CN205191629U - 一种用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置 - Google Patents
一种用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置，包括风机、一级风道管、弯头机构、二级风道管和与空气预热器连接的冷风接头，所述风机、一级风道管、弯头机构、二级风道管和冷风接头依次连接，所述弯头机构包括分流接头、多条截面呈圆形的弯管和汇流接头，所述分流接头的入口与一级风道管的出口连接，多条所述弯管的一端连接于分流接头的出口，多条所述弯管的另一端均连接于汇流接头的入口，且多条所述弯管紧密排列分布，所述汇流接头与二级风道管连接。本实用新型导流的冷风均匀性好，提高了空气预热器的预热效果，还降低了生产投资的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及火力发电设备，具体来说是一种用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置。
背景技术
在火力发电厂的烟风***中，锅炉空气预热器是利用锅炉尾部的烟气热量来加热空气的重要设备。空气预热器利用烟气中的热量加热空气，使空气温度升高，排烟温度降低，减少了锅炉的排烟损失；此外，空气被加热之后送入炉内，使炉内燃料着火迅速，燃烧强烈完全，因而也减少了燃料的机械与化学不完全损失。因此，锅炉空气预热器中烟气和空气的热量交换的效果的好坏，将直接影响锅炉的效率。
目前在600MW及以上的大型火力发电厂机组中，如图1和图2所示，为空气预热器提供冷风的冷风送入装置主要由风机1、一级风道管2、与一级风道管2内径尺寸相等的弯头3、二级风道管4和冷风接头5构成。一级风道管和二级风道管的截面呈较大尺寸的矩形或圆形。其中风机采用轴流风机,轴流风机水平布置在锅炉房0m地面以上。轴流风机采用圆形出口，气流从风机出口水平射出，轴流风机出口中心线标高约为2～3m。空气预热器的冷风接口一般为矩形口，且因为受到空气预热器内换热效率的影响，要求冷风进入空气预热器的流速远低于轴流风机出口，因此空气预热器的冷风接口的横截面积与轴流风机出口的横截面积相差较大。此外，锅炉空气预热器的冷风接口垂直向下，其接口面的标高一般不超过14m。因此，空气从轴流风机吸风口进入轴流风机后，经轴流风机的风机叶片作用从轴流风机出口水平射出，在一级风道管中经过扩散、90°转弯向上流动，进入二级风道管中再扩散，然后从空气预热器的冷风接口进入空气预热器内与烟气进行热交换。
目前的冷风送入装置虽可进行工作，但其还是会存在下述缺陷：对于600MW及以上的火力发电机组，当冷风道采用常规的圆形或者矩形风道设计方案时，受到风道尺寸较大和空气预热器器接口高度限制的影响，气流在经过90°转弯后，再进入空气预热器时会分布不均匀，严重影响空气预热器的换热效果。而为解决冷空气分布不均问题而在一级风道管和二级风道管内增加导流板时，导流板与风道管之间的焊缝在气流反复的交变应力作用下很容易发生撕裂，导流板会脱落甚至堵塞流道，导致机组停机，严重影响机组运行的安全和可靠。同时，一级风道管和二级风道管的尺寸较大，而一级风道管和二级风道管需要具有极强的承压能力，故需要在一级风道管和二级风道内设置加固肋，则这需要较多的制造材料，造成耗材料量大，制造成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置。此用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置保证了进入空气预热器的冷风分布均匀，提高了空气预热器的换热效果，同时也提高了安全性和可靠性。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置，包括风机、一级风道管、弯头机构、二级风道管和与空气预热器连接的冷风接头，所述风机、一级风道管、弯头机构、二级风道管和冷风接头依次连接，所述弯头机构包括分流接头、多条截面呈圆形的弯管和汇流接头，所述分流接头的入口与一级风道管的出口连接，多条所述弯管的一端连接于分流接头的出口，多条所述弯管的另一端均连接于汇流接头的入口，且多条所述弯管紧密排列分布，所述汇流接头与二级风道管连接。
优选的，所述弯管的数量为大于1的自然数的平方根条，所有的弯管呈方形阵列分布。
优选的，所述弯管的数量为4条，此4条所述弯管包括2条第一弯管和2条第二弯管，此2条第一弯管和2条第二弯管的内径均相等。
优选的，所述第一弯管的弯曲半径小于第二弯管的弯曲半径。
优选的，所述第一弯管和第二弯管的内径均为d，所述第一弯管的弯曲半径为1.5d，所述第二弯管的弯曲半径为2.5d。
优选的，所述弯管的数量为9条，此9条所述弯管包括3条第一弯管、3条第二弯管和3条第三弯管，所述第一弯管、第二弯管和第三弯管的内径均相等。
优选的，所述第一弯管、第二弯管和第三弯管的弯曲半径依次增大。
优选的，所述第一弯管、第二弯管和第三弯管的内径均为d，所述第一弯管的弯曲半径为2d，所述第二弯管的弯曲半径为3d，所述第三弯管的弯曲半径为4d。
优选的，所述一级风道管和二级风道管的截面均呈圆形。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
1、本用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置中的弯头机构采用分流接头、汇流接头和多条截面呈现圆形的弯管代替传统的大尺寸弯头，则依次经过一级风道管、弯管和二级风道管的冷风进入空气预热器时的均匀性好，可提高了空气预热器的预热效果。
2、本用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置中的弯头机构采用分流接头、汇流接头和多条截面呈现圆形的弯管代替传统的大尺寸弯头，则不需要在一级风道管和二级风道管中增设导流板，避免导流板与风道管之间的焊缝在气流反复的交变应力作用下很容易发生撕裂，而使导流板会脱落甚至堵塞流道，导致机组停机，从而提高了机组运行的安全和可靠。
3、本用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置中的弯头机构采用分流接头、汇流接头和多条截面呈现圆形的弯管代替传统的大尺寸弯头，则弯管的可较容易保证具有很好的强度，不需要增加固定肋，减少材料的使用；而且在保证足够强度的情况下，使用多条弯管代替大尺寸弯头时所使用的材料也会较少，可进一步减少制造成本。
4、本用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置中的弯头机构采用分流接头、汇流接头和多条截面呈现圆形的弯管代替传统的大尺寸弯头，利用分流接头分流后，再通过多条弯管导流，这减少了导流风道的阻力。
附图说明
图1是传统的用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置的第一种结构示意图。
图2是传统的用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置的第二种结构示意图。
图3是本实用新型实施例1的用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置的结构示意图。
图4是本实用新型实施例1的用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置的侧视图。图中的箭头为冷风的流动方向。
图5是本实用新型实施例1的分流接头的结构示意图。
图6是本实用新型实施例1第一弯管和第二弯管安装好后的分布图。
图7是本实用新型实施例1的汇流接头的结构示意图。
图8是本实用新型实施例2的弯管的结构示意图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例1
如图3至图7所示，本用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置，包括风机1、一级风道管2、弯头机构6、二级风道管4和与空气预热器连接的冷风接头5，所述风机1、一级风道管2、弯头机构6、二级风道管4和冷风接头5依次连接，所述弯头机构6包括分流接头61、多条截面呈圆形的弯管62和汇流接头63，所述分流接头61的入口与一级风道管2的出口连接，多条所述弯管62的一端连接于分流接头61的出口，多条所述弯管62的另一端均连接于汇流接头63的入口，且多条所述弯管62紧密排列分布，所述汇流接头63与二级风道管4连接。而所述一级风道管2和二级风道管4的截面均呈圆形。具体的，分流接头61的出口端具有与弯管62数量相等的出口，每条弯管62与分流接头61的各个出口相应的连接，此保证了弯管62与一级风道管2连接的密封性。同时，汇流接头63与保证了弯管62与二级风道管4之间连接的密封性。
所述弯管的数量为大于1的自然数的平方根条，所有的弯管呈方形阵列分布。方形阵列分布时，则每行和每列中的弯管数量相等。即当弯管的数量为n2条时，弯管以n*n的方形阵列分布。
如图3、图4和图6所示，所述弯管62的数量为4条，此4条所述弯管62包括2条第一弯管621和2条第二弯管622，此2条第一弯管621和2条第二弯管622的内径均相等。而所述第一弯管621的弯曲半径小于第二弯管622的弯曲半径。此设计可保证了弯头机构6的结构紧凑性。在此结构的弯头机构6作用下，气流从一级风道管2进入分流接头61后，以一分成四的流入4条相应的弯管62中，再通过汇流接头63汇合，则经过弯管62后的气流的均匀性比传统的大尺寸弯头至少提高1倍。而在常规600MW火力发电机组的具体工程的综合比较可知，采用本实施例的弯头机构6的材料耗量与传统矩形弯头相比，单台机组的一级风道管2和二级风道管4可以节省材料约17.6吨。故这不仅提高了导流的均匀性，还降低了生产的投资成本。同时，由于了导流的均匀性，则以常规600MW火力发电机组为列，本实施例的弯头机构6能提高空气预热器的换热效率约10％～20％，从而提高空气预热器的锅炉效率约0.1％，机组的发电标煤耗率降低约0.2g/(kW·h)。若按机组年利用小时数为5500小时和标煤价格按950元/吨计算，单台600MW燃煤锅炉机组每年节约标煤660吨，节约燃料费用约62.7万元。
所述第一弯管621和第二弯管622的内径均为d，所述第一弯管621的弯曲半径为1.5d，所述第二弯管622的弯曲半径为2.5d。具体的，一级风道管和二级风道管的直径均为D，而一组风道管和二级风道管的横截面积均等于2条第一弯管和2条第二弯管的横截面积的总和，故D＝2d。而风道的弯曲半径为R，此R＝D，故R＝2d。而本实施例中第一弯管621和第二弯管622的弯曲半径分别为1.5d，和2.5d，采用FLUENT模拟软件模拟计算，本实施例中第一弯管621和第二弯管622的阻力共为约30Pa；而矩形弯头在弯曲半径为1.0D情况下，矩形弯头的阻力约30Pa；常规圆形风道的圆形焊接弯管在弯曲半径为1.0D情况下，风道阻力约为60Pa。本实施例的弯头机构6的阻力与传统矩形弯头持平，而比传统圆形弯头减少约30Pa。
实施例2
本用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置除以下技术特征外同实施例1：
如图8所示，所述弯管62的数量为9条，此9条所述弯管62包括3条第一弯管621、3条第二弯管622和3条第三弯管623，所述第一弯管621、第二弯管622和第三弯管623的内径均相等。所述第一弯管621、第二弯管622和第三弯管623的弯曲半径依次增大。
所述第一弯管621、第二弯管622和第三弯管的内径均为d，所述第一弯管621的弯曲半径为2d，所述第二弯管622的弯曲半径为3d，所述第二弯管622的弯曲半径为4d。具体的，一级风道管和二级风道管的直径均为D，而一组风道管和二级风道管的横截面积均等于3条第一弯管、3条第二弯管和3条第三弯管的横截面积的总和，故D＝3d。而风道的弯曲半径为R，此R＝D，故R＝3d。而本实施例中第一弯管621、第二弯管622和第三弯管633的弯曲半径分别为2d，3d和4d，采用FLUENT模拟软件模拟计算，本实施例中第一弯管621、第二弯管622和第三弯管的阻力共为经25Pa；而矩形弯头在弯曲半径为1.0D情况下，矩形弯头的阻力约30Pa；常规圆形风道的圆形焊接弯管在弯曲半径为1.0D情况下，风道阻力约为60Pa。本实施例的弯头机构6的阻力与传统矩形弯头减少约5Pa，而比传统圆形弯头减少约35Pa。
上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置，包括风机、一级风道管、弯头机构、二级风道管和与空气预热器连接的冷风接头，所述风机、一级风道管、弯头机构、二级风道管和冷风接头依次连接，其特征在于：所述弯头机构包括分流接头、多条截面呈圆形的弯管和汇流接头，所述分流接头的入口与一级风道管的出口连接，多条所述弯管的一端连接于分流接头的出口，多条所述弯管的另一端均连接于汇流接头的入口，且多条所述弯管紧密排列分布，所述汇流接头与二级风道管连接。
2.根据权利要求1所述的用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置，其特征在于：所述弯管的数量为大于1的自然数的平方根条，所有的弯管呈方形阵列分布。
3.根据权利要求2所述的用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置，其特征在于：所述弯管的数量为4条，此4条所述弯管包括2条第一弯管和2条第二弯管，此2条第一弯管和2条第二弯管的内径均相等。
4.根据权利要求3所述的用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置，其特征在于：所述第一弯管的弯曲半径小于第二弯管的弯曲半径。
5.根据权利要求4所述的用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置，其特征在于：所述第一弯管和第二弯管的内径均为d，所述第一弯管的弯曲半径为1.5d，所述第二弯管的弯曲半径为2.5d。
6.根据权利要求2所述的用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置，其特征在于：所述弯管的数量为9条，此9条所述弯管包括3条第一弯管、3条第二弯管和3条第三弯管，所述第一弯管、第二弯管和第三弯管的内径均相等。
7.根据权利要求6所述的用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置，其特征在于：所述第一弯管、第二弯管和第三弯管的弯曲半径依次增大。
8.根据权利要求7所述的用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置，其特征在于：所述第一弯管、第二弯管和第三弯管的内径均为d，所述第一弯管的弯曲半径为2d，所述第二弯管的弯曲半径为3d，所述第三弯管的弯曲半径为4d。
9.根据权利要求1所述的用于火力发电厂空气预热器的冷风送入装置，其特征在于：所述一级风道管和二级风道管的截面均呈圆形。
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