一種用于聲波團聚的旋風式團聚室

一種用于聲波團聚的旋風式團聚室1技術領域本發(fā)明屬于能源動力技術領域，特別涉及一種用于聲波團聚的旋風式團聚室。2背景技術近年來，環(huán)境污染問題是國內(nèi)及國際社會關注的熱點問題。傳統(tǒng)的環(huán)境問題主要包括酸雨、臭氧層破壞和氣候變暖。其中，酸雨問題是最為嚴重的污染問題。但隨著我國環(huán)保意識的提高和政府的不懈努力，我國SO2排放量已得到有效控制，2012年SO2的排放總量比2007年減少了350萬噸。但是，自2010年以來細顆粒物污染問題成為新的關注熱點，北京、上海、哈爾濱等人口密集城市，紛紛報道細顆粒物濃度爆表。因此，對于細顆粒物治理的呼聲越來越高。早在20世紀80年代，國際社會已對可吸入顆粒物污染高度重視。隨著我國科學技術的進步，人們對顆粒物污染問題的認識也逐漸深入?？茖W研究發(fā)現(xiàn)，粒徑小于10UM的細顆粒物所產(chǎn)生的危害對環(huán)境和人體健康影響最大，并且，粒徑越小的顆粒產(chǎn)生的危害越大。細顆粒物對人體健康的危害主要表現(xiàn)在對人體呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)造成的損害。并且，顆粒物懸浮在大氣中還會影響大氣的能見度。美國國家環(huán)保局以及一些其他科研單位研究發(fā)現(xiàn)，粒徑小于25UM的細顆粒物是對人體健康影響最大的主要污染物之一，主要引發(fā)慢性病、呼吸道疾病以及心腦血管疾病，美國紐約州立大學藥物學院的研究也表明，細顆粒物與肺癌、心臟病所導致的死亡率緊密相關，并獲得了相關的證據(jù)。因此，各個國家對其制定的排放標準日趨嚴格。1997年美國率先提出了PM25的標準，其目的是為控制對人體有害的細小顆粒物的排放提供依據(jù)。隨后，世界衛(wèi)生組織也針對細顆粒濃度提出了準則值和三個過渡目標，于2005年發(fā)布。隨著細顆粒污染問題的持續(xù)升溫，我國也于2012年2月29日頒布新的環(huán)境空氣質(zhì)量標準，增設了PM25的濃度限值，同時調(diào)整了PM10的濃度限值。據(jù)相關部門統(tǒng)計，2012年，我國廢氣中煙塵排放總量為12343萬噸，工業(yè)廢氣中煙塵排放量為10293萬噸，占煙塵總排放量的834。如此巨量的煙塵排放量給各城市環(huán)境質(zhì)量造成了較大的影響，2012年我國地級以上城市環(huán)境空氣中可吸入顆粒物年均濃度主要集中在60100G/M3，遠遠高于世界任何一個國家或組織設定的最高限值。在我國，燃煤煙氣排放是可吸入顆粒物的重要來源之一。而煤炭作為我國主要的能源來源之一，在未來仍將在我國的能源結構中保持主要一次能源的地位不變。因此，控制燃煤煙氣中顆粒物的排放對于治理細顆粒物污染問題至關重要。目前，對于PM10及粒徑更大的顆粒物控制技術已發(fā)展趨于成熟。該技術主要分為兩種技術一種是控制燃燒過程，減少燃燒過程中產(chǎn)生的顆粒物，即爐內(nèi)控制；另一種是在鍋爐尾部增設除塵裝置，利用收集、過濾的原理減少顆粒物的排放，即尾部煙氣凈化。其中，第二種方法是工業(yè)生產(chǎn)中應用最為廣泛的技術，對于粒徑大于10M的顆粒，脫除效率可達到99，除塵裝置主要包括旋風分離器，布袋除塵器，電除塵器等。尾部煙氣凈化的方法對粒徑小于10M的顆粒脫除效果不理想，使得大量可吸入顆粒物排放至大氣中，從而污染城市環(huán)境，危害人們身體健康。對于可吸入顆粒物的控制方法，尾部煙氣凈化仍然是最可行的技術。由于傳統(tǒng)除塵裝置對可吸入顆粒物的脫除效率較低，因此可從兩方面入手解決細顆粒物的污染問題。一方面，升級除塵設備，提高設備對細顆粒物的捕集效率，從而減少超細顆粒物的排放量；另一方面，利用外場的作用使細顆粒發(fā)生團聚，長大成為大顆粒，從而可以用傳統(tǒng)除塵設備將超細顆粒物除去，即對顆粒物進行預處理。對細顆粒物預處理是指利用各種外場力作用，使細顆粒物發(fā)生碰撞、團聚，從而形成粒徑較大的顆粒。目前，研究者主要把研究重點放在團聚作用上，通過一定的預處理技術使細顆粒物團聚成為大粒徑顆粒，再利用傳統(tǒng)除塵設備將其除去?，F(xiàn)階段，細顆粒物的團聚技術主要有聲團聚、電團聚、磁團聚、化學團聚等。其中，聲波團聚是其中有效的一種方法，也是今后發(fā)展的方向之一。聲團聚室是聲波對煙氣作用促使細顆粒物發(fā)生碰撞團聚的場所，其結構是影響聲波團聚效果的關鍵因素。目前實驗研究中應用的聲團聚室僅適用于理論研究，與實際應用尚有較大距離。為使聲團聚室適用于鍋爐尾部煙道，主要考慮了以下要求。首先，工業(yè)鍋爐尾部煙氣的量非常大，并且尾部除塵裝置對煙氣流速有一定要求，若要將聲波團聚應用于工業(yè)實際，聲團聚室需具有足夠的煙氣處理能力，并對尾部煙道的煙氣流速影響不大。其次，為保證聲波團聚的效果，聲團聚室需具有一定滯留顆粒物的能力，即顆粒物在聲團聚室中的停留時間是保證聲波團聚效果的重要因素。工業(yè)鍋爐尾部煙氣的量非常大，并且尾部除塵裝置對煙氣流速有一定要求，若要將聲波團聚應用于工業(yè)實際，聲團聚室需具有足夠的煙氣處理能力，并對尾部煙道的煙氣流速影響不大。其次，為保證聲波團聚的效果，聲團聚室需具有一定滯留顆粒物的能力，即顆粒物在聲團聚室中的停留時間是保證聲波團聚效果的重要因素。目前聲波團聚技術還處于實驗研究階段，因此，聲團聚室僅適用于實驗研究，如劉建忠實驗研究的聲團聚室在入口速度為0205M/S的情況下，停留時間僅為37S。較短的顆粒物停留時間導致聲波作用于煙氣的時間較短，若應用于實際，還易造成底部積灰，影響聲波團聚的效果。3發(fā)明目的本發(fā)明針對現(xiàn)有聲波團聚技術中，團聚室滯留顆粒物能力差，并且易造成底部積灰的缺點，借鑒旋風分離器的結構類型，提出了一種旋風式聲波團聚室。本發(fā)明的目的在于提高聲波團聚室對顆粒物的滯留能力，從而增加聲波對顆粒物的作用時間，提高聲波團聚的效果；減少聲波團聚室底部積灰的可能，從而降低聲波團聚室的維護費用。4發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決聲波團聚室滯留顆粒物能力差和底部易積灰的技術方案是一種旋風式聲波團聚室，該裝置借鑒了旋風分離器的結構，取消旋風分離器的上升管部分，將灰斗部分作為煙氣的出口。旋風式聲團聚室具有旋風分離器的入口類型，煙氣切向進入筒體部分。煙氣的切向旋轉(zhuǎn)速度迫使煙氣中顆粒物產(chǎn)生離心運動，在離心運動過程中顆粒之間碰撞的概率大大增加。與目前實驗研究所使用的聲團聚室結構相比，煙氣在旋風式聲團聚室內(nèi)部旋轉(zhuǎn)下降，直至從出口排出，煙氣在聲團聚室內(nèi)的停留時間大幅增大。停留時間的增加有利于提高聲波對煙氣的作用時間，從而提高聲波團聚的效果。聲團聚室底部設置為錐面，煙氣流動至錐體部分時，由于流動截面逐漸縮小，煙氣的流動速度相應逐漸增大，因此可以避免底部積灰的出現(xiàn)。附圖說明下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。圖1是本發(fā)明環(huán)境風自右側吹來時的使用狀態(tài)示意圖。圖2是圖1局部A的放大示意圖。圖3是本發(fā)明無風條件下裝配狀態(tài)示意圖。圖4是本發(fā)明環(huán)境風自左側吹來時的使用狀態(tài)示意圖。圖5是背景技術中電站直接空冷島安裝導流葉片環(huán)境風的氣流場示意圖。圖6是本發(fā)明使用時環(huán)境風的氣流場示意圖。圖中的標號是1擋風墻，2空冷風機，3防風導流網(wǎng)，31多孔網(wǎng)片，32邊框，4支柱，5空冷島平臺，6地面，7固定支撐桿，8調(diào)節(jié)繩。具體實施方式從圖1、圖3、圖4中可以看出，一種電站直接空冷島防風導流裝置，其垂直向下布置在空冷島外圍，位于空冷島平臺5下方與地面6之間。空冷島平臺5通過若干根支柱4支撐，空冷島平臺5上安裝空冷風機2。擋風墻1為圍墻，裝在空冷島平臺5的上部外側。圖1、圖4中風向分別表示為自右側吹和自左側吹來。圖1為本發(fā)明環(huán)境風自右側吹來時的使用狀態(tài)示意圖，圖2是圖1局部A的放大示意圖。如圖1、圖2所示，一種電站直接空冷島防風導流裝置，其垂直向下布置在空冷島外圍，位于空冷島平臺5下方與地面6之間，其主要包括防風導流網(wǎng)3、固定支撐桿7和調(diào)節(jié)繩8，固定支撐桿7和調(diào)節(jié)繩8分別垂直安裝固定在空冷島平臺5下緣和地面6之間，固定支撐桿7位于調(diào)節(jié)繩8里側，防風導流網(wǎng)3由多孔網(wǎng)片31和邊框32組成，若干片防風導流網(wǎng)3上下分層布置在固定支撐桿7和調(diào)節(jié)繩8之間，其中邊框32里邊兩個角與兩根固定支撐桿7連接固定，邊框32外邊兩個角與兩根調(diào)節(jié)繩8連接，根據(jù)風速的變化，通過上下提拉調(diào)節(jié)繩調(diào)整防風導流網(wǎng)的傾斜角度。本發(fā)明調(diào)節(jié)繩8為鋼絲繩，調(diào)節(jié)繩8下端根據(jù)調(diào)節(jié)位置的不同，固定在地面6上；兩根調(diào)節(jié)繩8上端通過兩臺卷繩器帶動，達到調(diào)節(jié)防風導流網(wǎng)3傾斜角度的目的。卷繩器在滾動的同時可通過控制裝置在水平方向移動。本發(fā)明所述防風導流網(wǎng)3外側向下傾斜，傾斜角度為水平和向下45之間。防風導流網(wǎng)3傾斜角度根據(jù)環(huán)境風速的大小確定，傾斜角度在0到防風導流網(wǎng)外側向下傾斜45之間。本發(fā)明所述防風導流網(wǎng)3上下層層間的距離為152M，防風導流網(wǎng)3的里外寬度在23M之間。本發(fā)明所述多孔網(wǎng)片31由尼龍繩編織，尼龍繩直徑為025CM，多孔網(wǎng)片31孔徑在1236目之間，多孔網(wǎng)片31固定在四邊形邊框32上。本發(fā)明使用時，當風速為0M/S時，也就是在無風條件下，如圖3所示，防風導流網(wǎng)3處于水平狀態(tài)，這樣可使直接空冷凝汽器的換熱無負面影響。當風速大于0M/S時，利用調(diào)節(jié)繩8調(diào)節(jié)來風方向的防風導流網(wǎng)3的傾斜角度，風速越大，防風導流網(wǎng)與水平面的夾角越大。圖1為環(huán)境風自右側吹來時的使用狀態(tài)示意圖。如圖1所示，只調(diào)節(jié)右側的防風導流網(wǎng)3，左側防風導流網(wǎng)保持水平；圖4為環(huán)境風自左側吹來時的使用狀態(tài)示意圖，該狀態(tài)下，只調(diào)節(jié)左側的防風導流網(wǎng)3。圖5是背景技術中電站直接空冷島安裝導流葉片環(huán)境風的氣流場示意圖。如圖5所示，在葉片后方存在負壓區(qū)域，使得環(huán)境風在導流葉片后方出現(xiàn)旋風回流現(xiàn)象，惡化了內(nèi)部空冷風機單元的流場，減小了空冷島內(nèi)部靠近邊緣的若干空冷風機的進風量。本發(fā)明安裝布置在空冷島平臺下方與地面之間，根據(jù)風速的變化調(diào)節(jié)導流網(wǎng)的傾斜角度，使來自空冷島外側的環(huán)境風風向由斜向下變?yōu)樾毕蛏?，風速越高，傾角越大。圖6是本發(fā)明使用時環(huán)境風的氣流場示意圖。如圖6所示，本發(fā)明對環(huán)境風起到導流作用。同時可以減小空冷島平臺下部橫向運動的環(huán)境風動能，減弱負壓區(qū)域負壓，提高環(huán)境風外圍區(qū)域空冷單元冷卻空氣的進氣量，減少熱風回流，改善這些空冷單元換熱特性，提高機組運行的安全性和經(jīng)濟性，同時不會對空冷島內(nèi)部空冷單元的風機產(chǎn)生負面影響。本發(fā)明調(diào)節(jié)方式靈活，防風導流網(wǎng)連接牢固，環(huán)境風不會吹動防風導流網(wǎng)；空冷島平臺下到地面的空氣全部進行了導流，在提高外圍風機進風量同時，不會對空冷島內(nèi)部空冷單元的風機產(chǎn)生負面影響。說明書附圖圖1圖2圖3圖4圖5圖6摘要本發(fā)明涉及一種電站直接空冷島防風導流裝置，其包括防風導流網(wǎng)、固定支撐桿和調(diào)節(jié)繩，固定支撐桿和調(diào)節(jié)繩分別安裝固定在空冷島平臺下緣和地面之間，固定支撐桿位于調(diào)節(jié)繩里側，防風導流網(wǎng)由多孔網(wǎng)片和邊框組成，若干片防風導流網(wǎng)上下分層布置在固定支撐桿和調(diào)節(jié)繩之間，一端固定在支撐桿上，另一端固定在調(diào)節(jié)繩上并通過調(diào)節(jié)繩和卷繩器進行上下和水平移動，調(diào)節(jié)方式靈活，連接牢固。根據(jù)風速的變化，通過上下提拉調(diào)節(jié)繩調(diào)整防風導流網(wǎng)的傾斜角度，使來自空冷島外側的環(huán)境風風向由斜向下變?yōu)樾毕蛏?，對環(huán)境風起到導流作用，增加負壓區(qū)域壓力，增加環(huán)境風外圍空冷單元冷卻空氣的流量，減少熱風回流，改善空冷凝汽器的換熱特性，并且不影響內(nèi)部空冷單元的空氣流量，提高了空冷機組運行的安全性和經(jīng)濟性。權利要求書1一種電站直接空冷島防風導流裝置，其垂直向下布置在空冷島外圍，安裝在空冷島平臺下方與地面之間，其特征在于其包括防風導流網(wǎng)、固定支撐桿和調(diào)節(jié)繩，固定支撐桿和調(diào)節(jié)繩分別安裝固定在空冷島平臺下緣和地面之間，固定支撐桿位于調(diào)節(jié)繩里側，防風導流網(wǎng)由多孔網(wǎng)片和邊框組成，多孔網(wǎng)片固定在四邊形邊框上。若干片防風導流網(wǎng)上下分層布置在固定支撐桿和調(diào)節(jié)繩之間，其中邊框里邊兩個角與固定支撐桿連接固定，邊框外邊兩個角與調(diào)節(jié)繩連接，根據(jù)風速的變化，通過上下提拉調(diào)節(jié)繩調(diào)整防風導流網(wǎng)的傾斜角度。2根據(jù)權利要求1所述電站直接空冷島防風導流裝置，其特征在于所述多孔