一种用于减少锅炉烟风道系统阻力的方法与流程

[0001]
本发明涉及锅炉风道技术领域，具体为一种用于减少锅炉烟风道系统阻力的方法。


背景技术：

[0002]
电站锅炉烟风系统能耗约占厂用电的30％左右，严重影响锅炉整体运行经济性，其中流体在管道中流动时与管壁之间的摩擦阻力是增加风机能耗的主要原因。目前电厂在降低烟风系统能耗方面的措施主要有：(1)在烟风道急转弯处安装导流板；(2)在除尘器出口加装叶片式导流器；(3)风道进行堵漏风。上述方法仅能用来降低烟风系统局部阻力，针对降低烟风系统沿程阻力仍然缺乏有效措施。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的是：针对现有技术中烟风系统锅炉整体运行效率低的问题，提出一种用于减少锅炉烟风道系统阻力的方法。
[0004]
本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：
[0005]
一种用于减少锅炉烟风道系统阻力的方法，包括以下步骤：
[0006]
步骤一：通过烟风道内流体湍流边界层厚度确定v型扰流肋片的高度h和相邻的两个v型扰流肋片之间的距离s；
[0007]
步骤二：通过控制无量纲参数的比值，即h/s，并结合cfd数值得到控制参数；
[0008]
步骤三：根据控制参数在烟风道内布置v型扰流肋片。
[0009]
进一步的，所述步骤一中v型扰流肋片的高度h获取步骤为：
[0010]
首先获取烟风道内流体流动速度，然后根据烟风道内流体流动速度得到烟风道内湍流边界层厚度，并根据烟风道内湍流边界层厚度确定v型扰流肋片的高度h。
[0011]
进一步的，所述烟风道内湍流边界层厚度通过平板湍流边界层计算方法得到。
[0012]
进一步的，所述烟风道内湍流边界层厚度的具体获取步骤为：
[0013]
将平板边缘处作为坐标原点，沿着平板方向为x轴，边界层厚度的表达式为：
[0014][0015]
式中，δ表示边界层厚度，υ表示流体运动粘度，v
∞
表示来流速度。
[0016]
进一步的，所述v型扰流肋片的高度h和相邻的两个v型扰流肋片之间的距离s通过先验知识获取。
[0017]
进一步的，所述v型扰流肋片为多个。
[0018]
进一步的，所述多个v型扰流肋片间断式布置。
[0019]
进一步的，所述方法还包括步骤四：通过相对减阻量对烟风道系统阻力进行检测。
[0020]
进一步的，所述相对减阻量表示为：
[0021][0022]
σ为相对减阻量；f1为控制前光滑表面所受总阻力；f2为控制后减阻肋条表面所受总阻力。
[0023]
本发明的有益效果是：
[0024]
通过在烟风道内布置v型肋片，降低烟风道内气体流动过程中管道内部的摩擦阻力，从而降低烟风系统能耗，提高锅炉整体运行效率。本申请通过控制其他变量不变，改变h/s的值，找到最佳控制值，最佳减阻率可达到10.2％。
[0025]
由于局部肋片可沿流动方向下游保持一定距离的控制效果，因此只需间断式布置，无需连续。
附图说明
[0026]
图1是本发明的整体布置图；
[0027]
图2为本发明的a部放大图；
[0028]
图3为本发明多个v型扰流肋片间的布置示意图。
具体实施方式
[0029]
需要特别说明的是，在不冲突的情况下，本申请公开的各个实施方式之间可以相互组合。
[0030]
具体实施方式一：参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于减少锅炉烟风道系统阻力的方法，包括以下步骤：
[0031]
步骤一：通过烟风道内流体湍流边界层厚度确定v型扰流肋片的高度h和相邻的两个v型扰流肋片之间的距离s；
[0032]
步骤二：通过控制无量纲参数的比值，即h/s，并结合cfd数值得到控制参数；
[0033]
步骤三：根据控制参数在烟风道内布置v型扰流肋片。
[0034]
本申请的具体思路为：
[0035]
在烟风道1内布置v型扰流肋片，如图3所示，对烟风道内流体流动进行干扰，从而达到降低流体与管道内部的摩擦阻力的目的。影响控制效果的主要参数为肋片高度h，和相邻肋片之间的距离s，通过控制无量纲参数h/s的比值，结合cfd模拟计算，得到最佳控制参数，从而得到最佳减阻效果。
[0036]
首先，需要根据烟风道内流体流动速度，计算烟风道内湍流边界层厚度，从而确定h的取值范围，矩形烟风道内流体的湍流边界层厚度计算，可采用平板湍流边界层计算方法，将坐标原点取在平板边缘处，x轴沿着平板方向，计算公式如下：
[0037][0038]
式中，δ表示边界层厚度；
[0039]
υ表示流体运动粘度
[0040]
v
∞
表示来流速度
[0041]
本发明利用相对减阻量来评定肋条表面的减阻效果。相对减阻量定义为:
[0042][0043]
其中，σ为相对减阻量；f1为控制前光滑表面所受总阻力；f2为控制后减阻肋条表面所受总阻力。
[0044]
通过控制其他变量不变，改变h/s的值，找到最佳控制值，最佳减阻率可达到10.2％。
[0045]
由于局部肋片可沿流动方向下游保持一定距离的控制效果，因此只需间断式布置，无需连续。
[0046]
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一的进一步说明，本实施方式与具体实施方式一的区别是所述步骤一中v型扰流肋片的高度h获取步骤为：
[0047]
首先获取烟风道内流体流动速度，然后根据烟风道内流体流动速度得到烟风道内湍流边界层厚度，并根据烟风道内湍流边界层厚度确定v型扰流肋片的高度h。
[0048]
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二的进一步说明，本实施方式与具体实施方式二的区别是所述烟风道内湍流边界层厚度通过平板湍流边界层计算方法得到。
[0049]
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三的进一步说明，本实施方式与具体实施方式三的区别是所述烟风道内湍流边界层厚度的具体获取步骤为：
[0050]
将平板边缘处作为坐标原点，沿着平板方向为x轴，边界层厚度的表达式为：
[0051][0052]
式中，δ表示边界层厚度，υ表示流体运动粘度，v
∞
表示来流速度。
[0053]
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式四的进一步说明，本实施方式与具体实施方式四的区别是所述v型扰流肋片的高度h和相邻的两个v型扰流肋片之间的距离s通过先验知识获取。
[0054]
具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式五的进一步说明，本实施方式与具体实施方式五的区别是所述v型扰流肋片为多个。
[0055]
具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式六的进一步说明，本实施方式与具体实施方式六的区别是所述多个v型扰流肋片间断式布置。
[0056]
具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式七的进一步说明，本实施方式与具体实施方式七的区别是所述方法还包括步骤四：通过相对减阻量对烟风道系统阻力进行检测。
[0057]
具体实施方式九：本实施方式是对具体实施方式八的进一步说明，本实施方式与具体实施方式八的区别是所述风道系统阻力通过相对减阻量体现，所述相对减阻量表示为：
[0058][0059]
σ为相对减阻量；f1为控制前光滑表面所受总阻力；f2为控制后减阻肋条表面所受
总阻力。
[0060]
需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不能以此限定权利保护范围。凡根据本发明权利要求书和说明书所做的仅仅是局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。