大温差气体混合、净化、整流装置的制作方法

本发明涉及气体混合装置，具体涉及大温差气体混合、净化、整流装置。

背景技术：

1、熔盐储热技术耦合传统燃煤发电系统可用于提高火电机组的运行灵活性和调峰能力。

2、熔盐储热系统进行烟气熔盐储热时，抽取锅炉不同温度带的含尘烟气至旁路烟道，混合后通过烟气-熔盐换热器完成储热。混合烟气的温度和气流流速的均匀性事关熔盐是否超温分解，混合烟气的含尘浓度影响换热管的冲蚀磨损程度，这些均是确保熔盐安全运行的关键。

3、混合器根据混合动力的不同，可以分为动态混合器和静态混合器。动态混合器是依靠机械动力单元使流体强制流动，达到混合均匀效果。静态混合器则是通过流体冲击各种类型板元件，增加流体层流运动的速度梯度或形成湍流，其无机械转动件、结构简单、体积小、效率高，得到广泛应用。

4、这些混合器均能一定程度保证混合后气体混合均匀，然而，当同时实现两股气流的快速混合、净化及整流时，会面临含尘气体造成的积灰、磨损、堵塞等实际工程问题，特别是当两股气体温差较大时，混合器存在较大热应力冲击，这些均会影响装置运行的稳定性和安全性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种大温差气体混合、净化、整流装置。该装置能够兼顾均匀混合和预除尘功能，可同时实现高效混合、净化以及整流，解决大温差带来的热应力问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种大温差气体混合、净化、整流装置，包括进气烟道、主筒体、变径筒体和排气筒体，所述变径筒体位于所述主筒体的下方，所述进气烟道的进气方向与所述主筒体相切，所述排气筒体与所述主筒体同轴设置，其下端贯穿所述主筒体的上端面并伸入所述主筒体内部，所述进气烟道具有包裹式进气烟道结构，所述包裹式进气烟道结构包括同轴的中心烟道和环形烟道，所述环形烟道位于所述中心烟道的外侧并包裹所述中心烟道，所述中心烟道用于通入第一温度烟气，所述环形烟道用于通入第二温度烟气。

3、可选地，所述第二温度烟气的温度大于所述第一温度烟气的温度。

4、可选地，所述包裹式进气烟道结构包括第一进气烟道管路和第二进气烟道管路；所述第一进气烟道管路从侧壁插入所述第二进气烟道管路并弯曲变向后与所述第二进气烟道管路的轴线重合或平行，所述第一进气烟道管路的内部形成所述中心烟道，所述第一进气烟道管路与第二进气烟道管路在圆周方向上的间隙形成所述环形烟道。

5、可选地，所述中心烟道的横截面呈圆形，所述环形烟道的横截面呈圆环形；或者，所述中心烟道的横截面呈矩形，所述环形烟道的横截面呈回字形。

6、可选地，所述排气筒体的内部或排气路径上设有分区整流格栅。

7、可选地，所述分区整流格栅的网孔从内向外逐渐减小。

8、可选地，所述分区整流格栅的网孔分为中心区域以及至少一层环形区域，所述中心区域的网孔密度最小，各层所述环形区域的网孔密度从内到外逐层增大。

9、可选地，所述排气筒体通过排气管路连接换热器，所述分区整流格栅设于所述换热器的进气端且覆盖所述换热器的烟气通流面积。

10、可选地，所述变径筒体呈直径由上至下逐渐减小的锥体形状，其外缘线为直线、内凹的弧线或外凸的弧线。

11、可选地，所述变径筒体的底部设置有排灰一体化装置，其排灰口经落料直段后进入缓冲斗，并进一步对接输灰系统。

12、可选地，所述进气烟道、主筒体和变径筒体设有防磨层、内保温层和/或外保温层。

13、本发明所提供的大温差气体混合、净化、整流装置，其进气烟道具有包裹式进气烟道结构，在工作时，两股烟气能够以一者包裹另一者的形式同轴进入主筒体内做旋流运动，到达变径筒体底部后继续螺旋向上运动，充分混合后从排气筒体的出口流出，在此过程中，烟气所携带颗粒受离心力作用甩向壁面，经重力作用从变径筒体底部排出。该装置基于旋风流场结构兼顾均匀混合和净化双重功能，其独特的包裹式进气方式，能够避免筒体内壁受到较大热应力冲击，从而有效解决大温差带来的热应力问题，且结构简单紧凑，可作为混合器、除灰器、旋流器及多功能兼顾的装置。

14、在一种优选方案中，在排气筒体的内部或排气路径上设有分区整流格栅，实现旋流整流功能，从而有效平抑烟气的径向速度，整体相对更为均匀。

技术特征：

1.大温差气体混合、净化、整流装置，包括进气烟道（30）、主筒体（10）、变径筒体（20）和排气筒体（40），所述变径筒体（20）位于所述主筒体（10）的下方，所述进气烟道（30）的进气方向与所述主筒体（10）相切，所述排气筒体（40）与所述主筒体（10）同轴设置，其下端贯穿所述主筒体（10）的上端面并伸入所述主筒体（10）内部，其特征在于，所述进气烟道（30）具有包裹式进气烟道结构，所述包裹式进气烟道结构包括同轴的中心烟道（31）和环形烟道（32），所述环形烟道（32）位于所述中心烟道（31）的外侧并包裹所述中心烟道（31），所述中心烟道（31）用于通入第一温度烟气，所述环形烟道（32）用于通入第二温度烟气。

2.根据权利要求1所述的大温差气体混合、净化、整流装置，其特征在于，所述第二温度烟气的温度大于所述第一温度烟气的温度。

3.根据权利要求1所述的大温差气体混合、净化、整流装置，其特征在于，所述包裹式进气烟道结构包括第一进气烟道管路（33）和第二进气烟道管路（34）；所述第一进气烟道管路（33）插入所述第二进气烟道管路（34）并弯曲变向后与所述第二进气烟道管路（34）的轴线重合或平行，所述第一进气烟道管路（33）的内部形成所述中心烟道（31），所述第一进气烟道管路（33）与第二进气烟道管路（34）在圆周方向上的间隙形成所述环形烟道（32）。

4.根据权利要求3所述的大温差气体混合、净化、整流装置，其特征在于，所述中心烟道（31）的横截面呈圆形，所述环形烟道（32）的横截面呈圆环形；或者，所述中心烟道（31）的横截面呈矩形，所述环形烟道（32）的横截面呈回字形。

5.根据权利要求1所述的大温差气体混合、净化、整流装置，其特征在于，所述排气筒体（40）的内部或排气路径上设有分区整流格栅（50）。

6.根据权利要求5所述的大温差气体混合、净化、整流装置，其特征在于，所述分区整流格栅（50）的网孔从内向外逐渐减小。

7.根据权利要求6所述的大温差气体混合、净化、整流装置，其特征在于，所述分区整流格栅（50）的网孔分为中心区域以及至少一层环形区域，所述中心区域的网孔密度最小，各层所述环形区域的网孔密度从内到外逐层增大。

8.根据权利要求7所述的大温差气体混合、净化、整流装置，其特征在于，所述排气筒体（40）通过排气管路（60）连接换热器（70），所述分区整流格栅（50）设于所述换热器（70）的进气端且覆盖所述换热器（70）的烟气通流面积。

9.根据权利要求1所述的大温差气体混合、净化、整流装置，其特征在于，所述变径筒体（20）呈直径由上至下逐渐减小的锥体形状，其外缘线为直线、内凹的弧线或外凸的弧线。

10.根据权利要求8所述的大温差气体混合、净化、整流装置，其特征在于，所述变径筒体（20）的底部设置有排灰一体化装置，其排灰口经落料直段后进入缓冲斗，并进一步对接输灰系统；所述进气烟道（30）、主筒体（10）和变径筒体（20）设有防磨层、内保温层和/或外保温层。

技术总结
本发明公开了大温差气体混合、净化、整流装置，包括进气烟道、主筒体、变径筒体和排气筒体，所述进气烟道的进气方向与所述主筒体相切，所述排气筒体下端伸入所述主筒体内部，所述进气烟道具有包裹式进气烟道结构，所述包裹式进气烟道结构包括同轴的中心烟道和环形烟道，所述环形烟道位于所述中心烟道的外侧并包裹所述中心烟道，所述中心烟道用于通入第一温度烟气，所述环形烟道用于通入第二温度烟气。所述排气筒尾部设置有分区格栅。该装置能够兼顾均匀混合、净化和整流三重功能。独特的包裹式进气方式，能够避免筒体内壁受到较大热应力冲击，从而有效解决大温差带来的热应力问题；外密内疏的分区格栅可有效平抑旋流非轴向速度，达到整流目的。

技术研发人员：高洁,徐进良,余雄江,王庆华,牛玉广,刘吉臻
受保护的技术使用者：北京怀柔实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/7/18