一种矩体迷宫型定向风帽的制作方法

1.本实用新型涉及一种风帽，尤其涉及一种用于循环流化床锅炉的风帽。


背景技术：

2.作为一种燃料适应性广、负荷调节比大、污染物排放量低的洁净燃烧发电技术，循环流化床锅炉在国内外得到了飞速发展。循环流化床锅炉的安全经济运行受到多方面因素的制约，其中重要的一点就是需要建立起稳定的物料循环，布风板上的风帽对于实现物料流化具有重要意义。循环流化床锅炉的炉膛底层布风装置由布风板和风帽组成，风帽组件按照一定排列方式布置于布风板上，作用是使一次风尽可能均匀地进入炉膛底层，使床料均匀流化，燃烧充分。如果风帽设计、布置不当很容易出现床料流化不均匀、风室漏渣、床层结焦等问题，许多运行一段时间后的循环流化床锅炉都出现过风帽磨损和风室漏渣问题。风帽磨损后严重影响机组正常运行，增加了检修维护工作量和运行成本；风帽漏渣时大量炽热的灰渣泄漏后会引起风室壁面的磨损，严重时堵塞风道迫使锅炉停运，影响安全生产。
3.现有技术的燃煤锅炉中，风帽多采用钟罩式风帽，它是由风帽头和芯管组装而成，芯管固定在布风板上，风帽套装在芯管上。钟罩型风帽可以有效避免漏渣，更换方便，其突出缺点是不能使流化床底料产生定向流动，排渣不畅，尤其排大渣能力较弱，大颗粒易沉底富集，引起结焦、流化不良，并存在外罩脱落、芯管断裂等问题。同时，由于循环流化床锅炉大型化后布风板面积增大，大颗粒物料易沉积，排渣困难，甚至出现结焦停炉，影响锅炉稳定运行；如在燃料杂质含量较多的固废、垃圾锅炉中，由于风帽之间存在间隙，锅炉运行时在间隙处会聚集比重较大的金属、石块等，风帽头也易被铁丝等杂物缠绕，锅炉长期运行后易阻塞风帽孔，一些大颗粒、重颗粒沉积在布风板上，难以排放，大大降低了床内流动均匀性与稳定性，甚至造成底部的非流化状态；特别是当风帽风眼上部有炉渣搭块时，风眼吹出的风被炉渣阻挡，风只能向下运行，此时风帽受到向上的风的浮力，风帽会很容易被吹掉，造成锅炉无法正常运行。
4.为了解决固废等燃料中异物排出的问题，有的公司采用了“γ”形定向风帽加倾斜床面的设计，此风帽为简单的单向出风鸭嘴形结构，使异物排出问题有所缓解，但是这类定向风帽不能有效隔绝固体颗粒向风室的倒流，仍存在有诸如漏灰、布风不均匀、床面扰动差等问题。这些因素都影响了锅炉布风板的正常布风，严重影响炉内物料的正常流化，降低了锅炉的运行效率和锅炉设备运行的安全性。特别是由于我国大多城市垃圾热值低，垃圾分类工作做的不够好，垃圾成分较为复杂，大块不可燃物较多，大量无机物甚至石块也被送进了炉膛，水含量也经常发生变化；特别是固体废物中的铁丝、易拉罐、酒瓶盖、铁块等固体金属物软化后很难从排渣口排出，容易堵塞排渣口；因此固废、垃圾锅炉中的技术难点在于保证流化床流化顺畅的同时解决排渣问题。现有技术的风帽，当垃圾水含量发生变化时常造成炉膛内压力波动，风机的喘动、锅炉负荷发生变化时也常引起烟气压力和流量发生变化，导致炉膛内床料通过风帽小孔进入风室，当大块的不可燃物进入炉内时也很难被排出，从而影响锅炉的连续运行。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种矩体迷宫型定向风帽，这种结构的风帽可实现风帽定向布风，并有效防止炉膛内床料通过风帽倒流进风室、有效防止风帽被吹落，阻力可控、布风均匀、扰动性强，确保锅炉长期、高效、安全运行。
6.本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：
7.一种矩体迷宫型定向风帽，包括风帽接管和风帽头，其特征在于：所述的风帽头包括风帽外壳和迷宫板，风帽外壳为下端开口的矩形筒体，风帽外壳右侧壁的下部设有至少2个出风孔；所述风帽外壳的开口端连接有密封板，使风帽外壳形成一个密封内腔，所述的风帽接管上端穿过密封板与风帽外壳的内腔相连通，风帽接管的下端穿过布风板与风室相连通；迷宫板位于风帽外壳的内腔中，将内腔分割成迷宫式风道，风帽接管与风道的一端相连通，所述的出风孔与风道的另一端相连通。
8.通过采用上述技术方案，只在风帽外壳右侧壁的下部设置出风孔，该风帽在布风板上布置时，出风孔朝向排渣管方向，以利于锅炉排渣；单一方向的出风孔能使流化床底料产生定向流动，在炉底形成的气流流向能将粗颗粒床料吹向排渣口，将大块不可燃物按设计方向吹动，利于大颗粒灰渣流向排渣口，顺利将其排出，以免影响锅炉正常运行，还能使炉膛内扰动更为强烈，有利于垃圾的燃烧。
9.上述的一种矩体迷宫型定向风帽中，所述的出风孔的轴线沿着出风方向向下倾斜，其轴线与水平面之间的夹角为10
°
～30
°
。
10.通过采用上述技术方案，出风孔的喷出方向向下倾斜，流化更为均匀，减少了结焦的可能，也避免了气流吹扫相邻风帽而造成磨损；同时出风孔向下倾斜的结构，还能使炉膛内扰动更为强烈，有利于垃圾的燃烧，也使得循环流化床锅炉炉膛中的如煤矸石等大颗粒不会沉积在布风板上，从而保证了炉内稳定的流化质量和锅炉的正常运行。
11.进一步地，所述的出风孔的总截面积小于进风管的截面积。
12.通过采用上述技术方案，使得风帽吹出的风力更加强劲，更容易推动不可燃物按设计方向运动。通过调整出风孔的数量可实现风帽阻力的优化调整。
13.上述的一种矩体迷宫型定向风帽中，所述的风帽外壳在水平方向的尺寸大于竖直方向的尺寸。
14.通过采用上述技术方案，风帽外壳呈扁平状，风帽在布风板上布置后，彼此相邻的风帽之间的间隙处形成的沟槽较浅，锅炉运行时比重较大的金属、石块等，不易在此处聚集；当有大块不可燃物落到布风板上时，依靠它自身的重力、流化床料的推力及风帽出风孔单向风的吹力，会慢慢沿着布风板向低端处的落渣口移动，最终进入放渣管口。
15.上述的一种矩体迷宫型定向风帽中，所述的迷宫板呈倒l形，由相互垂直的水平板和竖板组成，迷宫板的前端、后端分别与风帽外壳的前侧壁、后侧壁相连并密封，水平板、竖板与密封板之间形成第一风道、水平板与风帽外壳的左侧壁、上侧壁之间形成第二风道和第三风道，竖板靠近风帽外壳的右侧壁、下端与密封板抵接并密封，竖板与右侧壁之间形成第四风道，第一风道、第二风道、第三风道、第四风道彼此连通组成了迷宫式风道。
16.通过采用上述技术方案，流化风从风室经过风帽接管进入风帽内腔后，流动方向从水平向左、垂直向上、水平向右转为垂直向下，之后再由出风孔倾斜流入炉膛。由于气流经过多次折返，且出风孔倾斜向下，颗粒不会发生沉积，大颗粒也很难逆向漏入风室，其迷
宫式结构有效避免了漏渣现象的发生。
17.进一步地，所述的出风孔的高度低于水平板的高度。
18.通过采用上述技术方案，将出风孔的高度设置成低于水平板的高度，使得竖板能进一步地阻止床料回流，对回流床料起阻挡作用，使物料难以随风经出风孔回流至风室。
19.进一步地，所述的风帽接管向上延伸至水平板并与水平板相密封，风帽接管的上部侧面开设有多个沿其圆周均布的进风孔。
20.通过采用上述技术方案，风帽接管延伸进风帽外壳的内腔后，即使床料进入内腔，也不易通过风帽接管进入风室。还可以通过调整风帽接管上进风孔和风帽外壳上出风孔的数量实现风帽阻力的优化调整。
21.有益效果：
22.本实用新型的技术方案，只在风帽外壳右侧壁的下部设置出风孔，该风帽在布风板上布置时，出风孔朝向排渣管方向，单一方向的出风孔能使流化床底料产生定向流动，在炉底形成的气流流向能将粗颗粒床料吹向排渣口，将大块不可燃物按设计方向吹动，利于大颗粒灰渣流向排渣口，顺利将其排出，以免影响锅炉正常运行，还能使炉膛内扰动更为强烈，有利于垃圾的燃烧。
23.出风孔的喷出方向向下倾斜，流化更为均匀，减少了结焦的可能，也避免了气流吹扫相邻风帽而造成磨损；同时出风孔向下倾斜的结构，还能使炉膛内扰动更为强烈，有利于垃圾的燃烧，也使得循环流化床锅炉炉膛中的如煤矸石等大颗粒不会沉积在布风板上，从而保证了炉内稳定的流化质量和锅炉的正常运行。
24.流化风从风室经过风帽接管进入风帽内腔后，气流经过多次折返，且出风孔倾斜向下，颗粒不会发生沉积，大颗粒也很难逆向漏入风室，其迷宫式结构有效避免了漏渣现象的发生。
附图说明
25.图1是本实用新型的结构示意图。
26.图2是本实用新型中风帽的主视剖视示意图。
27.图3是本实用新型中风帽的俯视示意图（图2中的a-a剖视图）。
28.图4是本实用新型中风帽的左视剖视示意图。
29.图5是本实用新型中风帽的右视示意图。
30.图6是本实用新型阶梯型组合布置于炉膛流化床的示意图。
31.图7是本实用新型实施例二的示意图。
32.图中：1风帽接管，11进风孔，2密封板，3风帽外壳，31出风孔，4迷宫板，41水平板，42竖板，5第一风道，6第二风道，7第三风道，8第四风道。
具体实施方式
33.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的说明。
34.本实用新型所述的前、后、左、右方向是依据附图所示前、后、左、右方向进行的描述。为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例有关的部分。
35.实施例一：
36.请见图1至图6，一种矩体迷宫型定向风帽，包括风帽接管1和风帽头，风帽头具体包括风帽外壳3和迷宫板4，风帽外壳3为下端开口的矩形筒体，风帽外壳3右侧壁的下部设有7个出风孔31，本实施例中，出风孔31为单排圆形孔，此种形式使风帽布风更为均匀，单排圆形开孔的设计也加强了出口风的刚性；出风孔31的轴线沿着出风方向向下倾斜，其轴线与水平面之间的夹角为20
°
；风帽外壳3的开口端连接有密封板2，使风帽外壳3形成一个密封内腔，迷宫板4位于该内腔中；所述的风帽外壳3在水平方向的尺寸大于竖直方向的尺寸。迷宫板4呈倒l形，由相互垂直的水平板41和竖板42组成，水平板41在左右方向的宽度大于竖板42的高度，迷宫板4的前端、后端分别与风帽外壳3的前侧壁、后侧壁相连并密封，水平板41、竖板42与密封板2之间形成第一风道5、水平板41与风帽外壳3的左侧壁、上侧壁之间分别形成第二风道6和第三风道7，竖板42靠近风帽外壳3的右侧壁、下端与密封板2抵接并密封，竖板42与右侧壁之间形成第四风道8，第一风道5、第二风道6、第三风道7、第四风道8彼此连通组成了迷宫式风道。风帽接管1上端穿过密封板2与第一风道5相连通，风帽接管1的下端穿过布风板与风室相连通；这样迷宫板4就将风帽外壳的内腔分割成迷宫式风道，风帽接管1与第一风道5相连通，出风孔31与第四风道8相连通。出风孔31的高度低于水平板41的高度。出风孔31的总截面积小于进风管的截面积。
37.本实施例的工作原理：
38.风帽在布风板上布置时，出风孔31朝向排渣管方向，当锅炉正常运行时，一次风从风室经过风帽接管1的下端向上流入时，首先进入风帽内腔，然后流动方向从水平向左、垂直向上、水平向右转为垂直向下，之后再由出风孔31倾斜流入炉膛；由于只在风帽外壳3右侧壁的下部设置出风孔31，因此单一方向的出风孔31能使流化床底料产生定向流动，在炉底形成的气流流向能将粗颗粒床料吹向排渣口，将大块不可燃物按设计方向吹动，利于大颗粒灰渣流向排渣口，顺利将其排出。当燃料中水含量突然发生变化造成炉膛内压力急剧波动，或风机踹振、锅炉负荷发生变化而引起烟气压力和流量降低，造成烟气倒流时，迷宫式风道的设计及迷宫板4的竖板42的阻挡能够有效地防止作为固体颗粒的床料倒灌回风室。
39.实施例二：
40.请见图2至图6和图7，一种矩体迷宫型定向风帽，本实施例中，风帽接管1向上延伸至水平板41并与水平板41相密封，风帽接管1的上部侧面开设有多个沿其圆周均布的进风孔11。本实施例中风帽接管1延伸进风帽外壳3的内腔后，即使床料进入内腔，也不易通过风帽接管1进入风室。还可以通过调整风帽接管1上进风孔11和风帽外壳3上出风孔31的数量实现风帽阻力的优化调整。其余结构同实施例一，不再赘述。
41.本实施例的工作原理：
42.风帽在布风板上布置时，出风孔31朝向排渣管方向，当锅炉正常运行时，一次风从风室经过风帽接管1的下端向上流入，上升至其顶部后，由风帽接管1四周的进风孔11均匀喷出，进入风帽内腔，然后流动方向从水平向左、垂直向上、水平向右转为垂直向下，之后再由出风孔31倾斜流入炉膛；由于只在风帽外壳3右侧壁的下部设置出风孔31，因此单一方向的出风孔31能使流化床底料产生定向流动，在炉底形成的气流流向能将粗颗粒床料吹向排渣口，将大块不可燃物按设计方向吹动，利于大颗粒灰渣流向排渣口，顺利将其排出。当燃
料中水含量突然发生变化造成炉膛内压力急剧波动，或风机踹振、锅炉负荷发生变化而引起烟气压力和流量降低，造成烟气倒流时，迷宫式风道的设计及迷宫板4的竖板42的阻挡能够有效地防止作为固体颗粒的床料倒灌回风室，风帽接管1向上延伸至水平板41的结构设计能够进一步的阻止床料回流到风室。
43.在对本实用新型的描述中，需要说明的是，术语
ꢀ“ꢀ
左”、
“ꢀ
右”、
“ꢀ
前”、
“ꢀ
后”、
“ꢀ
上”、
“ꢀ
下”、
“ꢀ
内”、
“ꢀ
外”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，上述术语仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
44.除非另有明确的规定和限定，术语
“ꢀ
安装”、
“ꢀ
相连”、
“ꢀ
连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
46.以上所列举的实施方式仅供理解本实用新型之用，并非是对本实用新型所描述的技术方案的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。