一种用于声波团聚的旋风式团聚室

一种用于声波团聚的旋风式团聚室1技术领域本发明属于能源动力技术领域，特别涉及一种用于声波团聚的旋风式团聚室。2背景技术近年来，环境污染问题是国内及国际社会关注的热点问题。传统的环境问题主要包括酸雨、臭氧层破坏和气候变暖。其中，酸雨问题是最为严重的污染问题。但随着我国环保意识的提高和政府的不懈努力，我国SO2排放量已得到有效控制，2012年SO2的排放总量比2007年减少了350万吨。但是，自2010年以来细颗粒物污染问题成为新的关注热点，北京、上海、哈尔滨等人口密集城市，纷纷报道细颗粒物浓度爆表。因此，对于细颗粒物治理的呼声越来越高。早在20世纪80年代，国际社会已对可吸入颗粒物污染高度重视。随着我国科学技术的进步，人们对颗粒物污染问题的认识也逐渐深入。科学研究发现，粒径小于10UM的细颗粒物所产生的危害对环境和人体健康影响最大，并且，粒径越小的颗粒产生的危害越大。细颗粒物对人体健康的危害主要表现在对人体呼吸系统和心血管系统造成的损害。并且，颗粒物悬浮在大气中还会影响大气的能见度。美国国家环保局以及一些其他科研单位研究发现，粒径小于25UM的细颗粒物是对人体健康影响最大的主要污染物之一，主要引发慢性病、呼吸道疾病以及心脑血管疾病，美国纽约州立大学药物学院的研究也表明，细颗粒物与肺癌、心脏病所导致的死亡率紧密相关，并获得了相关的证据。因此，各个国家对其制定的排放标准日趋严格。1997年美国率先提出了PM25的标准，其目的是为控制对人体有害的细小颗粒物的排放提供依据。随后，世界卫生组织也针对细颗粒浓度提出了准则值和三个过渡目标，于2005年发布。随着细颗粒污染问题的持续升温，我国也于2012年2月29日颁布新的环境空气质量标准，增设了PM25的浓度限值，同时调整了PM10的浓度限值。据相关部门统计，2012年，我国废气中烟尘排放总量为12343万吨，工业废气中烟尘排放量为10293万吨，占烟尘总排放量的834。如此巨量的烟尘排放量给各城市环境质量造成了较大的影响，2012年我国地级以上城市环境空气中可吸入颗粒物年均浓度主要集中在60100G/M3，远远高于世界任何一个国家或组织设定的最高限值。在我国，燃煤烟气排放是可吸入颗粒物的重要来源之一。而煤炭作为我国主要的能源来源之一，在未来仍将在我国的能源结构中保持主要一次能源的地位不变。因此，控制燃煤烟气中颗粒物的排放对于治理细颗粒物污染问题至关重要。目前，对于PM10及粒径更大的颗粒物控制技术已发展趋于成熟。该技术主要分为两种技术一种是控制燃烧过程，减少燃烧过程中产生的颗粒物，即炉内控制；另一种是在锅炉尾部增设除尘装置，利用收集、过滤的原理减少颗粒物的排放，即尾部烟气净化。其中，第二种方法是工业生产中应用最为广泛的技术，对于粒径大于10M的颗粒，脱除效率可达到99，除尘装置主要包括旋风分离器，布袋除尘器，电除尘器等。尾部烟气净化的方法对粒径小于10M的颗粒脱除效果不理想，使得大量可吸入颗粒物排放至大气中，从而污染城市环境，危害人们身体健康。对于可吸入颗粒物的控制方法，尾部烟气净化仍然是最可行的技术。由于传统除尘装置对可吸入颗粒物的脱除效率较低，因此可从两方面入手解决细颗粒物的污染问题。一方面，升级除尘设备，提高设备对细颗粒物的捕集效率，从而减少超细颗粒物的排放量；另一方面，利用外场的作用使细颗粒发生团聚，长大成为大颗粒，从而可以用传统除尘设备将超细颗粒物除去，即对颗粒物进行预处理。对细颗粒物预处理是指利用各种外场力作用，使细颗粒物发生碰撞、团聚，从而形成粒径较大的颗粒。目前，研究者主要把研究重点放在团聚作用上，通过一定的预处理技术使细颗粒物团聚成为大粒径颗粒，再利用传统除尘设备将其除去。现阶段，细颗粒物的团聚技术主要有声团聚、电团聚、磁团聚、化学团聚等。其中，声波团聚是其中有效的一种方法，也是今后发展的方向之一。声团聚室是声波对烟气作用促使细颗粒物发生碰撞团聚的场所，其结构是影响声波团聚效果的关键因素。目前实验研究中应用的声团聚室仅适用于理论研究，与实际应用尚有较大距离。为使声团聚室适用于锅炉尾部烟道，主要考虑了以下要求。首先，工业锅炉尾部烟气的量非常大，并且尾部除尘装置对烟气流速有一定要求，若要将声波团聚应用于工业实际，声团聚室需具有足够的烟气处理能力，并对尾部烟道的烟气流速影响不大。其次，为保证声波团聚的效果，声团聚室需具有一定滞留颗粒物的能力，即颗粒物在声团聚室中的停留时间是保证声波团聚效果的重要因素。工业锅炉尾部烟气的量非常大，并且尾部除尘装置对烟气流速有一定要求，若要将声波团聚应用于工业实际，声团聚室需具有足够的烟气处理能力，并对尾部烟道的烟气流速影响不大。其次，为保证声波团聚的效果，声团聚室需具有一定滞留颗粒物的能力，即颗粒物在声团聚室中的停留时间是保证声波团聚效果的重要因素。目前声波团聚技术还处于实验研究阶段，因此，声团聚室仅适用于实验研究，如刘建忠实验研究的声团聚室在入口速度为0205M/S的情况下，停留时间仅为37S。较短的颗粒物停留时间导致声波作用于烟气的时间较短，若应用于实际，还易造成底部积灰，影响声波团聚的效果。3发明目的本发明针对现有声波团聚技术中，团聚室滞留颗粒物能力差，并且易造成底部积灰的缺点，借鉴旋风分离器的结构类型，提出了一种旋风式声波团聚室。本发明的目的在于提高声波团聚室对颗粒物的滞留能力，从而增加声波对颗粒物的作用时间，提高声波团聚的效果；减少声波团聚室底部积灰的可能，从而降低声波团聚室的维护费用。4发明内容本发明解决声波团聚室滞留颗粒物能力差和底部易积灰的技术方案是一种旋风式声波团聚室，该装置借鉴了旋风分离器的结构，取消旋风分离器的上升管部分，将灰斗部分作为烟气的出口。旋风式声团聚室具有旋风分离器的入口类型，烟气切向进入筒体部分。烟气的切向旋转速度迫使烟气中颗粒物产生离心运动，在离心运动过程中颗粒之间碰撞的概率大大增加。与目前实验研究所使用的声团聚室结构相比，烟气在旋风式声团聚室内部旋转下降，直至从出口排出，烟气在声团聚室内的停留时间大幅增大。停留时间的增加有利于提高声波对烟气的作用时间，从而提高声波团聚的效果。声团聚室底部设置为锥面，烟气流动至锥体部分时，由于流动截面逐渐缩小，烟气的流动速度相应逐渐增大，因此可以避免底部积灰的出现。附图说明下面结合附图对本发明做进一步说明。图1是本发明环境风自右侧吹来时的使用状态示意图。图2是图1局部A的放大示意图。图3是本发明无风条件下装配状态示意图。图4是本发明环境风自左侧吹来时的使用状态示意图。图5是背景技术中电站直接空冷岛安装导流叶片环境风的气流场示意图。图6是本发明使用时环境风的气流场示意图。图中的标号是1挡风墙，2空冷风机，3防风导流网，31多孔网片，32边框，4支柱，5空冷岛平台，6地面，7固定支撑杆，8调节绳。具体实施方式从图1、图3、图4中可以看出，一种电站直接空冷岛防风导流装置，其垂直向下布置在空冷岛外围，位于空冷岛平台5下方与地面6之间。空冷岛平台5通过若干根支柱4支撑，空冷岛平台5上安装空冷风机2。挡风墙1为围墙，装在空冷岛平台5的上部外侧。图1、图4中风向分别表示为自右侧吹和自左侧吹来。图1为本发明环境风自右侧吹来时的使用状态示意图，图2是图1局部A的放大示意图。如图1、图2所示，一种电站直接空冷岛防风导流装置，其垂直向下布置在空冷岛外围，位于空冷岛平台5下方与地面6之间，其主要包括防风导流网3、固定支撑杆7和调节绳8，固定支撑杆7和调节绳8分别垂直安装固定在空冷岛平台5下缘和地面6之间，固定支撑杆7位于调节绳8里侧，防风导流网3由多孔网片31和边框32组成，若干片防风导流网3上下分层布置在固定支撑杆7和调节绳8之间，其中边框32里边两个角与两根固定支撑杆7连接固定，边框32外边两个角与两根调节绳8连接，根据风速的变化，通过上下提拉调节绳调整防风导流网的倾斜角度。本发明调节绳8为钢丝绳，调节绳8下端根据调节位置的不同，固定在地面6上；两根调节绳8上端通过两台卷绳器带动，达到调节防风导流网3倾斜角度的目的。卷绳器在滚动的同时可通过控制装置在水平方向移动。本发明所述防风导流网3外侧向下倾斜，倾斜角度为水平和向下45之间。防风导流网3倾斜角度根据环境风速的大小确定，倾斜角度在0到防风导流网外侧向下倾斜45之间。本发明所述防风导流网3上下层层间的距离为152M，防风导流网3的里外宽度在23M之间。本发明所述多孔网片31由尼龙绳编织，尼龙绳直径为025CM，多孔网片31孔径在1236目之间，多孔网片31固定在四边形边框32上。本发明使用时，当风速为0M/S时，也就是在无风条件下，如图3所示，防风导流网3处于水平状态，这样可使直接空冷凝汽器的换热无负面影响。当风速大于0M/S时，利用调节绳8调节来风方向的防风导流网3的倾斜角度，风速越大，防风导流网与水平面的夹角越大。图1为环境风自右侧吹来时的使用状态示意图。如图1所示，只调节右侧的防风导流网3，左侧防风导流网保持水平；图4为环境风自左侧吹来时的使用状态示意图，该状态下，只调节左侧的防风导流网3。图5是背景技术中电站直接空冷岛安装导流叶片环境风的气流场示意图。如图5所示，在叶片后方存在负压区域，使得环境风在导流叶片后方出现旋风回流现象，恶化了内部空冷风机单元的流场，减小了空冷岛内部靠近边缘的若干空冷风机的进风量。本发明安装布置在空冷岛平台下方与地面之间，根据风速的变化调节导流网的倾斜角度，使来自空冷岛外侧的环境风风向由斜向下变为斜向上，风速越高，倾角越大。图6是本发明使用时环境风的气流场示意图。如图6所示，本发明对环境风起到导流作用。同时可以减小空冷岛平台下部横向运动的环境风动能，减弱负压区域负压，提高环境风外围区域空冷单元冷却空气的进气量，减少热风回流，改善这些空冷单元换热特性，提高机组运行的安全性和经济性，同时不会对空冷岛内部空冷单元的风机产生负面影响。本发明调节方式灵活，防风导流网连接牢固，环境风不会吹动防风导流网；空冷岛平台下到地面的空气全部进行了导流，在提高外围风机进风量同时，不会对空冷岛内部空冷单元的风机产生负面影响。说明书附图图1图2图3图4图5图6摘要本发明涉及一种电站直接空冷岛防风导流装置，其包括防风导流网、固定支撑杆和调节绳，固定支撑杆和调节绳分别安装固定在空冷岛平台下缘和地面之间，固定支撑杆位于调节绳里侧，防风导流网由多孔网片和边框组成，若干片防风导流网上下分层布置在固定支撑杆和调节绳之间，一端固定在支撑杆上，另一端固定在调节绳上并通过调节绳和卷绳器进行上下和水平移动，调节方式灵活，连接牢固。根据风速的变化，通过上下提拉调节绳调整防风导流网的倾斜角度，使来自空冷岛外侧的环境风风向由斜向下变为斜向上，对环境风起到导流作用，增加负压区域压力，增加环境风外围空冷单元冷却空气的流量，减少热风回流，改善空冷凝汽器的换热特性，并且不影响内部空冷单元的空气流量，提高了空冷机组运行的安全性和经济性。权利要求书1一种电站直接空冷岛防风导流装置，其垂直向下布置在空冷岛外围，安装在空冷岛平台下方与地面之间，其特征在于其包括防风导流网、固定支撑杆和调节绳，固定支撑杆和调节绳分别安装固定在空冷岛平台下缘和地面之间，固定支撑杆位于调节绳里侧，防风导流网由多孔网片和边框组成，多孔网片固定在四边形边框上。若干片防风导流网上下分层布置在固定支撑杆和调节绳之间，其中边框里边两个角与固定支撑杆连接固定，边框外边两个角与调节绳连接，根据风速的变化，通过上下提拉调节绳调整防风导流网的倾斜角度。2根据权利要求1所述电站直接空冷岛防风导流装置，其特征在于所述多孔