专利名称：用于煤炭管道系统的导流装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于传导气体和颗粒的混合流的管道系统，更特别地，本发明涉及煤 炭管道系统。
背景技术：
现有技术中已知多种装置和方法来递送粉末状煤炭至煤炭燃烧器。在这些装置 中，许多涉及改善煤炭管道系统内的颗粒分布以递送待焚烧的煤炭。煤炭发电厂要求供应作为燃料的煤炭的高效构件以产生热电。原煤通常在煤炭粉 碎机或研磨机中被粉末，以产生小的煤炭颗粒或煤炭粉尘。然后粉末状煤炭被递送至燃烧 炉或燃烧器，在这里其可用于焚烧。这通常使用煤炭管道系统来完成，所述煤炭管道系统利 用空气流来将来自研磨机或粉碎机的粉末状煤炭颗粒运输至喷嘴，在喷嘴处煤炭颗粒被喷 射到煤炭燃烧器或燃烧炉中。随着煤炭颗粒在空气流中运行通过管道系统，管道和管子几 何结构中的弯曲通常容易引起非均勻煤炭颗粒分布。该非均勻分布经常恰发生在管道系统 中弯头的下游。非均勻颗粒分布对煤炭系统的操纵和维持引起多种技术问题。如果较差颗粒分 布延伸到焚烧段中，燃料/空气混合物中的局部失衡可引起低效焚烧以及N0x、C0和其他污 染物的增加排放。其还可以引起飞灰中增加含量的未燃烧的碳，这将降低焚烧效率，煤绳 (coal rope)的高摩擦性性质撞击和擦碰煤炭管道和燃烧系统的部件，这使得系统中管子 和其他部件加剧腐蚀，从而导致经常需要检查、修复和替换部件。如果不定期进行检查、修 复和替换，来自煤炭绳化(roping)的摩擦的几乎提高将引起关键部件昂贵或危险的失效。 较差分布的颗粒还可以阻碍部件(如分类器)的性能。例如，不均勻颗粒分布流动到煤炭 分类器中可引起一部分分类器早于其他分类器而损耗，并且可导致仅有一部分分类器完全 可用。颗粒分布在煤炭管道系统中的问题的多种方案是本领域已知的。已知系统被设计 为破碎煤绳，所述煤绳是穿过管道系统的煤炭颗粒的浓缩区域。已知系统通常用于只在煤 炭喷嘴/燃烧器上游破碎煤绳，以将均勻分布的颗粒提供到焚烧段中。这些常规方法和系统通常对于它们预期目的被认为是令人满意的。然而，现有技 术中仍保持需要可以改善部件上游颗粒分布的方法和装置(除了燃烧器)。现有技术中还 仍保持需要容易安装和/或替换、并且赋予低压降的的这些方法和装置。本发明提供了用 于这些问题的方案。
发明内容
本发明涉及用于改善煤炭管道系统内的颗粒分布的新型和有用的导流装置。所述 装置包括限定外圆周的基部。所述基部被构造为安装在管子内部，使得所述基部部分围绕 所述管子的内圆周延伸，并且所述管子的圆周和所述基部基本上同心对齐。导流器从所述 基部向内径向延伸。导流器被构造为引导煤炭颗粒的浓缩流朝向所述管子的中间。在一方面中，涵盖的是，导流器可具有在基部和导流器的径向内周之间凹形倾斜 的上游表面。导流器的内周可限定在基本直的截面之间周向设置的基本圆形截面。在导流 器的内周的圆形截面的各侧上可以有单一基本直的截面。导流器的内周的圆形截面可在基 本直的截面之间周向中间化。基本直的截面可分别相切于圆形截面，并且其中各基本直的 截面从圆形截面向外延伸至由基部限定的外圆周。还涵盖的是，基本上所有的导流器可具 有通常三角形的的径向截面。本发明还提供用于改善煤炭管道系统内的颗粒分布的导流器组件。组件包括具有 通常圆柱形内部的卷筒件。卷筒件被构造为在煤炭管道系统中在相邻管子的端部凸缘之间 结合，使得卷筒件的圆柱形内部通常和相邻管子的内部对齐。组件还包括导流装置。导流 装置包括限定外圆周的基部。基部安装在卷筒件内部，使得基部部分围绕卷筒件的内圆周 延伸，并且卷筒件的圆周和基部基本上同心对齐。导流器从基部向内径向延伸。导流器被 构造为引导煤炭颗粒的浓缩流在下游相邻管子的中间。涵盖的是，导流装置的基部可栓接卷筒件。卷筒件可包括相对端部凸缘，其被构造 和适应于在煤炭管道系统中在两个相邻管子的端部凸缘之间结合卷筒件。卷筒件的端部凸 缘可均限定多个钻孔以使卷筒件栓接到两个相邻管子之间的位置中。涵盖的是，卷筒件可 被构造为可周向调节增加约10至约15度。从下面优选实施方案的详细描述并参照附图，本发明的系统、装置和方法的这些 和其他特征对于本领域技术人员来说将是更明显的。
本发明所属领域的技术人员将容易理解如何制备和使用本发明的装置和方法，而 无需不当试验，其优选实施方案将参照某些附图在下面详细描述，其中图1是一部分现有技术煤炭管道系统的示意图，其示出由于在研磨机和分类器之 间的管道弯头，流到分类器中的颗粒不均勻分布；图2是一部分煤炭管道系统的示例性实施方案的示意图，所述煤炭管道系统包括 依照本发明构造的导流装置，其示出导流装置使煤炭颗粒的浓缩物流中间化，并因此改善 用于分类器的颗粒分布；图3是图2的导流装置的透视图，其示出倾斜上游表面；图4是图2的导流装置的俯视图，其示由基部限定的外圆周、以及导流器的内周的 圆形和直的部分；图5是依照本发明构造的导流器组件的分解透视图，其示出导流装置和卷筒件可 如何与螺栓结合；图6是图5的导流器组件的俯视图，其示出导流器的倾斜下游表面；图7是图6的导流器组件的截面侧视图，其沿截面线7-7以示出图6的导流器组件相邻其内周的圆形部分的径向截面性能；和图8是图6的导流器组件的截面侧视图，其沿截面线8-8以示出导流器相邻其内 周的直的部分的部分径向截面性能。
具体实施例方式现在参照附图，其中相同的附图标记表示本发明的类似结构特征或方面。为了解 释和描述而非限制性的目的，依照本发明构造的导流装置的示例性实施方案的局部视图示 于图2中，并且通常由附图标记100表示。依照本发明的导流装置的其他实施方案或其方 面提供于图3-8，这将进行描述。本发明的系统和方法可用在煤炭管道系统中或任何其他合 适的应用中以改善气体和固体颗粒的混合流中的颗粒分布。如图1中所示，典型煤炭发电系统1包括用于供应微细煤炭颗粒以进行焚烧的研 磨机或其他粉碎构件。煤炭细粉以气体/颗粒混合物传输通过系统1。进入研磨机的弯头 2下游的颗粒浓缩容易浓缩在弯头的转角外面，并保持沿着相同边缘通过随后的管子3。该 颗粒的浓缩流贴近管子3的一侧，越过尾矿管子4，通过内锥5并进入分类器叶片6。然而， 由于颗粒浓度在进入分类器的内锥5的管子3 —侧上更大，因此一些分类器叶片6比其他 容纳更高浓度的煤炭颗粒，如图1中的点刻所示。这导致不均勻磨损并处于分类器的利用 部分中。图2示出依照本发明的系统10，其具有入口弯头20、煤炭管子30、尾矿管子40、内 分类器锥50和分类器叶片60，大部分如上面涉及图1所述。然而，内锥50和分类器叶片 60周围的煤炭颗粒分布在系统10中比在系统1中明显更均勻，因为入口弯头20下游的导 流装置100使煤炭颗粒35的物流导流和重新分布远离管壁并进入管子30的中间，如图2 中所示。现在参照图3，导流装置100包括限定外圆周104的基部102。基部被构造为安装 在管子内部，使得基部102部分围绕管子的内圆周延伸，并且管子的圆周和基部102 (例如， 圆周104和对应的管子圆周)基本上同心对齐(如图2中所示)。导流器106从基部102 向内径向延伸。导流器106的上游表面108在基部102和导流器106的径向内周110之间 凹形倾斜。导流器106被构造为引导煤炭颗粒的浓缩流朝向所述管子的中间(例如，图2 中的物流35)。导流装置100的形状产生使用其联合倾斜、直的和圆形部分来交叉混合的区域。 结合煤炭管子30内的尾矿管子40和内锥50，导流装置100赋予分类器叶片60的基本上均 勻分布的煤炭颗粒。尾矿管子40可有利地屏蔽煤炭颗粒的物流35，从而避免撞击保护衬里。现在参照图4，导流器106的内周110限定在基本直的截面114之间周向设置的 基本圆形截面112。单一直的截面114设置切向于圆形截面112的各侧，并且圆形截面112 在直的截面114之间周向中间化。直的截面114从圆形截面112向外延伸至由基部102限 定的外圆周104。导流装置100可有利地包括陶瓷型材料，其赋予装置较长的磨损寿命。基 部102和导流装置100的其他部分可通过浇注成整体浇注品而形成。如图5中所示，导流装置100可用在这样的组件中，所述组件包括具有通常圆柱形 内部的卷筒件150。卷筒件150被构造为在煤炭管道系统中在相邻管子的端部凸缘之间结 合，使得卷筒件150的圆柱形内部通常和相邻管子的内部对齐(如图2中所示)。基部102可安装在卷筒件150的内部，使得基部102部分围绕卷筒件150的内圆周延伸，并且卷筒件 150的圆周和基部102基本上同心对齐，如图6中所示。如图5中所示，导流装置100可使用钻孔154中的螺栓152栓接卷筒件150通过 卷筒件150的圆柱部分和导流装置100中的对应钻孔。在不偏离本发明的精神和范围的条 件下，本领域技术人员将容易意识到任何其他合适的紧固件或结合方法也可以使用。然而， 如果批准替换，在卷筒件150中栓接导流装置100允许导流装置100便捷地交换出卷筒件 150。卷筒件150包括相对端部凸缘156，其其被构造和适应于在煤炭管道系统中在两 个相邻管子端部凸缘之间结合卷筒件156 (如图2中所示)。如图5-6中所示，卷筒件150 的端部凸缘156均限定多个钻孔158以使卷筒件150栓接到两个相邻管子之间的位置中， 从而使对周围系统改变的需要最小化。在相邻管子之间通常有足够的作用以容纳卷筒件， 而无需改变煤炭管道系统的其他部分。卷筒件150可周向调节增加约10至约15度，这取决 于其如何栓接在相邻管子之间。当安装在给定系统中时这允许转而提供良好的颗粒分布的 微细度。对应管子内导流装置100的特征的最佳取向可进一步改善颗粒分布。有利的是， 使导流装置100的圆形截面112中间化，其中在装置100的上游煤炭颗粒浓度最高。如图5中所示，端部件118包括在相邻内周110的直的部分的导流装置100上。 另外，下游倾斜部件116包括在导流装置100的下游部分上。部件116和118是最佳的附 加部件，其可包括以易于(例如)立即在导流装置100下游的可燃颗粒的生产和阻碍堆积。 基本上所有的导流器100具有通常三角形的的径向截面，分别如图7-8的截面部分沿图6 的截面线7-7和8-8所示。如图7-8中所示，倾斜表面108包括两层构造。两层可包括支 撑基部，其可首先形成，然后陶瓷型材料可施加至该基部层。基部可包括锚定结构以接受形 成外层的陶瓷可浇注材料。再次参照图1和2，导流装置100的几何结构允许其使使紧接弯头下游的煤炭管子 边界浓度不均勻的煤炭颗粒流线化和中间化。装置100还起到作用以结合尾矿管子40和 内锥50的部分使颗粒浓缩破碎。结果是和已知系统相比，供应至分类器叶片60的煤炭颗 粒基本上更均勻地分布。这降低了腐蚀和对于替换部分的需要，并更完全地利用分类器叶 片。在不偏离本发明的精神和范围的情况下，根据本发明的导流装置可使用或不用卷筒件 安装在新型或现有系统中。上述和附图中所示的本发明的方法和装置提供具有优异特性的用于煤炭管道系 统的导流器，所述特性包括能够赋予煤炭分类器改善的煤炭颗粒分布，同时对于系统中的 压降引起较小的影响。尽管在煤炭管道系统的上下文中进行了上面描述，但是本领域技术 人员将容易意识到上述方法和装置可用在用于改善混合气体/颗粒流内的颗粒分布的任 何其他合适的应用中。尽管参照优选实施方案示出和描述了本发明的设备和方法，但是本 领域技术人员将容易意识到在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以进行改变和/或 变化。
权利要求
1.一种用于改善煤炭管道系统内的颗粒分布的导流装置，包括a)限定外圆周的基部，所述基部被构造为安装在管子内部，使得所述基部部分围绕所 述管子的内圆周延伸，并且所述管子的圆周和所述基部基本上同心对齐；和b)从所述基部向内径向延伸的导流器，其中所述导流器被构造为引导煤炭颗粒的浓缩 流朝向所述管子的中间。
2.根据权利要求1所述的导流装置，其中所述导流器具有在所述基部和所述导流器的 径向内周之间凹形倾斜的上游表面。
3.根据权利要求2所述的导流装置，其中所述导流器的所述内周限定在基本直的截面 之间周向设置的基本圆形截面。
4.根据权利要求3所述的导流装置，其中在所述导流器的所述内周的所述圆形截面的 各侧上有单一基本直的截面。
5.根据权利要求4所述的导流装置，其中所述导流器的所述内周的所述圆形截面在所 述基本直的截面之间周向中间化。
6.根据权利要求5所述的导流装置，其中所述基本直的截面分别相切于所述圆形截 面，并且其中各基本直的截面从所述圆形截面向外延伸至由所述基部限定的所述外圆周。
7.根据权利要求6所述的导流装置，其中基本上所有的所述导流器具有通常三角形的 的径向截面。
8.一种用于改善煤炭管道系统内的颗粒分布的导流器组件，包括a)具有通常圆柱形内部的卷筒件，所述卷筒件被构造为在煤炭管道系统中在相邻管 子的端部凸缘之间结合，使得所述卷筒件的所述圆柱形内部通常和所述相邻管子的内部对 齐；以及b)导流装置，包括i)限定外圆周的基部，所述基部安装在所述卷筒件内部，使得所述基部部分围绕所述 卷筒件的内圆周延伸，并且所述卷筒件的圆周和所述基部基本上同心对齐；和 )从所述基部向内径向延伸的导流器，其中所述导流器被构造为引导煤炭颗粒的浓 缩流在下游相邻管子的中间。
9.根据权利要求8所述的导流器组件，其中所述导流装置的所述基部栓接所述卷筒件。
10.根据权利要求9所述的导流器组件，其中所述卷筒件包括相对端部凸缘，其被构造 和适应于在煤炭管道系统中在两个相邻管子的端部凸缘之间结合所述卷筒件。
11.根据权利要求10所述的导流器组件，其中所述卷筒件的所述端部凸缘均限定多个 钻孔以使所述卷筒件栓接到两个相邻管子之间的位置中。
12.根据权利要求11所述的导流器组件，其中所述卷筒件可周向调节增加约10至约 15度。
13.根据权利要求8所述的导流器组件，其中所述导流器具有在所述基部和所述导流 器的径向内周之间凹形倾斜的上游表面。
14.根据权利要求13所述的导流器组件，其中所述导流器的所述内周限定在基本直的 截面之间周向设置的基本圆形截面。
15.根据权利要求14所述的导流器组件，其中在所述导流器的所述内周的所述圆形截面的各侧上有单一基本直的截面。
16.根据权利要求15所述的导流器组件，其中所述导流器的所述内周的所述圆形截面 在所述基本直的截面之间周向中间化。
17.根据权利要求16所述的导流器组件，其中所述基本直的截面分别相切于所述圆 形截面，并且其中各基本直的截面从所述圆形截面向外延伸至由所述基部限定的所述外圆 周。
18.根据权利要求17所述的导流器组件，其中基本上所有的所述导流器具有通常三角 形的的径向截面。
19.根据权利要求8所述的导流器组件，其中所述导流器具有在所述基部和所述导流 器的径向内周之间凹形倾斜的上游表面，其中所述导流器的所述内周限定在基本直的截面 之间周向设置的基本圆形截面，其中所述卷筒件包括相对端部凸缘，其被构造和适应于在 煤炭管道系统中在两个相邻管子的端部凸缘之间结合所述卷筒件，并且其中所述卷筒件可 周向调节增加约10至约15度。
20.一种煤炭管道系统，包括a)多个煤炭管子，其以彼此流体连接的方式相连以传输气体和煤炭颗粒的混合流通过 它们；b)具有通常圆柱形内部的卷筒件，所述卷筒件在两个相邻煤炭管子的端部凸缘之间结 合，使得所述卷筒件的所述圆柱形内部通常和所述两个相邻管子的内部对齐；和c)导流装置，包括i)限定外圆周的基部，所述基部安装在所述卷筒件内部，使得所述基部部分围绕所述 卷筒件的内圆周延伸，并且所述卷筒件的圆周和所述基部基本上同心对齐；和 )从所述基部向内径向延伸的导流器，其中所述导流器被构造为引导煤炭颗粒流在 下游相邻煤炭管子的中，其中所述导流器具有在所述基部和所述导流器的径向内周之间凹 形倾斜的上游表面，和其中所述导流器的所述内周限定在基本直的截面之间周向设置的基 本圆形截面。
全文摘要
用于改善煤炭管道系统内的颗粒分布的导流装置包括限定外圆周的基部。基部被构造为安装在管子内部，使得基部部分围绕所述管子的内圆周延伸，并且管子的圆周和所述基部基本上同心对齐。导流器从所述基部向内径向延伸。导流器被构造为引导煤炭颗粒的浓缩流朝向管子的中间。
文档编号F23K3/02GK102124271SQ200980131773
公开日2011年7月13日 申请日期2009年8月12日 优先权日2008年8月21日
发明者克雷格·A·彭特尔松, 弗拉德·泽尔内斯库 申请人:莱利电力公司