专利名称：一种风帽气体分布板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风帽气体分布板，特别是循环流化床燃烧装置和气化装置采用的风帽气体分布板。
背景技术：
风帽气体分布板是流化床煤燃烧和气化装置中普遍采用的一种气体分布板，空气或富氧空气、水蒸气通过多个气体风帽导入流化床反应器中。由于大型流化床煤燃烧和气化装置的截面长度通常大于1m，宽度也大于1m，致使风帽气体分布板上不同风帽气体通入量呈现不均匀分布，试验研究业已证明分布板上最大气量风帽与最小气量风帽之比可达4.19。换言之，气体分布板上不同风帽出现了严重的气体不均匀分布状况。某些风帽通过气量小，风帽周围区域固体颗粒处于非流化状态(产生死区)，这些区域必然带来高温颗粒团聚，进而造成流化床煤燃烧和气化装置大面积结焦，甚至停运。
风帽设计是决定风帽气体分布板操作性能的关键，现有流化床煤燃烧和气化装置中采用的风帽依照射流孔方向区分，包括(1)水平射流孔风帽；(2)倾斜射流孔风帽；(3)加导向板射流孔风帽。按照风帽顶部形状来区分包括(1)有帽头风帽；(2)无帽头风帽。上述风帽都采用了射流孔直接喷入流化床的形式，由于其结构不尽合理以及设计方法缺陷，现有风帽在操作过程中普遍存在如下问题(1)固体颗粒倒流进入予分布气室问题。流化床表观气速较低时，流化床气体分布板压降小，流化床压力波动曲线出现负的数值，即流化床预分布气室压强小于分布板上方压强，固体颗粒倒吸进入预分布气室中；(2)风帽磨蚀问题。传统的风帽设计射流孔具有明显的水平方向射流速度，射流卷吸的固体颗粒具有较大的水平动量，使气体分布板、相邻气体风帽及其流化床边壁区域产生严重的磨蚀。(3)风帽松动问题。由于风帽气体分布板的气体不均匀分布，部分风帽气体通量较大，风帽上方气泡大，使风帽承受强烈的振动，进而使风帽松动，给风帽气体分布板正常操作带来极大隐患。
发明内容
针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明的目的是要提供一种由带外管的风帽组成的风帽气体分布板，使风帽气体分布板能够实现气体均匀分布，有效避免严重气体不均匀分布现象发生，防止高温固体颗粒局部粘结、结焦和停运事故。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的它主要由开有多孔的气体分布母板、固定于母板上的射流孔呈对称分布的进气风帽、固定螺母等组成，其特征在于进气风帽上装有外管，气体从射流孔喷出通过外管向下折入流化床中，避免了水平射流气体直接进入流化床中。为了减小水平方向射流速度分量，风帽外管气体出口处设计了平滑过渡出口，平滑过渡出口与水平方向的夹角应在65～80°范围内，这样既减小了气体动量损失，又减小了水平射流深度，在同样的截面上可以布置安装更多风帽。在风帽的进口处安装变阻力螺母，调节进口变阻力螺母直径可改变风帽气体阻力。
图1为依据本发明所提出的带有外管的气体分布风帽的结构示意图。
图中各部件名称说明如下1.气体进口；2.变阻力开口螺帽；3.风帽进气内管；4.风帽固定螺母；5.气体分布母板；6.气体射流孔；7.风帽外管；8.外管出口平滑过渡段；9.气体出口。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的具体结构及最佳实施方式。
如图所示，本发明主要包括气体进口1，变阻力开口螺帽2，风帽进气内管3，风帽固定螺母4，多个气体射流孔6，风帽气体排出外管7，气体出口平滑过渡段8等构成。风帽进气内管3通过固定螺母4固定于气体分布母板5上，变阻力开口螺帽2为可改变内径螺帽，安装于风帽进气内管3的进口端。风帽进气内管3的出口端安装风帽外管7，外管出口处8为平滑过渡形出口设计，这样不但可以减小出口气体的动量损失，而且可以使出口气体仅具有水平分量，减小了射流气体夹带颗粒对气体分布板和风帽外管的磨蚀。
为了达到最佳技术效果，风帽外管平滑过渡形气体出口与水平方向的夹角应在65～80°范围内，风帽进口直径应在23.0～82.5mm范围内，风帽出口外径应在84～126mm范围内。
本发明与现有技术相比具有优点及有益之处该气体风帽由于采用了风帽气体排出外管以及平滑过渡形气体出口，有效消除了气体射流垂直方向分量，减小了射流气体出口动量损失，同时减小了射流气体水平射流深度，从而减小了射流对临近风帽和气体分布板的有效磨蚀。进口处的变阻力开口螺帽可以方便地调节风帽阻力，使气体在整个分布板上均匀分布，防止分布板上出现死区，避免高温颗粒粘结和结焦现象，使分布板能够长期稳定操作；而且使风帽分布板操作区域变宽。风帽的阻力特性(阻力系数)仅与风帽进口面积与射流孔面积比值以及风帽进口面积与风帽环隙面积比值有关，与其它因素无关，风帽设计简单，易于放大。
而且，该风帽式气体分布板可在大范围流化床表观气速和宽气体分布板压降范围下操作，在较低的表观操作气速下也能保证整个风帽气体分布板气体均匀分布。
权利要求
1.一种风帽气体分布板，由其上固定的多个气体分布风帽构成，每个风帽包括射流孔对称分布的进气内管、固定螺帽等部件，其特征在于风帽进气内管上装有外管(7)，外管(7)的出口处设计为平滑过渡段。
2.根据权利要求1所述的风帽气体分布板，其特征在于所说的风帽出口平滑过渡段气体出口与水平方向的夹角为65～80°。
3.根据权利要求1所述的风帽气体分布板，其特征在于风帽内管进气口装有变阻力开口螺帽(2)。
全文摘要
本发明提供了一种风帽气体分布板，由其上固定的多个气体分布风帽构成，每个风帽包括射流孔对称分布的进气内管、固定螺帽等部件，其特征在于风帽进气内管上装有外管(7)，外管(7)的出口处设计为平滑过渡段，这样不但可以减小出口气体的动量损失，而且可以使出口气体仅具有水平分量，减小了射流气体夹带颗粒对气体分布板和风帽外管的磨蚀。风帽内管进气口装有变阻力开口螺帽(2)，可以方便地调节风帽阻力，使气体在整个分布板上均匀分布，防止分布板上出现死区，避免高温颗粒粘结和结焦现象，使分布板能够长期稳定操作，而且使风帽分布板操作区域变宽。
文档编号B01J8/44GK1583237SQ20041002430
公开日2005年2月23日 申请日期2004年6月5日 优先权日2004年6月5日
发明者郭庆杰, 梁治国, 张玉贞, 卢水根 申请人:石油大学(华东)