旋流进气炉烟混合室及包括其的褐煤锅炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种炉烟混合室，尤其涉及炉烟干燥风扇磨煤机制粉系统褐煤锅炉在其炉膛抽烟口处的混合室，属于机械领域。
【背景技术】
[0002]因褐煤水分大难以干燥、挥发分高易发生自燃爆炸的特点，燃褐煤电站锅炉大多采用三介质(高温炉烟、低温炉烟和热风)或二介质(高温炉烟和热风)干燥风扇磨煤机直吹式制粉系统。
[0003]高温炉烟从锅炉炉膛上部烟温约为1100°C左右的位置抽取，炉膛抽烟口一般布置在炉膛烟气出口附近，而烟温约为130°C的低温炉烟抽自锅炉除尘器之后。来自空气预热器出口的一部分热风与低温炉烟经由各自管道在炉膛抽烟口上方通过分叉管混合后，作为低温介质送入靠近炉膛抽烟口的高温炉烟管道水平段，与水平进入的高温炉烟按一定比例混合，从而使制粉系统干燥剂达到要求的温度和含氧量，满足锅炉内煤粉稳定燃烧对煤粉水分和一次风率的要求。习惯上，将炉膛抽烟口附近这段实现冷、热气体介质混合的高温炉烟管道称为混合室。
[0004]由于褐煤灰熔点温度较低，加之炉膛内烟气温度分布并不均匀，所以在炉膛抽烟口所抽出高温炉烟中的一部分煤灰颗粒仍处于熔融或半熔融状态，当这部分灰颗粒还未被冷却至固体状态就冲刷至管道壁面上时，就会粘附在管道壁面上形成结焦，而且结焦一旦发生，使得管道表面变得更加粗糙，被吸附的灰渣越来越多，最终形成大量结焦。在炉膛抽烟口和混合室处，炉内高温炉烟急速由炉膛内的垂直向上流动折向转为水平流动，导致高温炉烟携带大量熔融或半熔融状态的灰颗粒直接冲刷炉膛抽烟口和混合室的壁面，在炉膛抽烟口处和混合室内形成大量结焦，混合室内的结焦更为严重和普遍。
[0005]炉膛抽烟口和混合室结焦会堵塞干燥剂流通面积，导致磨煤机出力降低，相应地锅炉负荷降低、发电机组出力受限。严重时会发生混合室被焦堵死，磨煤机被迫停止，机组被迫停炉停机的事故。
[0006]现有褐煤锅炉的混合室及炉膛抽烟口处大量结焦的根本原因在于混合室内冷、热两股气流混合的流动组织不佳。现有褐煤锅炉广泛采用的混合室结构如图1所示，图中10为混合室，11为引入管，12为炉膛抽烟口，13为褐煤锅炉。由图1可知，低温气体是由布置在混合室上方的引入管11斜向下导入混合室中，引入管11与水平面间的角度为60°。图1中也示出了混合室内横截面A和纵截面B的温度分布(图中曲线为温度等值线，曲线上数值为该等值线温度)，可见由于这种混合方式，使得混合室下半部分以及抽烟口均处于高温环境，混合室下半部分的高温延伸至混合室后的管道转弯处。所以，虽然由混合室热平衡计算所得冷、热气体均匀混合后的温度远低于常见的灰熔点温度，但从混合室上方斜向下通入混合室内的低温气体(热风与低温烟气混合气体，或仅为热风)未能对从炉膛抽烟口通入的高温炉烟及时进行有效均匀的冷却，使得混合室和炉膛抽烟口处大部分壁面与携带熔融状态灰颗粒的高温炉烟直接接触，导致了大量结焦的频繁发生。
[0007]而且，由于现有混合室所采用的这种冷、热气流混合方式，使得混合室所在管道壁面的温度极不均匀，在由耐热钢板制作的混合室管段造成了很大的温差应力，以至于混合室管段频繁发生管道内耐火材料脱落以及管道金属壁面拉裂的现象。混合室管道裂开会使大量环境冷风漏入高温炉烟管道中，严重影响风扇磨煤机抽取高温炉烟的效果。频繁检修或更换混合室管段，对电厂正常运行造成了明显影响。
[0008]为应对混合室及炉膛抽烟口结焦对褐煤锅炉正常运行的不利影响，现有的措施为在混合室下游管道上设置人孔，定期进行人力打焦。这种方式既消耗大量人力物力，也并未从根本上解决混合室结焦问题。
[0009]最近公开的一种方案提出了多点引入热风和热风引入点通过延伸出的水冷壁管冷却的技术方案。这种方案未从根本上改善混合室内壁面处烟温极不均匀的问题，在管道圆周上热风引入点之间的区域，仍然为来自炉膛的高温炉烟未经混合冷却就直接冲刷混合室内壁。所以该方案虽对混合室内结焦区域的大小有所改善，但仍未从根本上解决混合室的结焦和拉裂问题。
[0010]可见，现有的措施均未有效解决褐煤锅炉混合室及炉膛抽烟口的结焦问题，以及混合室管段金属壁面因冷热不均引起的拉裂问题。
【发明内容】
[0011]本发明是为解决上述问题而提出的，目的在于提供一种叶片导流旋流式进风引入低温气体混合的炉烟混合室以及包括这种炉烟混合室的褐煤锅炉，以解决目前存在的结焦问题和混合室管道拉裂问题，为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0012]本发明提供了一种旋流进气炉烟混合室，设置在炉烟干燥风扇磨煤机制粉系统褐煤锅炉的炉膛抽烟口，用来混合从炉膛抽烟口出来的高温炉烟和从低温气体管道流通来的低温气体，其特征在于，包括:混合部，呈管状，用于供高温炉烟和低温气体混合并通过，包括旋流单元和混合管道，旋流单元，呈管状，用于旋流导入低温气体，并供高温炉烟与低温气体通过，包括多个导流叶片，导流叶片均匀间隔环绕固定设置在混合管道的入口的边沿，导流叶片之间的间隙为导流通道，导流叶片环绕形成的管状中间为旋流通道;外罩部，用于包围旋流单元，包括第一连接外壳、第二连接外壳及位于第一连接外壳、第二连接外壳之间的中间外壳，中间外壳与导流叶片具有空隙，中间外壳具有至少一个进风口，第一连接外壳与混合管道的入口连通，第二连接外壳与炉膛抽烟口连通;其中，导流叶片相对混合管道的径向偏置一定角度。
[0013]本发明提供的旋流进气炉烟混合室，还可以具有这样的特征:其中，混合管道的横截面为方形或圆形，相应的旋流通道的横截面为方形或圆形。
[0014]本发明提供的旋流进气炉烟混合室，还可以具有这样的特征:其中，外罩呈方形或圆形。
[0015]本发明提供的旋流进气炉烟混合室，还可以具有这样的特征:其中，其中，导流叶片呈长条形。
[0016]本发明还提供一种褐煤锅炉，具有炉膛抽烟口，其特征在于，包括:上述的旋流进气炉烟混合室，旋流进气炉烟混合室与炉膛抽烟口连通。
[0017]发明作用与效果
[0018]根据本发明提供的旋流进气炉烟混合室，由于混合部具有多个导流叶片环绕形成的旋流单元，使得低温气体以一定速度经导流通道进入旋流通道和混合管道，在旋流通道和混合管道内形成低温旋流气膜并前进，这个过程里，将高温炉烟包裹在旋流通道和混合管道的中心区域，避免了高温炉烟直接冲刷旋流通道的导流叶片和混合管道的壁面，从而从根本上解决了混合部结焦的问题；同时，由于旋流单元与炉膛抽烟口很近，一少部分从导流通道进入旋流通道的低温气体从炉膛抽烟口旋流扩散至炉膛内，在炉膛抽烟口的壁面区域也形成了低温旋流气膜，避免了高温炉烟直接冲刷炉膛抽烟口处的壁面，从而也解决了炉膛抽烟口结焦的问题;进入旋流通道和混合管道内的低温气体在旋流前进时，与旋流通道及混合管道中心的高温炉烟进行传热和混合，逐渐达到均匀的由热平衡决定的混合温度，这种使冷、热气流在远离壁面的区域混合和传热的流动组织方法，既避免了熔融状态灰颗粒与管道的壁面直接接触，也解决了因壁面受热不均而导致的混合部的管道拉裂问题。
[0019]根据本发明提供的褐煤锅炉，由于包括上述的旋流进气炉烟混合室，同样的解决了混合部的结焦问题和拉裂问题，以及炉膛抽烟口结焦问题。
【附图说明】
[0020]图1是现有技术中的混合室内工作状态时的温度分布图，其中A为横截面温度分布图，B为纵截面温度分布图。
[0021]图2是本发明的实施例中风扇磨三介质干燥直吹式制粉系统的结构示意图；
[0022]图3是本发明的实施例中旋流进气炉烟混合室的结构示意图，图中A是三维视图，B是A的左视图；
[0023]图4是本发明的实施例中旋流进气炉烟混合室移去外罩部后的结构示意图，图中A是三维视图^是六的导流混合部的横切面图。
[0024]图5是本发明的实施例中旋流进气炉烟混合室移去中间壳后的结构示意图。
[0025]图6为本发明的实施例中旋流进气炉烟混合室在工作时在其内形成旋流流动的示意图；
[0026]图7为本发明的实施例中旋流进气炉烟混合室在工作时的纵截面的温度分布图。
【具体实施方式】
[0027]实施例
[0028]以下结合附图来说明本发明的实施例的【具体实施方式】。
[0029]图2是本发明的实施例中风扇磨三介质干燥直吹式制粉系统的结构示意图。
[0030]如图2所示，风扇磨三介质干燥直吹式制粉系统包括给煤机1、下行干燥管2、风扇磨煤机3、粗粉分离器4、煤粉分配器5、燃烧器6、炉膛抽烟口 7、蜗壳进气炉烟混合室8、空气预热器9、送风机1、除尘器11、引风机12、冷烟风机13、二次风箱14、烟囱15、褐煤锅炉16。本实施例提供的褐煤锅炉16包括炉膛抽烟口 7和蜗壳进气炉烟混合室8。
[0031]风扇磨三介质干燥直吹式制粉系统