包含均流作用的烟气挡板门制造技术

本实用新型专利技术公开了一型包含均流作用的烟气挡板门，可用于大气污染控制、能源、化工、冶金等众多行业领域。本型烟气挡板门的应用场合是：当设计者既要降低气相工艺设备的气体流通负荷，又要同时兼顾降负荷设备下游的气体流动均匀性的情况下，可以采用本实用新型专利技术所提供的设计方法，实现满足双重工艺要求的降负荷设备设计。说明书详细阐述了该型设备的整体布局原则、常用定位构造原则、优化设计的实现途径和实际案例效果展示。本实用新型专利技术研究的首要方向为流场设计，并结合CFD数值模拟手段对该种设备的布置方案进行流场预分析和结果优化；说明书以工程上常见的一般烟气挡板门为对照，提出了包含均流作用烟气挡板门改型设计的具体设备工艺做法。备工艺做法。备工艺做法。

Flue gas damper door with flow sharing function

【技术实现步骤摘要】
包含均流作用的烟气挡板门


[0001]本技术可以用于大气污染控制、能源、化工、冶金等众多包含大型烟气流通设备的行业领域，具体为一型包含均流作用的烟气挡板门。

技术介绍

[0002]烟气挡板门，是大型烟气流通设备在运行时用于控制烟气流量负荷的最常用机械设备。该类设备通过同步旋转一组同平面并排排列的挡板叶片角度，以调整主流通设备在该平面处的不同烟气阻力，从而实现烟气流通全开 (100％)、全闭(0％)或某个X％流量开度功能。
[0003]现代工业设备的外形设计往往比较紧凑，烟气流通设备经常被同时赋予烟气换热、气相反应等工艺功能，而烟气负荷控制设备(挡板门)有时会和这些工艺功能区离得比较近。这些工艺功能区的入口一般都会要求烟气流速比较均匀，否则会大幅度影响工艺效率。最差的情况是，烟气挡板门不仅离工艺功能区近，而且其前面还有流通管道弯头，那样会使得流场变化更复杂，控制难度更大，具体可参见图5。
[0004]工程上常规应用的烟气挡板门，在主流通设备中的布置方式见图6，挡板门产品的常见具体构造方式可参见图7
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a、图7
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b和图7
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c；可见，常规挡板门设计，所有叶片的转动方向是一致的，要么一起顺时针转，要么一起逆时针转，这里称之为“同向平行联动”模式。这样的设计方法，使得挡板门对气流的阻力，在宏观上体现出“平面各向异性”的特点，很不于均匀烟气流速。针对这类挡板门的具体应用效果，我方通过CFD数值模拟手段，对100％全开、约35％流量两种烟气流量负荷条件下的流场做出预测分析，结果见图8、图9。可见，挡板门100％全开条件下，后向的烟气流速有一定右偏，但不太明显，入口的弯头是主要影响因素。挡板门约35％流量条件下，流速右偏相当严重，挡板片的布置方式是绝对影响因素，如果转动方向同时反向，流速左偏的结果也是注定的。
[0005]基于以上所述情况，需要开发一种包含均流作用的烟气挡板门，并对不同入口形式的烟气流通设备具有一定的通用性。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于，提供一型包含均流作用的烟气挡板门，用于包含烟气换热、气相反应等工艺功能区的烟气流通设备的烟气流量控制。本型烟气挡板门，通过采用原创性的总体布局方式，以及各项经过实际项目验证的布局构造参数，可以使得进入工艺功能区的烟气在流量下降的同时，流速能保持比较均匀，这将足以解决前面
技术介绍
中提到的问题。
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案。
[0008]一种包含均流作用的烟气挡板门，包括：
[0009]转叶部分，转叶部分由n片宽度相同、在主设备内横向通长的挡板单片 (1)以及贯穿于每一挡板单片(1)中的轴承(2)组成，总宽度W；各片挡板门的轴承(2)处于同一平面上，
且该平面一般与主设备外壁面垂直，各条轴承(2)之间等间距，边缘半间距，挡板单片(1)宽度W/n，当叶片转角θ为均零时，挡板门全开；当叶片转角θ为均90
°
时，挡板门全闭，不通烟气；
[0010]传动部分，传动部分由连接装置(3)、驱动轴(4)、电动执行机构(5) 三部分组成；挡板单片(1)的总数量n设置成偶数，各片挡板单片(1)按总序号按奇数、偶数分为两组，分两套传动系统完成转叶传动；两套传动系统在竖直方向处于同一竖直平面；电动执行机构(5)通过驱动轴(4)将转动荷载施加于位于最正中间的那条轴承(2)，该轴承(2)通过连接装置(3) 将转动荷载施加于该组内其它各条轴承，从而驱动所有挡板片；
[0011]框架部分，框架部分(6)由四周一圈的4根大槽钢，以及两个长边方向侧面的各2n根加劲小方钢组成，所有的轴承(2)和电动执行机构(5)均固定在这些加劲小方钢上面。
[0012]作为优选，所有挡板单片(1)的转动方式是“交替对称联动”模式，即在转动过程中的任何转角位置，各挡板单片(1)和其左、右相邻的挡板单片 (1)都是反向轴对称的。这样的设计，使得挡板门对气流的阻力，在宏观上体现出“平面各向同性”的特点，有利于均匀烟气流速。
[0013]作为优选，该型挡板门传动部分设计比较节省空间，见图2
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a、图2
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b和图2
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c，两套连接装置(3)按上、下交错同平面布置，结构紧凑高效。
[0014]作为优选，该型挡板门对不同入口形式的烟气流通设备具有一定的通用性，无论是挡板门前是平直入口烟道、还是有转角的入口烟道，均能起到较好的均流效果。
[0015]图10、图11为采用本技术挡板门实际案例(一)的CFD流场模拟结果。图10为达到约15％烟气流量开度时的挡板叶片状态，可见，流速明显左偏；图11为达到约35％烟气流量开度时的挡板叶片状态，可见，流速在宏观上没有向左或右偏斜，很均匀。从以上两种挡板门开度的模拟结果比较可知，如果挡板门前面有弯头，即使采用了本型挡板门，也未必能够同时满足所有流量负荷开度下的均流要求，具体的均流效果还和挡板门与弯头的间距L1相关，需要细化、优化设计后确定最合适的L1后才能满足要求。而如果挡板门前是平直入口烟道，则针对不同流量负荷开度下的均流性能，通用性会更好一些。
[0016]图12、图13为采用本技术挡板门实际案例(二)的CFD流场模拟结果。该案例左侧为主设备烟气入口，右侧最下方为脱硝反应区域；为提高脱硝反应烟气温度，主设备设置烟气挡板门以降低低温烟气流量负荷，并通过中间的小旁路烟道及热交换设备在主烟道上部处向下均匀喷入高温烟气。由于现场条件限制，热交换设备和烟气挡板门只允许被安装在弯头下方的一小段范围内。从图12可见，在采用了本技术的烟气挡板门后，在热交换区的烟气流速已比较均匀，而从图13的烟气温度场可见，热交换区的均匀烟气流速保证了热扩散的均匀程度，整个下方的烟气温度也是比较均匀的。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0018]相对于工程上常规应用的烟气挡板门的“同向平行联动”模式，本技术烟气挡板门的“交替对称联动”模式明显更有利于均匀烟气流速。当烟气流通设备需要采取低负荷运行，同时又包含热交换、气相反应这些子功能区域时，采用本技术烟气挡板门可以保证这些工艺功能区在烟气的物理基础条件上更均匀，工艺效率会更高。烟气挡板门之前无论是平直的入口烟道，还是转角入口烟道，本技术都可以找到合理的布置方式来实现上述目的。
附图说明
[0019]图1为本技术烟气挡板门在主设备内的挡板叶片布置立体图；
[0020]图2
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a为本技术烟气挡板门的设备整体构造示意图俯视图；
[0021]图2
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b为本技术烟气挡板门的设备整体构造示意图剖面图；
[0022]图2
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c为本技术烟气挡板门的设备整体构造示意图断面图；
[0023]图3为本技术烟气挡板门在主设备内的挡板叶片平面定位详图；；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包含均流作用的烟气挡板门，其特征在于，包括：转叶部分，见图1、图2和图3，转叶部分由多片(n片)宽度相同、在主设备内横向通长的挡板单片(1)以及贯穿于每一挡板单片(1)中的轴承(2)组成，总宽度W；各片挡板门的轴承(2)处于同一平面上，且该平面一般与主设备外壁面垂直，各条轴承(2)之间等间距，边缘半间距，挡板单片(1)宽度W/n，当叶片转角θ为均零时，挡板门全开；当叶片转角θ为均90
°
时，挡板门全闭，不通烟气。传动部分，传动部分由连接装置(3)、驱动轴(4)、电动执行机构(5)三部分组成；挡板单片(1)的总数量n设置成偶数，各片挡板单片(1)按总序号按奇数、偶数分为两组，分两套传动系统完成转叶传动，见图2的A
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A剖面。两套传动系统在竖直方向处于同一竖直平面(在俯视图中看大部分重叠)。电动执行机构(5)通过驱动轴(4)将转动荷载施加于位于最正中间的那条轴承(2)，该轴承(2)通过连接装置(3)将转动荷载施加于该组内其它各条轴承，从而驱动所有挡板片。框架部分，框架部分(6)由四周一圈的4根大槽钢，以及两个长边方向侧面的各2n根加劲小方钢组成，所有的轴承(2)和电动执行机构(5)均固定在这些加劲小方钢上面。2.根据权利要求1所述的一种包含均流作用的烟气挡板门，其特征在于：所有挡板单片(1)的转动方式是“交替对称联动”模式。即两套电动执行机...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑立中，王建华，潘易，庞幼丽，吴燕红，王霞，应新兵，
申请(专利权)人：杭州远筑流体技术有限公司，
类型：新型
国别省市：