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CN111396910A - 一种适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道 - Google Patents

一种适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道 Download PDF

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CN111396910A CN202010253661.0A CN202010253661A CN111396910A CN 111396910 A CN111396910 A CN 111396910A CN 202010253661 A CN202010253661 A CN 202010253661A CN 111396910 A CN111396910 A CN 111396910A
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方振明
陈勇强
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Zhejiang Xianchuang Energy Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道，在烟气进入烟道的初始段，烟道设置为圆锥形，用于提高进口烟气的流速，在弧形段的入口处，烟道直径突然扩大，使烟气流速降低，有利于较大灰粒的沉降，在弧形段入口设置有沉降管，用于对烟气中灰粒的初步分离，在弧形段的转弯处，设置有静电过滤网，进一步分离粒度较小的灰粒，避免灰粒对烟管壁的撞击造成的磨损，同时大大从烟道中输出的烟气的灰粒，有利于净化烟气。

Description

一种适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道
技术领域
本发明属于锅炉废气净化领域，尤其涉及一种适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道。
背景技术
燃水煤浆热载体炉的原始烟气含尘量高(6000mg/m3～7000mg/m3)，烟气中的飞灰容易沉积在余热锅炉前烟箱，并堵塞锅炉的烟道，使余热锅炉吸热量减少，烟气流动阻力增加，锅炉系统整体效率下降和引风机功耗增加。
水煤浆高温烟气进入烟道后，小灰粒基本随气流运动，较大灰飞颗粒在烟管入口的0.4d左右处，气流收缩至最小0.8d,然后膨胀使灰颗粒以一定角度撞击锅壳烟管壁，产生磨损，不同直径的灰粒具有不同的惯性，撞击点随灰粒直径的增大而远离入口处。一般水煤浆烟气纵向冲刷锅壳烟道磨损部位位于烟道转弯处位置，经过长时间的烟气冲刷，锅壳烟道壁会磨损变薄直至锅炉烟管漏水(汽)。
目前，降低烟气中灰粒队烟道磨损主要有两种方法。第一种就是经过对烟道结构的设计，对飞灰颗粒在空间分布上进行了均匀化分配，该方法不能从源头上降低飞灰的平均浓度，因此减损效果非常有限。第二种方法是将进入烟管的飞灰颗粒进行部分分离，在总量上明显降低飞灰颗粒的数量，这是一种最有效的方法同时，不增加烟道的阻力，因此，开发一种具有较高分离效率，又不会增加系统阻力的烟道，是非常有价值的。
发明内容
本发明公开了一种适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道，在烟气进入烟道的初始段，烟道设置为锥形，用于提高进口烟气的流速，在弧形段的入口处，烟道直径突然扩大，使烟气流速降低，有利于较大灰粒的沉降，在弧形段入口设置有沉降管，用于对烟气中灰粒的初步分离，在弧形段的转弯处，设置有静电过滤网，进一步分离粒度较小的灰粒，避免灰粒对烟管壁的撞击造成的磨损，同时大大从烟道中输出的烟气的灰粒，有利于净化烟气。
本发明的技术方案如下：
一种适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道，所述烟道从烟气进口到烟气出口方向，依次包括：锥形段，水平设置于锅炉上方，所述锥形段烟气进口直径大于出口直径；弧形段，进口与所述锥形段的出口连通，所述弧形段管道的直径沿进口处逐步扩大，所述弧形段经90°转弯后，出口端与水平面平行；垂直段，进口与所述锥形段的出口连通，与所述锥形段的中心线垂直；
所述弧形段进口端下部侧壁面的设置有若干沉降管，所述沉降管的进口为开设在所述弧形段下部侧壁面上的通孔，所述通孔的外径处向下延伸形成中空的锥管作为所述沉降管的侧壁，所述沉降管的底部开设有出灰口；所述弧形段的大圆弧形下端侧壁内侧设置若干静电过滤网，所述静电过滤网的底部设置有积灰箱。
优选的，弧形段下部侧壁至少设置有3个沉降管，所述沉降管进口直径大于出口直径，所述沉降管的锥度为20°～30°。
进一步的，所述沉降管的进口为圆形或椭圆形。
进一步的，所述弧形段侧壁内侧至少设置有2个静电过滤网，所述静电过滤网的高度至少为所述弧形段进口直径的二分之一。
优选的，所述静电过滤网为扇形、圆形或者方形。
进一步的，静电过滤网至少有2片金属网重叠形成，2片所述金属网之间的距离为1～10mm，金属网的孔径为1～2mm。
本发明的有益效果为：
1.本发明通过在烟道中设置两级除尘，第一级利用烟道入口的锥形结构，先对烟道进气口烟气进行加速，锥形段后的直径突然增大，使烟气速度明显降低，利用较大颗粒自身的重力作用，进行沉降，用于除去颗粒较大的灰粒，第二级在烟道中设置静电过滤网，能除去烟道中颗粒较小的灰粒，通过设置多个静电过滤网，能将烟气中的固体颗粒基本除去，减少了灰粒对烟道壁的碰撞引起的磨损问题。
2.本发明利用含尘烟气在转向烟道内的离心力作用，使灰粒经过设置在下端烟管壁上的静电过滤网，实现了高温高浓度灰颗粒的快速有效分离。
3.本发明静电过滤网空隙大，对烟气的阻力小，并且只设置在烟管壁的下端，对烟气的阻力很小，对于引风机能耗的影响十分有限。
附图说明
图1为本发明一种适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道的结构示意图；
图2为本发明一种适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道的沉降管结构示意图；
图3为本发明一种适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道的静电过滤网结构示意图；
图4为本发明静电过滤网的一片金属网结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外，还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例1
本发明公开了一种适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道，水煤浆高温烟气经烟箱90°折弯纵向进入烟道，烟道从烟气进口到烟气出口方向，依次包括锥形段1、弧形段2和垂直段3，锥形段是水平放置在锅炉上方的，从烟气的流动方向，锥形段的管径逐渐缩小，为了烟气通过锥形段的阻力不明显增加，锥形段的出口直径大于进口直径的50％，由于锥形段的管径逐渐缩小，烟气在锥形段的速度逐渐提高，减少大颗粒灰粒在锥形段与烟道壁发生碰撞。与锥形段相连的为弧形段2，弧形段的进口与锥形段的出口连通，弧形段管道的直径沿进口处逐步扩大，弧形段经90°转弯后，出口端与水平面平行；弧形段的出口端管壁在竖直方向延伸形成垂直段，经过垂直段烟气从烟道中输出。
进一步的，弧形段进口端下部侧壁面的设置有若干沉降管21，所述沉降管的进口211为开设在所述弧形段下部侧壁面上的通孔，沉降管的进口为圆形或椭圆形，进口的外径处向下延伸形成中空的锥管作为所述沉降管的侧壁，所述沉降管的底部开设有出灰口212，沉降管中的灰粒积累到一定量后，打开沉降管下方的阀门，将灰粒从沉降管中移除。弧形段下部侧壁至少设置有3个沉降管21，沉降管为锥形，进口直径大于出口直径，沉降管的锥度为20°～30°，锥形的沉降管由于下部的内径小，灰粒沉降后，能够减少灰粒随烟气的流动再次返回到烟道中。烟气从锥形段到弧形段时，由于弧形段入口直径突然增大，烟气流速减小，在这种情况下，灰尘颗粒受到的烟气曳力减小，部分大颗粒的重力要大于颗粒受到的浮力和曳力之和，开始沿着烟道壁向下滑动，进入到沉降管中。
进入弧形段后的烟气，烟道下部的灰粒浓度明显比上侧高，因此，在弧形段转弯处，烟道上下的灰粒存在明显的浓度差，并且在离心力的作用下，灰粒更加偏向于弧形段转弯处的外侧大圆弧处流动，在此处设置静电过滤网能有效的去除大部分灰粒。弧形段侧壁内侧至少设置有2个静电过滤网22，静电过滤网的高度至少为所述弧形段进口直径的二分一之。静电过滤网为扇形、圆形或者方形，竖直放置在烟道的横截面上，从弧形段的下方的烟气轴向穿过静电过滤网，静电过滤网至少有2片金属网221重叠形成，2片所述金属网之间的距离为1～10mm，为了减少烟气的阻力，静电过滤网的孔径不易过小，优选的，金属网的孔径为1～2mm。烟气经过静电过滤网时，含有灰粒的烟气，在接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与灰粒相碰，则使灰粒荷以负电，荷电后的灰粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，净化后的烟气穿过过滤网。静电过滤网的底部设置有积灰箱，灰粒收集在积灰箱中，定期清理。
一种适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道，锥形段1从进口到出口中轴线的长度为3500mm，进口直径为1500mm，出口直径为8000mm。弧形段为圆弧形，弧形段2经90°转弯后，连接水平放置的锥形段和竖直放置的垂直段。垂直段3的高度为5000mm，管径为1200mm。弧形段进口端下部侧壁面设置有3个沉降管21，沉降管为锥形柱体，进口为开设在所述弧形段下部侧壁面上的圆孔，孔径为15mm，沉降管的锥度为30°，沉降管的底部开设有出灰口212，通过出灰口的活动门可以将灰粒清理出沉降管。
在弧形段的大圆弧形下端侧壁内侧设置有2个静电过滤网22，静电过滤网有2片金属网221重叠形成，2片所述金属网之间的距离为5mm，静电过滤网为方型，高为800mm，宽500mm，金属网的孔径为1mm，静电过滤网的底部设置有积灰箱，静电过滤网与外部电连接，使静电过滤网具有高压电场，释放出带负电的气体离子。在静电过滤网的下方设置有横截面为三角形的积灰箱23，用于收集从静电过滤网下沉的灰粒并定期清理。

Claims (7)

1.一种适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道，其特征在于，所述烟道从烟气进口到烟气出口方向，依次包括：
锥形段，水平设置于锅炉上方，所述锥形段烟气进口直径大于出口直径；
弧形段，进口与所述锥形段的出口连通，所述弧形段管道的直径沿进口处逐步扩大，所述弧形段经90°转弯后，出口端与水平面平行；
垂直段，进口与所述锥形段的出口连通，与所述锥形段的中心线垂直；
所述弧形段进口端下部侧壁面的设置有若干沉降管，所述沉降管的进口为开设在所述弧形段下部侧壁面上的通孔，所述通孔的外径处向下延伸形成中空的锥管作为所述沉降管的侧壁，所述沉降管的底部开设有出灰口；
所述弧形段的大圆弧形下端侧壁内侧设置若干静电过滤网，所述静电过滤网的底部设置有积灰箱。
2.根据权利要求1所述的适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道，其特征在于，所述弧形段下部侧壁至少设置有3个沉降管，所述沉降管进口直径大于出口直径，所述沉降管的锥度为20°～30°。
3.根据权利要求1所述的适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道，其特征在于，所述沉降管的进口为圆形或椭圆形。
4.根据权利要求1所述的适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道，其特征在于，所述弧形段侧壁内侧至少设置有2个静电过滤网，所述静电过滤网的高度至少为所述弧形段进口直径的二分之一。
5.根据权利要求1所述的适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道，其特征在于，所述静电过滤网为扇形、圆形或者方形。
6.根据权利要求1所述的适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道，其特征在于，所述静电过滤网至少有2片金属网重叠形成，2片所述金属网之间的距离为1～10mm。
7.根据权利要求5所述的适用于水煤浆燃烧锅炉的烟道，其特征在于，所述金属网的孔径为1～2mm。
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