一种可旋转的方形二次风挡板的制作方法

本发明涉及热能工程领域，特别是涉及燃煤锅炉方形二次风挡板的设计制造，应用于方形二次风风道。

背景技术：

当锅炉在额定负荷下运行时，一、二次风风量为额定风量，风速较大可以到达炉膛中心，燃料能够充分燃烧；但是，当锅炉在低负荷条件下运行时，所需的氧量减小，相应的一、二次风的送风量将会减少，因为一、二次风风道出口面积不变，导致相应风速降低，无法到达炉膛中心，燃烧不稳定。

若在二次风风道内部设置结构合适的挡板，在二次风的送风量减少时，减小二次风风道出口的面积，仍可以保证二次风的风速设计值或者风速不至于降低过多，对保证炉内燃烧稳定非常重要。锅炉负荷变化，所需二次风的风量也不同，为了调整方形二次风管道的出口面积，可以设计不同结构的方形二次风挡板，调整二次风出口面积，使得二次风出口的风速保持稳定，维持炉膛中心燃烧的稳定性；锅炉额定负荷时方形二次风挡板旋转回二次风管道内，仍然不影响方形二次风管道的出口面积并保持正常送风。因此，一种可旋转的方形二次风挡板成为本领域的迫切需求。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种可旋转的方形二次风挡板，使得二次风管道出口面积随着二次风风量的变化进行调整，维持二次风风速的相对稳定。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

一种可旋转的方形二次风挡板，其特征在于：包括方形二次风管道1、方形二次风喷口2、转动轴a3、转动轴b4、方形二次风挡板a5、方形二次风挡板b6、孔a7、孔b8、电动机a9、电动机b10、转动把手a11和转动把手b12。

所述转动轴a3和转动轴b4的结构相同；方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6的结构相同；电动机a9和电动机b10的结构相同；转动把手a11和转动把手b12的结构相同。

所述方形二次风挡板a5、方形二次风挡板b6和方形二次风管道1的宽度与高度分别指方形二次风管道1正视图(见图2)在水平方向上的距离和竖直方向的距离，图8的z1、z2和z3即表示不同方形二次风挡板a5的宽度，图8的y/2表示方形二次风管道1内部宽度的一半，即y表示方形二次风管道1内部宽度；图8的x1、x2和x3是方形二次风挡板a5或方形二次风挡板b6在工作状态下挡板边缘距相应风道壁面的距离，该距离是根据要求的方形二次风喷口2面积通过计算求得；图8的h是转动轴a3和转动轴b4中心距方形二次风喷口2的距离。方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6的宽度相同而且小于方形二次风管道1的内部宽度的一半以防止同时调节时两挡板发生相互碰撞，具体宽度由上述x和h，通过计算求得。

所述方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6的高度小于方形二次风管道1的内部高度，如图2所示，方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6的上下端面与管道内壁距离分别为3mm，挡板上下端与管道为间隙配合，图2仅标出挡板上端与二次风管道的间隙，挡板下端与管道的间隙相同，不再另外标注，挡板与方形二次风管道1间密封为常规密封方式，在此不赘述，而且即使少量漏风也直接送入炉膛，不影响炉内燃烧。

所述方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6可以左右两侧布置，也可以上下布置，根据现场情况确定，由于方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6左右两侧布置便于转动把手a11和转动把手b12现场调节，因此，本文推荐方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6左右两侧布置。若现场条件所限，如空间位置不够，也可以将方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6上下布置。

所述转动轴a3和转动轴b4位于方形二次风喷口2附近，方形二次风管道1两侧开孔分别是孔a7和孔b8而且左右对称；孔a7和孔b8的开孔位置距方形二次风喷口2距离等于方形二次风管道1内部宽度的十分之一，再根据要求的方形二次风喷口2面积确定方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6的宽度。以图8为例：针对一种方案的x1、y/10和z1组合，其中y/10确定，根据现场要求的二次风出口速度可以确定挡板控制后的二次风出口面积，根据该二次风出口面积可以确定图8中宽度y/2-x1，进而确定距离x1，直角三角形中两条直角边x1和y/10确定后，则斜边z1(二次风挡板宽度)就确定了；为了保证二次风挡板宽度小于y/2，x1应该小于若需要的二次风口面积很小导致x1大于时，则h应该小于y/10，即转动轴a3和转动轴b4分别向方形二次风喷口2附近移动，才能保证方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6的宽度小于y/2。

所述转动轴a3和转动轴b4分别通过孔a7和孔b8插入方形二次风管道1；方形二次风挡板a5和转动轴a3在方形二次风管道1内焊接并保证转动轴a3与方形二次风管道1密封，方形二次风挡板b6和转动轴b4在方形二次风管道1内焊接并保证转动轴b4与方形二次风管道1密封，转动轴a3和转动轴b4与方形二次风管道1密封为常规密封方式，在此不赘述。

所述转动轴a3和转动轴b4也可以通过外接转动把手a11和转动把手b12进行手动调节。

所述电动机a9与转动轴a3连接，控制转动轴a3的旋转；电动机b10与转动轴b4连接，控制转动轴b4的旋转；转动轴a3和转动轴b4可以分别控制旋转，也可以同时旋转；电动机a9控制转动轴a3的旋转和电动机b10控制转动轴b4的旋转均在低负荷时进行，以防止高负荷时方形二次风管道1内风速过大，对方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6的阻力较大，增加旋转阻力；在方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6调节过程中，两个挡板既可以先后调节也可以同时调节，本文优选方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6同时调节。即在锅炉降负荷过程中，待锅炉负荷降至最低值后，再开始同时旋转方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6，而且方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6均顺着二次风流动方向旋转，方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6旋转到位后，方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6末端与方形二次风喷口2平齐(见图6)；在锅炉升负荷过程中，首先同时旋转方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6，而且方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6逆着二次风流动方向旋转，旋转结束后方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6与方形二次风管道1内壁贴合(见图1)，上述操作结束后，锅炉再开始升负荷运行。

所述方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6在机组满负荷时在方形二次风喷口2反方向贴于方形二次风管道1内壁面；方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6向方形二次风喷口2方向的最大旋转角度为方形二次风挡板a5的右端和方形二次风挡板b6的左端分别与方形二次风喷口2位置平齐时的角度，不能继续旋转，以防挡板伸入炉膛被烧损；方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6全开时，向方形二次风喷口2反方向旋转至与方形二次风管道1左右管壁紧贴时结束。工作人员可以通过控制电动机a9和电动机b10或者转动把手a11和转动把手b12来控制转动轴a3和转动轴b4的转动，改变方形二次风管道1内方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6与方形二次风管道1内壁面的角度，改变方形二次风管道1的出口面积，进而改变方形二次风管道1的出口风速，使得二次风出口风速保持稳定，维持炉膛中心燃烧的稳定性。

本发明的有益效果是：

本发明一种可旋转的方形二次风挡板，相比于原来无挡板的二次风出口，可以根据锅炉负荷，改变二次风出口面积，保持二次风的速度。在锅炉低负荷时，二次风量较低，可以减小二次风出口面积，保持二次风速度或者使二次风速度不至于降低过多，二次风速接近额定负荷的设计值，二次风仍然能够吹到炉膛中心位置，保证炉膛中心火焰燃烧稳定。

附图说明

图1为本发明一种可旋转的方形二次风挡板的最大开度图；

图2为本发明一种可旋转的方形二次风挡板的最大开度正视图；

图3为本发明一种可旋转的方形二次风挡板的开孔视图；

图4为本发明一种可旋转的方形二次风挡板的焊接示意图；

图5为本发明一种可旋转的方形二次风挡板的焊接示意图底部视图；

图6为本发明一种可旋转的方形二次风挡板的关闭图；

图7为本发明一种可旋转的方形二次风挡板的关闭正视图；

图8为本发明一种可旋转的方形二次风挡板的挡板宽度计算示意图；

图9为本发明一种可旋转的方形二次风挡板的手动调节示意图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明为一种可旋转的方形二次风挡板，其特征在于：包括方形二次风管道1、方形二次风喷口2、转动轴a3、转动轴b4、方形二次风挡板a5、方形二次风挡板b6、孔a7、孔b8、电动机a9、电动机b10、转动把手a11和转动把手b12。

作为本发明的优选实施方式，如图1和图2所示，转动轴a3和转动轴b4的结构相同；方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6的结构相同；电动机a9和电动机b10的结构相同；转动把手a11和转动把手b12的结构相同。图1中虚线箭头表示二次风流动方向，宽度和高度方向如图2所示。方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6的高度小于方形二次风管道1的内部高度，方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6的上下端面与管道内壁距离在3mm左右，挡板与管道为间隙配合。将转动轴a3和转动轴b4分别通过孔a7和孔b8插入方形二次风管道1；方形二次风挡板a5和转动轴a3在方形二次风管道1内焊接并保证转动轴a3与方形二次风管道1密封，方形二次风挡板b6和转动轴b4在方形二次风管道1内焊接并保证转动轴b4与方形二次风管道1密封。电动机a9与转动轴a3连接，控制转动轴a3的旋转；电动机b10与转动轴b4连接，控制转动轴b4的旋转，转动轴a3和转动轴b4可以分别控制旋转，也可以同时旋转。在方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6调节过程中，两个挡板先后调节和同时调节均可，本文优选方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6同时调节，前提是方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6的宽度小于方形二次风管道1宽度的一半。方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6全开时，向方形二次风喷口2反方向旋转至与方形二次风管道1左右壁面紧贴时结束。

如图3所示，转动轴a3和转动轴b4位于方形二次风喷口2附近，方形二次风管道1两侧开孔，左右分别是孔a7和孔b8，开孔位置左右对称而且距方形二次风喷口2距离等于方形二次风管道1内部宽度的十分之一。

如图4和图5所示，方形二次风挡板a5和转动轴a3在方形二次风管道1内焊接，方形二次风挡板b6和转动轴b4在方形二次风管道1内焊接，同时保证方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6与方形二次风管道1上下壁面留有间隙。

如图6和图7所示，通过控制电动机a9和电动机b10旋转转动轴a3和转动轴b4，可以改变方形二次风管道1内方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6的角度，在二次风量变化时，仍能保证方形二次风喷口2风速的稳定，维持炉膛中心燃烧的稳定性；方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6向方形二次风喷口2方向的最大旋转角度为方形二次风挡板a5的右端和方形二次风挡板b6的左端与方形二次风喷口2位置平齐，此时不能继续旋转，以防挡板伸入炉膛内烧损。同时电动机a9控制转动轴a3的旋转和电动机b10控制转动轴b4的旋转均在低负荷时进行，以防止高负荷时方形二次风管道1内风速过大，对方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6造成较大阻力并影响其旋转。

如图8所示为开孔位置距二次风喷口2距离为确定值的设计方案。方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6的宽度与所要求的方形二次风喷口2面积有关；以方形二次风喷口2面积调至原面积一半的情况为例说明本文的调整方案，因两侧挡板结构相同，图中只展示了一侧挡板的结构示意图。根据方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6全开时，方形二次风喷口2面积为原面积的一半，确定方形二次风挡板a5右端距方形二次风喷口2左侧壁面的距离x为y/4，同时方形二次风管道1内部宽度y、转动轴a3距方形二次风喷口2位置的距离h＝y/10均为已知值，可以求出所需方形二次风挡板a5的宽度z，方形二次风挡板b6的宽度同理可求，再求出角α后，角α可用于控制电动机a9和电动机b10启停的调整依据，也可作为转动把手a11和转动把手b12的调节依据。图8给出了转动轴a3距方形二次风喷口2位置的距离为h＝y/10，数值x分别为x1、x2和x3三种情况时，方形二次风挡板a5的宽度分别为z1、z2和z3。方形二次风挡板a5的宽度z不会超过方形二次风管道1宽度y的一半，这样不仅避免了方形二次风挡板a5和方形二次风挡板b6同时调节时发生碰撞现象，也可以节省二次风挡板的材料。

如图9所述，转动把手a11和转动把手b12结构相同；电动机故障时，可以在转动轴a3和转动轴b4上外接转动把手a11和转动把手b12，手动旋转转动轴a3和转动轴b4。

综上所述，本发明通过旋转方形二次风挡板，可以根据锅炉负荷，改变二次风出口面积，在低负荷时，二次风量较低，减小二次风出口面积，使得二次风速度仍然接近或者保持额定负荷的风速值，仍然能够吹到炉膛中心位置，保证炉膛中心火焰燃烧稳定，同时为方形二次风挡板的设计提供设计思路。