一种用于旋流燃烧器的风量测量装置及旋流燃烧器的制作方法

1.本实用新型涉及燃烧锅炉领域，具体涉及一种用于旋流燃烧器的风量测量装置及旋流燃烧器。


背景技术：

2.对冲燃烧锅炉因其燃烧器布置方式更容易实现大型化等特点，在国内大型燃煤机组中占有较大比重。但在实际运行过程中，经常面临靠侧墙位置燃烧器缺氧燃烧、烟气中co含量高、两侧墙高温腐蚀严重等问题，特别是在当更加严格的超净排放标准实施后，上述问题更加突出。保证同层各燃烧器的均匀燃烧对于对冲燃烧锅炉至关重要，其中最为核心的是如何准确测量各燃烧器的二次风量，但受限于旋流燃烧器的结构特点，很难实现燃烧器二次风的风量测量，因此目前国内对冲燃烧锅炉的旋流燃烧器基本上都未安装在线风量测量装置。调试人员往往只能被迫通过尾部烟道截面烟气成分分布情况调节相应的燃烧器内外二次风挡板，该方式存在较大误差。对于运行人员，由于缺乏在线风量测量设备，风量的精准调整就更无从谈起。
3.现有旋流燃烧器在线风量测量装置，主要为弧形笛型管和多点式靠背管。由于二次风含有一定的灰尘等杂质，上述测风装置在使用过程中极易出现堵塞问题，对风量测量造成较大影响，严重影响风量测量的准确性，仍旧无法解决因燃烧器二次风量无法精准测量而无法实现锅炉均匀燃烧的难题。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种用于旋流燃烧器的风量测量装置，用于精确测量旋流燃烧器的风量。
6.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
7.一种用于旋流燃烧器的风量测量装置，包括第一环体、第二环体与测压部件，第一环体、和/或第二环体上开设有孔，所述测压部件用于测量所述孔内风的压力，所述第一环体的内周面上形成有凸出于其的内凸部、和/或所述第二环体的外周面形成有凸出于其的外凸部，
8.在使用状态时，所述第一环体套设在所述第二环体的外侧，所述第一环体的内周面、第二环体的外周面之间形成风道，所述风道包括第一段、第二段，所述风道的第一段为直线段，所述第一环体的内凸部、和/或第二环体的外凸部使得所述风道的第二段的口径形成从大至小再至大的变化，所述孔包括开设在位于所述风道的第一段的第一环体、和/或第二环体上的第一孔、开设在位于所述风道的第二段的第一环体、和/或第二环体上的第二孔。
9.优选地，所述第一环体、第二环体上均开设有所述孔，在使用状态时，所述第一环
体上的孔分布在其上半周面上，所述第二环体上的孔分布在其下半周面上。
10.进一步优选地，所述第一环体、第二环体上均开设有所述第一孔、第二孔。
11.更进一步优选地，所述第一孔、第二孔均开设有多个，在使用状态时，相邻两个所述第一孔在所述第一环体、第二环体径向的投影面上的夹角相等；相邻两个所述第二孔在所述第一环体、第二环体径向的投影面上的夹角相等。
12.更进一步优选地，位于所述第一环体上的一个第一孔和一个第二孔组成一组，该组中的所述第一孔、第二孔沿所述第一环体的轴向分布；位于所述第二环体上的一个第一孔和一个第二孔组成一组，该组中的所述第一孔、第二孔沿所述第二环体的轴向分布。
13.更进一步优选地，所述装置还包括支管、总管，所述支管与所述孔连通，连通所述第一孔的支管均与一个所述总管连通；连通所述第二孔的支管均与另一个所述总管连通。
14.再进一步优选地，所述第一孔、第二孔均开设有多个，所述第一环体内绕其轴线、所述第二环体内绕其轴线分别开设有多个环管，所述第一环体的多个第一孔、所述第一环体的多个第二孔、所述第二环体的多个第一孔、所述第二环体的多个第二孔分别连通一个所述环管，所述支管设置有多个，一个所述环管与一个所述支管连通。
15.再进一步优选地，所述支管部分位于所述第一环体、第二环体内。
16.优选地，在使用状态时，所述第一环体、第二环体同轴设置；所述第一环体、第二环体均为圆环。
17.优选地，所述第二孔开设在所述风道的第二段的口径最小处的第一环体、和/或第二环体上。
18.优选地，所述第一环体的内凸部、第二环体的外凸部的形状相同。
19.进一步优选地，在使用状态时，所述风道的第二段的最小口径为所述风道第一段的口径的1/3，所述第二孔的孔径为所述风道第一段的口径的1/3。
20.更进一步优选地，所述内凸部、外凸部均包括依次连接的第一面、第二面、第三面，所述内凸部的第一面与所述第一环体的第一段内表面连接，所述内凸部的第一面为斜面，所述内凸部的第二面平行于所述第一环体的轴线，所述内凸部的第三面为斜面；所述外凸部的第一面与所述第二环体的第一段外表面连接，所述外凸部的第一面为斜面，所述外凸部的第二面平行于所述第二环体的轴线，所述外凸部的第三面为斜面。
21.再进一步优选地，所述内凸部第一面与其第二面的夹角为20-22
°
，所述内凸部第三面与其第二面的夹角为7-15
°
；所述外凸部第一面与其第二面的夹角为20-22
°
，所述外凸部第三面与其第二面的夹角为7-15
°
。
22.本实用新型的目的是提供一种旋流燃烧器，用于实现均匀燃烧。
23.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
24.一种旋流燃烧器，包括二次风进风管，还包括所述的用于旋流燃烧器的风量测量装置，所述二次风进风管为环形管并且包括二次风内管、套设在所述二次风内管外的二次风外管，所述二次风内管的外侧面上连接所述第二环体，所述二次风外管的内侧面上连接所述第一环体。
25.由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
26.本实用新型形状与旋流燃烧器二次风进风管相匹配，便于装置的安装，同时制造和维护成本比较低，便于大规模实施；设置有文丘里管的结构，可以精确测量旋流燃烧器二
次风量，解决了旋流燃烧器二次风量无有效风量测量装置的难题；克服现有风量测量装置存在堵塞、无法长期精确测量的不足之处，实现旋流燃烧器二次风量的长期可靠、稳定、准确测量，可为对冲燃烧锅炉的均匀燃烧奠定坚实的基础。
附图说明
27.附图1为本实施例中风量测量装置的结构示意图；
28.附图2为本实施例中风量测量装置设置在二次风进风管内时的结构示意图；
29.附图3为本实施例中风量测量装置设置在二次风进风管内时的轴向剖视图。
30.以上附图中：11、第一环体；12、第二环体；21、内凸部；22、外凸部；23、第一面；22、第二面；25、第三面；26、风道；3、第一孔；4、第二孔；5、支管；6、环管；7、二次风内管；8、二次风外管。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.如图1、3所示，一种用于旋流燃烧器的风量测量装置，包括第一环体11、第二环体12与测压部件，第一环体11、第二环体12上均开设有孔，测压部件用于测量孔内风的压力。
35.第一环体11、第二环体12均为圆环，且长度相等，第一环体11的内周面上形成有凸出于其表面的内凸部21，第二环体12的外周面形成有凸出于其表面的外凸部22，第一环体11的内凸部21、第二环体12的外凸部22的形状相同。在本实施例中，第一环体11、第二环体12的材质为耐热合金钢zg
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cr
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，具有较强的耐高温、耐磨特性，极大延长使用寿命。在使用状态时，第一环体11、第二环体12同轴设置，第一环体11的内周面、第二环体12的外周面之间形成风道26。风道26包括第一段、第二段，风道26的第一段为直线段，第一环体11的内凸部21、第二环体12的外凸部22之间形成风道26的第二段，并且内凸部21、外凸部22对称设置，使风道26的第二段的口径形成从大至小再至大的变化，在使用状态下风从风道26的第一段流向其第二段，本实施例可以作为文丘里管的结构测量风量。
36.第一环体11的内凸部21、第二环体12的外凸部22均包括依次连接的第一面23、第
二面24、第三面25，内凸部21的第一面23与第一环体11的第一段内表面连接，内凸部21的第一面23为斜面，内凸部21的第二面24平行于第一环体11的轴线，内凸部21的第三面25为斜面；外凸部22的第一面23与第二环体12的第一段外表面连接，外凸部22的第一面23为斜面，外凸部22的第二面24平行于第二环体12的轴线，外凸部22的第三面25为斜面。在使用状态下，风依次流经第一面23、第二面24、第三面25，沿风的流向，风道26的第一段的直径为l，截面积为s1；内凸部21、外凸部22的第一面23逐渐靠近形成风道26第二段的收缩段；内凸部21、外凸部22的第二面24相互平行，形成风道26第二段的喉部直管段，风道26第二段的喉部直管段为风道26的最窄处，其长度和直径均为1/3l，截面积为s2；内凸部21、外凸部22的第三面25逐渐远离，形成风道26第二段的扩散段。内凸部21第一面23与其第二面24的夹角、外凸部22第一面23与其第二面24的夹角相同且角度范围在20-22
°
之间，内凸部21第二面24与其第三面25的夹角、外凸部22第二面24与其第三面25的夹角相同且角度范围在7-15
°
之间。装置的具体尺寸大小可以根据实际安装环境灵活调整。
37.孔包括开设在位于风道26的第一段的第一环体11、第二环体12上的第一孔3、开设在位于风道26的第二段的第一环体11、第二环体12上的第二孔4，第一环体11上开设有多个第一孔3、多个第二孔4，第二环体12上开设有多个第一孔3、多个第二孔4。第一孔3位于风道26的第一段、第二孔4位于风道26的第二段的喉部直管段，第二孔4的直径与其所在喉部直管段的长度相等，也为1/3l。位于第一环体11上的一个第一孔3和一个第二孔4组成一组，该组中的第一孔3、第二孔4沿第一环体11的轴向分布；位于第二环体12上的一个第一孔3和一个第二孔4组成一组，该组中的第一孔3、第二孔4沿第二环体12的轴向分布。对第一孔3测量的为风流经装置时的正压，对第二孔4测量的为风流经装置的负压，因此装置的风道26可以形成文丘里结构，该结构压力损失小、防粉尘效果好、对直管段无严格要求、动压放大倍数高更精准，可以利用文丘里结构实现多截面均匀稳定测量。
38.第一环体上的第一孔3、第二孔4，与第二环体上的第一孔3、第二孔4位于相对的两个半环。在使用状态时，第一环体11、第二环体12的轴向沿水平设置，第一环体11上的第一孔3、第二孔4均分布在其上半环的内周面上，第二环体12上的孔分布在其下半环的外周面上，则孔均朝上开设，进一步达到有效防灰防堵的目的，从而实现旋流燃烧器二次风测量装置长期可靠、稳定、准确测量。在使用状态时，相邻两个第一孔3在第一环体11、第二环体12径向的投影面上的夹角相等，即在风的流向截面上等分分布，相邻两个第二孔4在第一环体11、第二环体12径向的投影面上的夹角相等，即在风的流向截面上等分分布。在本实施例中，第一孔3设置有六个，其中第一环体11、第二环体12均设置三个，第二孔4设置有六个，其中第一环体11、第二环体12均设置三个。
39.装置还包括多个支管5、多个环管6、两个总管。环管6开设在第一环体11、第二环体12内并分别绕第一环体11轴线、第二环体12轴线设置，第一环体11的多个第一孔3均与一个环管6连通，第一环体11的多个第二孔4均与一个环管6连通，第二环体12的多个第一孔3均与一个环管6连通，第二环体12的多个第二孔4均与一个环管6连通，即设置有四个环管6。支管5部分位于第一环体11、第二环体12内，材质采用不锈钢，支管5沿轴向直接引出，在使用状态时，不占用燃烧器本体内的空间，安装方便，便于大规模设置装置。一个环管6上连通一个支管5，即设置有四个支管5，支管5伸出第一环体11、第二环体12外与总管连通，连通第一孔3的支管5均与一个总管连通，连通第二孔4的支管5均与另一个总管连通。测压装置与两
个总管连接，测压装置可以采用差压变送器、微型压力机或u型压力计。测压装置可以测得连通第一孔3的总管的压力p1、连通第二孔4的总管的压力p2。
40.如图2、3所示，一种旋流燃烧器，包括二次风进风管，二次风进风管为环形管并包括二次风内管7、套设在二次风内管7外的二次风外管8，旋流燃烧器还包括上述的用于旋流燃烧器的风量测量装置，根据旋流燃烧器环形的二次风进风管的尺寸，制造合适的风量测量装置，将风量测量装置放入旋流燃烧器的环形二次风进风管内，通过焊接与旋流燃烧器的二次风进风管固定。第一环体11的外周面与二次风外管8的内侧面连接，第二环体12的内周面与二次风内管7的外侧面连接，支管5从进风侧向外延伸。
41.以下具体阐述一下本实施例的工作原理：
42.将风量测量装置水平安装在二次风进风管内，测出风道26第一段的截面积为s1、第二段的喉部直管段的截面积为s2，以及连通第一孔3的总管的压力p1、连通第二孔4的总管的压力p2，得到装置内气流的压力差（p
1-p2），然后通过伯努利定理，即可求出旋流燃烧器环形的二次风进风管内的二次风流速，进而可以算出流量。
43.根据伯努利方程，式（一）：；
44.式中，p为二次风中某点的压强，v为二次风中该点的流速，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为二次风中该点的高度，c是一个常量。
45.对于该环形文丘里风量测量装置，因为使用时轴线沿水平设置，第一段高度和第二段的喉部直线段高度相同，因此，式（一）的伯努利方程变换为：
46.式（二）：；
47.式中，v1为二次风流经第一孔3处的流速，v2为二次风流经第二孔4处的流速。
48.又因为相同时间内，流经的二次风的体积相同，可得式（三）：。
49.因此，根据式（二）和式（三）可以得到风道26第一段（即入口端）二次风流速为：
50.式（四）： 。
51.然后通过式（五）即可算出旋流燃烧器二次风进风管的质量流量q，
52.式（五）：。
53.解决长期以来存在的旋流燃烧器二次风风量无有效风量测量装置的难题，并克服现有装置存在堵塞、无法长期精确测量的不足之处，实现旋流燃烧器二次风风量长期可靠、稳定、准确测量，同时其应用为对冲燃烧锅炉的均匀燃烧奠定坚实的基础。
54.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。