電由此而生。即在水泥生產過程中，大量回收 低品位的余熱，將廢氣中的熱能轉化成電能或熱電聯供，以有效減少水 泥生產對環境的粉塵污染和能源消耗。此外，廢氣通過余熱鍋爐降低了 排放的溫度，還能有效減輕水泥生產對環境的熱污染。但是，水泥爐窯 煙氣的含塵量高于普通電站鍋爐，并且灰塵粒子的具有密度大、粘性強
等特點，對受煙氣直接沖刷的AQC造成了嚴重的磨損，影響動力設備 的正常運行，而且，AQC等其他設備其煙風管道通常為圓形，而對流受 熱面的換熱部分為方形通道，在換熱面煙氣入口段形成了一段突擴段， 煙氣流過突擴段時，會發生強烈的紊流混合，邊界層從煙氣入口處就開 始發生分離，而產生強烈的渦流區，從而引起煙氣速度場的不均勻性， 導致該位置的磨損最為嚴重，勢必也影響到換熱的經濟性和穩定性。
國內外有關學者對于電站鍋爐管壁磨損和臥式余熱鍋爐入口處的流場優化進行了一定的研究。近年來大容量的立式余熱鍋爐逐漸取代了
臥式余熱鍋爐，但煙氣進口磨損嚴重的現象仍然存在于AQC中，而相 應的關于解決由于AQC進口流場不均勻性帶來的嚴重磨損的研究未見 報道。
目前對于改善鍋爐煙道入口處煙氣流動工況最直接的方法就是加 長煙道穩流段的長度，使煙氣流盡可能在到達換熱面處時已經充分發展, 達到穩定。但是這樣做會使得煙道增長，從而增加整體制造成本，而且， 煙道的增長也使得鍋爐散熱損失q5增大，影響鍋爐效率。
對AQC入口煙氣流動工況的優化所進行的研究相對較少，但是通 過對入口氣流流動工況的優化來提高鍋爐運行性能很有潛力。通過設置 煙道入口的均流葉片，使得煙道流場均勻化，使鍋爐受熱面磨損也得到 更好的改善，而本身投入又不是很大，是一種很直接，經濟的鍋爐優化 的方法。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種余熱鍋爐入 口多級均流防磨裝置。該裝置設置在余熱鍋爐入口，處于突擴口處的煙 道內，主要由三個縱向聯結在一起的均流葉片組成，該裝置安裝簡單， 投資少，只需根據突擴口的尺寸和形狀來確定導流葉片的尺寸及其位置。 使得余熱鍋爐的入口煙道流場均勻化，鍋爐受熱面磨損得到更好的改善， 是一種直接，經濟的鍋爐優化裝置。
本發明的目的是通過以下技術方案來解決的
這種余熱鍋爐入口多級均流防磨裝置由均流防磨葉片組、葉片固定裝置和葉片間距調節裝置組成。所述均流防磨葉片組是由形狀相同而大 小不同的三個葉片依次縱向間距排列組成，所述三個葉片分別為一級葉 片、二級葉片和三級葉片，所述三個葉片均是上開口小，下開口大的筒 體，所述三個葉片的上開口為圓形或者方形，所述三個葉片的下開口為 圓形或者方形。
上述葉片固定裝置包括三個固定鋼條和兩個固定導桿，所述三個固 定鋼條分別為一級固定鋼條、二級固定鋼條和三級固定鋼條，所述三個 固定鋼條分別橫向焊接于一級葉片、二級葉片和三級葉片的上開口處， 所述兩個固定導桿的上端分別與一級葉片上的固定鋼條固定連接，所述 兩個固定導桿分別穿過二級葉片以及其上開口處的固定鋼條和三級葉片 以及其上開口處的固定鋼條。
上述葉片間距調節裝置由一級間距調節螺栓和二級間距調節螺栓 組成，所述一級間距調節螺栓和二級間距調節螺栓均為雙頭螺栓且兩端 均設有螺母，所述一級間距調節螺栓的兩端分別與一級固定鋼條和二級 固定鋼條連接，所述二級間距調節螺栓的兩端分別與二級固定鋼條和三 級固定鋼條連接。
上述三個葉片的上開口為圓形，所述一級葉片、二級葉片和三級葉
片的上開口直徑與余熱鍋爐煙道過渡段進口直徑的比值依次為0.72、 0.54和0.42。
上述三個葉片的上開口為方形，所述一級葉片、二級葉片和三級葉 片的上開口內接圓直徑與余熱鍋爐的煙道過渡段進口內接圓直徑的比值 依次為0.72、 0.54和0.42。上述多級均流防磨裝置設于余熱鍋爐煙道過渡段進口處，所述一級 葉片上的一級固定鋼條的兩端分別焊接在余熱鍋爐煙道過渡段進口的內 壁上。
本發明的余熱鍋爐入口多級均流防磨裝置由幾個葉片縱向聯結在 一起形成均流防磨葉片組，可以有效地增加煙余熱鍋爐道過渡段進口延 期速度場的均勻性，通過試驗，對煙道工況特性的分析可以看出多級葉 片均流裝置能有效提高煙道過渡段進口處煙氣速度場的均勻性，提高換
熱量，從而達到提高AQC及其他換熱器的經濟性和穩定性的目的。
圖1為裝有天圓地方型葉片組的多級均流防磨裝置結構示意圖； 圖2為本發明的葉片結構示意其中(a)為天方地方型；(b)為天圓地方型；(C)天圓地圓型。 圖3為本發明的多級均流防磨裝置在煙道10內的安裝示意圖。 在圖1和圖3中l為一級葉片；2為二級葉片；3為三級葉片；4 為一級固定鋼條；5為二級固定鋼條；6為三級固定鋼條；7為固定導桿； 8為一級間距調節螺栓；9為二級間距調節螺栓；IO為煙道；ll為過渡 段。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述
本發明的余熱鍋爐入口多級均流防磨裝置主要應用于水泥低溫余 熱發電中的余熱鍋爐，其安裝于余熱鍋爐的過渡段ll進口處，主要由不 銹鋼板焊接而成，并由簡單的鋼架結構固定。該裝置主要由均流防磨葉片組、葉片固定裝置和葉片間距調節裝置組成。其中均流防磨葉片組是 由形狀相同而大小不同的三個葉片依次縱向間距排列組成，所述三個葉
片分別為一級葉片1、 二級葉片2和三級葉片3，所述三個葉片均是上開 口小，下開口大的筒體，即下大上小的喇叭型結構，所述三個葉片的上 開口為圓形或者方形，所述三個葉片的下開口也是圓形或者方形。當葉 片的上開口為方形，下開口也為方形時如圖2 (a),稱其為天方地方型， 它是一個具有四個棱角且兩端敞口的箱型結構，這種結構適用于方形變 方形接口的水泥窯窯頭余熱鍋爐(AQC)入口煙道；當所述葉片上開口 為圓形，下開口為方形時，稱其為天圓地方型如圖2 (b),它是由小端 的圓形口逐漸過渡到大端的方形口，適用于圓變方接口的水泥窯窯頭余 熱鍋爐(AQC)入口煙道；當所述葉片上開口為圓形，下開口也為圓形 時，稱其為天圓地圓型如圖2 (c)，它是具有下大上小的筒型結構，此 結構適用于圓變圓接口的水泥窯窯頭余熱鍋爐(AQC)入口煙道IO。當 采用天圓地方型葉片或天圓地圓型葉片時， 一級葉片1、 二級葉片2和 三級葉片3的上開口直徑與余熱鍋爐煙道過渡段11的進口直徑的比值依 次為0.72、 0.54和0.42;當采用天方地方型葉片時， 一級葉片1、 二級 葉片2和三級葉片3的上開口內接圓的直徑與余熱鍋爐煙道過渡段11 的進口內接圓的直徑的比值依次為0.72、 0.54和0.42。
各級葉片經葉片固定裝置縱向聯結在一起形成均流防磨葉片組，可 以有效地增加余熱鍋爐煙道IO入口延期速度場的均勻性，通過試驗，對 煙道10工況特性的分析可以看出多級葉片均流裝置能有效提高煙道10 入口處煙氣速度場的均勻性，提高換熱量，從而達到提高AQC及其他換熱器的經濟性和穩定性的目的。
上述三個葉片之間的間距可以通過葉片間距調節裝置來調節，所述
的葉片間距調節裝置由一級間距調節螺栓8和二級間距調節螺栓9組成， 一級間距調節螺栓8和二級間距調節螺栓9均為雙頭螺栓且兩端均設有 螺母， 一級間距調節螺栓8的兩端分別與一級固定鋼條4和二級固定鋼 條5連接，二級間距調節螺栓9的兩端分別與二級固定鋼條5和三級固 定鋼條6連接。
以下以天圓地方型葉片組的多級均流防磨裝置對本發明做進一步 詳細說明-
參見圖1，是天圓地方型葉片組的余熱鍋爐入口多級均流防磨裝置 的結構示意圖，由圖中可以看出， 一級葉片l、 二級葉片2和三級葉片3 均是天圓地方型的葉片，它們形狀相同但大小不同， 一級葉片l最大處 于最上方，三級葉片3最小處于最下方，二級葉片2居中。所述一級葉 片1、 二級葉片2和三級葉片3的上開口直徑與余熱鍋爐煙道過渡段11 的進口直徑的比值依次為0.72、 0.54和0.42。三個葉片由葉片固定裝置 固定，所述的葉片固定裝置包括三個固定鋼條和兩個固定導桿7，三個 固定鋼條分別為一級固定鋼條4、 二級固定鋼條5和三級固定鋼條6，三 個固定鋼條分別橫向焊接于一級葉片1、 二級葉片2和三級葉片3的上 開口處，兩個固定導桿7的上端分別與一級葉片1上的固定鋼條4固定 連接，兩個固定導桿7分別穿過二級葉片2以及其上開口處的固定鋼條 5和三級葉片3以及其上開口處的固定鋼條6。
如圖3所示，多級均流防磨裝置設于余熱鍋爐煙道過渡段11的進口處，所述一級葉片1上的一級固定鋼條4的兩端分別焊接在余熱鍋爐 過渡段ll進口的內壁上。
本發明不僅可以應用于水泥生產中的余熱鍋爐煙道，也可以應用于 換熱器或其他工業過程中含塵氣流沖刷金屬管束的領域，起到防磨保護 的作用。本發明的裝置，其均流防磨葉片組中的兩級葉片間的距離可調， 完全適應在實際生產中工況多變的情況。由于該裝置主要應用于煙道過 渡段進口處，其工作溫度大概為200 60(TC，所以對工作材料的要求不 高， 一般的不銹鋼就可以滿足要求，葉片的厚度也幾乎沒有要求。
權利要求
1. 一種余熱鍋爐入口多級均流防磨裝置，其特征在于所述多級均流防磨裝置由均流防磨葉片組、葉片固定裝置和葉片間距調節裝置組成。
2. 根據權利要求l所述的余熱鍋爐入口多級均流防磨裝置，其特征在于: 所述均流防磨葉片組是由形狀相同而大小不同的三個葉片依次縱向間 距排列組成，所述三個葉片分別為一級葉片(1)、 二級葉片(2)和三 級葉片(3)，所述三個葉片均是上開口小，下開口大的筒體，所述三個 葉片的上開口為圓形或者方形，所述三個葉片的下幵口為圓形或者方 形；所述葉片固定裝置包括三個固定鋼條和兩個固定導桿(7)，所述 三個固定鋼條分別為一級固定鋼條(4)、 二級固定鋼條(5)和三級固 定鋼條(6)，所述三個固定鋼條分別橫向焊接于一級葉片(1)、 二級葉 片(2)和三級葉片(3)的上開口處，所述兩個固定導桿(7)的上端 分別與一級葉片(1)上的固定鋼條(4)固定連接，所述兩個固定導桿 (7)分別穿過二級葉片(2)以及其上開口處的固定鋼條(5)和三級 葉片(3)以及其上開口處的固定鋼條(6)。
3. 根據權利要求1或2所述的余熱鍋爐入口多級均流防磨裝置,其特征在 于所述葉片間距調節裝置由一級間距調節螺栓(8)和二級間距調節 螺栓(9)組成，所述一級間距調節螺栓(8)和二級間距調節螺栓(9) 均為雙頭螺栓且兩端均設有螺母，所述一級間距調節螺栓(8)的兩端 分別與一級固定鋼條(4)和二級固定鋼條(5)連接，所述二級間距調 節螺栓(9)的兩端分別與二級固定鋼條(5)和三級固定鋼條(6)連 接。
4. 根據權利要求2所述的余熱鍋爐入口多級均流防磨裝置，其特征在于所述三個葉片的上開口為圓形，所述一級葉片(1)、 二級葉片(2)和 三級葉片(3)的上開口直徑與余熱鍋爐煙道(10)過渡段(11)進口 直徑的比值依次為0.72、 0.54和0.42。
5. 根據權利要求2所述的余熱鍋爐入口多級均流防磨裝置，其特征在于: 所述三個葉片的上開口為方形，所述一級葉片(1)、 二級葉片(2)和 三級葉片(3)的上開口內接圓直徑與余熱鍋爐的煙道(10)過渡段(11) 進口內接圓直徑的比值依次為0.72、 0.54和0.42。
6. 根據權利要求1或2所述的余熱鍋爐入口多級均流防磨裝置，其特征在 于所述多級均流防磨裝置設于余熱鍋爐煙道(10)過渡段(11)進口 處，所述一級葉片(1)上的一級固定鋼條(4)的兩端分別焊接在余熱 鍋爐煙道(10)過渡段(11)進口的內壁上。
全文摘要
本發明涉及到鍋爐、換熱器和其他工業過程中含塵氣流沖刷金屬管束的防磨保護領域。主要由均流防磨葉片組、葉片固定裝置和葉片間距調節裝置組成。該葉片組由三個葉片組成，可使具有圓變方接口的水泥窯窯頭余熱鍋爐(AQC)入口煙氣流動均勻。均流防磨葉片因加工形式的不同可以有多種選擇；導流葉片固定于煙道過渡段進口處，形成導流防磨葉片組，可以有效的調整突擴口處的煙氣流場；葉片間采用獨特的連接機構，可以根據需要調整葉片間的軸向距離。該裝置能有效提高煙道入口處煙氣速度場的均勻性，從而達到提高AQC及其他換熱器的經濟性和穩定性的目的。
文檔編號F22B37/00GK101545626SQ20091002163
公開日2009年9月30日 申請日期2009年3月20日 優先權日2009年3月20日
發明者劉志斌, 周屈蘭, 周建國, 宇 和, 徐通模, 惠世恩, 王宇峰, 趙欽新 申請人:西安交通大學;長沙鍋爐廠有限責任公司