本发明涉及内循环煅烧窑布风板领域,具体是一种腰形布风板及其安装结构。
背景技术:
1、内循环沸腾煅烧窑是一种广泛应用于水泥、化工、冶金等行业生产中的生产设备,而布风板是内循环沸腾煅烧窑的核心构件。在高温热变的环境中,其稳定性和可靠性尤为重要,决定着整个烧成系统的耐用性和系统的运转率。内循环沸腾煅烧技术,除了对流化床内的气流场、浓度场和气氛场均匀性要求外,随着生产规模的不断扩大,对流化床层的结构构建和多孔板材料的性能要求也越来越高,决定生产规模的大型化程度,因此,如何选择合适的材料、采用何种结构形式、建造出抗热应变能力强、耐用可靠安全的床层结构,以满足规模化或大型化内循环沸腾煅烧窑生产系统建设的需要,本发明腰形布风板建构形式及其结构支撑,正是为解决这一问题而研发的专利技术。
2、布风板的性能对整个内循环沸腾煅烧窑的流态化质量以及后续产品的质量有着重要的影响。现有流化床用布风板,由多种形式的风帽按照等边三角型分布设计,床面结构根据需要多为圆形或方形,这些结构将会随着使用环境温度的升高和规模的放大,带来难以解决的技术问题,具体内容如下:
3、(1)随着反应器内工作温度的升高,对风帽材料选择和抗氧化、抗热震、抗变形、耐受性要求越来越高,风帽结构难以适应。当流化床反应器内温度达到1000℃以上时,上下温差较大时,热应力导致的热形变会影响布风板的承载力。
4、(2)圆型结构的布风板,随着规模扩大,流化床层的跨度、自重、物料的承载力也越来越大,对材料耐高温材料的力学性能要求越来越高,高跨度、高自重的布风板方案难以实施。此外流化床底部气室如果采用多点支撑,还会影响低压情况下的流场分布,从而影响上部灼烧物料流化的均匀性。
技术实现思路
1、本发明提供了一种腰形布风板及其安装结构,以解决现有技术存在的在高温和大温差条件下,布风板内部热应力积聚,布风板承载能力弱的问题;在扩大流化床规模的同时,需要不断扩大流化床直径的问题。
2、为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
3、腰形布风板,包括支撑板,所述支撑板平行于自身竖直中心轴线的截面为拱桥形,其中支撑板的外拱面在上、内拱面在下,支撑板垂直于自身竖直中心轴线的水平截面为腰形环状,并且支撑板由多块扇形拱板及矩形拱板构成,其中扇形拱板拼接为支撑板腰形环状的圆弧段部分,矩形拱板拼接为支撑板腰形环状的直边段部分;
4、每个扇形拱板的外拱面、内拱面分别浇筑有耐火材料形成上、下表面平整的扇形板,并且扇形拱板外拱面浇筑的耐火材料边缘水平超过扇形拱板的边缘;每个矩形拱板的外拱面、内拱面分别浇筑有耐火材料形成上、下表面平整的矩形板,并且矩形拱板外拱面浇筑的耐火材料边缘水平超过矩形拱板的边缘;由各个扇形板、矩形板构成腰形环板状的布风板板体;每个扇形板、矩形板中还分别具有多个上下贯通对应板的供风通道孔,每个扇形板、矩形板还分别具有卸料孔,卸料孔上端孔口连通至所在板的上方,卸料孔下端孔口连通至所在板的下方;
5、布风板板体的腰形环孔中同轴竖直嵌入安装有中心盲岛,所述中心盲岛外形与腰形环孔孔内形状匹配。
6、进一步的,所述支撑板是由耐高温抗氧化高强材料制成的。
7、进一步的,所述支撑板的拱桥形状的矢跨比应符合拱桥的设计要求。
8、进一步的,所述扇形板、矩形板中各自的供风通道孔中,任意位置相邻的三个供风通道孔相互之间的位置关系呈等边三角形均匀分布。
9、进一步的,所述布风板板体的腰形环孔其平行于自身竖直中心轴线的截面为锥形,所述中心盲岛其平行于自身竖直中心轴线的截面为匹配的锥形。
10、进一步的,所述中心盲岛由多块扇形和矩形锥状物体拼接而成,其中扇形锥状物体组成部分对应于布风板板体腰形环孔的圆弧段,矩形锥状物体组成部分对应于布风板板体腰形环孔的直边段。
11、进一步的,所述中间盲岛上端有凸起。
12、进一步的,每个扇形板、矩形板还分别具有多个斜向贯通对应板的流化风孔,所述流化风孔上端孔口朝向对应板卸料孔上端孔口上方。
13、进一步的,每个扇形板、矩形板与所述中心盲岛之间的接触受力面上,均贴有耐高温柔性金属材料。
14、一种上述腰形布风板的安装结构,所述腰形布风板安装在煅烧窑与气室之间,煅烧窑底部开口为腰形口,气室顶部敞开形成有腰形敞口,煅烧窑底部开口、气室顶部敞口上下相对,所述腰形布风板盖合安装在气室顶部敞口并封堵于煅烧窑底部腰型口,通过腰形布风板的供风通道孔连通气室内部、煅烧窑内部,腰形布风板的边缘超过气室顶部敞口对应侧边缘形成超出部,气室顶部外侧壁有固定的钢结构件,由钢结构件支撑于布风板超出部底部。
15、与现有技术相比,本发明优点为:
16、(1)本发明的腰形布风板采用腰形的结构形式,结合了圆形布风板和方形布风板的特点,在不大幅度提高支撑跨度的同时有效提高了生产规模,可承载的物料量相比于传统圆形和方形布风板更大,可显著提高内循环沸腾煅烧窑的生产规模。并且,本发明腰形布风板是通过围绕拱桥形支撑板浇筑耐高温材料构成的,具有良好的结构强度。同时,构成本发明腰形布风板板体的扇形板、矩形板和及中心盲岛之间间隙中填充有耐高温柔性金属材料,可缓解高温和大温差导致的热应力变形。
17、(2)本发明腰形布风板安装时,在气室内无支撑结构,仅在布风板板体内部有支撑板,布风板板体整体由内部支撑板的直边段部分和气室外侧的钢结构件支撑整体重量和工作载荷。因此,本发明的腰形布风板结构设计合理,相比于其它的结构支撑设计,舍去了底部气室的支撑结构,减少了低速情况下支撑对流场的干扰,反应器中的流场更加均匀,能有效提高流化的质量,提高物料流动的均匀性。
18、综上,本发明提高了内循环沸腾煅烧窑的工作温度范围,在相同的跨度条件下,本发明可承载更高的载荷,因此提高了布风板的承载能力,可广泛应用于水泥,化工,冶金等行业,有利于内循环沸腾煅烧窑的推广。
1.腰形布风板,其特征在于,包括支撑板,所述支撑板平行于自身竖直中心轴线的截面为拱桥形,其中支撑板的外拱面在上、内拱面在下,支撑板垂直于自身竖直中心轴线的水平截面为腰形环状,并且支撑板由多块扇形拱板及矩形拱板构成,其中扇形拱板拼接为支撑板腰形环状的圆弧段部分,矩形拱板拼接为支撑板腰形环状的直边段部分;
2.根据权利要求1所述的腰形布风板,其特征在于,所述支撑板是由耐高温抗氧化高强材料制成的。
3.根据权利要求1所述的腰形布风板,其特征在于,所述支撑板的拱桥形状的矢跨比应符合拱桥的设计要求。
4.根据权利要求1所述的腰形布风板,其特征在于,所述扇形板、矩形板中各自的供风通道孔中,任意位置相邻的三个供风通道孔相互之间的位置关系呈等边三角形均匀分布。
5.根据权利要求1所述的腰形布风板,其特征在于,所述布风板板体的腰形环孔其平行于自身竖直中心轴线的截面为锥形,所述中心盲岛其平行于自身竖直中心轴线的截面为匹配的锥形。
6.根据权利要求1所述的腰形布风板,其特征在于,所述中心盲岛由多块扇形和矩形锥状物体拼接而成,其中扇形锥状物体组成部分对应于布风板板体腰形环孔的圆弧段,矩形锥状物体组成部分对应于布风板板体腰形环孔的直边段。
7.根据权利要求1所述的腰形布风板,其特征在于,所述中间盲岛上端有凸起。
8.根据权利要求1所述的腰形布风板,其特征在于,每个扇形板、矩形板还分别具有多个斜向贯通对应板的流化风孔,所述流化风孔上端孔口朝向对应板卸料孔上端孔口上方。
9.根据权利要求1所述的腰形布风板,其特征在于,每个扇形板、矩形板与所述中心盲岛之间的接触受力面上,均贴有耐高温柔性金属材料。
10.一种如权利要求1-9中任意一项所述腰形布风板的安装结构,其特征在于,所述腰形布风板安装在煅烧窑与气室之间,煅烧窑底部开口为腰形口,气室顶部敞开形成有腰形敞口,煅烧窑底部开口、气室顶部敞口上下相对,所述腰形布风板盖合安装在气室顶部敞口并封堵于煅烧窑底部腰型口,通过腰形布风板的供风通道孔连通气室内部、煅烧窑内部,腰形布风板的边缘超过气室顶部敞口对应侧边缘形成超出部,气室顶部外侧壁有固定的钢结构件,由钢结构件支撑于布风板超出部底部。
