专利名称：燃煤锅炉的均流低阻除尘系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种除尘系统，特别是一种燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，特别适用于火力发电电厂除尘。属于工业除尘设备技术领域。
背景技术：
目前，电厂燃煤锅炉产生燃煤灰分在不断加大，使进入除尘器的烟尘浓度显著提高，尤其是采用循环流化床烟气脱硫工艺之后进入除尘器之前的烟尘浓度高达600～1000g/Nm3，大大超出常规除尘器的适应范围，必须增加预除尘器的除尘量、降低烟尘浓度后再进入除尘器，因此，挖掘除尘系统的进气烟箱的除尘功能又维持其气流均布保证作用显得尤为重要，但现有除尘系统的进气烟箱结构不合理，只具有气流均布功能，没有除尘功能，而且现有除尘系统还存在以下缺点1、现有转弯曲率半径为0的90°急弯头存在的烟尘速度场、浓度场均匀性差、涡流区积灰、高速区磨损、流体阻力增大等缺点。2、现有转弯曲率半径为0的180°急弯头存在的烟尘速度场及浓度均匀性差、流体阻力增大的缺点。3、现有技术中，布气器和循环回流器两种功能件都是分开设置的，容易造成CaCl2粘结。
发明内容
本发明的目的，是提供一种燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，该除尘系统具有消除涡流、不会产生粘结、阻力损失小、除尘效率高等特点。
本发明的目的可以通过如下措施达到燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，其结构特点是包括烟道、多文丘里管布气和循环料回流组合器、上进气折角气流均布烟箱和除尘器；烟道的进风口处设有均流低阻的90°急弯头，烟道的出风口处设有均流低阻180°急弯头，多文丘里管布气和循环料回流组合器设置在均流低阻的90°急弯头和均流低阻180°急弯头之间，烟道的出风口与上进气折角气流均布烟箱的进风口连接，上进气折角气流均布烟箱的出风口与除尘器的进风口连接。
本发明的目的还可以通过如下措施达到本发明的一种实施方式是所述的多文丘里管布气和循环料回流组合器包括箱体和设置在箱体中的文丘里管组、循环料入口、内置气力斜槽和循环料回流口；所述的文丘里管组由2n支带圆喉管的方型文丘里管组成，所述文丘里管组构成循环流化床的布气器；循环料入口设置在箱本的侧面，循环料回流口与文丘里管的一个进口连通，所述循环料入口通过内置气力斜槽连通循环料回流口、形成循环料回流器。
本发明的一种实施方式是所述文丘里管组的各条文丘里管由收缩段、喉管、扩散段组成；收缩段的入口和扩散段的出口截面一样为f＝a×b；一般a＝b，圆形喉管的直径为d，截面fh=n4d2;]]>收缩段为方变圆锥台体，收缩角可以为α1＝60°～120°、长度l1=(a-b)2/tgα1;]]>扩散段为圆变方倒锥台体，扩散角α3＝14°～25°，长度l3=(a-b)2/tgα3;]]>方圆截面关系为f＝(4～10)fh，喉管长lh＝(0.5～0.30)d；单支文丘里管总长H＝l1+l2+l3。
本发明的一种实施方式是所述的气流均布烟箱为上进气折角气流均布烟箱，它由上进气折角烟箱、折板导向板组、折角板组、多孔气流分布板和下置灰斗构成；折板导向板组设置在上进气折角烟箱的进风口处，折板导向板组由若十块折板组成；折角板组设置烟箱的出风口内侧，折角板组由若干个均匀分布的折角板组成；多孔气流分布板设置在烟箱的出风口外侧。
本发明的一种实施方式是所述上进气折角烟箱的端板设置为上垂直段H1，中间斜板段H2，下垂直段H3的形状，中间斜板段H2与垂直方向夹角α＝10°～30°；根据现场上进气折角烟箱的进气口宽度B、顶板宽L、下端口宽S和除尘器电场高度H的情况，H1、H2、H3三段的比例可作适当调整，但应保证σ≤0.20；所述折板导向板组的折板的数量n由关系式B＝b(n+1)确定，折板垂直段高hn＝360～720mm，折板斜边长为450～900mm，折板垂直段与斜边之间的夹角β由关系式(180-β)＝arctg(B/H)确定；所述折角板组的折角板数量m可以由H0＝(m+1)l确定，l＝500～800mm，所述折角板的长边和短边之间呈90°折角，长边l0＝(0.5～0.7)l，短边l1＝(0.25～0.35)l，折角板长边与水平线夹角θ＝50°～70°。
本发明的一种实施方式是所述的气流均布烟箱的折板导向板组的相邻两折板之间的间距b＝300～600mm；折角板组的相邻两折角板之间的间距l＝500～800mm。
本发明的一种实施方式是前述的除尘器可以由梯槽板除尘器或梯槽板电除尘器或者袋式除尘器构成，所述除尘器可以内置在气流均布烟箱的箱体中，可以位于折角板组与多孔气流分布板之间；所述梯槽板除尘器由2～3排呈错列布置的梯槽板构成；或者所述梯槽板电除尘器可以由2～3排呈错列布置的梯槽板、放电极和电源电路构成，电源电路的电压输出端连接放电极，电源电路和接地端连接梯槽板、构成收尘极；所述梯槽板与放电极为一对一成对配置、构成一个电除尘单元。
本发明的一种实施方式是所述的梯槽板的迎风面平板A＝100～200mm、两斜边F＝(0.3～1.1)A，斜边与气流入射夹角α＝15°～45°，斜边末端的半圆弧防风钩R＝(0.05～0.1)A，沿气流方向相邻两排梯槽板之间的最小间距C，同排中两行梯槽板的中心距S1，垂直于气流方向两行梯槽板之间的最小间距B1，两排错列的放电极之间的间距S2，放电机与梯槽板的A板之间的间距为D；所述梯槽板电除尘器的开孔率B1/S1＝0.3～0.5，压缩比C/B1＝0.5。
本发明的一种实施方式是所述的均流低阻90°急弯头包括90°急弯头和灰斗，灰斗位于急弯头的下端；将90°急弯头的直角内弯设置成弧形内弯或向上倾斜式内弯，所述90°急弯头的进口处设置有呈向下倾斜的导向板组，该导向板组由若干块斜向的平面导向板组成；急弯头的出口处设置有呈向下倾斜布置的整流板组，所述整流板由若干块垂直方向的整流平板组成。
本发明的一种实施方式是所述的均流低阻的180°急弯头包括180°急弯头、水滴体状隔板、整流板组、导向板组；180°急弯头的进气口和出气口截面处各设置有一组整流板组，所述整流板组由五块整流板组成；180°急弯头的进气口和出气口截面中间设置有隔板；180°急弯头的两斜对角线处各设置有一组圆弧状导向板组，所述导向板组由五块圆弧形导向板组成；所述180°急弯头的顶部拐角处设置成斜面或弧面。
本发明的一种实施方式是所述的90°急弯头的内转弯处为内弯圆弧转弯，圆弧的半径为rn；所述的180°急弯头的两顶角处可以各设置成45°倾斜板，形成135°的钝角顶角。
本发明的有益效果是1、本发明由于将90°急弯头的直角内转弯处改为圆弧内弯或135°平板转弯，并采用进口导向板组和出口整流板组匹配，将整股转弯曲率半径为0的烟流，被n块导向板分割成(n+1)股平行小烟流，因此，进入90°急弯头的烟气既可以保持速度场均匀性σo＝(1.2～1.5)σi，又消除涡流、使阻力系数减小72％。由于将180°急弯头的两顶角处设置成45°斜顶板或弧形转弯，在进、出气口中间处设置隔板，使180°弯头内弯曲率半径由0增加到r0＝b/2，外转弯顶角由90°死角变为两个钝角；并在进气口和出气口截面处设置梯形平板整流板组，斜对角线处设置圆弧板导向板组，将转弯曲率半径为0的烟流180°转弯，并分割成(n+1)股平行小烟流，实现大的曲率半径转移。实质是将整股转弯曲率半径为0的烟流180°转弯，并分割成(n+1)股平行小烟流，实现大的曲率半径转弯角大于120°的平行转移，既可以保持速度场均匀性σ0＝(1.2～1.5)σi，又可以消除涡流，减小阻力系数。位于90°急弯头与180°急弯头之间的多文丘里管布气和循环料回流组合器，由于本发明的循环料回流口位于文丘里管扩散段入口该处湍流最强烈、静压最低、热质交换强烈，但烟温未降低，一般＞120°，Ca(OH)2与HCl化学反应成碱性氯化钙化〔CaCl2·Ca(OH)2·H2O〕不粘结，因此，不会像以往现有技术那样在60～80℃下生成粘结性、吸湿性很强CaCl2；从而使流化床以及后续烟道净化设备内不会产生粘结，保证系统连续、稳定、可靠运行。
2、本发明所用的上进气折角的气流均布烟箱，通过在上进气折角烟箱的进风口截面处设置折板导向板组，将整股烟气初步分成(n+1)股沿H0高度均匀分布的烟流；在烟箱的内腔设置折角板，将(n+1)股烟气绕折角板流动，即将主导向下的烟气改为主导水平略朝下的方向流动；绕流产生离心力使部分粗尘粒去除；由于在上进气折角的气流均布烟箱出风口处设置梯槽板除尘器或梯槽板电除尘器，利用2～3排梯槽板错列布置时所形成“迷宫”流道，承接上游主导水平并略朝下的烟气，使尘粒在较大的离心力作用下分离并沿梯槽板迎风面及背面的涡流区集中向下落入灰斗；烟气在途经多次变向、折转，掺混后已初步均匀化，再经过多孔气流分布板可以保证实现速度场均方根值σ≤0.20。烟尘受惯性力，离心力和重力沉降等作用，除尘效率达η＝30～50％，阻力损失ΔP≤150Pa。
3、本发明广泛适用于各类火力发电厂以及其他使用燃煤锅炉的场合除尘，具有良好的社会效益和经济效益。
图1是本发明具体实施例1的结构示意图。
图2是图1中均流低阻的90°急弯头的结构示意图。
图3是图1中均流低阻的180°急弯头的结构示意图。
图4是图1中上进气折角和梯槽板除尘的气流均布烟箱的结构示意图。
图5是图1中多文丘里管布气和循环料回流组合器的结构示意图。
图6是本发明具体实施例2中上进气折角和梯槽板电除尘的气流均布烟箱的结构示意图。
图7是图6中电除尘器的结构示意图。
具体实施例方式
具体实施例1图1、图2、图3、图4和图5构成本发明的具体实施例1。
参照图1，本实施例包括烟道1、多文丘里管布气和循环料回流组合器2、上进气折角气流均布烟箱3和除尘器4；所述烟道1的进风口处设有均流低阻的90°急弯头5，烟道1的出风口处设有均流低阻180°急弯头6，多文丘里管布气和循环料回流组合器2设置在均流低阻的90°急弯头5和均流低阻180°急弯头6之间，烟道1的出风口与上进气折角气流均布烟箱3的进风口连接，上进气折角气流均布烟箱3的出风口与除尘器4的进风口连接。
参照图2，所述的均流低阻的急弯头5包括90°急弯头51和灰斗54，灰斗54位于急弯头51的下端；将90°急弯头51的直角内弯设置成弧形内弯(或向上倾斜式内弯)，所述90°急弯头51的进口处(走私为H)设置有呈向下倾斜的导向板组52，该导向板组52由若干块斜向的平面导向板55组成；急弯头51的出口处(走私为B)设置有呈向下倾斜布置的整流板组53，所述整流板53由若干块垂直方向的整流平板组成；所述的急弯头的内转弯处为内弯圆弧转弯，圆弧的半径为rn＝350mm。
参照图3，所述的均流低阻的180°急弯头6包括180°急弯头61、水滴体状隔板62、整流板组63、导向板组64；180°急弯头61的进气口67和出气口68截面处各设置有一组整流板组63，所述整流板组63由五块整流板65组成；180°急弯头61的进气口67和出气口67(宽度为B)截面中间设置有隔板62；180°急弯头61的两斜对角线处各设置有一组圆弧状导向板组64，所述导向板组64由五块圆弧形导向板66组成；所述180°急弯头的顶部拐角处设置成斜面或弧面；所述的180°急弯头的两顶角处可以各设置成45°倾斜板，形成135°的钝角顶角。
参照图4，气流均布烟箱3为上进气折角气流均布烟箱，它由上进气折角烟箱31、折板导向板组32、折角板组33、多孔气流分布板35和下置灰斗36构成；折板导向板组32设置在上进气折角烟箱31的进风口处，折板导向板组32由若干块折板37组成；折角板组33设置烟箱的出风口内侧，折角板组33由若干个均匀分布的折角板34组成；多孔气流分布板35设置在烟箱的出风口外侧。所述上进气折角烟箱31的端板设置为上垂直段H1，中间斜板段H2，下垂直段H3的形状，中间斜板段H2与垂直方向夹角α＝10°～30°；根据现场上进气折角烟箱31的进气口宽度B、顶板宽L、下端口宽S和除尘器电场高度H的情况，H1、H2、H3三段的比例可作适当调整，但应保证σ≤0.20；所述折板导向板组的折板的数量n由关系式B＝b(n+1)确定，折板垂直段高hn＝360～720mm，折板斜边长为450～900mm，所述折板垂直段与斜边之间的夹角β可以由关系式(180-β)＝arctg(B/H)确定；所述折角板组的折角板数量m可以由H0＝(m+1)l确定，l＝500～800mm，所述折角板的长边和短边之间呈90°折角，长边l0＝(0.5～0.7)l，短边l1＝(0.25～0.35)l，折角板长边与水平线夹角θ＝50°～70°。H1、H2、H3三段相加等于H。
所述的气流均布烟箱3的折板导向板组32的相邻两折板37之间的间距b＝300～600mm；折角板组33的相邻两折角板之间的间距l＝500～800mm。
位于气流均布烟箱3出口处的除尘器4由梯槽板除尘器构成，所述除尘器位于折角板组33与多孔气流分布板35之间；由2～3排呈错列布置的梯槽板41构成。所述的梯槽板41的迎风面平板A＝100～200mm、两斜边F＝(0.3～1.1)A，斜边与气流入射夹角α＝15°～45°，斜边末端的半圆弧防风钩R＝(0.05～0.1)A，沿气流方向相邻两排梯槽板之间的最小间距C，同排中两行梯槽板41的中心距S1，垂直于气流方向两行梯槽板之间的最小间距B1，两排错列的放电极42之间的间距S2，放电机42与梯槽板41的A板之间的间距为D；所述梯槽板电除尘器4的开孔率B1/S1＝0.3～0.5，压缩比C/B1＝0.5。
参照图5，所述的多文丘里管布气和循环料回流组合器2包括箱体21和设置在箱体21内的文丘里管组22；循环料入口23、内置气力斜槽24和循环料回流口25；所述的文丘里管组22由2n支带圆喉管的方型文丘里管组成，所述文丘里管组构成循环流化床的布气器；箱本21侧面设有循环料入口23，文丘里管的进口处设有循环料回流口25，所述循环料入口23通过内置气力斜槽24连通循环料回流口25、形成循环料回流器。其中n＝1～4。
具体实施例2参照图6和图7，本具体实施例2的特点是位于气流均布烟箱3出口处的除尘器4由梯槽板电除尘器构成，所述电除尘器由2～3排呈错列布置的梯槽板41、放电极42和电源电路43构成，电源电路43的电压输出端连接放电极42，电源电路和接地端连接梯槽板41、构成收尘极；所述梯槽板41与放电极42为一对一成对配置、构成一个电除尘单元。其余与具体实施例1相同。
具体实施例3本具体实施例3的特点是所述除尘器4为袋式除尘器，其余与具体事实例1相同。
权利要求
1.燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，其特征是包括烟道(1)、多文丘里管布气和循环料回流组合器(2)、上进气折角气流均布烟箱(3)和除尘器(4)；烟道(1)的进风口处设有均流低阻的90°急弯头(5)，烟道(1)的出风口处设有均流低阻180°急弯头(6)，多文丘里管布气和循环料回流组合器(2)设置在均流低阻的90°急弯头(5)和均流低阻180°急弯头(6)之间，烟道(1)的出风口与上进气折角气流均布烟箱(3)的进风口连接，上进气折角气流均布烟箱(3)的出风口与除尘器(4)的进风口连接。
2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，其特征是所述的多文丘里管布气和循环料回流组合器(2)包括箱体(21)和设置在箱体(21)中的文丘里管组(22)、循环料入口(23)、内置气力斜槽(24)和循环料回流口(25)；所述的文丘里管组(22)由2n支带圆喉管的方型文丘里管组成，所述文丘里管组构成循环流化床的布气器；循环料入口(23)设置在箱本(21)的侧面，循环料回流口(25)与文丘里管的一个进口连通，所述循环料入口(23)通过内置气力斜槽(24)连通循环料回流口(25)、形成循环料回流器。
3.根据权利要求2所述的燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，其特征是所述文丘里管组的各条文丘里管由收缩段、喉管、扩散段组成；收缩段的入口和扩散段的出口截面一样为f＝a×b；一般a＝b，圆形喉管的直径为d，截面fh=n4d2;]]>收缩段为方变圆锥台体，收缩角可以为α1＝60°～120°、长度l1=(a-b)2/tgα1;]]>扩散段为圆变方倒锥台体，扩散角α3＝14°～25°，长度l3=(a-b)2/tgα3;]]>方圆截面关系为f＝(4～10)fh，喉管长lh＝(0.5～0.30)d；单支文丘里管总长H＝l1+l2+l3。
4.根据权利要求1所述的燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，其特征是所述的气流均布烟箱(3)为上进气折角气流均布烟箱，它由上进气折角烟箱(31)、折板导向板组(32)、折角板组(33)、多孔气流分布板(35)和下置灰斗(36)构成；折板导向板组(32)设置在上进气折角烟箱(31)的进风口处，折板导向板组(32)由若干块折板(37)组成；折角板组(33)设置烟箱的出风口内侧，折角板组(33)由若干个均匀分布的折角板(34)组成；多孔气流分布板(35)设置在烟箱的出风口外侧。
5.根据权利要求4所述的燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，其特征是所述上进气折角烟箱(31)的端板设置为上垂直段H1，中间斜板段H2，下垂直段H3的形状，中间斜板段H2与垂直方向夹角α＝10°～30°；折板导向板组折板的数量n由关系式B＝b(n+1)确定，折板垂直段与斜边之间的夹角β由关系式(180-β)＝arctg(B/H)确定；折板垂直段高hn＝360～720mm，折板斜边长为450～900mm，所述折角板组的折角板数量m由H0＝(m+1)l确定，l＝500～800mm，所述折角板的长边和短边之间呈90°折角，长边l0＝(0.5～0.7)l，短边l1＝(0.25～0.35)l，折角板长边与水平线夹角θ＝50°～70°。
6.根据权利要求4或5所述的燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，其特征是所述的气流均布烟箱(3)的折板导向板组(32)的相邻两折板(37)之间的间距b＝300～600mm；折角板组33的相邻两折角板之间的间距l＝500～800mm。
7.根据权利要求4所述的燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，其特征是前述的除尘器(4)由梯槽板除尘器或梯槽板电除尘器或者袋式除尘器构成，所述除尘器(4)内置在气流均布烟箱(3)的箱体中，位于折角板组(33)与多孔气流分布板(35)之间；所述梯槽板除尘器(4)由2～3排呈错列布置的梯槽板(41)构成；或者所述梯槽板电除尘器(4)由2～3排呈错列布置的梯槽板(41)、放电极(42)和电源电路(43)构成，电源电路(43)的电压输出端连接放电极(42)，电源电路和接地端连接梯槽板(41)、构成收尘极；所述梯槽板(41)与放电极(42)为一对一成对配置、构成一个电除尘单元。
8.根据权利要求1所述的燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，其特征是所述的均流低阻90°急弯头(5)包括90°急弯头(51)和灰斗(54)，灰斗(54)位于急弯头(51)的下端；将90°急弯头(51)的直角内弯设置成弧形内弯或向上倾斜式内弯，所述90°急弯头(51)的进口处设置有呈向下倾斜的导向板组(52)，该导向板组(52)由若干块斜向的平面导向板(55)组成；急弯头(51)的出口处设置有呈向下倾斜布置的整流板组(53)，所述整流板(53)由若干块垂直方向的整流平板组成。
9.根据权利要求4所述的燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，其特征是所述的均流低阻的180°急弯头(6)包括180°急弯头(61)、水滴体状隔板(62)、整流板组(63)、导向板组(64)；180°急弯头(61)的进气口(67)和出气口(68)截面处各设置有一组整流板组(63)，所述整流板组(63)由五块整流板(65)组成；180°急弯头(61)的进气口(67)和出气口(67)截面中间设置有隔板(62)；180°急弯头(61)的两斜对角线处各设置有一组圆弧状导向板组(64)，所述导向板组(64)由五块圆弧形导向板(66)组成；所述180°急弯头的顶部拐角处设置成斜面或弧面。
10.根据权利要求1所述的燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，其特征是所述90°急弯头(5)的内转弯处为内弯圆弧转弯，圆弧的半径为rn；180°急弯头(6)的两顶角处可以各设置成45°倾斜板，形成135°的钝角顶角。
全文摘要
本发明涉及燃煤锅炉的均流低阻除尘系统，其特征是包括烟道(1)、多文丘里管布气和循环料回流组合器(2)、上进气折角气流均布烟箱(3)和除尘器(4)；烟道(1)的进风口处设有均流低阻的90°急弯头(5)，烟道(1)的出风口处设有均流低阻180°急弯头(6)，多文丘里管布气和循环料回流组合器(2)设置在均流低阻的90°急弯头(5)和均流低阻180°急弯头(6)之间，烟道(1)的出风口与上进气折角气流均布烟箱(3)的进风口连接，上进气折角气流均布烟箱(3)的出风口与除尘器(4)的进风口连接。本发明既可以保持速度场均匀性，又消除涡流、使阻力系数减小72％，可保证保证系统连续、稳定、可靠运行，除尘效率达η＝30～50％，阻力损失ΔP≤150Pa。广泛适用各种燃煤锅炉，特别是火力发电电厂除尘。
文档编号F23J15/02GK101033848SQ20061012408
公开日2007年9月12日 申请日期2006年12月6日 优先权日2006年12月6日
发明者陈国榘, 余鸿 申请人:广州市粤首实业有限公司