一种减少省煤器磨损的新式外罩的制作方法

本发明涉及一种减少省煤器磨损的新式外罩，属于冶金设备技术领域。

背景技术：

目前的省煤器由水平布置的并联管道组成，管道的弯折部为弯管，多个管道弯折形成管列。由于省煤器处于高尘区工作，尤其是省煤器在低温电除尘技术中的应用，省煤器布置在空预器和除尘器之间(除尘器之前的烟道)，更易产生磨损问题。易磨损区域除了进口几列管的迎风面，还有出现烟气走廊的位置，以及换热管的弯管部位。烟气走廊的形成是由于换热管组与壁面间的通道相对换热管组内的通道阻力较小，烟气更易在换热管组与壁面间的通道通过，因此烟气量大，携带的颗粒量也大，造成烟气走廊部位的换热管侵蚀量也大；另外，壁面反弹颗粒，便使邻近壁面的换热管侵蚀情况更加严重。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种减少省煤器磨损的新式外罩，该新式外罩可直接化解传统布置中弯管部分易受磨损的情况以及破坏烟气走廊减弱烟气颗粒对换热管的磨损。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种减少省煤器磨损的新式外罩，其包括上护板、下护板、左侧板和右侧板；其中，所述上护板和下护板包括交替连接的弧形部分和平直部分，上护板和下护板分别设于省煤器内的整体换热管的直管部分的上方和下方，所述左侧板和右侧板设有与换热管垂直截面对应的多个通孔，所述左侧板和右侧板穿过并布置在换热管中直管与弯管的连接部位；上护板和上护板的两端分别与左侧板右侧板密封连接。因此，上、下护板和左、右侧板构成烟气通道，将换热管的弯管部分布置在烟气通道之外，使换热管的直管部分发挥换热作用。

在一个优选的实施方案中，所述左侧板、右侧板与换热管的连接以及左侧板、右侧板与上护板和下护板的连接，均采用焊接。焊接后对连接处进行搪瓷处理，提高连接处的耐腐蚀性、耐磨性和耐热性，并保证密封性。

在一个优选的实施方案中，所述上护板、下护板的弧形部分和平直部分的结构尺寸包括弧形半径d5、弧形部分宽度d7和平直部分宽度d6，根据换热管布置的参数：换热管外径d1、列间间距d2、行间间距d3，分别进行设定。

在一个优选的实施方案中，

所述弧形半径d5应满足：d5＝a×(d1+d2)，a为常数，取值范围是0＜a＜1；

所述弧形部分宽度d7应满足：

所述平直部分宽度d6应满足：

在一个优选的实施方案中，所述上护板、下护板的弧形部分的结构尺寸还包括弧形夹角θ，所述弧形夹角θ应符合：90°≤θ≤180°。

在一个优选的实施方案中，所述上护板和下护板的弧形部分与所对应的换热管列正对；平直部分与换热管列间隙正对。

在一个优选的实施方案中，所述上护板、下护板和左侧板、右侧板面向换热管直管部分的表面，进行搪瓷处理，以提高表面的耐腐蚀性、耐磨性和耐热性。

其中，上述的上护板、下护板和左侧板、右侧板的命名，并不代表安装的绝对方位，仅代表与换热管特定结构的相对位置。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提供的减少省煤器磨损的新式外罩，将换热管中易受磨损的弯管部分布置在烟道之外，以达到直接化解弯管部分磨损的目的；布置具有特定弧形形状的上护板及下护板与直管部分配合，可以破坏烟气走廊、降低烟气速度、吸收颗粒动能，从而减弱在烟气走廊发生部位烟气颗粒对换热管的磨损。

附图说明

图1为本发明一优选实施例的减少省煤器磨损的新式外罩示意图；

图2为以局部上护板为例的弧形部分和平直部分的结构尺寸示意图；

图3为传统省煤器简化模型立体示意图；

图4为传统省煤器简化模型截面图；

图5为本发明的改进后省煤器简化模型截面图；

图6为模拟传统情况省煤器的侵蚀率云图；

图7为本发明的改进后省煤器的侵蚀率云图；

图8为本发明的改进后每行换热管侵蚀率总量与传统情况的对比。

【附图标记说明】

1：上护板；

2：下护板；

3：左侧板；

4：右侧板；

5：换热管的直管部分；

6：左侧换热管的弯管部分；

7：右侧换热管的弯管部分；

8：弧形部分；

9：平直部分；

d1：换热管外径；

d2：换热管列间间距；

d3：换热管行间间距；

d4：位于边缘的换热管与护板间距离；

d5：弧形部分的半径；

θ：弧形部分的夹角

d6：平直部分的宽度；

d7：弧形部分的宽度。

具体实施方式

为了解决省煤器中换热管的弯管部分易受磨损，以及发生烟气走廊的部位磨损情况较重的问题。本发明通过由上、下护板和左、右侧板构成烟气通道，并将换热管的弯管部分布置在烟道之外，使弯管部分免于受到烟气的磨损；具有特定弧形形状的上、下护板，可以破坏烟气走廊，降低气速，吸收颗粒动能，从而使位于烟气走廊部位的换热管侵蚀情况减轻。

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

一种减少省煤器磨损的新式外罩，其结构示意图如图1所示，其主要包括上护板1、下护板2、左侧板3和右侧板4，上护板1和下护板2为弧形部分与平直部分交替连接形成，上护板1和下护板2设于(省煤器内的)整体换热管的直管部分的上方和下方；左侧板3和右侧板4设有与换热管垂直截面对应的多个通孔，左侧板3和右侧板4设于换热管的弯管部分与直管的连接部位，通过通孔穿过换热管，以此将换热管分为一个直管部分5和两个弯管部分即左侧换热管的弯管部分6和右侧换热管的弯管部分7。并将带有特定弧形形状的上护板1和下护板2，沿着的上侧板3和下侧板4边缘布置在换热管直管部分5的上方和下方，上护板1与左侧板3和右侧板4及下护板2密封连接，由此，上护板1、下护板2和左侧板3、右侧板4构成烟气通道。将换热管的弯管部分6布置在烟气通道之外，可以使弯管部分6直接避免烟气中颗粒的冲击磨损；留在烟气通道内的直管部分5发挥换热作用。由于换热管面积中弯管部分6只占很小的比例，所以该做法能够在保留较大换热面积的情况下，保护易受侵蚀的弯管部分。

在左侧板3、右侧板4与换热管的连接以及左侧板3、右侧板4与上护板1、下护板2的连接中，均可采用焊接并保证密封，使烟气不能外逸。

根据换热管布置的参数包括换热管外径d1、列间间距d2、行间间距d3，对于上护板1、下护板2的弧形部分8和平直部分9的结构尺寸具体包括，弧形夹角θ、弧形半径d5、弧形部分宽度d7、平直部分宽度d6，都具有特定的规格。以上护板1局部为例，弧形部分8和平直部分9的结构尺寸，其示意图如图2所示；具体的定量关系为(1)～(4)。

弧形夹角θ：90°≤θ≤180°(1)

弧形半径d5：d5＝a×(d1+d2)，a为常数，取值范围是0＜a＜1(2)

弧形部分宽度d7：

平直部分宽度d6：

如图2所示，关于上护板1和下护板2的安装，弧形部分8与所对应的换热管列正对；平直部分9与换热管列间隙正对。

通过上述对上护板1和下护板2的布置，可以使局部增大(靠近壁面的)换热管与壁面间的距离，即使烟气的局部流通截面积增大，速度降低。并且，弧形形状可起到拦截、滞留颗粒的作用，可减少烟气颗粒量并且吸收撞击弧形区域的颗粒的部分动能。因此，该种弧形的设置可以破坏烟气走廊位置的直管部分5的磨损。

上护板1、下护板2和左侧板3、右侧板4围成烟气通道，烟气通道内侧即面向换热管直管部分的面，应进行搪瓷处理。以提高烟气通道内壁的耐磨性和耐高温性。

为了验证，采用弧形形状的上护板1和下护板2后对直管部分5的减少磨损有效，故采用商业软件ansysfluent19.1中的离散相模型(discretephasemodel)对省煤器内烟气流过换热管直管部分5造成的侵蚀情况进行数值模拟。

传统省煤器简化模型采用上、下护板为直型，如图3所示；对应图4为传统省煤器简化模型截面图；本发明的改进后省煤器简化模型的截面图如图5所示；模拟建模涉及到的参数如表1所示。

表1模拟建模涉及到的参数

数值模拟结果收敛后，可得到以下结果。图6为模拟传统情况省煤器的侵蚀率云图，图7为改进后省煤器的侵蚀率云图。通过对比可以看出改进后的发生烟气走廊部位的换热管的侵蚀量明显低于传统情况的侵蚀量。

为了更加直观的看出改进后的影响，特意统计了两种情况下每行换热管的总侵蚀率并作出了对比。如图8所示，可以明显看到在改进之后第1行和第10行的侵蚀总量明显降低。

根据以上的模拟验证，可以得出：本发明提供的具有特定弧形形状的上护板1和下护板2，对烟气走廊部位的换热管侵蚀程度有明显的降低。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。