專利名稱：一種外壁帶螺旋形導(dǎo)流板的煙囪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種外壁帶螺旋形導(dǎo)流板的煙@，具體地說(shuō)是一種在煙@外壁設(shè)置了螺旋形導(dǎo)流板的排煙氣的設(shè)備。技術(shù)背景
煙囪廣泛應(yīng)用于冶金，機(jī)械，水利水電，化工等種行業(yè)中，其主要目的是為了實(shí)現(xiàn)有害煙氣、粉塵的高空排放，降低對(duì)地面的污染。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，當(dāng)前該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)是增加煙 總體高度，提高煙氣排放速度，或采用組合煙 結(jié)構(gòu)集中排放。由于煙囪屬于高聳結(jié)構(gòu)，是一種圓形截面的高聳細(xì)長(zhǎng)柔性結(jié)構(gòu)，其高度尺寸和橫向尺寸之比較大，因此煙囪的抗彎強(qiáng)度相對(duì)較弱。煙囪屬于高聳結(jié)構(gòu)中的直立式塔式結(jié)構(gòu)，主要承受的載荷是高空、空曠地理環(huán)境產(chǎn)生的風(fēng)載荷，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明，所有自然災(zāi)害中，風(fēng)災(zāi)是最為嚴(yán)重的一種，而且風(fēng)的發(fā)生頻率相當(dāng)高，次生災(zāi)害也較大。煙囪除了像一般結(jié)構(gòu)一樣受有順風(fēng)向風(fēng)載荷外，還受有由于漩渦周期性脫落而引起的橫風(fēng)向載荷等。當(dāng)漩渦脫落頻率與煙囪結(jié)構(gòu)的某階自振頻率相同時(shí)，便會(huì)發(fā)生共振響應(yīng)。通過(guò)對(duì)比煙囪80m以上的各標(biāo)高處的風(fēng)彎矩，可知，橫風(fēng)荷載產(chǎn)生的影響隨著煙 高度，由下至上呈逐步增強(qiáng)的趨勢(shì)。煙 在使用過(guò)程中，在風(fēng)荷載作用下，尤其是在風(fēng)力或者局部風(fēng)速較大的情況下，發(fā)現(xiàn)不明情況的晃動(dòng)，振幅很大。長(zhǎng)期風(fēng)荷載的作用會(huì)引起法蘭高強(qiáng)螺栓的斷裂破環(huán)，高強(qiáng)螺栓需定期更換和補(bǔ)充。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)煙 的外徑沿高度方向無(wú)變化，使得鋼煙 下部抗彎剛度較小，煙囪的高徑比過(guò)大，煙囪的自振頻率偏小，在橫向載荷的作用下，很容易產(chǎn)生較大的振動(dòng)和變位。 因此，煙囪結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)，是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。
煙囪體表面在接受風(fēng)的作用后，不但順風(fēng)向產(chǎn)生風(fēng)力，同時(shí)在與其垂直的橫向也產(chǎn)生風(fēng)力。在實(shí)踐工程中，常常將風(fēng)力分為均勻風(fēng)(長(zhǎng)周期成分)和脈動(dòng)風(fēng)(短周期成分) 來(lái)加以剖析，均勻風(fēng)的作用按靜力作用來(lái)計(jì)算，脈動(dòng)風(fēng)的作用仍按動(dòng)力作用來(lái)計(jì)算，因而， 長(zhǎng)周期成分的風(fēng)荷載相當(dāng)于靜力作用；而短周期成分的風(fēng)荷載則是動(dòng)力作用，共同引起煙囪的振動(dòng)。由于風(fēng)荷載在空間和時(shí)間上是無(wú)窮變化的，因此它對(duì)煙囪結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)也是十分復(fù)雜的，除了長(zhǎng)周期成分和短周期成分風(fēng)荷載產(chǎn)生的靜載荷和動(dòng)載荷以外，煙 在接受風(fēng)力作用后還會(huì)產(chǎn)生禍流。禍流具有一定頻率或周期，從而形成橫向風(fēng)動(dòng)力作用，產(chǎn)生橫向振動(dòng)，其產(chǎn)生共振時(shí)，煙 體本身將會(huì)產(chǎn)生很大強(qiáng)振動(dòng)，使煙 部分失穩(wěn)或疲勞毀壞。
導(dǎo)流板是汽車、航海、航空等多個(gè)行業(yè)研究的熱門課題之一，公知的應(yīng)用導(dǎo)流板的設(shè)備很多，都具有各自的特點(diǎn)。、
CN10102720A中公開(kāi)的導(dǎo)流板，涉及用于車頂?shù)膶?dǎo)流板，它借助于支承裝置支承得在靜止位置和功能位置之間可移動(dòng)，其中該支承裝置包括一個(gè)對(duì)導(dǎo)流板在張開(kāi)的功能位置中預(yù)加載的彈簧裝置。這種導(dǎo)流板可使張開(kāi)的、可適配車速具有更好的運(yùn)動(dòng)特性。
CN1420304A中公開(kāi)的螺旋形煙氣導(dǎo)流板，由架設(shè)于濕法煙氣脫硫除塵系統(tǒng)的捕滴分離器中呈螺旋形上升狀排列的數(shù)塊獨(dú)立導(dǎo)流板組成，每塊導(dǎo)流板皆假設(shè)在捕滴筒和離心柱之間，圍繞離心柱按一定角度螺旋上升。該導(dǎo)流板用以引導(dǎo)高速煙氣流螺旋狀上升，從而CN 102537993 A增強(qiáng)系統(tǒng)旋流截流作用，提高旋流對(duì)灰水滴及沉淀物的截流捕集能力，進(jìn)而提高系統(tǒng)的整體脫硫除塵效率。這種導(dǎo)流板是非連續(xù)的獨(dú)立結(jié)構(gòu)，安裝于煙囪內(nèi)壁，主要用于除塵。
CN2069072U中公開(kāi)的煙囪入口低阻力導(dǎo)流裝置，它是在煙囪的煙氣入口處增加二次曲線型的導(dǎo)流板，其入口角為0 5°，出口角為50 85°，為對(duì)稱型和非對(duì)稱型兩種， 煙囪兩側(cè)負(fù)荷相等，采用對(duì)稱型，反之采用非對(duì)稱型。由鋼筋混凝土或金屬成型制造。這種安裝于煙囪入口處的一段形導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)可使得煙囪入口處的徑向方向速度分布均勻，減少了煙囪下部流動(dòng)阻力，使煙囪總阻力下降118帕以上，不僅減少了風(fēng)機(jī)電耗，而且改善了風(fēng)機(jī)工作環(huán)境。
由上述可知，盡管已知公開(kāi)的導(dǎo)流板技術(shù)眾多，但是沒(méi)有一項(xiàng)是用于解決煙囪高徑比過(guò)大，抗彎強(qiáng)度低，橫向位移和變形問(wèn)題的。為了解決傳統(tǒng)煙囪抗橫向風(fēng)載荷能力差的缺點(diǎn)，本發(fā)明取代傳統(tǒng)煙 使用加強(qiáng)筋的方法，首次在煙 外壁上增設(shè)了螺旋形導(dǎo)流板， 增強(qiáng)煙囪外部在自身結(jié)構(gòu)高寬之比較大的情況下的抗彎強(qiáng)度，即減小煙囪的橫向位移和變形，保證煙囪的結(jié)構(gòu)安全。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種外壁帶螺旋形導(dǎo)流板的煙囪，是一種在鋼結(jié)構(gòu)煙囪外壁設(shè)置了螺旋形導(dǎo)流板用于引導(dǎo)高速風(fēng)產(chǎn)生的氣流呈部分螺旋狀上升，部分反向回轉(zhuǎn)，降低和抵消由作用在煙囪回轉(zhuǎn)外壁上的氣流所產(chǎn)生的橫向風(fēng)載荷，從而增強(qiáng)煙囪外部在自身結(jié)構(gòu)高寬之比較大的情況下的抗彎強(qiáng)度，即減小煙囪的橫向位移和變形，保證煙囪的結(jié)構(gòu)安全。
本發(fā)明按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，其包括除塵器1、護(hù)欄2、工作臺(tái)3、筋板4、煙囪體5、 導(dǎo)流板6、聯(lián)接法蘭7、法蘭筋板8和通風(fēng)柵網(wǎng)9，所述的除塵器1安裝在煙囪體5的頂部與囪體5匹配連通，煙囪體5由幾節(jié)煙囪用聯(lián)接法蘭7連結(jié)而成，工作臺(tái)3工裝后固定在除塵器1外圍，工作臺(tái)3下面用筋板4與其和囪體5焊接固連，護(hù)欄2焊接于工作臺(tái)3外沿，除塵器1、工作臺(tái)3、煙囪體5同處于一根中軸線上，在工作臺(tái)3下面開(kāi)有通風(fēng)柵網(wǎng)9，導(dǎo)流板6 呈連續(xù)均勻的焊接于煙@體5外壁上，其圍繞煙@體5外壁從底部左旋或右旋上升至頂部工作臺(tái)3的下方，在聯(lián)接法蘭7與煙@體5之間焊接有法蘭筋板8，聯(lián)接法蘭7通過(guò)螺栓聯(lián)接固定。
所述的煙囪體5為鋼結(jié)構(gòu)，直徑D2為1 1. 5m，煙囪體壁厚h為16_20mm，每節(jié)煙囪的長(zhǎng)度L為10 15m，由幾節(jié)煙囪用聯(lián)接法蘭7連結(jié)成煙囪體5，
所述的導(dǎo)流板6螺距P為0. 3 0. 5m,厚度H2為10謹(jǐn)，寬度化為0. 25m 0. 30m， 螺旋角角度α為25° 55°。
本發(fā)明工作原理煙囪體5表面受到風(fēng)荷載時(shí)，氣流首先接觸導(dǎo)流板6，在導(dǎo)流板6 的作用下，繞著煙囪體外5壁螺旋上升，一部分豎直向上，通過(guò)通風(fēng)柵網(wǎng)9從工作臺(tái)3頂部流出，將橫向載荷轉(zhuǎn)換為縱向載荷；一部分氣流沿著導(dǎo)流板6繞著煙@體5螺旋回轉(zhuǎn)一周， 形成回轉(zhuǎn)氣流，以與風(fēng)荷載相反的方向流出，抵抗和抵消了部分風(fēng)荷載作用在煙囪體上的力。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果
1)螺旋形導(dǎo)流板可提高煙囪對(duì)氣象條件的抗變能力，即當(dāng)所處環(huán)境風(fēng)速增大時(shí)，引導(dǎo)高速風(fēng)產(chǎn)生的氣流呈螺旋狀上升，降低作用在煙 外壁上的氣流所產(chǎn)生的橫向風(fēng)載荷。
2)螺旋形導(dǎo)流板焊接于煙囪壁外部，起到加強(qiáng)筋的作用，在導(dǎo)流的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增強(qiáng)煙囪外部在自身結(jié)構(gòu)高寬之比較大的情況下的抗彎強(qiáng)度，即減小煙囪的橫向位移和變形，保證煙囪的結(jié)構(gòu)安全。
3)沿著導(dǎo)流板螺旋上升穿過(guò)通風(fēng)柵網(wǎng)的氣流，有助于使除塵裝置中產(chǎn)生的煙氣流速均勻，減少粉塵排出量及有害氣體落地濃度。
4)可以根據(jù)工程要求以及周邊環(huán)境約束，通過(guò)聯(lián)接法蘭7延長(zhǎng)煙囪整體高度，適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境、工作要求。
5)根據(jù)工程要求以及周邊環(huán)境約束，導(dǎo)流板亦可設(shè)計(jì)為1條或多條螺旋線結(jié)構(gòu)， 導(dǎo)流板可設(shè)計(jì)為左旋或者右旋來(lái)滿足不同的生產(chǎn)環(huán)境、工作要求。


附圖1為本發(fā)明的組成結(jié)構(gòu)的主視圖。其中，1為除塵器，2為護(hù)欄，3為工作臺(tái)，4 為筋板，5為煙囪體，6為導(dǎo)流板，7為聯(lián)接法蘭，8為法蘭筋板；
附圖2為附圖1的A-A剖視放大圖。其中，9為通風(fēng)柵網(wǎng)；
附圖3為本發(fā)明的風(fēng)載導(dǎo)流原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
實(shí)施例1 一種外壁帶螺旋形導(dǎo)流板的煙囪，包括除塵器1、護(hù)欄2、工作臺(tái)3、筋板 4、煙 體5、導(dǎo)流板6、聯(lián)接法蘭7、法蘭筋板8、通風(fēng)柵網(wǎng)9。所述的除塵器1安裝在煙囪體 5的頂部與囪體5匹配連通，煙囪體5由幾節(jié)煙囪用聯(lián)接法蘭7連結(jié)而成，工作臺(tái)3工裝后固定在除塵器1外圍，工作臺(tái)3下面用筋板4與其和囪體5焊接固連，護(hù)欄2焊接于工作臺(tái) 3外沿，除塵器1、工作臺(tái)3、煙囪體5同處于一根中軸線上，在工作臺(tái)3下面開(kāi)有通風(fēng)柵網(wǎng) 9，導(dǎo)流板6呈連續(xù)均勻的焊接于煙@體5外壁上，其圍繞煙@體5外壁從底部左旋或右旋上升至頂部工作臺(tái)3的下方，在聯(lián)接法蘭7與煙@體5之間焊接有法蘭筋板8，聯(lián)接法蘭7 通過(guò)螺栓聯(lián)接固定。
煙囪體直徑為lm，每節(jié)煙囪體的長(zhǎng)度為10m。導(dǎo)流板6螺距為0. 3m，寬度為0. 25m, 螺旋角角度α為25°。
對(duì)實(shí)施例1進(jìn)行導(dǎo)流原理分析，風(fēng)荷載向左垂直吹向煙囪體，部分氣流沿著導(dǎo)流板6左螺旋上升，形成沿導(dǎo)流板6上升氣流，部分氣流在沿著導(dǎo)流板6左螺旋上升的過(guò)程中環(huán)繞煙囪體5回轉(zhuǎn)，環(huán)繞煙囪體5 —圈后，形成向右的回轉(zhuǎn)氣流。沿導(dǎo)流板6上升氣流通過(guò)通風(fēng)柵網(wǎng)9從工作臺(tái)3頂部流出，將橫向載荷轉(zhuǎn)換為縱向載荷，減輕了風(fēng)載荷對(duì)煙囪體5產(chǎn)生的壓力；向右的回轉(zhuǎn)氣流與垂直向左吹向煙囪體5的風(fēng)荷載方向相反流出，從而抵抗和抵消了風(fēng)載作用在煙囪體5表面上的力。此時(shí)，煙囪在風(fēng)載荷作用下，豎向和橫向的位移都很小，即煙囪的振幅很小，整體結(jié)構(gòu)較安全。
實(shí)施例2 組成結(jié)構(gòu)與例1相同。
煙囪體直徑込=1. 5m,每節(jié)煙囪體5的長(zhǎng)度L = 15m。導(dǎo)流板6螺距P = O. 5m，寬度化=0. 35m，螺旋角角度α = 45°。
對(duì)實(shí)施例2進(jìn)行導(dǎo)流原理分析，風(fēng)荷載向右垂直吹向煙囪體，部分氣流沿著導(dǎo)流板6右螺旋上升，形成沿導(dǎo)流板6上升氣流，部分氣流在沿著導(dǎo)流板6左螺旋上升的過(guò)程中環(huán)繞煙囪體5回轉(zhuǎn)，形成向左的回轉(zhuǎn)氣流。沿導(dǎo)流板6上升氣流通過(guò)通風(fēng)柵網(wǎng)9從工作臺(tái)3 頂部流出，將橫向載荷轉(zhuǎn)換為縱向載荷，減輕了風(fēng)載荷對(duì)煙囪體5產(chǎn)生的壓力；向左回轉(zhuǎn)氣流與垂直向右吹向煙囪體5的風(fēng)荷載方向相反流出，從而抵抗和抵消了風(fēng)載作用在煙囪體 5表面上的力。此時(shí)，煙囪在風(fēng)載荷作用下，豎向和橫向的位移較小，即煙囪的振幅較小，整體結(jié)構(gòu)較安全。
通過(guò)煙囪外壁導(dǎo)流板的這種引導(dǎo)作用使高速風(fēng)產(chǎn)生的載荷呈部分螺旋狀上升，部分反向回轉(zhuǎn)，降低和抵消由作用在煙囪回轉(zhuǎn)外壁上的氣流所產(chǎn)生的橫向風(fēng)載荷，從而增強(qiáng)煙囪外部在自身結(jié)構(gòu)高寬之比較大的情況下的抗彎強(qiáng)度，即減小煙囪的橫向位移和變形， 保證煙囪的結(jié)構(gòu)安全。
權(quán)利要求
1.一種外壁帶螺旋形導(dǎo)流板的煙 ，其特征在于其按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，其包括除塵器(1)、護(hù)欄O)、工作臺(tái)(3)、筋板0)、煙囪體(5)、導(dǎo)流板(6)、聯(lián)接法蘭(7)、法蘭筋板 ⑶和通風(fēng)柵網(wǎng)(9)，所述的除塵器⑴安裝在煙囪體(5)的頂部與囪體(5)匹配連通，煙囪體(5)由幾節(jié)煙囪用聯(lián)接法蘭(7)連結(jié)而成，工作臺(tái)( 工裝后固定在除塵器(1)外圍，工作臺(tái)⑶下面用筋板⑷與其和囪體(5)焊接固連，護(hù)欄(2)焊接于工作臺(tái)(3)沿，除塵器 (1)、工作臺(tái)(3)、煙囪體(5)同處于一根中軸線上，在工作臺(tái)(3)下面開(kāi)有通風(fēng)柵網(wǎng)(9)，導(dǎo)流板(6)呈連續(xù)均勻的焊接于煙@體( 外壁上，其圍繞煙@體( 外壁從底部左旋或右旋上升至頂部工作臺(tái)(3)的下方，在聯(lián)接法蘭(7)與煙囪體( 之間焊接有法蘭筋板(8)， 聯(lián)接法蘭(7)通過(guò)螺栓聯(lián)接固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的外壁帶螺旋形導(dǎo)流板的煙囪，其特征在于煙囪體(5) 為鋼結(jié)構(gòu)，直徑込為1 1. 5m，煙囪體壁厚h為16-20mm，每節(jié)煙囪的長(zhǎng)度L為10 15m， 由幾節(jié)煙囪用聯(lián)接法蘭(7)連結(jié)成煙囪體(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的外壁帶螺旋形導(dǎo)流板的煙囪，其特征在于所述的導(dǎo)流板(6)螺距P為0. 3 0. 5m,厚度H2為10mm，寬度化為0. 25m 、0. 30m,螺旋角角度α 為 25° 55°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種外壁帶螺旋形導(dǎo)流板的煙囪，是一種在鋼結(jié)構(gòu)煙囪外壁設(shè)置了螺旋形導(dǎo)流板用于引導(dǎo)高速風(fēng)產(chǎn)生的氣流呈部分螺旋狀上升，部分反向回轉(zhuǎn)，降低和抵消由作用在煙囪外壁上的氣流所產(chǎn)生的橫向風(fēng)載荷，從而增強(qiáng)煙囪外部在自身結(jié)構(gòu)高寬之比較大的情況下的抗彎強(qiáng)度，減小煙囪的橫向位移和變形，保證煙囪的結(jié)構(gòu)安全。
文檔編號(hào)F23J11/00GK102537993SQ201210071039
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者江嵩, 王慶, 申懋, 邱錄軍, 陳開(kāi)德, 魏常群 申請(qǐng)人:中國(guó)有色金屬工業(yè)第十四冶金建設(shè)公司