[发明专利]一种烟温余热防结冰结构

说明书

本发明涉及一种烟温余热防结冰结构，属于烟囱设计与施工技术领域。包括防结冰帽、烟囱内筒、防结冰塔、烟囱外筒和防雨帽；烟囱内筒的外周套设有烟囱外筒；利用烟囱内筒和烟囱外筒之间环向夹层空间形成竖向热气通道；烟囱内筒的顶端设有防结冰帽；烟囱外筒的顶端设有环绕烟囱内筒外周的防结冰塔，防结冰塔的内壁与烟囱内筒的外壁之间设有与热气通道连通的空腔式热岛；防结冰塔的上沿与烟囱内筒的外壁之间设有用于满足防结冰塔与烟囱内筒之间的自由变形和封闭功能的软连接的防雨帽。本发明通过减少烟羽下洗高度和提高烟羽接触范围内烟囱表面温度等综合技术手段，实现防结冰目的；具有造价低、防结冰效果好、节能、经济实用等特点，可有效解决湿烟囱顶部结冰的问题。

技术领域

本发明涉及一种烟温余热防结冰结构，可用于寒冷地区湿烟囱顶部结冰问题的防治，属于烟囱设计与施工技术领域。

背景技术

排放“湿烟气”的烟囱为“湿烟囱”。在寒冷地区，“湿烟气”除对烟囱本身可造成严重的腐蚀作用外，在烟囱顶部还经常出现结冰现象。湿烟气在烟气流速较低的情况下产生烟羽下洗。在寒冷地区，下洗的湿烟气遇到低温的烟囱外筒或其他结构将出现结露现象，进而结冰。烟囱结冰对烟囱本体、周围建筑物以及地面行人造成较大安全隐患，是北方寒冷地区电厂急需解决的问题。

烟气是否下洗，主要取决于烟囱顶部的烟气流速与风速之比，准确地讲是取决于烟囱顶部的烟气垂直向上的动量与风的水平动量之比(简称“动量比”MR)，MR数值越小，烟气下洗越严重，结冰量与结冰范围也就越大。因此，防结冰需要从两个方面入手：1、提高MR数值，即提高烟囱顶部的烟气垂直向上的动量与风的水平动量之比。由于烟气密度一般是固定的，大气温度与风速是无法改变的，因此，要提高动量比，只能通过提高烟气流速来实现，提高烟气流速是降低烟羽下洗高度的一个手段。2、提高下洗烟气接触范围的物体表面温度至结冰温度之上。目前，国内防结冰主要是采用第2种技术路线，即提高下洗烟气接触范围的烟囱表面温度，具体做法是采用电热膜类电加热装置或者热水管网片装置在烟囱上部环向贴挂，以提高烟囱上部表面温度，从而实现防结冰的目的。但该种技术存在的主要问题是：一次性造价高、维护费用高、运行能耗高、结冰防治的效果差、使用寿命短等缺点。中国专利名称为“湿烟囱防结冰结构(专利号：ZL 20202 2912674.2)”中的技术方案，可有效解决湿烟气结冰难题。但该技术方案的热岛需要采用辅助热源系统，造成能源的额外损耗及热源设备需要维护等问题，应用上成本相对较高。所以，本技术领域亟需获得一种更节能、更环保且经济可靠的措施，以实现解决湿烟囱结冰的问题。

发明内容

本发明的目的是为解决如何获得一种更节能、更环保且经济可靠的措施，以实现解决湿烟囱结冰的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种烟温余热防结冰结构，设于烟囱的顶端，包括防结冰帽、烟囱内筒、防结冰塔、烟囱外筒和防雨帽；烟囱内筒的外周套设有烟囱外筒；利用烟囱内筒和烟囱外筒之间的环向夹层空间形成竖向热气通道；烟囱内筒的顶端设有防结冰帽；烟囱外筒的顶端设有环绕烟囱内筒外周的防结冰塔，防结冰塔的内壁与烟囱内筒的外壁之间设有与热气通道连通的空腔式热岛；防结冰塔的上沿与烟囱内筒的外壁之间设有用于满足防结冰塔与烟囱内筒之间的自由变形和封闭功能的软连接的防雨帽。

优选地，所述防结冰帽包括自下而上连接的截锥体筒和圆柱体筒；截锥体筒大口径端的直径与烟囱内筒的直径相等，截锥体筒小口径端的直径与圆柱体筒的直径相等；截锥体筒大口径端与烟囱内筒的上端连接。

优选地，所述防结冰塔水平投影的外轮廓为圆形或正多边形的环形结构，包括自下而上依次连接的塔底板、竖向塔壁和塔顶板；塔底板设于烟囱外筒的顶部；塔底板和塔顶板分别与水平面呈θ₁和θ₂角。

优选地，所述防结冰塔上设有用于日常维护防结冰结构的人孔，人孔设于冬季主导风向的迎风侧。

优选地，所述防雨帽的上端与烟囱内筒连接，防雨帽的下端设于与防结冰塔塔顶板上沿的外侧。