一种防止金属管束磨损的均阻均流装置，其特征在于：气体走廊的阻力平衡结构由内凹曲面（１）、外凸曲面（２）、迎风曲面（３）、平面（４）和弯曲平面（５）、弯曲曲面（６）以及连接平面（７）组成，与金属管束直段和弯头相吻合的内凹曲面（１）与金属管束的外表面配合，外凸曲面（２）是与金属管束外径相同的弯曲半圆柱表面，经弯曲平面（５）与平面（４）相接，弯曲曲面（６）是外凸曲面（２）的弯曲延伸，与内凹曲面（１）经连接平面（７）相接。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及工业过程含尘气固两相流对金属管束的磨损保护领域。
技术介绍
工业过程含尘气流冲刷气体通道中的金属管束构件时，由于金属管束设计出现的几何空间布置不均匀性，没有布置金属管束的空间会形成气体走廊。气体走廊的气体速度将是气体通道内气体平均速度的2～3倍，甚至更高。而金属磨损量与气体流速的3.3次方成正比。如果气体速度提高1倍，金属磨损速度将提高10倍左右，其结果是十分严重的。在燃煤火力发电厂中，发电锅炉尾部烟道中受热面与炉墙之间就可以形成间隙大小不同的烟气走廊。由于烟气走廊的存在，可以使设计寿命为6万小时的锅炉省煤器在工作2～3万小时就被磨穿，电厂被迫停炉检修，造成巨大的经济损失。在锅炉尾部烟道设计不合理且燃烧劣质煤时，省煤器的工作寿命有时低于1万小时。国内外对电站锅炉省煤器的防磨进行过长期深入的研究和实践。《锅炉和换热器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理和计算》(岑可法等，科学出版社，1995.11)中列举了很多种锅炉省煤器的防磨技术。目前，国内外大型火力发电厂很多采用梳形管来削弱烟气走廊，但梳形管的作用区域有限，而且与省煤器管束很难形成合理的阻力匹配。有些电厂由于安装、运行等原因梳形管发生偏斜，削弱了梳形管的设计功能。另一种阻力栅技术是利用水平排列的管子来削弱烟气走廊，从而减少金属管束的磨损，但阻力栅不能彻底消除烟气走廊，同时由于阻力栅在结构上是圆管，而且要求管径比省煤器管束直径大25～30％。因此不经济。阻力栅和梳形管都有主动防磨的意图，但不能很好地消除烟气走廊的关键是因为无法实现阻力均衡。
技术实现思路
本技术提出一种防止金属管束磨损的均阻均流装置，通过曲面的组合，并与金属管束的外表面配合，消除金属管束结构性气体走廊中气体速度突变造成的破坏性局部磨损，延长金属钢管管束的工作寿命。本装置气体走廊的阻力平衡结构主要由内凹曲面1、外凸曲面2、迎风曲面3、平面4、弯曲平面5，弯曲曲面6以及连接平面7组成。与金属管束直段和弯头相吻合的内凹曲面1与金属管束的外表面配合，对金属管束实现包围保护。外凸曲面2可以是与金属管束外径相同的弯曲半圆柱表面，经弯曲平面5与平面4相接，也可以做成流线型、椭圆形曲面，直接与平面4相连。弯曲曲面6是外凸曲面2的弯曲延伸，与内凹曲面1经连接平面7相接。直段8是迎风曲面3和内凹曲面1以及平面4和弯曲平面5延长后形成的封闭异型曲面。采用本装置的电站锅炉省煤器，形成省煤器管束、均阻均流装置和炉墙内壁组成的烟气通道和烟气流动阻力构件。与阻力栅相比，本装置更符合流体力学原理，当含有固体颗粒的气体冲刷金属管束时，金属管束与局部阻力均衡装置在整个流通截面上形成均匀的阻力分布，消除了速度不均和颗粒浓度不均，消除了烟气走廊。由于金属磨损速度和飞灰浓度成1次方关系，而与烟气速度成3.3次方关系，有效地降低了管束的局部磨损。按照流体力学原理设计的阻力均衡装置可以负责2个弯头的阻力均衡，减少了工程量，节省了材料消耗。本装置的优点是1.能形成整个气体通道的阻力均衡，消除气体走廊，有效保护气体通道内的金属管束。2.对金属材料没有特殊要求，新锅炉几乎不增加造价，老锅炉改造费用十分低廉。3.结构简单，阻力均衡装置的加工和安装都十分方便。附图说明图1为1台50t/h循环流化床锅炉设计的阻力均衡装置图2为图1在50t/h循环流化床锅炉省煤器的安装方式图3为1台200MW燃煤发电锅炉设计的阻力均衡装置图4为图3在200MW燃煤发电锅炉省煤器的安装方式具体实施方式图1是为一台50t/h循环流化床锅炉设计的阻力均衡装置。烟气自上而下冲刷省煤器管束，省煤器管束与炉墙之间安装阻力均衡装置，阻力均衡装置在炉墙上生根。阻力均衡装置的另一端搭接在省煤器管束上。省煤器管束为外径32mm的碳钢管，阻力均衡装置是铸铁浇铸的空心件，全部壁厚5mm。图2是为1台200MW燃煤发电锅炉设计的阻力均衡装置。省煤器钢管是外径为28mm碳钢管。烟气通道内省煤器分为左右两部分。与炉墙相接的阻力均衡装置的安装与图1结构相同。左右两个省煤器阻力均衡装置搭接到金属管束上，形成阻力均衡作用，避免了管束的局部磨损，使燃煤电厂发电锅炉省煤器管束得到有效保护。权利要求1.一种防止金属管束磨损的均阻均流装置，其特征在于气体走廊的阻力平衡结构由内凹曲面(1)、外凸曲面(2)、迎风曲面(3)、平面(4)和弯曲平面(5)、弯曲曲面(6)以及连接平面(7)组成，与金属管束直段和弯头相吻合的内凹曲面(1)与金属管束的外表面配合，外凸曲面(2)是与金属管束外径相同的弯曲半圆柱表面，经弯曲平面(5)与平面(4)相接，弯曲曲面(6)是外凸曲面(2)的弯曲延伸，与内凹曲面(1)经连接平面(7)相接。2.如权利要求1所述的防止金属管束磨损的均阻均流装置，其特征在于直段8是迎风面(3)和内凹曲面(1)以及平面(4)和弯曲平面(5)延长后形成的封闭异型曲面。3.如权利要求1、2所述的防止金属管束磨损的均阻均流装置，其特征在于外凸曲面(2)可以为流线型、椭圆形曲面，直接与平面(4)相连。专利摘要一种防止金属管束磨损的均阻均流装置，涉及到锅炉、换热器和其他工业过程含尘气流冲刷金属管束的防磨保护领域，主要由内凹曲面(1)、外凸曲面(2)、迎风曲面(3)、平面(4)、弯曲平面(5)，弯曲曲面(6)以及连接平面(7)和延长段(8)几部分组合，并与金属管束的外表面配合。本装置能形成整个气体通道的阻力均衡，消除气体走廊，有效保护气体通道内的金属管束，同时结构简单，对金属材料没有特殊要求，加工和安装都十分方便，新锅炉几乎不增加造价，老锅炉改造费用十分低廉。文档编号F16L57/00GK2618029SQ0326201公开日2004年5月26日 申请日期2003年5月24日 优先权日2003年5月24日专利技术者刘柏谦 申请人:北京科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘柏谦，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：实用新型
国别省市：
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