[发明专利]新型变径方弯头及烟气管道系统

说明书

技术领域

本发明涉及火力发电厂管道设计技术领域，特别涉及一种新型变径方弯头及烟气管道系统。

背景技术

随着火力发电厂布置要求的提高，为节省占地布置空间越来越紧凑，设备和管道之间不同截面相连节省空间和阻力的要求日益突显，常规的连接方式占用空间大，已难以满足布置需求，采用新型的连接部件解决布置空间紧凑的问题亟需解决。传统技术中，为连接两个截面大小不同的方管，一般先采用渐缩大小变截面管头连接大截面方管，再采用等径方弯头将变截面管头和小截面方管相连。变截面方管相连时，必须先通过渐缩或渐扩大小管头先把截面大小变化成要被连接的方管截面大小，然后再通过等径弯头连接。这种连接方式的弯头截面变化突然，而且等径弯头的弯曲角度过小，使管道内烟气的流场变化突然导致流场极度不均匀，会使管道产生振动和噪音。

发明内容

基于此，针对上述问题，本发明提出一种新型变径方弯头，使管道过渡平缓，从而使得管道内的烟气流场均匀，减小管道的振动和噪音。

本发明提出一种烟气管道系统，具有上述的新型变径方弯头，使烟气管道系统过渡平缓，管道中烟气流场均匀，可减小管道的振动和噪音。

其技术方案如下：

一种新型变径方弯头，包括大端和小端，以及圆滑过渡连接所述大端和小端的变径段，所述大端、小端及变径段的横截面均设置为四边形；而且，在所述变径段上，R＝1～5D；其中，R为所述变径段中心线上任一点处的曲率半径，D为该点处横截面四边形的较长的对角线长度。

通过控制四边形变径段中心线上任一点处的曲率半径，对四边形变径段的弯曲半径进行控制，避免四边形变径段管道弯曲过于急促，使其与四边形大端和小端的过渡圆滑平缓可靠，从而使管道中烟气流场均匀，减小烟气在管道中流动时产生的振动和噪音。通过采用FLUENT流体模拟软件模拟计算得出该新型变径方弯头产生的阻力远小于传统弯头的阻力，使该变径弯头既能满足工艺设计要求，又能尽可能的减小对烟气的阻力，实现减小能耗的目的。将连接部件由传统的大截面管头、小截面管头、等径弯头、渐缩或渐扩大小管头四部分减少为四边形大端、小端及矩形变径段三部分，无需使用渐缩或渐扩大小管头，大大减小了流场阻力，减小了布置管道占用的空间，而且减少了连接部件使安装连接过程简单方便。

下面对其进一步技术方案进行说明：

进一步地，所述大端和小端的横截面均设置为矩形，而所述变径段的横截面设置为梯形，且所述变径段的中心线为椭圆弧线。将该新型变径方弯头的大端和小端横截面设置为矩形，并将变径段的横截面设置为梯形，使其形状更加规则，能进一步减小烟道中的流场阻力，设计制作也更加简单方便。

进一步地，在所述变径段上，设置R＝1.5D，且A²_min+B²_min<＝D²<＝A²_max+B²_max；其中，A_max为所述变径段与矩形大端结合处的矩形长边长度，A_min为所述变径段与矩形小端结合处的矩形长边长度，B_max为变径段与矩形大端结合处的矩形短边长度，B_min为变径段与矩形大端结合处的矩形短边长度。将变径段中心线上任一点处的曲率半径R设置为该点处横截面四边形的较长的对角线长度的1.5倍，且D的值处于矩形小端的对角线长度和矩形大端的对角线长度之间，使变径段的弯曲半径与其截面大小较为合理，达到较好的弯曲状态。

进一步地，在所述变径段上，A_max/A_min＝1～2，B_max/B_min＝1～2。将矩形大端和矩形小端的长边长度和短边长度控制在一个较小的合理的比值范围内，避免变径段从最大端到最小端的变化范围过大，以避免管道突然扩张或收缩对流场产生过大的影响扰动。

进一步地，设置A_max/A_min＝6/4，B_max/B_min＝5/3。将变径段的长边长度比值控制为6/4，将短边长度比值控制为5/3，管道流场的流动比较顺畅，阻力更小。