[发明专利]排气流动调节器和具有该调节器的管道交叉装置及相关方法

说明书

一种管道交叉装置，包括第一管道部分和从所述第一管道部分的一侧横向延伸第二管道部分。至少一个流动调节器被放置在所述第一管道部分和第二管道部分其中之一的内部。所述流动调节器是异形管道内衬和/或所述流动调节器包括至少一个导向叶片。所述管道交叉装置也可包括一个在所述第一管道部分和第二管道部分之间延伸的过渡部分，其中所述过渡部分具有沿着所述第一管道部分的一侧延伸的长度和从所述第一管道部分的所述侧向外延伸的深度，其中所述长度大于所述第二管道部分的直径。

技术领域

本技术通常而言指向调节管道内部流体流动的设备与方法。更具体地，某些具体实施例涉及通过管道交叉装置改善从炼焦炉排出的废气流动的流动调节器和过渡部分。

背景技术

焦炭是一种来源于煤炭的固体含碳燃料。由于其相对较少的杂质，焦炭在各种实用用途上都是受欢迎的能源来源。例如，焦炭经常在炼钢过程中被用于冶炼铁矿石。在另一个例子中，焦炭也可用来加热商业建筑或是驱动工业锅炉。

在典型的焦炭制造过程中，大量的煤在炼焦炉中烧制，其中的温度通常超过2000华氏度。烧制过程将杂质相对高的煤转变成含有相对较少杂质的焦炭。在烧制过程结束时，焦炭通常以大体上完整一块的形式出现在炼焦炉中。通常将焦炭从炼焦炉中移出，装入一个或多个车厢(例如，热载车厢，淬火车厢，或是组合的热载/淬火车厢)，并运到淬火塔对其冷却或“淬火”，使其能够运输配送，作为燃料来源使用。

热废气(例如烟气)通过由管道、交叉、以及过渡装置构成的网络从炼焦炉中排出。焦炭厂的烟气流动路径中的交叉装置能导致严重的压力下降损失，低效的流动区域(例如静止、停滞、回流、分离等)，以及空气与挥发性物质的不良混合。高压力下降损失导致更高要求的通风气流，这会进一步导致泄漏和更加难以控制的系统。另外，由于加速的局部侵蚀和热磨损，不良混合和产生的局部过热点会引起更快的结构性降解。侵蚀包括由于高速流动腐蚀导致的材料性能衰退。过热点能引起材料的热降解，最终导致热性/结构性失效。这一局部侵蚀和/或过热点能转而导致管道交叉的损坏。例如，焦化厂的排气烟道和交叉管道的交叉处容易受到不良混合/气流散布的影响，其能引起过热点的产生，进一步导致通道失效。

传统的管道交叉设计也会导致严重的压力下降损失，这一损失可限制在单一组中连接到一起的炼焦炉的数量。焦化厂的通风风扇能带动多大的通风气流也存在限制。管道交叉装置内的压力下降会降低对炼焦炉组中排出烟气而言可用的通风气流量。

这些以及其它与传统的管道交叉设计相关的问题会导致额外的资金开支。因此，就存在这样的需要来提供改良的管道交叉/过渡装置，这样的装置能改善气体的混合、气流散布，使低效流动区(例如静止、停滞、回流、分离等)减到最少，并在交叉处减少压力下降损失，从而改善焦化厂的运作以及潜在地降低设计、建造和运营焦化厂的成本。

概述

本技术提供了异形管道内衬、导向叶片、过渡部分、管道交叉装置以及改善排气系统中气体流动的方法。在一个示例性实施例中，管道交叉装置包括第一管道部分和从所述第一管道部分的一侧横向延伸的第二管道部分。所述第二管道部分可T字形地连接到所述第一管道部分。所述第二管道部分可以一个小于90度的角度从所述第一管道部分的一侧横向延伸。

至少一个流动调节器被放置在所述第一管道部分和第二管道部分其中之一的内部。在本申请所描述技术的一个方面，所述流动调节器是异形管道内衬。在本技术的另一方面，所述流动调节器包括至少一个导向叶片。

在一实施例中，异形管道内衬包括与管道内表面匹配的第一异形壁和与所述第一异形壁匹配的第二异形壁。在本技术的一方面，所述异形管道内衬可被安装在第一管道部分内部。在本技术的另一方面，所述异形管道内衬被安装在第二管道部分内部。所述第二异形壁可包括耐火材料。

在另一实施例中，异形管道内衬包括形成与管道交叉装置内表面相匹配的轮廓的第一壁和与所述第一壁相连接的第二壁。所述第二壁形成特定轮廓以改变管道交叉装置内的气流方向。在本技术的一个方面，所述第二壁包括至少一个凸形表面。