本發(fā)明涉及能源與動(dòng)力工程領(lǐng)域，尤其涉及一種用于研究尾部煙氣換熱管積灰的仿真測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)。

背景技術(shù)：

在我國(guó)整個(gè)電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，火電機(jī)組發(fā)電比例占到我國(guó)社會(huì)用電量的70％以上，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速可持續(xù)發(fā)展提供了有力保障。截止到2015年，全國(guó)能源生產(chǎn)總量36.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中一次能源結(jié)構(gòu)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(guó)電力發(fā)展的主題能源，決定了中國(guó)電力建設(shè)以煤炭為主的格局在過(guò)去、現(xiàn)在以及將來(lái)很長(zhǎng)時(shí)期不會(huì)改變。提高火力發(fā)電機(jī)組的利用效率，符合國(guó)家“節(jié)能減排”重要的能源政策，對(duì)改善我國(guó)環(huán)境具有重要意義。

積灰的產(chǎn)生會(huì)嚴(yán)重影響傳熱和煙氣的流通，當(dāng)帶灰的煙氣流經(jīng)各受熱面時(shí)，一部分灰就會(huì)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(qiáng)。大量飛灰在毛細(xì)管效應(yīng)，慣性效應(yīng)和攔截效應(yīng)等作用下沉積下來(lái)，最后造成搭橋和堵灰，于此同時(shí)硫酸帶來(lái)的低溫腐蝕也會(huì)伴隨出現(xiàn)，受熱面遭到破壞。目前沒(méi)有足夠精確地對(duì)不同對(duì)流換熱管束的積灰狀況進(jìn)行測(cè)量的平臺(tái)。主要存在的問(wèn)題有：電廠現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜,針對(duì)不同運(yùn)行工況，需要設(shè)置配套的煙氣流道和換熱管道，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)沒(méi)有通用性；實(shí)驗(yàn)平臺(tái)受搭建位置限制，測(cè)量不精確；積灰狀況影響因素較多，試驗(yàn)結(jié)果誤差較大。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于流換熱管束的積灰狀況進(jìn)行測(cè)量的問(wèn)題，尚缺乏有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于研究尾部煙氣換熱管積灰的仿真測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)，可以模擬各種機(jī)組不同工況下實(shí)際煙道中的煙氣成分與濃度，對(duì)同一種對(duì)流換熱管道，可以研究不同工況下?lián)Q熱管表面的積灰狀況，具有通用性。

本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種用于研究尾部煙氣換熱管積灰的仿真測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)，包括換熱管、箱體、滑軌和支架，所述的箱體的底部設(shè)有支架，所述的箱體的一側(cè)設(shè)有滑軌，所述的換熱管水平放置于滑軌上，通過(guò)移動(dòng)滑軌使換熱管進(jìn)入箱體內(nèi)部。

所述的箱體包括上蓋、箱體主體和下蓋，所述的上蓋上設(shè)有進(jìn)氣孔、排氣孔、灰斗和與灰斗連通的泄壓閥；進(jìn)氣孔和排氣孔用于試驗(yàn)結(jié)束后通入壓縮氣體，排凈箱體內(nèi)剩余灰、酸蒸汽，泄壓閥用于加熱過(guò)程中避免箱體內(nèi)壓力過(guò)大；所述的箱體主體內(nèi)設(shè)有加熱裝置和測(cè)溫裝置，所述的箱體主體的一側(cè)設(shè)有可插入換熱管的通孔，所述的下蓋上設(shè)有軸流風(fēng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置。

進(jìn)一步的，所述的箱體主體包括內(nèi)層和外層，所述的內(nèi)層與外層之間形成空腔。

進(jìn)一步的，所述的內(nèi)層的外側(cè)周向纏繞加熱裝置，所述的空腔內(nèi)設(shè)有保溫材料。

進(jìn)一步的，所述的加熱裝置為電阻絲，所述的測(cè)溫裝置為鎧裝熱電阻，鎧裝熱電阻的測(cè)量值作為電熱絲的控制信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述的灰斗為兩級(jí)設(shè)置，通過(guò)灰斗向箱體內(nèi)加入灰；所述的泄壓閥與下級(jí)灰斗連通，防止灰在壓力作用下無(wú)法順利加入箱體中。

進(jìn)一步的，所述的軸流風(fēng)機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)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(duì)應(yīng)，通過(guò)移動(dòng)滑軌使換熱管插入通孔中。

進(jìn)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(shè)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(shè)于外管內(nèi)部的內(nèi)管。所述的變徑管的一端與外管連通，另一端設(shè)有封口板，封口板上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，所述的進(jìn)水口與內(nèi)管連通形成進(jìn)水管路；外管與內(nèi)管之間形成回水管路，與出水口連通。

進(jìn)一步的，所述的箱體主體與上蓋、下蓋之間通過(guò)鎖扣固定，通過(guò)鎖扣實(shí)現(xiàn)箱體的快速拆裝。

進(jìn)一步的，所述的箱體和換熱管采用不銹鋼制成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明可以模擬各種機(jī)組不同工況下實(shí)際煙道中的煙氣成分與濃度，能夠真實(shí)模擬鍋爐尾部煙氣通道的實(shí)際流場(chǎng)和溫度場(chǎng)，測(cè)量精確，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；

2、本發(fā)明只需要更換試驗(yàn)臺(tái)中煙氣流道中煙氣成分與濃度，對(duì)流換熱管道不用更換，可以研究不同工況下?lián)Q熱管表面的積灰狀況，具有通用性。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的箱體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的換熱管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的換熱管a-a截面示意圖；

圖5為本發(fā)明的換熱管的換熱段結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的換熱管的變徑管結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-換熱管，2-箱體，3-滑軌，4-支架，21-上蓋，211-灰斗，212-進(jìn)氣孔，213-排氣孔，214-泄壓閥，22-箱體主體，221-內(nèi)層，222-外層，223-通孔，224-測(cè)溫裝置，23-下蓋，231-軸流風(fēng)機(jī)，232-驅(qū)動(dòng)裝置，11-換熱段，111-外管，112-內(nèi)管，113-變徑管，114-進(jìn)水口，115-出水口，116-封口，117-熱電阻，118-三通，12-支撐段。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在缺少對(duì)流換熱管束的積灰狀況測(cè)量平臺(tái)不足，為了解決如上的技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N用于研究尾部煙氣換熱管積灰的仿真測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)。

本申請(qǐng)的一種典型的實(shí)施方式中，如圖1所示，提供了一種用于研究尾部煙氣換熱管積灰的仿真測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)，包括換熱管1、箱體2、滑軌3和支架4，所述的箱體2為圓柱形，其底部設(shè)有支架4，所述的箱體2的一側(cè)設(shè)有滑軌3，所述的換熱管1水平放置于滑軌3上，通過(guò)移動(dòng)滑軌3使換熱管1進(jìn)入箱體2內(nèi)部。

如圖2所示，所述的箱體2包括上蓋21、箱體主體22和下蓋23，所述的上蓋21上設(shè)有進(jìn)氣孔212、排氣孔213、灰斗211和與灰斗211連通的泄壓閥214；進(jìn)氣孔212和排氣孔213用于試驗(yàn)結(jié)束后通入壓縮氣體，排凈箱體內(nèi)剩余灰、酸蒸汽，泄壓閥214用于加熱過(guò)程中避免箱體2內(nèi)壓力過(guò)大；所述的箱體主體22內(nèi)設(shè)有加熱裝置和測(cè)溫裝置224，所述的箱體主體22的一側(cè)設(shè)有可插入換熱管的通孔223，所述的下蓋23上設(shè)有軸流風(fēng)機(jī)231及驅(qū)動(dòng)裝置。

上述的進(jìn)氣孔212、排氣孔213和泄壓閥214間隔分布于上蓋21，試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)氣孔212與連接壓縮氣體容器的管道連通，壓縮氣體通過(guò)進(jìn)氣孔212進(jìn)入箱體2內(nèi)，剩余灰、酸蒸汽等通過(guò)排氣孔213排出；所述的灰斗211的尖端與上蓋21連通，通過(guò)灰斗211加入灰，可以模擬各種機(jī)組不同工況下實(shí)際煙道中的煙氣成分與濃度，對(duì)同一種對(duì)流換熱管道，可以研究不同工況下?lián)Q熱管表面的積灰狀況，具有通用性。

上述的支架4用于支撐箱體2，包括底板和兩個(gè)側(cè)板，底板和側(cè)板形成u型槽結(jié)構(gòu)的支架，兩個(gè)側(cè)板分別支撐于下蓋23底部的兩端，u型槽結(jié)構(gòu)可以容納軸流風(fēng)機(jī)231的驅(qū)動(dòng)裝置。

上述的箱體主體22包括內(nèi)層221和外層222，所述的內(nèi)層221與外層222之間形成空腔，將換熱管1通過(guò)通孔223插入到箱體主體22內(nèi)部的空腔中。

上述的空腔內(nèi)填充保溫材料，以是試驗(yàn)過(guò)程中箱體2內(nèi)的溫度保持平衡。比如在空腔內(nèi)填充泡沫塑料、酚醛樹(shù)脂發(fā)泡材料、棉絮等保溫材料的一種或幾種。

上述的內(nèi)層221的外側(cè)周向纏繞加熱裝置，加熱裝置為電阻絲，所述的測(cè)溫裝置224為鎧裝熱電阻，鎧裝熱電阻利用物質(zhì)在溫度變化時(shí)，其電阻也隨著發(fā)生變化的特征來(lái)測(cè)量溫度。當(dāng)阻值變化時(shí)，與鎧裝熱電阻連接的工作儀表便顯示出阻值所對(duì)應(yīng)的溫度值；鎧裝熱電阻的測(cè)量值作為電熱絲的控制信號(hào)。

上述的灰斗211為兩級(jí)設(shè)置，通過(guò)灰斗211向箱體2內(nèi)加入灰；所述的泄壓閥214與下級(jí)灰斗連通，防止灰在壓力作用下無(wú)法順利加入箱體2中。

上述的軸流風(fēng)機(jī)231由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)與軸流風(fēng)機(jī)231之間的連接軸與箱體2之間需要密封，電機(jī)與軸流風(fēng)機(jī)231的連接軸之間通過(guò)聯(lián)軸器連接，在安裝牢固可靠的前提下實(shí)現(xiàn)快速拆裝。

上述的滑軌3高度至箱體2中間位置使換熱管1與箱體2上的通孔223對(duì)應(yīng)，通過(guò)移動(dòng)滑軌3使換熱管插入通孔223中。

上述的箱體主體22與上蓋21、下蓋23之間通過(guò)鎖扣固定，通過(guò)鎖扣實(shí)現(xiàn)箱體2的快速拆裝。

上述的箱體2采用不銹鋼制成，箱體2由箱體主體22、上蓋21和下蓋23形成封閉結(jié)構(gòu)。

如圖3-圖6所示，所述的換熱管1由不銹鋼制成，包括換熱段11和支撐段12，所述的支撐段12設(shè)于滑軌3上用于支撐換熱段11；支撐段12具有拉手，方便操作；所述的換熱段11包括外管111、與外管111相連的變徑管113和設(shè)于外管111內(nèi)部的內(nèi)管112。

上述的外管111的底部設(shè)有熱電阻117，用于測(cè)量換熱管1的壁溫，熱電阻117安裝方式為，在換熱管1的管壁上焊接一個(gè)斜面形成凹槽，使用導(dǎo)熱泥填充并將熱電阻117埋入其中。

上述的變徑管113的一端與外管111連通，另一端設(shè)有封口板116，封口板116上設(shè)有進(jìn)水口114和出水口115，所述的進(jìn)水口114與內(nèi)管112連通形成進(jìn)水管路；外管111與內(nèi)管112之間形成回水管路，與出水口115連通。進(jìn)水口和114出水口115均連接有三通118，用于安裝熱電阻，測(cè)量進(jìn)出水溫度。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，換熱段1的前段位于箱體2中，移動(dòng)滑軌3可使換熱管1進(jìn)入箱體內(nèi)，換熱管1插入后保證箱體2實(shí)現(xiàn)密封，為高溫含灰煙氣環(huán)境，可以根據(jù)需要配比酸、水和灰。酸和水可以預(yù)先按需加入到箱體底部，也可以實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)進(jìn)氣孔212滴入。積灰過(guò)程完成后，通過(guò)滑軌3可以將換熱管1從箱體2中抽出，以便觀察積灰狀況。

本申請(qǐng)的另一種實(shí)施方式中，所述的箱體2為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為長(zhǎng)方體空腔，其一側(cè)設(shè)有直徑略大于換熱段11直徑的通孔。

以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。