专利名称：一种无腐节能烟囱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种烟囱，尤其涉及一种无腐节能烟囱。
背景技术：
近年来，随着国家环保政策的稳步实施和大众环境意识的增强，国内电力、冶金、 化工等行业烟气脱硫系统运行进入了正常化和标准化。一般排烟企业采用烟气湿法脱硫工艺，该工艺对烟气中的S02脱除效率极高，约95%以上，但对烟气腐蚀的主要成分S03脱除效率不高，约20%左右。湿法脱硫后的烟气温度约40°C -50°C，烟气饱和，含水量高，湿度大，温度低，烟气处于冷凝结露状态。常规烟囱中的烟气呈正压运行，且湿法脱硫处理后的烟气一般还含有氟化物和氯化物等强腐蚀性物质。因此，烟气湿法脱硫后的烟 由于冷凝结露和烟气正压运行的影响，烟气环境(低温、高湿、强腐蚀性物质等)使烟 腐蚀状况进一步加剧，烟 排烟内筒腐蚀渗漏事例逐渐增多，并形成了趋势。现有的烟囱，特别是湿法脱硫后的湿烟囱，其进烟道由烟囱的管心线进入烟囱筒体或以切线的方式进入烟 筒体，其进烟道均与地面呈水平状态，无上仰角度。进烟道由烟囱的管心线水平进入烟囱筒体的烟囱，筒体内烟气流场紊乱，烟气上升阻力大，湿烟气中的冷凝酸液等强腐蚀性物质沿烟囱内壁下流，且大多数烟囱呈正压运行状态，这样极易造成湿烟气腐蚀内衬，导致内衬腐蚀脱落与穿孔，筒体破裂；进烟道以切线的方式水平进入烟囱筒体的烟囱，目的是使进入筒体后的烟气流在筒体内旋转，以使冷凝水粒子等强腐蚀性的物质被吸卷聚集于筒体内的中轴地带，用于解决烟 的腐蚀问题。但是这种形式的进烟道，很大一部分烟气流在切向进气旋转一周后会斜向吹到刚从入口进来的气体上，导致入口进气偏向筒壁而产生压缩现象，使壁面处流速增大，壁面摩擦力增大，导致压力损失增大、烟气上升阻力增大和烟气流场紊乱，这样便不能降低烟 运行成本、不节能以及不能有效地解决湿烟气中的冷凝酸液等强腐蚀性物质对烟囱内衬与筒体造成的腐蚀。另有现有技术在烟囱内衬壁上设置螺旋来复线构造，作用于对上升的烟气流进行导流，促进烟气旋转绕动而产生中心负压，但是这种螺旋来复线构造由悬挑在筒壁上的砌块上下错位叠置而成，如图9所示，上下砌体之间呈阶梯凹凸状，砌块截面与表面粗糙不平整，对上升的烟气存在很大的阻力，增大了引风机的能耗，不能达到有效的导流效果；并且， 施工过程中螺旋线的上升倾斜角度通过上下叠置的砌块之间的平行位移错缝来实现，对于设计图纸所要求的螺旋线倾斜角度其准确度更难以控制，极易造成螺旋线整体角度的偏差，施工难度大，施工工艺不好把控；为了克服其砌体间的阶梯凹凸状和表面粗糙不平整， 而采用耐酸水泥砂浆将其将凹凸状抹平，但实际工况下运行很短的一段时间后，表面的砂浆就被上升的烟气流冲刷而脱落，不能到达治本的效果；此外，现有技术的螺旋来复线构造其悬挑在烟 内壁上的砌块长度单一，在烟气由底部上升到烟 筒体的上段部(筒体内的小坡比阶段)后，由于所对应横截面直径减小，但伸出烟囱内衬壁的悬挑部长度未减小，致使对上升的烟气流不能起到有效的导流效果，反而增大了烟气上升的阻力，易造成脱硫湿烟气冲刷与腐蚀渗透筒体内衬和烟 筒体的环形支撑平台，不能从根本上解决脱硫湿烟囱的腐蚀问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足，提供一种无腐节能烟囱， 设置在烟 内部的烟气导流线由具有光滑斜面的导流部的砌块叠砌而成，导流线具有光滑的导流面，并且导流线的施工的工艺简单，砌块结构设计巧妙。为实现本发明的上述目的，提供以下技术方案一种无腐节能烟@，包括烟@筒体，其内衬上设置有螺旋式烟气导流线，其下端设置有进烟口 ；进烟道，其一端连接在进烟口上通过进烟口与烟 筒体内部相通；所述螺旋式烟气导流线由多块具有导流部的砌块叠砌而成，每个砌块的导流部具有光滑的斜面， 使得叠砌在一起的所有砌块的斜面平滑连接，从而形成用来使烟气呈旋转式上升的导流面。其中，进烟道在进入烟囱筒体前呈仰角α与所述进烟口连接，并且所述进烟道的一侧内壁与所述烟 筒体的内衬内壁相切并光滑连接，使得烟气经由所述进烟道沿切向倾斜向上地进入烟囱筒体内部。其中，砌块包括砌在所述烟@筒体内衬的本体，所述导流部由所述本体的一个端面水平伸出所述烟囱筒体的内衬。特别是，导流部为柱体，所述柱体的顶面相对底面向所述本体的一侧偏移，使得所述柱体的侧面形成所述斜面，并使得所述柱体的母线与所述本体的所述端面平行，与所述本体的所述侧面形成夹角β。将一个所述砌块叠置在另一个所述砌块上，并使得所述一个砌块的导流部的底面与所述另一个砌块的导流部的顶面重合，从而使得所有砌块的所述斜面平滑连接，形成所述用来使烟气呈旋转式上升的导流面。特别是，导流部伸出所述烟囱筒体内壁的长度为对应位置烟囱筒体内径的 0. 5% -1. 5%。特别是，螺旋式烟气导流线的底端与所述进烟口之间形成距离。特别是，螺旋式烟气导流线的顶端与所述烟囱筒体顶端之间形成距离。特别是，斜面为曲面，所述柱体的顶面和底面为圆或椭圆的一部分。特别是，0°< α 彡45°，15° 彡 β 彡 75°。本发明的工作原理是改变传统烟囱的进气方式为仰角切向进气方式，烟囱内壁设置螺旋式烟气导流线，使烟气以旋转的方式排入大气。利用旋转烟气流动产生的离心力、 中心负压以及流体动能高度集中和相对稳定的漩涡结构，致使冷凝水雾被吸卷聚集于烟囱中轴地带、烟羽有较高的抬升能力和烟气中固态粒子进一步分离的三种效应，达到烟囱内壁不腐蚀、降低引风机能耗和烟气进一步除尘等三重目标。本发明的有益效果体现在以下方面1、螺旋式烟气导流线由具有导流部的砌块叠砌而成，并且导流部具有光滑斜面， 使得多个砌块的斜面平滑连接构成烟气导流线，导流线表面光滑，能有效的为上升的烟气流动进行规律性的旋转绕动和卷扬，从而促进和强化中心负压的吸卷作用，同时烟羽刚度大、抬升阻力小，有利于节能；2、通过将上一砌块的导流部的底面与下一砌块的导流部的顶面重合便可以非常方便地实现上下砌块的连接，形成的导流线倾斜角度准确，导流线施工操作工艺方便简单；3、导流部伸出烟囱筒体内衬的长度根据烟囱直径的减小而缩短，并且导流线的数目沿烟囱高度的升高而减少，导流线的底端距离进烟口一段距离，导流线的顶端距离烟囱的顶端一段距离，从而起到合理的导流效果及降低了烟气上升的阻力；4、进烟道集合了仰角进气和切向进气的双重优点，进烟道呈仰角与烟囱筒体连接，烟气流动顺畅，压头损失小，充分利用了烟囱本身的自抽力等特点，提高了烟气上升的初始速度与动力，更有利于降低引风机的能耗；进烟道的一侧内壁与所述烟囱筒体的内衬内壁相切并光滑连接，使得烟气经由所述进烟道沿切向倾斜向上地进入烟 筒体内部，烟气进入烟 筒体后，呈相同旋向、规律性旋转排烟，旋涡控制整个排烟过程，使得烟气中的冷凝水粒子等强腐蚀性的物质被席卷聚集于筒体内的中轴地带，从而彻底解决烟 内壁的腐蚀问题。
图1是本发明的无腐节能烟囱的整体结构示意图；图2为砌块砌在烟囱筒体内衬上的主视示意图；图3是本发明砌块的立体结构示意图；图3a是本发明砌块的主视示意图；图北是图3a中砌块的俯视示意图；图3c是图3a中砌块的右视示意图；图如是将多个砌块叠砌在一起时的主视示意图；图4b是图如的俯视图；图fe是将多个另一结构形式的砌块叠砌在一起时的主视示意图；图恥是图fe的俯视图；图6是砌块与烟囱筒体内衬连接的俯视示意图；图7是本发明砌块的另一种结构示意图；图8是进烟道与烟囱筒体内衬连接的俯视示意图；图9是现有技术导流线的结构示意图。附图标记说明1-烟囱筒体；Ia-内衬；10-进烟口 ；2_进烟道；3_螺旋式烟气导流线；31-导流面；4-砌块；40-本体；41-导流部；41a-斜面；41b-顶面；41c-底面。
具体实施例方式如图1本发明的无腐节能烟囱的整体结构示意图所示，本发明的无腐节能烟囱包括烟 筒体1，其内衬Ia上设置有螺旋式烟气导流线3，其下端筒壁上设置有进烟口 10 ；进烟道2，其一端连接在进烟口 10上，通过进烟口 10与烟 筒体内部相通；其中，螺旋式烟气导流线3由多块具有导流部41的砌块4叠砌而成，如图2所示，每个砌块4的导流部41具有光滑的斜面41a使得叠砌在一起的所有砌块的斜面平滑连接，从而形成用来使烟气呈旋转式上升的导流面31。如图2所示，本发明的螺旋式烟气导流线3由多个砌块4叠砌而成，本发明的砌块 4包括用来砌在烟囱筒体1内衬Ia的本体40，如图3、3a、3b、3c所示，导流部41与本体40 形成整体，导流部41由本体40的一个端面水平向前伸出(如图北、图7所示)，以便当砌块4的本体40砌在烟囱筒体的内衬Ia上时，导流部41向烟囱筒体1内部悬挑伸出烟囱筒体1的内衬Ia(如图6所示)。本发明的导流部41为柱体，柱体的顶面41b和底面41c为大小相等的水平面，并且柱体的顶面41b和底面41c分别与本体40的顶面和底面位于同一水平面，柱体的顶面41b相对底面41c向本体40的一侧偏移，如图北所示，使得柱体的侧面形成斜面41a，并使得柱体的母线与本体40的侧面形成夹角β。其中，15° < β < 75°。如图北所示，本发明的导流部41的顶面41b相对底面41c向本体40的右侧偏移， 这样柱体形状的导流部41的母线便与本体40的右侧面之间形成夹角β (如图3a所示)， 当需要形成螺旋式烟气导流线3时，将多个砌块4的本体40叠砌在烟囱筒体1的侧壁上， 将导流部41伸出烟囱筒体1的内衬Ia(如图6所示)，并使得位于上方的一个砌块4的导流部41的底面41c与下方的一个砌块4的导流部41的顶面41b重合(如图^、4b所示)， 便能使得多个砌块4的斜面41a平滑连接，构成螺旋式烟气导流线3的光滑的导流面31，如图2所示，由于导流部41的母线与本体40的右侧面之间形成夹角β，多个砌块4叠砌在一起时，使得螺旋式烟气导流线3呈现沿顺时针方向的旋向。导流部41的顶面41b也可以相对底面41c向本体40的左侧偏移，这样柱体形状的导流部41的母线便与本体40的左侧面之间形成夹角β (如图fe所示)，当将多个砌块 4叠砌在一起时，将位于上方的一个砌块4的导流部41的底面41c与下方的一个砌块4的导流部41的顶面重合(如图如、恥所示)，便能使得多个砌块4的斜面41a平滑连接构成螺旋式烟气导流线3的光滑的导流面31，由于导流部41的母线与本体40的左侧面之间形成夹角β，多个砌块4叠砌在一起时，使得导流线呈现沿逆时针方向的旋向。如图3、3a、;3b所示，本发明的砌块4的本体40为长方体形状，砌块4的本体40还可以为正方体形状，或者为其它任意形状。其中，导流部41的顶面和底面41b、41c为椭圆或圆的一部分。如图北所示，本发明的砌块4的导流部41的顶面和底面41b、41c为半椭圆形状， 使得导流部41的侧面形成曲面；顶面和底面41b、41c还可以为半圆形或其它弧线形。此外，导流部41伸出烟囱筒体1内衬Ia的长度为对应位置烟囱筒体内径的 0. 5% -1. 5%。这样，便使得导流部41伸出烟囱筒体1内衬Ia的长度随着烟囱筒体内径的减小而缩短，从而避免导流部41伸出长度过长给给上升的烟气造成阻力。另外，如图1所示，本发明的螺旋式烟气导流3的底端与进烟口 10之间形成距离， 该距离为1 5米；使得经进烟道2进入的烟气在烟@筒体1内攀升一定距离后，再沿着螺旋式烟气导流线3向上攀升。螺旋式烟气导流3的顶端与烟囱筒体1的顶端之间形成距离，该距离为5 30米， 使得烟气经过螺旋式烟气导流3的顶端后，呈加速度形式直接排向大气，烟气阻力小，烟羽刚度大，扩散度广。其中，烟囱筒体1内衬Ia上设置螺旋式烟气导流线3的条数为多条，并且螺旋式烟气导流线3的条数随着烟囱筒体1内径的缩小而减少，每条螺旋式烟气导流线3的旋向相同。本发明的螺旋式烟气导流线3的条数为446条，相邻两条之间的距离相等，为 2-6. 5米，螺旋式烟气导流线3的旋向为顺时针方向，螺旋式烟气导流线3的旋向也可为逆时针方向。再如图1所示，本发明的进烟道2呈仰角α与进烟口 10连接，使得烟气经由进烟道2倾斜向上地进入烟@筒体1内部，以便提升烟气上升的动力与烟气上升的初始速度。其中，0° < α < 45°。如图1 (a)、(b)所示，进烟道2为直线型，进烟道2的一端在距离进烟口 0 10米处水平上扬，使得进烟道2的一端成仰角α与进烟口 10连接；也可以将进烟道2与进烟口 10连接的一端的顶面设置成上仰状，而底面仍为水平，如图Ib所示，这样也能使得烟气经由进烟道2倾斜向上地进入烟囱筒体1内部。进烟道2还可以为弧线型，如图1(c)所示。此外，进烟道2与进烟口 10连接的一端的一侧内壁与烟囱筒体的内衬Ia的内壁相切并光滑连接，使得烟气经由所述进烟道沿切向倾斜向上地进入烟囱筒体内部，如图8 所示，这样，烟气进入烟 筒体1后，在烟 筒体1内呈旋涡式上升状态；其中，进烟道2进气方向与烟 筒体1内螺旋式烟气导流线的旋向相同；烟气上升一定距离后，螺旋式烟气导流线的光滑导流面31对上升的烟气流动进行规律性的旋转绕动和卷扬，使旋涡流控制整个排烟过程，从而促进和强化中心负压的吸卷作用，使得烟气中的冷凝酸雾等强腐蚀性物质被吸卷聚集于烟囱筒体内的中轴地带，从而彻底解决了烟囱内壁的腐蚀问题，达到节能的目的。本发明的进烟口 10可以为一个或多个，所述进烟口为多个时，每个进烟口 10分别连接一个进烟道，沿烟 筒体底部周向均勻布置，使得经由多个进烟口 10进入的烟气沿着相同的旋向在烟囱筒体1内呈旋涡状上升排烟。尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种无腐节能烟囱，包括烟囱筒体(1)，其内衬(Ia)上设置有螺旋式烟气导流线(3)，其下端设置有进烟口 (10)；进烟道0)，其一端连接在进烟口(10)上通过进烟口(10)与烟囱筒体(1)内部相通； 其特征在于，所述螺旋式烟气导流线(3)由多块具有导流部Gl)的砌块(4)叠砌而成，每个砌块 (4)的导流部Gl)具有光滑的斜面Gla)，使得叠砌在一起的所有砌块的斜面Gla) 平滑连接，从而形成使烟气旋转上升的导流面(31)。
2.如权利要求1所述的烟囱，其特征在于，所述进烟道(2)呈仰角α与所述进烟口 (10)连接，并且所述进烟道(2)的一侧内壁与所述烟囱筒体⑴的内衬(Ia)内壁相切并光滑连接，使得烟气经由所述进烟道( 沿切向倾斜向上地进入烟囱筒体(1)内部。
3.如权利要求1或2所述的烟 ，其特征在于，所述砌块(4)包括砌在所述烟@筒体 (1)内衬(Ia)上的本体(40)，所述导流部由所述本体00)的一个端面水平伸出所述烟囱筒体(1)的内衬(Ia)0
4.如权利要求3所述的烟囱，其特征在于，所述导流部为柱体，所述柱体的顶面 (41b)相对底面Glc)向所述本体GO)的一侧偏移，使得所述柱体的侧面形成所述斜面 Gla)，并使得所述柱体的母线与所述本体00)的所述端面平行，与所述本体GO)的所述侧面形成夹角β。
5.如权利要求4所述的烟囱，其特征在于，将一个所述砌块(4)叠置在另一个所述砌块 (4)上，并使得所述一个砌块的导流部Gl)的底面Glc)与所述另一个砌块的导流部Gl)的顶面(41b)重合，从而使得所有砌块的所述斜面(41a)平滑连接，形成所述用来使烟气呈旋转式上升的导流面(31)。
6.如权利要求3所述的烟囱，其特征在于，所述导流部伸出所述烟囱筒体(1)内衬(Ia)的长度为对应位置烟囱筒体(1)内径的0. 5% -1. 5%。
7.如权利要求6所述的烟囱，其特征在于，所述螺旋式烟气导流线(3)的底端与所述进烟口 (10)之间形成距离。
8.如权利要求7所述的烟囱，其特征在于，所述螺旋式烟气导流线(3)的顶端与所述烟囱筒体(1)顶端之间形成距离。
9.如权利要求4所述的烟囱，其特征在于，所述斜面(41a)为曲面，所述柱体的顶面 (41b)和底面Glc)为圆或椭圆的一部分。
10.如权利要求4所述的烟囱，其特征在于，0°< α彡45°，15°彡β彡75°。
全文摘要
本发明公开了一种无腐节能烟囱，包括烟囱筒体(1)，其内衬(1a)上设置有螺旋式烟气导流线(3)，其下端设置有进烟口(10)；进烟道(2)，其一端连接在进烟口(10)上通过进烟口(10)与烟囱筒体(1)内部相通；所述螺旋式烟气导流线(3)由多块具有导流部(41)的砌块(4)叠砌而成，每个砌块(4)的导流部(41)具有光滑的斜面(41a)，使得叠砌在一起的所有砌块(4)的斜面(41a)平滑连接，从而形成使烟气旋转上升的导流面(31)。使用本发明的烟囱，可降低引风机能耗20％左右，有利于节能；同时可彻底解决脱硫湿烟囱内筒和外壁的腐蚀问题。与现有烟囱相比，它节能与环保效果明显，造价更为经济。
文档编号E04H12/28GK102486064SQ20111019967
公开日2012年6月6日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者包钦丹, 张申楠, 李颖, 梁远忠 申请人:中环华创(北京)科技发展有限公司