[發明專利]一種用于研究尾部煙氣換熱管積灰的仿真測試試驗臺

在審

• 申請號: 201710257878.7
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106989908A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 袁威;孫奉仲;馬磊;魏偉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及能源與動力工程領域，尤其涉及一種用于研究尾部煙氣換熱管積灰的仿真測試試驗臺。

背景技術

在我國整個電力產業結構中，火電機組發電比例占到我國社會用電量的70％以上，為國民經濟的快速可持續發展提供了有力保障。截止到2015年，全國能源生產總量36.2億噸標準煤，其中一次能源結構中，原煤占72.1％，原油占8.5％，一次電力及其他能源占14.5％。煤炭作為我國電力發展的主題能源，決定了中國電力建設以煤炭為主的格局在過去、現在以及將來很長時期不會改變。提高火力發電機組的利用效率，符合國家“節能減排”重要的能源政策，對改善我國環境具有重要意義。

積灰的產生會嚴重影響傳熱和煙氣的流通，當帶灰的煙氣流經各受熱面時，一部分灰就會沉積到受熱面上形成積灰。由于硫酸在受熱面和飛灰顆粒兩方面的相互作用，積灰層之間、積灰層和受熱面之間的粘附性明顯增強。大量飛灰在毛細管效應，慣性效應和攔截效應等作用下沉積下來，最后造成搭橋和堵灰，于此同時硫酸帶來的低溫腐蝕也會伴隨出現，受熱面遭到破壞。目前沒有足夠精確地對不同對流換熱管束的積灰狀況進行測量的平臺。主要存在的問題有：電廠現場環境復雜,針對不同運行工況，需要設置配套的煙氣流道和換熱管道，實驗平臺沒有通用性；實驗平臺受搭建位置限制，測量不精確；積灰狀況影響因素較多，試驗結果誤差較大。

綜上所述，現有技術中對于流換熱管束的積灰狀況進行測量的問題，尚缺乏有效的解決方案。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種用于研究尾部煙氣換熱管積灰的仿真測試試驗臺，可以模擬各種機組不同工況下實際煙道中的煙氣成分與濃度，對同一種對流換熱管道，可以研究不同工況下換熱管表面的積灰狀況，具有通用性。

本發明采用下述技術方案：

一種用于研究尾部煙氣換熱管積灰的仿真測試試驗臺，包括換熱管、箱體、滑軌和支架，所述的箱體的底部設有支架，所述的箱體的一側設有滑軌，所述的換熱管水平放置于滑軌上，通過移動滑軌使換熱管進入箱體內部。

所述的箱體包括上蓋、箱體主體和下蓋，所述的上蓋上設有進氣孔、排氣孔、灰斗和與灰斗連通的泄壓閥；進氣孔和排氣孔用于試驗結束后通入壓縮氣體，排凈箱體內剩余灰、酸蒸汽，泄壓閥用于加熱過程中避免箱體內壓力過大；所述的箱體主體內設有加熱裝置和測溫裝置，所述的箱體主體的一側設有可插入換熱管的通孔，所述的下蓋上設有軸流風機及驅動裝置。

進一步的，所述的箱體主體包括內層和外層，所述的內層與外層之間形成空腔。

進一步的，所述的內層的外側周向纏繞加熱裝置，所述的空腔內設有保溫材料。

進一步的，所述的加熱裝置為電阻絲，所述的測溫裝置為鎧裝熱電阻，鎧裝熱電阻的測量值作為電熱絲的控制信號。

進一步的，所述的灰斗為兩級設置，通過灰斗向箱體內加入灰；所述的泄壓閥與下級灰斗連通，防止灰在壓力作用下無法順利加入箱體中。

進一步的，所述的軸流風機由電機驅動。

進一步的，所述的滑軌高度至箱體中間位置使換熱管與箱體上的通孔對應，通過移動滑軌使換熱管插入通孔中。

進一步的，所述的換熱管包括換熱段和支撐段，所述的支撐段設于滑軌上用于支撐換熱段；所述的換熱段包括外管、與外管相連的變徑管和設于外管內部的內管。所述的變徑管的一端與外管連通，另一端設有封口板，封口板上設有進水口和出水口，所述的進水口與內管連通形成進水管路；外管與內管之間形成回水管路，與出水口連通。

進一步的，所述的箱體主體與上蓋、下蓋之間通過鎖扣固定，通過鎖扣實現箱體的快速拆裝。

進一步的，所述的箱體和換熱管采用不銹鋼制成。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、本發明可以模擬各種機組不同工況下實際煙道中的煙氣成分與濃度，能夠真實模擬鍋爐尾部煙氣通道的實際流場和溫度場，測量精確，數據準確；

2、本發明只需要更換試驗臺中煙氣流道中煙氣成分與濃度，對流換熱管道不用更換，可以研究不同工況下換熱管表面的積灰狀況，具有通用性。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的箱體結構示意圖；

圖3為本發明的換熱管結構示意圖；

圖4為本發明的換熱管A-A截面示意圖；