新型變徑方彎頭及煙氣管道系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及火力發(fā)電廠管道設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型變徑方彎頭及煙氣管道系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著火力發(fā)電廠布置要求的提高，為節(jié)省占地布置空間越來越緊湊，設(shè)備和管道之間不同截面相連節(jié)省空間和阻力的要求日益突顯，常規(guī)的連接方式占用空間大，已難以滿足布置需求，采用新型的連接部件解決布置空間緊湊的問題亟需解決。傳統(tǒng)技術(shù)中，為連接兩個(gè)截面大小不同的方管，一般先采用漸縮大小變截面管頭連接大截面方管，再采用等徑方彎頭將變截面管頭和小截面方管相連。變截面方管相連時(shí)，必須先通過漸縮或漸擴(kuò)大小管頭先把截面大小變化成要被連接的方管截面大小，然后再通過等徑彎頭連接。這種連接方式的彎頭截面變化突然，而且等徑彎頭的彎曲角度過小，使管道內(nèi)煙氣的流場變化突然導(dǎo)致流場極度不均勻，會使管道產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，針對上述問題，本發(fā)明提出一種新型變徑方彎頭，使管道過渡平緩，從而使得管道內(nèi)的煙氣流場均勻，減小管道的振動(dòng)和噪音。
[0004]本發(fā)明提出一種煙氣管道系統(tǒng)，具有上述的新型變徑方彎頭，使煙氣管道系統(tǒng)過渡平緩，管道中煙氣流場均勻，可減小管道的振動(dòng)和噪音。
[0005]其技術(shù)方案如下:
[0006]—種新型變徑方彎頭，包括大端和小端，以及圓滑過渡連接所述大端和小端的變徑段，所述大端、小端及變徑段的橫截面均設(shè)置為四邊形；而且，在所述變徑段上，R = 1?f5D;其中，R為所述變徑段中心線上任一點(diǎn)處的曲率半徑，D為該點(diǎn)處橫截面四邊形的較長的對角線長度。
[0007]通過控制四邊形變徑段中心線上任一點(diǎn)處的曲率半徑，對四邊形變徑段的彎曲半徑進(jìn)行控制，避免四邊形變徑段管道彎曲過于急促，使其與四邊形大端和小端的過渡圓滑平緩可靠，從而使管道中煙氣流場均勻，減小煙氣在管道中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。通過采用FLUENT流體模擬軟件模擬計(jì)算得出該新型變徑方彎頭產(chǎn)生的阻力遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)彎頭的阻力，使該變徑彎頭既能滿足工藝設(shè)計(jì)要求，又能盡可能的減小對煙氣的阻力，實(shí)現(xiàn)減小能耗的目的。將連接部件由傳統(tǒng)的大截面管頭、小截面管頭、等徑彎頭、漸縮或漸擴(kuò)大小管頭四部分減少為四邊形大端、小端及矩形變徑段三部分，無需使用漸縮或漸擴(kuò)大小管頭，大大減小了流場阻力，減小了布置管道占用的空間，而且減少了連接部件使安裝連接過程簡單方便。
[0008]下面對其進(jìn)一步技術(shù)方案進(jìn)行說明:
[0009]進(jìn)一步地，所述大端和小端的橫截面均設(shè)置為矩形，而所述變徑段的橫截面設(shè)置為梯形，且所述變徑段的中心線為橢圓弧線。將該新型變徑方彎頭的大端和小端橫截面設(shè)置為矩形，并將變徑段的橫截面設(shè)置為梯形，使其形狀更加規(guī)則，能進(jìn)一步減小煙道中的流場阻力，設(shè)計(jì)制作也更加簡單方便。
[0010]進(jìn)一步地，在所述變徑段上，設(shè)置R = 1.5D，且 A2_+B2_〈 = D2〈 = A2nax+B2nax；S中，所述變徑段與矩形大端結(jié)合處的矩形長邊長度，A_為所述變徑段與矩形小端結(jié)合處的矩形長邊長度，B_為變徑段與矩形大端結(jié)合處的矩形短邊長度，B_為變徑段與矩形大端結(jié)合處的矩形短邊長度。將變徑段中心線上任一點(diǎn)處的曲率半徑R設(shè)置為該點(diǎn)處橫截面四邊形的較長的對角線長度的1.5倍，且D的值處于矩形小端的對角線長度和矩形大端的對角線長度之間，使變徑段的彎曲半徑與其截面大小較為合理，達(dá)到較好的彎曲狀態(tài)。
[0011]進(jìn)一步地，在所述變徑段上，A_/A_= 1?2，B_/B_= 1?2。將矩形大端和矩形小端的長邊長度和短邊長度控制在一個(gè)較小的合理的比值范圍內(nèi)，避免變徑段從最大端到最小端的變化范圍過大，以避免管道突然擴(kuò)張或收縮對流場產(chǎn)生過大的影響擾動(dòng)。
[0012]進(jìn)一步地，設(shè)置A_/A_= 6/4，B _/B_= 5/3。將變徑段的長邊長度比值控制為6/4，將短邊長度比值控制為5/3，管道流場的流動(dòng)比較順暢，阻力更小。
[0013]進(jìn)一步地，設(shè)置Amax= 6000mm, A min= 4000mm，Bmax= 5000mm，Bmin= 3000mm。即將變徑段連接矩形大端處的矩形長邊長度設(shè)置為6000mm，連接矩形大端處的矩形短邊長度設(shè)置為5000mm ;而將變徑段連接矩形小端處的矩形長邊長度設(shè)置為4000mm，連接矩形小端處的矩形短邊長度設(shè)置為3000_。此時(shí)，煙道阻力更小，流場更加均勻。
[0014]進(jìn)一步地，所述變徑段的彎曲角度設(shè)置為90°。彎曲角度設(shè)置為90°時(shí)，加工較規(guī)范簡單。
[0015]本發(fā)明還提出一種煙氣管道系統(tǒng)，包括如上所述的新型變徑方彎頭。利用上述新型變徑方彎頭連接組成的煙氣管道系統(tǒng)，煙道中流場阻力小，流場順暢均勻，能耗減小，而且減小了煙氣在管道中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。
[0016]本發(fā)明具有如下突出的優(yōu)點(diǎn):采用變徑方彎頭連接不同截面大小的方管，減少阻力和布置空間；變徑方彎頭連接變截面方管，過渡均勻，減少了漸變管的使用。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中所述新型變徑方彎頭的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中所述新型變徑方彎頭的立體透視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記說明:
[0020]100-小端，200-變徑段，210-中心線，300-大端。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]如圖1至圖2所示，一種新型變徑方彎頭，包括大端300和小端100，以及圓滑過渡連接所述大端300和小端100的變徑段200，所述大端300、小端100及變徑段200的橫截面均設(shè)置為四邊形；而且，在所述變徑段200上，R = 1?f5D ;其中，R為所述變徑段的中心線210上任一點(diǎn)處的曲率半徑，D為該點(diǎn)處橫截面四邊形的較長的對角線長度。而且，由于變徑段200的橫截面是變化的，導(dǎo)致曲率半徑R也是隨著橫截面的變化而變化。
[0023]通過控制四邊形變徑段200的中心線210上任一點(diǎn)處的曲率半徑R = 1?5D，對變徑段200的彎曲半徑進(jìn)行控制，避免變徑段管道彎曲過于急促，使其與四邊形大端300和四邊形小端100的過渡圓滑平緩可靠，從而使管道中煙氣流場均勻，減小煙氣在管道中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。通過采用FLUENT流體模擬軟件模擬計(jì)算得出該新型變徑方彎頭產(chǎn)生的阻力遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)彎頭的阻力，使該新型變徑彎頭既能滿足工藝設(shè)計(jì)要求，又能盡可能的減小對煙氣的阻力，實(shí)現(xiàn)減小能耗的目的。此外，將連接部件由傳統(tǒng)的大截面管頭、小截面管頭、等徑彎頭、漸縮或漸擴(kuò)大小管頭四部分減少為四邊形大端300、小端100及變徑段200三部分，無需使用漸縮或漸擴(kuò)大小管頭，大大減小了流場阻力，減小了布置管道占用的空間，而且減少了連接部件使安裝連接過程簡單方便。
[0024]而且，可將所述大端300和小端100的橫截面均設(shè)置為矩形，而所述變徑段200的橫截面設(shè)置為梯形，且所述變徑段200的中心線210為橢圓弧線。將該新型變徑方彎頭的大端300和小端100橫截面設(shè)置為矩形，并將變徑段200的橫截面設(shè)置為梯形，使其形狀更加規(guī)則，能進(jìn)一步減小煙道中的流場阻力，設(shè)計(jì)制作也更加簡單方便。進(jìn)一步地，在所述變徑段200上，可設(shè)置R = 1.5D，且= D2〈 = Α^+Β2.;