[发明专利]煤炭流平衡装置

说明书

技术领域

本发明涉及在流体中流动的固体粒子的分布，且更特定来说涉及经由煤炭管道系统的气流中的煤炭粒子分布。

背景技术

此项技术中已知多种装置和方法用于将粉碎的煤炭递送到燃煤燃烧器。在此类装置中，许多装置是针对改进用于递送待燃烧的煤炭的煤炭管道系统内的粒子分布。

燃煤电厂需要供应煤炭作为燃料以产生热功率的有效手段。原煤通常在煤炭粉碎机或研磨机中粉碎以产生小煤炭粒子或煤灰。粉碎的煤炭必须接着递送到熔炉或燃烧器，在那里粉碎的煤炭可用于燃烧。这通常利用煤炭管道系统进行，煤炭管道系统利用气流将粉碎的煤炭粒子从研磨机或粉碎机传输到喷嘴，在喷嘴处，煤炭粒子被注射到煤炭燃烧器或熔炉。当煤炭粒子经由管道系统在气流中行进时，管道中的弯曲和管子几何形状通常趋向于致使煤炭粒子分布不均匀。经由管道系统延伸的煤炭粒子的密集填充区称为煤“绳”。

煤炭绕绳(coal roping)导致煤炭系统的操作和维护的各种技术问题。煤炭粒子的不良分布可延伸到燃烧区中，其中燃料/空气混合物中的局部失衡趋向于致使NOX、CO和其它污染物的低效燃烧和增加的排放。其还可致使飞尘中的未燃烧的碳的水平增加，这将降低燃烧效率。并且，煤炭管道和燃烧系统的煤绳冲击和擦洗组件的极易磨损性质导致系统中的管子和其它组件大量腐蚀，从而导致频繁地需要检查、维修和更换零件。如果不及时执行检查、维修和更换，那么由于煤炭绕绳引起的磨损将导致关键组件的昂贵或危险的故障的概率增加。

对于煤炭绕绳尤其成问题的一个组件是处于下游的两个或两个以上分支管子上游的单一管子之间的接合部处的分割头(dividing head)，如例如定向火焰燃烧器煤炭喷嘴的上游通常所见。在此分割头中，如果具有煤绳的流进入分割头，那么下游支脚中的一者将趋向于接收所述流的煤绳部分，这意味着下游喷嘴中的一者将比连接到同一分割头的其它喷嘴接收显著更多的煤炭。

此类常规方法和系统一般被认为针对其既定目的是令人满意的。然而，此项技术中仍需要允许改进例如分割头下游的粒子分布的系统和方法。此项技术中还需要容易制造和使用的系统和方法。本发明提供对这些问题的解决方案。

发明内容

本发明针对一种用于分布经由管道系统在流体中流动的固体粒子的新颖且有用的分流器。所述分流器包含分割器外壳，其具有经配置以连接到上游管子的入口且具有经配置以连接到多个下游管子(例如，借助分割头)的出口。分割器主体安装在分割器外壳内。包含多个分割器翼片，每一分割器翼片从分割器主体延伸到分割器外壳。分割器外壳、分割器主体和分割器翼片经配置且适于减小来自入口的粒子浓度的不均匀性且将大体相等的粒子流从出口供应到下游管子中的每一者。

根据某些方面，分割器主体为圆锥形且同心安装在分割器外壳内，且分割器主体在从分割器外壳的入口向其出口的方向上岔开。预期分割器主体可从分割器外壳的入口延伸到其出口。还预期所述入口可以径向向内突起的周边间隔的齿而成堞形。所述入口可为圆形，且所述出口可为矩形。

根据某些方面，所述多个分割器翼片包含圆周地围绕分割器主体的纵轴以45°间隔隔开的八个分割器翼片，且所述分割器翼片从入口延伸到出口。预期分割器翼片可各自与从入口延伸到出口的纵轴平行对准。在某些实施例中，出口为矩形，翼片中的四者各自与矩形出口的隅角对准，且翼片中的四者各自与矩形出口的边缘的中心对准。

预期可在分割器外壳与分割器主体之间界定流区域，所述流区域沿着从入口到出口的流路径大体恒定。此外，还预期穿过分割器外壳的压降可小于约3.2inH₂O。