基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构的制作方法

1.本发明属于低温省煤器防磨技术领域，具体涉及基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构。


背景技术：

2.燃煤电厂低温省煤器一般位于空气预热器和除尘器之间，所处烟温在150℃以下，烟温较低使得烟气中灰粒变硬，磨损性增强，一旦低温省煤器的管壁磨穿就会有水泄漏至烟气侧，导致积灰加剧。当前，燃煤电厂低温省煤器普遍存在磨损、泄露、堵灰等问题，故需采取有效方法防止低温省煤器受热面磨损。
3.图1为目前某660mw燃煤机组低温省煤器的结构示意图，低温省煤器11加装在电除尘器12之前，烟气从空预器10流出后经过低温省煤器11流向电除尘器12。考虑低温省煤器11的防磨时，主要考虑以下几点：
4.(1)只关注了低温省煤器11入口喇叭口和靠近低温省煤器11上游相邻弯头处的导流，忽略更上游的烟道弯头和异形件对烟气流动的扰动；
5.(2)受现场空间所限，低温省煤器11入口喇叭口的长度仅为1.7m，在较短的空间内通常采用双向喇叭口，高度方向的扩散角超过29
°
，宽度方向的扩散角超过45
°
，烟气难以在如此短的烟道段内形成均匀的流场分布；
6.(3)低温省煤器11入口喇叭口原导流平板11-1离低温省煤器11过近，导流平板尾流在低温省煤器11入口形成局部高流速区，引起局部区域磨损；
7.(4)低温省煤器弯头原导流弧板11-2采用少量大板布置，均流效果需进一步加强。
8.图2为图1的低温省煤器烟道内烟气流动情况。由图2可知，低温省煤器11入口截面流场不均，速度分布相对标准偏差达到了54％，截面气流充满度较差，截面两边和上边区域烟气流速较低，均在2m/s以下，截面中部偏上部分烟气流速较高，有相当一部分面积的区域烟气流速超过了15m/s，截面最高烟气流速达到了15.9m/s，相比而言，理论计算截面平均流速仅为6m/s。


技术实现要素：

9.为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构。
10.为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：
11.基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构，所述防磨结构设置于空预器出口与低温省煤器入口之间的烟道内，用于对空预器出口至低温省煤器入口烟道内流动的全过程主动干涉，所述防磨结构包括：
12.导流弧板组，设置于空预器下游弯头、靠近内角处；
13.t型分岔分流弧板组，设置于导流弧板组下游；
14.t型分岔中倒角烟道壁板组，设置于t型分岔处；
15.低温省煤器入口上游弯头导流弧板组，设置于t型分岔分流弧板组下游；
16.局部防磨均流板，设置于低温省煤器入口上游弯头导流弧板组下游。
17.进一步的，所述导流弧板组包括沿烟气流动方向顺序设置的空预器下游弯头导流弧板组ⅰ和空预器下游弯头导流弧板组ⅱ。
18.进一步的，所述t型分岔分流弧板组共有两组，分别设置于导流弧板组下游两侧，每组t型分岔分流弧板组均包括间隔排布的三块t型分岔分流弧板。
19.进一步的，所述t型分岔中倒角烟道壁板组包括两块相向设置的t型分岔中倒角烟道壁板，每块t型分岔中倒角烟道壁板与水平方向之间的夹角为45
°
。
20.进一步的，所述低温省煤器入口上游弯头导流弧板组共有两组，对称设置于低温省煤器入口上游弯头烟道组内，所述低温省煤器入口上游弯头烟道组包括两个低温省煤器入口上游弯头烟道，对称设置于t型分岔中倒角烟道壁板组下游两侧，t型分岔中倒角烟道壁板组的每块t型分岔中倒角烟道壁板下游均设置一个低温省煤器入口上游弯头烟道，每个低温省煤器入口上游弯头烟道内均设置一组低温省煤器入口上游弯头导流弧板组。
21.进一步的，所述低温省煤器入口上游弯头导流弧板组均包括间隔设置的至少五块低温省煤器入口上游弯头导流弧板，覆盖整个低温省煤器入口上游弯头烟道通径。
22.进一步的，每个低温省煤器入口上游弯头烟道下游均设置一个低温省煤器入口上游单向扩口烟道，两个低温省煤器入口上游单向扩口烟道对称设置，两个低温省煤器入口上游单向扩口烟道内分别设置有局部防磨均流板。
23.进一步的，所述低温省煤器入口上游弯头烟道出口与低温省煤器入口上游单向扩口烟道入口等宽，所述低温省煤器入口上游单向扩口烟道出口与低温省煤器等宽。
24.本发明还公开了如上所述的基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构的使用方法，包括以下步骤：
25.沿烟气流动方向，在原空预器出口与低温省煤器入口之间的烟道内顺序设置空预器下游弯头导流弧板组ⅰ、空预器下游弯头导流弧板组ⅱ、t型分岔分流弧板组；
26.在原空预器出口与低温省煤器入口之间的烟道上、t型分岔处设置两块t型分岔中倒角烟道壁板，在原空预器出口与低温省煤器入口之间的烟道上、每块t型分岔中倒角烟道壁板下游顺序设置相连通的一个低温省煤器入口上游弯头烟道和一个低温省煤器入口上游单向扩口烟道，每个低温省煤器入口上游弯头烟道内均设置一组低温省煤器入口上游弯头导流弧板组，每个低温省煤器入口上游单向扩口烟道内均设置局部防磨均流板，两个低温省煤器入口上游弯头烟道对称设置，两个低温省煤器入口上游单向扩口烟道对称设置，两组低温省煤器入口上游弯头导流弧板组对称设置，所述局部防磨均流板设置于局部高流速区。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
28.本发明公开了基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构及使用方法，将原双向喇叭口需要同时解决宽度和高度方向的气流均布问题分解为通过低温省煤器入口上游单向扩口烟道解决高度方向的气流均布问题和通过低温省煤器入口上游弯头烟道解决宽度方向的气流均布问题，充分利用了烟道空间条件，区别于原先只关注低温省煤器入口喇叭口和靠近低温省煤器上游相邻弯头处的导流，可实现对空预器出口至低温省煤器入口的全过程主动干涉，确保内、外侧低温省煤器的烟气流量的均匀分配和烟道内烟气
流速的均匀分布，能够大幅缓解低省磨损问题，同时，降低了空预器至低温省煤器段的烟道阻力，节能效果十分显著。
附图说明
29.图1为现有技术中某660mw燃煤机组低温省煤器的结构示意图；
30.图2为图1中的660mw燃煤机组低温省煤器内烟气流动情况；
31.图3为本发明的立体结构示意图；
32.图4为本发明的局部防磨均流板的结构示意图；
33.图5为本发明的烟气流动情况。
具体实施方式
34.下面对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
35.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
36.实施例1
37.如图3-5所示，基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构，设置于空预器10出口与低温省煤器11入口之间的烟道内，用于对空预器10出口至低温省煤器11入口烟道内流动的全过程主动干涉，该防磨结构具体包括：
38.空预器下游弯头导流弧板组ⅰ1；
39.空预器下游弯头导流弧板组ⅱ2；
40.t型分岔分流弧板组3；
41.t型分岔中倒角烟道壁板组4；
42.低温省煤器入口上游弯头导流弧板组5；
43.低温省煤器入口上游弯头烟道6；
44.低温省煤器入口上游单向扩口烟道7；
45.局部防磨均流板8；
46.其中，空预器下游弯头导流弧板组ⅰ1、空预器下游弯头导流弧板组ⅱ2、t型分岔分流弧板组3、t型分岔中倒角烟道壁板组4、低温省煤器入口上游弯头导流弧板组5、局部防磨均流板8沿烟气流动方向设置于原空预器10出口与低温省煤器11入口之间的烟道内。
47.在空预器10下游弯头内、靠近内角处增加空预器下游弯头导流弧板组ⅰ1、空预器下游弯头导流弧板组ⅱ2，因空预器10下游弯头离低温省煤器11入口尚有较远的距离，空预器下游弯头导流弧板组ⅰ1和空预器下游弯头导流弧板组ⅱ2分别推荐采用2块导流弧板即可，以节约成本。
48.t型分岔分流弧板组3共有两组，对称设置于空预器下游弯头导流弧板组ⅱ2下游两侧，每组t型分岔分流弧板组均包括间隔排布的三块t型分岔分流弧板，可以等间隔或非等间隔设置，根据实际需求进行灵活调整即可。
49.t型分岔中倒角烟道壁板组4包括两块t型分岔中倒角烟道壁板，置于t型分岔处，每块t型分岔中倒角烟道壁板与水平方向之间的夹角为45
°
，倒角布置，实现内、外侧低温省煤器11的烟气流量的均匀分配和烟道内烟气流速的均匀分布。
50.低温省煤器入口上游弯头烟道6共有两个，两个低温省煤器入口上游弯头烟道6对称设置于t型分岔中倒角烟道壁板组4下游两侧，两个低温省煤器入口上游弯头烟道6组成低温省煤器入口上游弯头烟道组，具体的，每块t型分岔中倒角烟道壁板下游均设置一个低温省煤器入口上游弯头烟道6，每个低温省煤器入口上游弯头烟道6内均设置一组低温省煤器入口上游弯头导流弧板组5，低温省煤器入口上游弯头导流弧板组5共有两组，低温省煤器入口上游单向扩口烟道7共有两个，两个低温省煤器入口上游单向扩口烟道7对称设置于低温省煤器入口上游弯头烟道组下游两侧，每个低温省煤器入口上游弯头烟道6均与同侧的一个低温省煤器入口上游单向扩口烟道7相连通。
51.低温省煤器入口上游单向扩口烟道7出口与低温省煤器等宽，相比于普遍采用的双向喇叭口，单向扩口避免了宽度方向的扩散角过大，只需要考虑高度方向的气流均流问题。通过低温省煤器入口上游单向扩口烟道7内置的局部防磨均流板8能够减小局部高流速区域的烟气流速，大部分情况下布置了局部防磨均流板8后无需在这一紧邻低温省煤器11入口的烟道内使用导流平板，小部分情况下不得不布置导流平板时，应保证导流平板与低温省煤器11入口保持足够的距离。
52.低温省煤器入口上游弯头烟道6出口与低温省煤器入口上游单向扩口烟道7入口等宽，此种前后衔接设计实际上是将原双向喇叭口需要同时解决宽度和高度方向的气流均布问题分解为通过低温省煤器入口上游单向扩口烟道7解决高度方向的气流均布问题和通过低温省煤器入口上游弯头烟道6解决宽度方向的气流均布问题，充分利用了烟道空间条件。低温省煤器入口上游弯头烟道6内设置低温省煤器入口上游弯头导流弧板组5，采用多量小板布置，导流弧板数量推荐不少于5块，覆盖整个弯头通径。
53.基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构的使用方法，包括以下步骤：
54.沿烟气流动方向，在原空预器10出口与低温省煤器11入口之间的烟道内顺序设置空预器下游弯头导流弧板组ⅰ1、空预器下游弯头导流弧板组ⅱ2、t型分岔分流弧板组3；
55.在原空预器10出口与低温省煤器11入口之间的烟道上、t型分岔处对称设置两块t型分岔中倒角烟道壁板，在原空预器出口与低温省煤器入口之间的烟道上、每块t型分岔中倒角烟道壁板下游顺序设置相连通的一个低温省煤器入口上游弯头烟道6和一个低温省煤器入口上游单向扩口烟道7，每个低温省煤器入口上游弯头烟道6内均设置一组低温省煤器入口上游弯头导流弧板组5，每个低温省煤器入口上游单向扩口烟道7内均设置局部防磨均流板8，局部防磨均流板8设置于局部高流速区，两个局部防磨均流板8可对称或非对称设置，两个低温省煤器入口上游弯头烟道6对称设置，两个低温省煤器入口上游单向扩口烟道7对称设置，两组低温省煤器入口上游弯头导流弧板组5对称设置。
56.由图5所示的烟道内烟气流动情况可知，低温省煤器11入口截面速度场偏差由54％降低至24％，截面最高速度从15.9m/s降低至10.7m/s，流场分布均匀性大幅提高，能够大幅缓解低温省煤器11的磨损问题；同时，空预器10至低温省煤器11段的烟道阻力降低了170pa，节能效果十分显著。
57.本发明未具体描述的部分或结构采用现有技术或现有产品即可，在此不做赘述。
58.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构，其特征在于，所述防磨结构设置于空预器出口与低温省煤器入口之间的烟道内，用于对空预器出口至低温省煤器入口烟道内流动的全过程主动干涉，所述防磨结构包括：导流弧板组，设置于空预器下游弯头、靠近内角处；t型分岔分流弧板组，设置于导流弧板组下游；t型分岔中倒角烟道壁板组，设置于t型分岔处；低温省煤器入口上游弯头导流弧板组，设置于t型分岔分流弧板组下游；局部防磨均流板，设置于低温省煤器入口上游弯头导流弧板组下游。2.根据权利要求1所述的基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构，其特征在于，所述导流弧板组包括沿烟气流动方向顺序设置的空预器下游弯头导流弧板组ⅰ和空预器下游弯头导流弧板组ⅱ。3.根据权利要求1所述的基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构，其特征在于，所述t型分岔分流弧板组共有两组，分别设置于导流弧板组下游两侧，每组t型分岔分流弧板组均包括间隔排布的三块t型分岔分流弧板。4.根据权利要求1所述的基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构，其特征在于，所述t型分岔中倒角烟道壁板组包括两块相向设置的t型分岔中倒角烟道壁板，每块t型分岔中倒角烟道壁板与水平方向之间的夹角为45
°
。5.根据权利要求1所述的基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构，其特征在于，所述低温省煤器入口上游弯头导流弧板组共有两组，对称设置于低温省煤器入口上游弯头烟道组内，所述低温省煤器入口上游弯头烟道组包括两个低温省煤器入口上游弯头烟道，对称设置于t型分岔中倒角烟道壁板组下游两侧，t型分岔中倒角烟道壁板组的每块t型分岔中倒角烟道壁板下游均设置一个低温省煤器入口上游弯头烟道，每个低温省煤器入口上游弯头烟道内均设置一组低温省煤器入口上游弯头导流弧板组。6.根据权利要求5所述的基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构，其特征在于，所述低温省煤器入口上游弯头导流弧板组均包括间隔设置的至少五块低温省煤器入口上游弯头导流弧板，覆盖整个低温省煤器入口上游弯头烟道通径。7.根据权利要求5所述的基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构，其特征在于，每个低温省煤器入口上游弯头烟道下游均设置一个低温省煤器入口上游单向扩口烟道，两个低温省煤器入口上游单向扩口烟道对称设置，两个低温省煤器入口上游单向扩口烟道内分别设置有局部防磨均流板。8.根据权利要求6所述的基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构，其特征在于，所述低温省煤器入口上游弯头烟道出口与低温省煤器入口上游单向扩口烟道入口等宽，所述低温省煤器入口上游单向扩口烟道出口与低温省煤器等宽。9.根据权利要求1-8任一所述的基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：沿烟气流动方向，在原空预器出口与低温省煤器入口之间的烟道内顺序设置空预器下游弯头导流弧板组ⅰ、空预器下游弯头导流弧板组ⅱ、t型分岔分流弧板组；在原空预器出口与低温省煤器入口之间的烟道上、t型分岔处设置两块t型分岔中倒角烟道壁板，在原空预器出口与低温省煤器入口之间的烟道上、每块t型分岔中倒角烟道壁板
下游顺序设置相连通的一个低温省煤器入口上游弯头烟道和一个低温省煤器入口上游单向扩口烟道，每个低温省煤器入口上游弯头烟道内均设置一组低温省煤器入口上游弯头导流弧板组，每个低温省煤器入口上游单向扩口烟道内均设置局部防磨均流板，两个低温省煤器入口上游弯头烟道对称设置，两个低温省煤器入口上游单向扩口烟道对称设置，两组低温省煤器入口上游弯头导流弧板组对称设置，所述局部防磨均流板设置于局部高流速区。

技术总结
本发明公开了基于烟道内流动全过程主动干涉的低温省煤器防磨结构，包括：导流弧板组，设置于空预器下游弯头、靠近内角处；T型分岔分流弧板组，设置于导流弧板组下游；T型分岔中倒角烟道壁板组，设置于中部的T型分岔处；低温省煤器入口上游弯头导流弧板组，设置于T型分岔分流弧板组下游；局部防磨均流板，设置于低温省煤器入口上游弯头导流弧板组下游。本发明通过低温省煤器入口上游单向扩口烟道解决高度方向的气流均布问题，通过低温省煤器入口上游弯头烟道解决宽度方向的气流均布问题，实现对空预器出口至低温省煤器入口的全过程主动干涉，确保内、外侧低温省煤器烟气流量的均匀分配和烟道内烟气流速的均匀分布，缓解磨损问题，兼具节能性。兼具节能性。兼具节能性。


技术研发人员：梅振锋 王小华 朱晋永 薛晓垒 陈敏 陈宝康 赵俊武 彭小敏 赵鹏 梁昊 丁奕文
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/10/6