新型變徑方彎頭及煙氣管道系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及火力發電廠管道設計技術領域，特別涉及一種新型變徑方彎頭及煙氣管道系統。
【背景技術】
[0002]隨著火力發電廠布置要求的提高，為節省占地布置空間越來越緊湊，設備和管道之間不同截面相連節省空間和阻力的要求日益突顯，常規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。傳統技術中，為連接兩個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，必須先通過漸縮或漸擴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，使管道內煙氣的流場變化突然導致流場極度不均勻，會使管道產生振動和噪音。
【發明內容】
[0003]基于此，針對上述問題，本發明提出一種新型變徑方彎頭，使管道過渡平緩，從而使得管道內的煙氣流場均勻，減小管道的振動和噪音。
[0004]本發明提出一種煙氣管道系統，具有上述的新型變徑方彎頭，使煙氣管道系統過渡平緩，管道中煙氣流場均勻，可減小管道的振動和噪音。
[0005]其技術方案如下:
[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處的曲率半徑，D為該點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處的曲率半徑，對四邊形變徑段的彎曲半徑進行控制，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時產生的振動和噪音。通過采用FLUENT流體模擬軟件模擬計算得出該新型變徑方彎頭產生的阻力遠小于傳統彎頭的阻力，使該變徑彎頭既能滿足工藝設計要求，又能盡可能的減小對煙氣的阻力，實現減小能耗的目的。將連接部件由傳統的大截面管頭、小截面管頭、等徑彎頭、漸縮或漸擴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]下面對其進一步技術方案進行說明:
[0009]進一步地，所述大端和小端的橫截面均設置為矩形，而所述變徑段的橫截面設置為梯形，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置為矩形，并將變徑段的橫截面設置為梯形，使其形狀更加規則，能進一步減小煙道中的流場阻力，設計制作也更加簡單方便。
[0010]進一步地，在所述變徑段上，設置R = 1.5D，且 A2_+B2_〈 = D2〈 = A2nax+B2nax；S中，所述變徑段與矩形大端結合處的矩形長邊長度，A_為所述變徑段與矩形小端結合處的矩形長邊長度，B_為變徑段與矩形大端結合處的矩形短邊長度，B_為變徑段與矩形大端結合處的矩形短邊長度。將變徑段中心線上任一點處的曲率半徑R設置為該點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，達到較好的彎曲狀態。
[0011]進一步地，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較小的合理的比值范圍內，避免變徑段從最大端到最小端的變化范圍過大，以避免管道突然擴張或收縮對流場產生過大的影響擾動。
[0012]進一步地，設置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，管道流場的流動比較順暢，阻力更小。
[0013]進一步地，設置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置為6000mm，連接矩形大端處的矩形短邊長度設置為5000mm ;而將變徑段連接矩形小端處的矩形長邊長度設置為4000mm，連接矩形小端處的矩形短邊長度設置為3000_。此時，煙道阻力更小，流場更加均勻。
[0014]進一步地，所述變徑段的彎曲角度設置為90°。彎曲角度設置為90°時，加工較規范簡單。
[0015]本發明還提出一種煙氣管道系統，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，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時產生的振動和噪音。
[0016]本發明具有如下突出的優點: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是本發明實施例中所述新型變徑方彎頭的立體結構示意圖；
[0018]圖2是本發明實施例中所述新型變徑方彎頭的立體透視結構示意圖。
[0019]附圖標記說明:
[0020]100-小端，200-變徑段，210-中心線，300-大端。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。
[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上任一點處的曲率半徑，D為該點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上任一點處的曲率半徑R = 1?5D，對變徑段200的彎曲半徑進行控制，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時產生的振動和噪音。通過采用FLUENT流體模擬軟件模擬計算得出該新型變徑方彎頭產生的阻力遠小于傳統彎頭的阻力，使該新型變徑彎頭既能滿足工藝設計要求，又能盡可能的減小對煙氣的阻力，實現減小能耗的目的。此外，將連接部件由傳統的大截面管頭、小截面管頭、等徑彎頭、漸縮或漸擴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的橫截面均設置為矩形，而所述變徑段200的橫截面設置為梯形，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橫截面設置為矩形，并將變徑段200的橫截面設置為梯形，使其形狀更加規則，能進一步減小煙道中的流場阻力，設計制作也更加簡單方便。進一步地，在所述變徑段200上，可設置R = 1.5D，且= D2〈 = Α^+Β2.;