均流装置和煤粉炉的制作方法

1.本发明涉及燃烧设备技术领域，具体地，涉及一种均流装置和应用该均流装置的煤粉炉。


背景技术：

2.煤粉炉是以煤粉为燃料的锅炉设备，具有燃烧迅速、完全、容量大、效率高、适应煤种广，便于控制调节等优点，煤粉炉将煤粉和空气均匀混合后送入燃烧室，使煤粉炉的固体燃料在悬浮状态下燃烧。相关技术中的煤粉炉的煤粉燃烧不充分，燃烧效率不高。


技术实现要素：

3.本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
4.相关技术中的煤粉进入燃烧室之前受重力的影响积聚在进入燃烧室的气流的下部，从而煤粉在空气中的分布不均匀，降低了煤粉的燃烧效率。
5.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种均流装置，该均流装置具有能够将煤粉均匀混合至气流中的优点。
6.本发明实施例还提出一种煤粉炉。
7.本发明实施例的均流装置包括弯管段和直管段，所述弯管段设于所述直管段的上游并与所述直管段的一端相连，所述直管段的另一端适于与燃烧室相连以供气流携带煤粉进入燃烧室中；扰流组件，所述扰流组件位于所述直管段内壁远离所述弯管段的曲率中心的一侧，以适于扰动从所述弯管段中流向所述直管段中的气流；均流组件，所述均流组件设于所述直管段内以适于扰动所述直管段中的气流以使所述直管段内气流中的成分均匀分布。
8.本发明实施例的均流装置具有能够将煤粉均匀混合至气流中的优点。
9.在一些实施例中，所述扰流组件包括扰流部，所述扰流部从所述直管段的内壁凸向所述直管段内，所述扰流部的一端与所述弯管段相连。
10.在一些实施例中，所述扰流部的高度尺寸沿着所述直管段内的气流方向逐渐增大。
11.在一些实施例中，所述均流组件包括锥形部，所述锥形部设于所述直管段内且所述锥形部沿着所述直管段的长度方向延伸，所述锥形部适于在所述锥形部的下游形成涡流以增加所述直管段内气流的湍流度。
12.在一些实施例中，所述锥形部包括迎风段和背风段，所述迎风段位于所述背风段的上游，所述背风段的直径沿着所述直管段内的气流流向逐渐减小以适于减小所述锥形部对所述直管段内气流的阻力。
13.在一些实施例中，所述均流组件包括均流环，所述均流环设于所述锥形部的外周侧，且所述均流环的进气端的截面积小于所述均流环出气端的截面积。
14.在一些实施例中，所述均流环与所述迎风段之间具有第一气流通道，所述第一气
流通道沿着所述迎风段的周向闭合延伸，所述第一气流通道的宽度尺寸沿着所述均流环内的气流流向逐渐减小。
15.在一些实施例中，所述均流环与所述背风段之间具有第二气流通道，所述第二气流通道位于所述第一气流通道的下游，所述第二气流通道沿着所述背风段的周向闭合延伸，所述第二气流通道的宽度尺寸沿着所述均流环内的气流流向逐渐减增大。
16.在一些实施例中，所述均流环进气端的外径小于所述均流环出气端的外径。
17.本发明实施例的煤粉炉包括供料装置、均流装置和燃烧室，所述均流装置可以为根据上述任一实施例中的均流装置，所述均流装置连接在所述供料装置和所述燃烧室之间。
附图说明
18.图1是本发明实施例的均流装置的剖视示意图。
19.图2是本发明实施例的均流装置的均流组件的局部放大图。
20.附图标记：
21.弯管段1；直管段2；
22.扰流组件3；扰流部31；
23.均流组件4；锥形部41；迎风段411；背风段412；均流环42；进气端421；出气端422；第一气流通道401；第二气流通道402。
具体实施方式
24.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
25.下面结合图1和图2描述本发明实施例的均流装置。
26.本发明实施例的均流装置包括弯管段1、直管段2、扰流组件3和均流组件4。
27.弯管段1设于直管段2的上游并与直管段2的一端相连，直管段2的另一端适于与燃烧室相连以供气流携带煤粉进入燃烧室中。
28.具体地，弯管段1与直管段2相连，弯管段1的延伸轨迹为弧形，且直管段2的延伸方向与弯管段1的延伸轨迹相切，即直管段2沿着直管段2与弯管段1相连处的弯管段1的切向延伸，以供气流从弯管段1中流至直管段2中，当气流在弯管段1中向直管段2流动时，受到离心作用的影响，气流中混杂的煤粉等颗粒积聚在弯管段1背离其曲率中心的一侧，沿着如图1中a路径流动，气流中密度较小的空气沿着图1中b方向流动，从而使气流中的煤粉等密度较大的成分分布不均匀。
29.扰流组件3位于直管段2内壁远离弯管段1的曲率中心的一侧，以适于扰动从弯管段1中流向直管段2中的气流。
30.具体地，如图1中的a点所示，弯管段1的曲率中心即为弯管段1延伸路径外与弯管段1的各处的距离相同的点，弯管段1的曲率中心与弯管段1位于直管段2轴线的同一侧，扰流组件3设于直管段2的内壁，且扰流组件3位于直管段2背离弯管段1曲率中心的一侧，当气流沿着弯管段1流动时，气流中密度较大的部分会在离心作用的影响下积聚在弯管段1背离弯管段1延伸路径的曲率中心的一侧，当气流从弯管段1进入直管段2后，气流中密度较大的
成分会积聚在直管段2背离弯管段1的曲率中心的一侧，扰流组件3设在气流中密度较大的成分积聚的位置，当气流在直管段2中流动时，扰流组件3扰动气流，使气流中的煤粉等密度较大的成分被扰动，从而均匀地分布在气流中。
31.均流组件4设于直管段2内以适于扰动直管段2中的气流以使直管段2内气流中的成分均匀分布。
32.具体地，均流组件4设于直管段2内，当气流流经均流组件4时，均流组件4扰动直管段2内的气流，增加直管段2内的气流的湍流度，将直管段2内的气流从层流改为湍流，使气流在流动过程中搅动气流中的各个成分，从而使气流中的各个成分均匀分布在气流中。
33.本发明实施例的均流装置通过在直管段2中设置扰流组件3扰动气流中的煤粉等密度较大的部分，当气流经过弯管段1进入直管段2时，避免气流中的煤粉等密度较大的部分在直管段2内积聚，使煤粉均匀分布于气流中，从而提高煤粉的燃烧效率；通过在直管段2中设置均流组件4，当直管段2内的气流沿直线流动时，避免直管段2内的气流层流流动时煤粉等密度较大的部分在重力等作用的影响下在直管段2内积聚分布，使煤粉等密度较大的成分在直管段2内的气流中均匀分布，当直管段2内的气流流至燃烧器内时提高了煤粉的燃烧效率。从而使本发明实施例的均流装置具有能够将煤粉均匀混合至气流中的优点。
34.在一些实施例中，扰流组件3包括扰流部31，扰流部31从直管段2的内壁凸向直管段2内，扰流部31的一端与弯管段1相连。
35.具体地，扰流部31为凸起结构，扰流部31的一端与直管段2的内壁相连，扰流部31的另一端延伸至直管段2内，扰流部31具有迎风端，迎风端适于扰动从弯管段1中流至直管段2内的气流，扰流部31的迎风端设于弯管段1与直管段2的连接处。
36.由此，扰流部31从直管段2背离弯管段1延伸路径的曲率中心的一侧的内壁延伸至直管段2的内腔中，当气流从弯管段1流至直管段2中时，气流中的煤粉等密度较大的部分会在离心作用的影响下偏移至弯管段1背离弯管段1延伸路径的曲率中心的一侧，当气流进入直管段2时，扰流部31可以扰动气流中背离弯管段1延伸路径的曲率中心的部分，从而将此处积聚的煤粉等密度较大的部分扰动至气流中的其他部分，将煤粉搅动至在气流中均匀分布。
37.在一些实施例中，扰流部31的高度尺寸沿着直管段2内的气流方向逐渐增大。
38.具体地，扰流部31的高度尺寸即为扰流部31表面某处与直管段2背离弯管段1延伸路径的曲率中心一侧的内壁的最小距离，扰流部31的高度尺寸沿着直管段2内的气流方向逐渐增大即扰流部31具有迎风面，迎风面相对于直管段2内的气流流向倾斜布置。
39.由此，当直管段2内的气流背离弯管段1延伸路径的曲率中心的部分流经扰流部31的迎风面时，此部分的气流在扰流部31的迎风面的影响下沿着如图2中c路径流向直管段2内的中心位置，使气流中的煤粉等质量较大的部分分散至直管段2靠近弯管段1延伸路径的曲率中心的一侧的气流中，从而使煤粉等密度较大的部分在直管段2内均匀分布。
40.在一些实施例中，均流组件4包括锥形部41，锥形部41设于直管段2内且锥形部41沿着直管段2的长度方向延伸，锥形部41适于在锥形部41的下游形成涡流以增加直管段2内气流的湍流度。
41.具体地，均流组件4设于直管段2内，均流组件4与直管段2同轴延伸，均流组件4沿着直管段2的周向圆周延伸，锥形部41的轴线与直管段2的轴线重合布置，锥形部41的直径
沿着直管段2内的气流流向逐渐增加。
42.由此，当直管段2内的气流流经锥形部41的表面时，气流沿着锥形部41的表面流动并在锥形部41的下游形成如图2中d路径的涡流，从而提高了直管段2内在锥形部41下游的空气的湍流度，使直管段2内气流中的密度较大的部分子在直管段2内均匀分布。
43.在一些实施例中，锥形部41包括迎风段411和背风段412，迎风段411位于背风段412的上游，背风段412的直径沿着直管段2内的气流流向逐渐减小以适于减小锥形部41对直管段2内气流的阻力。
44.具体地，迎风段411的一端与背风段412相连，且迎风段411位于背风段412朝向弯管段1的一侧，沿着直管段2内气流的流向，锥形部41的迎风段411的直径逐渐增加，锥形部41的背风段412的直径逐渐减小，且迎风段411与背风段412相连处的直径与背风段412与迎风段411相连处的直径相同。
45.由此，当直管段2内的气流流经锥形部41的背风段412时，背风段412能够有效减小在锥形部41下游由于涡流形成的真空区的大小，从而降低了直管段2内的气流流经锥形部41时的阻力，在使气流中的各个成分均匀分布的同时降低了气流在直管段2内流动的阻力。
46.在一些实施例中，均流组件4包括均流环42，均流环42设于锥形部41的外周侧，且均流环42的进气端421的截面积小于均流环42出气端422的截面积。
47.具体地，均流环42沿着锥形部41的周向闭合延伸，且均流环42沿着直管段2内气流的流向延伸，直管段2内的气流在流经均流环42时，部分气流可以从均流环42与直管段2内壁之间流动，部分气流从均流环42与锥形部41之间流动。
48.由此，当直管段2内的气流从均流环42与锥形部41之间流动时，由于均流环42的进气端421的截面积小于均流环42出气端422的截面积，使从均流环42中流出的空气的流速大于流入均流环42中的空气的流速，即从均流环42与锥形部41之间流经的气流的流速大于从均流环42与直管段2的内壁之间流经的气流的流速，使气流在气流的流向上具有不同的流速梯度，从而气流中的各个成分可以在气流的流向方向上均匀布置。
49.在一些实施例中，均流环42与迎风段411之间具有第一气流通道401，第一气流通道401沿着迎风段411的周向闭合延伸，第一气流通道401的宽度尺寸沿着均流环42内的气流流向逐渐减小。
50.具体地，均流环42设于锥形部41的外周侧并沿着锥形部41的周向闭合延伸，第一气流通道401的宽度尺寸即为均流环42内壁的任意一点与迎风段411在沿着垂直于直管段2内气流流向方向的一点的距离，第一气流通道401的宽度尺寸沿着锥形部41的周向处处相同，如图2中所示的w1即为第一气流通道401的宽度尺寸。
51.均流环42的内径沿着直管段2内的气流流向逐渐减小，迎风段411的直径沿着直管段2内的气流流向逐渐增大，沿着直管段2内气流的流向迎风段411的表面与均流环42的内径逐渐靠近，第一气流通道401的宽度尺寸逐渐减小，从而气流在经过迎风段411与均流环42时气流的截面积逐渐减小。
52.由此，气流在经过迎风段411与均流环42时气流的截面积逐渐减小，从而增加气流流经均流环42与迎风段411时的流速，使气流内部各处的流速不同，提高了气流的湍流度从而使气流内各个成分均匀分布。
53.在一些实施例中，均流环42与背风段412之间具有第二气流通道402，第二气流通
道402位于第一气流通道401的下游，第二气流通道402沿着背风段412的周向闭合延伸，第二气流通道402的宽度尺寸沿着均流环42内的气流流向逐渐减增大。
54.具体地，第二气流通道402的宽度尺寸即为均流环42内壁的任意一点与背风段412在沿着垂直于直管段2内气流流向方向的一点的距离，第二气流通道402的宽度尺寸沿着锥形部41的周向处处相同，如图2中所示的w2即为第二气流通道402的宽度尺寸。
55.均流环42的内径沿着直管段2内的气流流向逐渐减小，背风段412的直径沿着直管段2内的气流流向逐渐减小，且沿着直管段2内气流的流向背风段412的表面与均流环42的内径逐渐远离，使第二气流通道402的宽度尺寸逐渐增大，从而气流在经过背风段412与均流环42时气流的截面积逐渐增大。
56.由此，气流在经过迎风段411与均流环42时气流的截面积逐渐减小，气流在经过背风段412与均流环42时气流的截面积逐渐增大，从而气流经过迎风段411和背风段412时产生文丘里效应，增加气流流经锥形部41与均流环42之间的流速，使气流内部各处的流速不同，提高了气流的湍流度从而使气流内各个成分均匀分布。
57.在一些实施例中，均流环42进气端421的外径小于均流环42出气端422的外径。
58.具体地，均流环42的厚度均匀布置，均流环42的进气端421即均流环42朝向弯管段1的一端，均流环42的出气端422即为均流环42背离弯管段1的一端，进气端421的外径小于均流环42出气端422的外径，直管段2的直径处处相同。
59.由此，当气流从均流管的外周侧流过均流管时，气流的节流面积减少，从而增加了气流流经均流管的出气端422外周侧的流速，均流管出气端422内侧的气流节流面积增大，气流的流速降低，在均流管的出气端422的内侧即图2中b区域形成真空区域，将从均流管的出气端422的外周侧流出的气流吸引至均流管出气端422的内侧，从而破坏了从均流管的外周侧的空气的层流结构，增加了直管段2内气流的湍流度，使直管段2内气流中煤粉等密度较大的成分沿径向均匀分布。
60.本发明实施例的煤粉炉包括供料装置、均流装置和燃烧室，均流装置可以为根据上述任一实施例中的均流装置，均流装置连接在供料装置和燃烧室之间。
61.具体地，供料装置、均流装置和燃烧室均匀布置，供料装置将煤粉与高速气流混合形成一次风，一次风经过均流装置后一次风中的煤粉在一次风中均匀分布并送入燃烧室内，在燃烧室内煤粉充分燃烧。
62.由此，一次风经过均流装置后煤粉与空气分布均匀，从而在燃烧时提高了煤粉的燃烧效率，减少了飞灰，提高了本发明实施例的煤粉炉的燃烧效率。
63.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
64.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
65.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
66.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
67.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
68.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。