一种Y形落煤管及其设计方法技术

一种Y形落煤管及其设计方法，属于火力发电厂中煤炭的转运设备，包括通过变径部连接的两根倾斜管和一根竖直管，变径部为内壁是弧形的筒状结构，倾斜管内靠近变径部的位置设置设有挂壁自疏通机构，该挂壁自疏通机构包括紧贴倾斜管的承煤侧内壁设置的刮板，且该刮板在块煤的驱动下，沿承煤侧内壁上下滑动，刮除内壁粘附的粉煤。本发明专利技术的Y形落煤管在倾斜管靠近变径部的位置设置挂壁自疏通机构，通过利用块煤在落煤管内流动产生的冲击力，来促使刮板在承煤侧内壁滑动，自动刮除承煤侧粘附的粉煤，防止挂壁的产生；同时，通过设计方法优化落煤管的曲线，大幅度降低了煤炭的流动对落煤管的冲击和磨损，也降低了堵塞的发生。也降低了堵塞的发生。也降低了堵塞的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种Y形落煤管及其设计方法


[0001]本专利技术属于火力发电厂中煤炭的转运设备，具体的说是一种Y形落煤管及其设计方法。

技术介绍

[0002]在火力发电中，因为煤炭来源不同，导致其燃烧值也不相同；一般情况下，都是采用两种不同来源的煤炭按照特定比例混合后，送入燃烧锅炉内燃烧，此时就需要用到煤炭的转运设备。
[0003]煤炭转运设备包括两台给煤机和一台磨煤机，两台给煤机将不同产地的煤炭按照一定比例，分别送到一台磨煤机内磨粉，之后再将煤粉送入燃烧锅炉内。
[0004]连接两台给煤机和一台磨煤机需要用到Y形落煤管，Y形落煤管顶部的两根倾斜管分别与两台给煤机连接，底部的一根竖直管则与磨煤机连接。
[0005]由于煤炭在倾斜管内以一定的速度流动并混合，很容易在倾斜管和竖直管的连接处发生磨损冲击；而且，由于煤炭中含水率不同，致使煤炭中的小颗粒煤粉，在流动速度降低或含水率较大时，很容易粘附在落煤筒内壁，形成挂壁现象。
[0006]挂壁现象的出现，不仅会降低煤炭在落煤管内的流动速度，导致其混合比例发生变化，而且还会引起落煤管的堵塞。
[0007]现有技术中，并无专门的清除挂壁手段，一般采用定期敲击落煤管外壁的手段来防止挂壁产生，但是受空气湿度、敲击力度和位置的影响，这种防止挂壁的手段并不理想。

技术实现思路

[0008]为解决现有敲击手段清除落煤管煤粉挂壁效果不理想的问题，本专利技术提供了一种Y形落煤管及其设计方法，该Y形落煤管内部设计了自疏通机构，通过利用块煤在落煤管内流动产生的冲击力，来促使刮板在承煤侧内壁滑动，自动刮除承煤侧粘附的粉煤，同时，通过设计方法优化落煤管的曲线，大幅度降低了煤炭的流动对落煤管的冲击和磨损，也降低了堵塞的发生。
[0009]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种Y形落煤管，包括设置在两台给煤机输出端下方的两根倾斜管，两根倾斜管的交汇处连通有一根竖直管，且竖直管的底端与磨煤机进料口连接，两根所述倾斜管和竖直管之间通过变径部连接，所述变径部为内壁是弧形的筒状结构，所述倾斜管内靠近变径部的位置设置设有挂壁自疏通机构，该挂壁自疏通机构包括紧贴倾斜管的承煤侧内壁设置的刮板，且该刮板在块煤的驱动下，沿承煤侧内壁上下滑动，刮除内壁粘附的粉煤。
[0010]作为上述Y形落煤管的一种优化方案，所述挂壁自疏通机构为设置在倾斜管承煤侧内壁的自疏通结构Ⅰ，所述自疏通结构Ⅰ包括紧贴承煤侧内壁设置的Z形弹簧Ⅰ和设置在Z形弹簧Ⅰ上不同位置的若干根挡杆，Z形弹簧Ⅰ的顶端固定，以使挡杆在受到块煤的冲击时，带动Z形弹簧Ⅰ不同部位伸缩，刮除承煤侧粘附的粉煤，Z形弹簧Ⅰ的伸缩区形成刮壁清理区。
[0011]作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，所述自疏通结构Ⅰ的挡杆，每三根挡杆形成一个单元，每个单元中前两根挡杆分别处于Z形弹簧Ⅰ宽度方向的两侧，第三根挡杆处于Z形弹簧Ⅰ的中间。
[0012]作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，所述Z形弹簧Ⅰ的两侧设置有若干刮条Ⅰ。
[0013]作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，所述挂壁自疏通机构为设置在倾斜管非承煤侧内壁的自疏通结构Ⅱ，所述自疏通结构Ⅱ包括紧贴非承煤侧内壁设置的Z形弹簧Ⅱ和紧贴承煤侧内壁设置的若干根刮条Ⅱ，其中，每一根刮条Ⅱ的两端通过贴在倾斜管内壁的连接件与Z形弹簧Ⅱ连接，Z形弹簧Ⅱ的顶端固定，底端通过钢丝拉索与一冲击变形部连接，所述冲击变形部处于变径部内且靠近倾斜管底部的非承煤侧，并在块煤冲出倾斜管后撞击到冲击变形部上使其发生弹性变形，进而通过钢丝拉索带动Z形弹簧Ⅱ往复移动，使刮条Ⅱ刮除承煤侧内壁粘附的粉煤。
[0014]作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，所述冲击变形部包括弧形金属弹性板，且弧形金属弹性板的凹面朝向自疏通结构Ⅱ的一侧，所述钢丝拉索的自由端通过一个导向辊约束并与弧形金属弹性板的端部绷紧连接，弧形弹性金属板的自由端延伸至倾斜管内块煤进入变径部的轨迹上。
[0015]作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，每根所述倾斜管内自疏通结构Ⅱ对应一个冲击变形部，这两个冲击变形部固定在变形部顶部两根倾斜管之间的位置，两个冲击变形部中的弧形金属弹性板的凹面朝向相悖，且之间形成双曲线形状的回弹间隙。
[0016]作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，所述变径部的侧壁为同心的内筒和外筒构成的双层结构，且两者之间形成振动间隙，在外筒上开设有若干贯穿孔，每一个贯穿孔内穿设有与内筒连接的敲击杆。
[0017]作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，所述变径部的顶部和底部分别通过法兰盘与两根倾斜管和竖直管固定连接，且变径部中内筒的曲率半径从上到下，逐渐减小。
[0018]一种Y形落煤管设计方法，该方法利用三维建模软件构建落煤管模型，该落煤管模型由两条倾斜度为45
°
的倾斜管和一条竖直管拼接而成，再利用仿真技术模拟煤炭在落煤管模型中的流动行为并分析其对落煤管的影响，逐步优化落煤管模型，得到最优的落煤管曲线，完成Y形落煤管的设计，所述逐步优化落煤管模型的具体操作如下：
[0019]1)测定并分析煤炭的物料特性，并将其输入已构建的落煤管模型中；
[0020]所述煤炭的物料特性包括输送运量、堆积密度、真实密度、堆积角、滑动角、最大粒径和含水率；
[0021]2)改变模型中落煤管的直径数据，分析煤炭在不同直径落煤管中流动时对落煤管内壁的表面摩擦力、冲击力数据以及在落煤管内的堵料状态，从中选取出最优的落煤管直径参数，并将其更新到步骤1)的落煤管模型中；
[0022]3)调整落煤管的倾斜角度，分析煤炭在不同倾斜角度的落煤管中流动时对落煤管的冲击角度、冲击速度、表面摩擦力、冲击力的数据以及在落煤管内的堵料状态，从中选取出最优的落煤管倾斜角度，并将其更新到步骤2)的落煤管模型中，从而得到初级优化模型；
[0023]4)在步骤3)的初级优化模型中，获取步骤1)的煤炭在其内流动时对内壁不同位置的表面摩擦力数据和冲击力数据；
[0024]5)选取表面摩擦力和冲击力之和最大的位置，判断两者之和是否大于预设值，若
是，执行步骤6)，若否，执行步骤7)；
[0025]6)改变该位置点前方5cm和后方5cm的曲率，将其更新至步骤3)的初级优化模型中，并返回步骤4)；
[0026]7)输出此时初级优化模型中的参数，即得到最优的落煤管曲线，完成Y形落煤管设计。
[0027]本专利技术中，挂壁自疏通机构的原理是：经过研究发现，挂壁是因为粉煤颗粒度小，在倾斜管中流动时，其因为重力所带来的加速效果，远低于其与落煤管内壁表面摩擦力的阻碍作用，导致其速度越来越低，因此挂壁一般发生在倾斜管靠近竖直管的位置；
[0028]由于落煤管中倾斜管具有一定的长度，而进入的煤炭颗粒不同，其中有小颗粒的煤粒、粉末状的煤粉，以及大直径的块煤，这些不同直径的煤炭在进入落煤管中并依靠重力和相同的初速度流动过程中，大直径的块煤其速度越来越快，冲击力也越来越大，进入到变径部内时相比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Y形落煤管，包括设置在两台给煤机输出端下方的两根倾斜管(1)，两根倾斜管(1)的交汇处连通有一根竖直管(2)，且竖直管(2)的底端与磨煤机进料口连接，两根所述倾斜管(1)和竖直管(2)之间通过变径部(3)连接，其特征在于：所述变径部(3)为内壁是弧形的筒状结构，所述倾斜管(1)内靠近变径部(3)的位置设置设有挂壁自疏通机构，该挂壁自疏通机构包括紧贴倾斜管(1)的承煤侧内壁设置的刮板，且该刮板在块煤的驱动下，沿承煤侧内壁上下滑动，刮除内壁粘附的粉煤。2.根据权利要求1所述的一种Y形落煤管，其特征在于：所述挂壁自疏通机构为设置在倾斜管(1)承煤侧内壁的自疏通结构Ⅰ(4)，所述自疏通结构Ⅰ(4)包括紧贴承煤侧内壁设置的Z形弹簧Ⅰ(401)和设置在Z形弹簧Ⅰ(401)上不同位置的若干根挡杆(403)，Z形弹簧Ⅰ(401)的顶端固定，以使挡杆(403)在受到块煤的冲击时，带动Z形弹簧Ⅰ(401)不同部位伸缩，刮除承煤侧粘附的粉煤，Z形弹簧Ⅰ(401)的伸缩区形成刮壁清理区(402)。3.根据权利要求2所述的一种Y形落煤管，其特征在于：所述自疏通结构Ⅰ(4)的挡杆(403)，每三根挡杆(403)形成一个单元，每个单元中前两根挡杆(403)分别处于Z形弹簧Ⅰ(401)宽度方向的两侧，第三根挡杆(403)处于Z形弹簧Ⅰ(401)的中间。4.根据权利要求2所述的一种Y形落煤管，其特征在于：所述Z形弹簧Ⅰ(401)的两侧设置有若干刮条Ⅰ(405)。5.根据权利要求1所述的一种Y形落煤管，其特征在于：所述挂壁自疏通机构为设置在倾斜管(1)非承煤侧内壁的自疏通结构Ⅱ(5)，所述自疏通结构Ⅱ(5)包括紧贴非承煤侧内壁设置的Z形弹簧Ⅱ(501)和紧贴承煤侧内壁设置的若干根刮条Ⅱ(503)，其中，每一根刮条Ⅱ(503)的两端通过贴在倾斜管(1)内壁的连接件(502)与Z形弹簧Ⅱ(501)连接，Z形弹簧Ⅱ(501)的顶端固定，底端通过钢丝拉索(504)与一冲击变形部(6)连接，所述冲击变形部(6)处于变径部(3)内且靠近倾斜管(1)底部的非承煤侧，并在块煤冲出倾斜管(1)后撞击到冲击变形部(6)上使其发生弹性变形，进而通过钢丝拉索(504)带动Z形弹簧Ⅱ(501)往复移动，使刮条Ⅱ(503)刮除承煤侧内壁粘附的粉煤。6.根据权利要求5所述的一种Y形落煤管，其特征在于：所述冲击变形部(6)包括弧形金属弹性板(601)，且弧形金属弹性板(601)的凹面(602)朝向自疏通结构Ⅱ(5)的一侧，所述钢丝拉索(504)的自由端通过一个导向辊(603)约束并与弧形金属弹性板(601)的端部绷...

【专利技术属性】
技术研发人员：芦英海，王超，赵磊，刘贺佳，高壮，
申请(专利权)人：河北邯峰发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：