锅炉汽包及基于反向模拟分析改造锅炉汽包的方法技术

本申请提供一种锅炉汽包及基于反向模拟分析改造锅炉汽包的方法，属于锅炉改造技术领域。锅炉的汽包外壳内具有内腔和汽水引入腔，汽包外壳上设置有与汽水引入腔连通的第一汽水引入管以及与内腔连通的第二汽水引入管。第一孔板连接于汽包外壳将内腔分隔成第一空腔和第二空腔，汽水引入腔位于第一孔板的远离第二空腔的一侧，第二汽水引入管的管口位于第一空腔和第二空腔内。汽水分离器包括分离器本体和汽水进口管，分离器本体位于第一空腔内，汽水进口管的一端连接分离器本体，另一端与汽水引入腔连通。引流管，引流管的一端连接于第二汽水引入管的管口，另一端穿过第一孔板与汽水引入腔连通。此锅炉汽包连接了一根引流管，能够提高蒸汽的品质。

Boiler drum and the method of reforming boiler drum based on reverse simulation analysis

【技术实现步骤摘要】
锅炉汽包及基于反向模拟分析改造锅炉汽包的方法
本申请涉及锅炉改造
，具体而言，涉及一种锅炉汽包及基于反向模拟分析改造锅炉汽包的方法。
技术介绍
如果锅炉汽包发生异常，经过汽水分离后的蒸汽从饱和蒸汽引出管引出，引出的蒸汽中带水，会影响蒸汽的品质。现有技术中，对于异常汽包，没有有效地改造方式，一般情况下重新安装或更换汽包内的装置，甚至重新制备正常汽包来更换异常汽包，以保证蒸汽的品质。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种锅炉汽包及基于反向模拟分析改造锅炉汽包的方法，可以在原有异常汽包结构的基础上对异常汽包进行改进，就能够得到正常汽包，提高蒸汽的品质。第一方面，本申请实施例提供一种锅炉汽包，包括汽包外壳、第一孔板、汽水分离器和引流管。汽包外壳内具有内腔和汽水引入腔，汽包外壳上设置有与汽水引入腔连通的第一汽水引入管以及与内腔连通的第二汽水引入管。第一孔板连接于汽包外壳将内腔分隔成第一空腔和第二空腔，汽水引入腔位于第一孔板的远离第二空腔的一侧，第二汽水引入管的管口位于第一空腔和第二空腔内。汽水分离器包括分离器本体和汽水进口管，分离器本体位于第一空腔内，汽水进口管的一端连接分离器本体，另一端与汽水引入腔连通。引流管的一端连接于第二汽水引入管的管口，另一端穿过第一孔板与汽水引入腔连通。由于锅炉汽包的第二汽水引入管的管口位于第一空腔和第二空腔内，所以，从第二汽水引入管处引入的汽水一部分直接进入第一孔板的上方，没有经过汽水分离器以及第一孔板的分离，这一部分汽水经过锅炉汽包以后，没有很好地进行汽水分离，所以，分离后的蒸汽中带水。通过引流管的设置，可以将第二汽水引入管引入的汽水引流至汽水引入腔内，与第一汽水引力管引入的汽水一起经过汽水分离器和第一孔板进行汽水分离，可以减少锅炉汽包中分离后的蒸汽的含水量，提高蒸汽的品质。且该设计方式直接在原有的异常汽包的基础上进行改进，直接增加一根引流管即可实现，方法简单、有效。在一种可能的实施方式中，引流管为圆弧管，圆弧管朝向远离汽包外壳的方向凸出。可以使汽水在引流管中更好地引流，汽水在圆弧管中进行引流的时候，可以减少汽水与引流管的管壁的碰撞，可以减小管道的振动，避免水循环的停滞。在一种可能的实施方式中，圆弧管为45°弯管。使用普通的45°弯管作为引流管，材料易得，且将其安装上去以后，汽水在引流管中的流通更加顺畅。在一种可能的实施方式中，第一孔板包括呈阶梯状连接的分离孔板和靠近汽水分离器的溢水板，溢水板的一侧与汽包外壳连接，引流管穿过溢水板，分离孔板位于汽水分离器的上方，使经过分离后的蒸汽穿过分离孔板进入第二空腔内。由于第一孔板的分离孔板和溢水板呈阶梯状连接，且溢水板更加靠近汽水分离器，汽水从第二汽水引入管引入汽包内以后，汽水会喷射在阶梯状的连接处，然后直接射出，会使蒸汽带水。所以，通过引流管的设置，可以进一步避免上述问题的发生，使汽水分离的效果更好。在一种可能的实施方式中，还包括第二孔板，第二孔板连接于汽包外壳，且位于第一孔板的远离汽水分离器的一侧。从第二汽水引入管引入汽包的汽水从阶梯状的连接处反射以后，直接射至第二孔板(喷射至第二孔板的汽水速度较快)，第二孔板不能够对汽水进行很好的分离。在一种可能的实施方式中，汽水分离器为旋风分离器，分离器本体包括圆筒型外壳和圆筒型内管，汽水进口管的远离汽水引入腔的一端连接于圆筒型的外壳使汽水螺旋进入汽水分离器内，圆筒型内管与圆筒型外壳连接且使圆筒型内管两端贯通。汽水从汽水进口管进入旋风分离器内以后，在旋风分离器中螺旋运动，由于水的重力大于蒸汽的重力，可以将水分离开来，蒸汽从圆筒型的内管中上升至第一孔板，可以调整旋风分离器中的流场，以便水和蒸汽的分离，提高蒸汽的品质。第二方面，本申请实施例提供一种基于反向模拟分析改造锅炉汽包的方法，锅炉汽包包括汽包外壳，汽包外壳内具有内腔和汽水引入腔，汽包外壳上设置有与汽水引入腔连通的第一汽水引入管以及与内腔连通的第二汽水引入管；第一孔板，第一孔板连接于汽包外壳将内腔分隔成第一空腔和第二空腔，汽水引入腔位于第一孔板的远离第二空腔的一侧；汽水分离器，汽水分离器包括分离器本体和汽水进口管，分离器本体位于第一空腔内，汽水进口管的一端连接分离器本体，另一端与汽水引入腔连通。方法包括如下步骤：分别建立正常汽包和异常汽包的结构模型，找出正常汽包和异常汽包的结构差异区域。其中，异常的结构差异区域中，第二汽水引入管的管口位于第一空腔和第二空腔内；正常的结构差异区域中，第二汽水引入管的管口位于第二空腔内。分别建立结构差异区域的正常汽包的流体域模型和异常汽包的流体域模型。根据正常汽包的流体域模型和异常汽包的流体域模型，建立所述正常汽包的流体速度分布云图和所述异常汽包的流体速度分布云图。根据流体速度分布图，计算出正常汽包内流体的最大流速为第一流速，以及异常汽包内流体的最大流速为第二流速。判断第一流速小于第二流速，设置引流管使引流管的一端连接于异常汽包的第二汽水引入管的管口，另一端穿过第一孔板与汽水引入腔连通。建立改造后的异常汽包的流体速度分布图，计算出改造后的异常汽包内流体的最大流速为第三速度，判断出第三速度小于第二流速。通过反向建模的方式，先分析出现问题的结构区域，然后根据流体域模型以及流体速度分布图，找出该区域出现问题以后，对流体运动的流场的具体影响，然后再根据该影响，确定改变流场的方式(添加一根引流管)，最终验证该方式对改变流场具有一定的影响，从而将异常汽包转化成正常汽包，以提高蒸汽的品质。在一种可能的实施方式中，根据流体速度分布图，根据正常汽包的流体速度分布云图和异常汽包的流体速度分布图，计算出正常汽包的流体进入汽包后与第一孔板接触前的最大流速为第四流速，异常汽包的流体进入汽包后与第一孔板接触前的最大流速为第五流速，第五流速与第四流速的比为1.3:1-1.4:1。在异常汽包中对水和蒸汽进行分离的时候，汽水的流速过快，蒸汽的分离效果不好，如果第五流速比第四流速大30％-40％，则可以用添加引流管的方式，减慢汽水的流速，以便提高蒸汽的品质。在一种可能的实施方式中，根据正常汽包的流体域模型和异常汽包的流体域模型，建立正常汽包的流体速度分布图和异常汽包的流体速度分布图的方法，包括：根据汽包工作时第二汽水引入管的压力和温度，模拟计算正常汽包和异常汽包内局部介质流动特性，得到速度分布图。以精确确定产生蒸汽波动的原因，以便对异常汽包提出改造方案。在一种可能的实施方式中，分别建立结构差异区域的正常汽包的流体域模型和异常汽包的流体域模型的方法，包括：通过网格划分的方式进行建立。以便得到流速更加精确地流体域模型。本申请实施例提供的锅炉汽包及基于反向模拟分析改造锅炉汽包的方法的有益效果包括：通过对正常汽包和异常汽包进行建模研究，找到正常汽包与异常汽包的差异，并在异常汽包的第二汽水引入管处连接一根引流管，以便将异常汽包改造成正常汽包。只需要在异常汽包的结构基础上进行改造得到正常汽包进行使用，提高蒸汽的品质，不需要改变正常的水循本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锅炉汽包，其特征在于，包括：/n汽包外壳，所述汽包外壳内具有内腔和汽水引入腔，所述汽包外壳上设置有与所述汽水引入腔连通的第一汽水引入管以及与所述内腔连通的第二汽水引入管；/n第一孔板，所述第一孔板连接于所述汽包外壳将所述内腔分隔成第一空腔和第二空腔，所述汽水引入腔位于所述第一孔板的远离所述第二空腔的一侧，所述第二汽水引入管的管口位于所述第一空腔和所述第二空腔内；/n汽水分离器，所述汽水分离器包括分离器本体和汽水进口管，所述分离器本体位于所述第一空腔内，所述汽水进口管的一端连接所述分离器本体，另一端与所述汽水引入腔连通；/n引流管，所述引流管的一端连接于所述第二汽水引入管的所述管口，另一端穿过所述第一孔板与所述汽水引入腔连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种锅炉汽包，其特征在于，包括：
汽包外壳，所述汽包外壳内具有内腔和汽水引入腔，所述汽包外壳上设置有与所述汽水引入腔连通的第一汽水引入管以及与所述内腔连通的第二汽水引入管；
第一孔板，所述第一孔板连接于所述汽包外壳将所述内腔分隔成第一空腔和第二空腔，所述汽水引入腔位于所述第一孔板的远离所述第二空腔的一侧，所述第二汽水引入管的管口位于所述第一空腔和所述第二空腔内；
汽水分离器，所述汽水分离器包括分离器本体和汽水进口管，所述分离器本体位于所述第一空腔内，所述汽水进口管的一端连接所述分离器本体，另一端与所述汽水引入腔连通；
引流管，所述引流管的一端连接于所述第二汽水引入管的所述管口，另一端穿过所述第一孔板与所述汽水引入腔连通。


2.根据权利要求1所述的锅炉汽包，其特征在于，所述引流管为圆弧管，所述圆弧管朝向远离所述汽包外壳的方向凸出。


3.根据权利要求2所述的锅炉汽包，其特征在于，所述圆弧管为45°弯管。


4.根据权利要求1-3任一项所述的锅炉汽包，其特征在于，所述第一孔板包括呈阶梯状连接的分离孔板和靠近所述汽水分离器的溢水板，所述溢水板的一侧与所述汽包外壳连接，所述引流管穿过所述溢水板，所述分离孔板位于所述汽水分离器的上方，使经过分离后的蒸汽穿过所述分离孔板进入所述第二空腔内。


5.根据权利要求4所述的锅炉汽包，其特征在于，还包括第二孔板，第二孔板连接于汽包外壳，且位于第一孔板的远离汽水分离器的一侧。


6.根据权利要求1-3任一项所述的锅炉汽包，其特征在于，所述汽水分离器为旋风分离器，所述分离器本体包括圆筒型外壳和圆筒型内管，所述汽水进口管的远离所述汽水引入腔的一端连接于所述圆筒型的外壳使汽水螺旋进入所述汽水分离器内，所述圆筒型内管与所述圆筒型外壳连接且使所述圆筒型内管两端贯通。


7.一种基于反向模拟分析改造锅炉汽包的方法，其特征在于，所述锅炉汽包包括汽包外壳，所述汽包外壳内具有内腔和汽水引入腔，所述汽包外壳上设置有与所述汽水引入腔连通的第一汽水引入管以及与所述内腔连通的第二汽水引入管；第一孔板，所述第一孔板连接于所述汽包外壳将所述内腔分隔成第一空腔和第二空腔，所述汽水...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建锋，官招松，刘钦伟，刘耀宇，杨斌，何天，马金星，张新华，赵薇，刘兰斌，文连洋，
申请(专利权)人：广东韶钢松山股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44