一种火管废锅入口防搭桥结构的制作方法
1.本发明涉及一种适用于火管废锅入口的防搭桥结构，属于化工行业废热回收技术领域。
背景技术：
2.随着煤气化技术的成熟发展，气化技术逐渐应用于低阶煤、残炭固废、油渣、油页岩等含碳原料的资源化处理。作为废热回收的重要手段，火管废锅广泛应用于煤气化技术当中。但由于煤气化所产生的合成气中往往存在大量的飞灰，很容易粘附在火管废锅的管板上，在换热管入口处堆积形成搭桥结构，可能会导致换热效率降低与不稳定的情况发生，严重者甚至会导致换热管大面积堵塞、设备停车等问题。
3.因此，亟需提出一种新型的火管废锅入口防搭桥结构，以解决上述技术问题。
技术实现要素：
4.本发明提供一种火管废锅入口防搭桥结构，以解决火管废锅换热管入口处在管板管孔间平台堆积搭桥问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。
5.本发明的技术方案：
6.一种火管废锅入口防搭桥结构，包括锥形单元、换热管、锥形单元挂板和管板，所述锥形单元安装于管板面向火管废锅入口的一侧，所述锥形单元的数量为多个，每个锥形单元底部都连接有换热管，多个锥形单元均通过锥形单元挂板安装在管板顶部。
7.优选的：所述管板上开设有多个通孔，锥形单元底部的换热管安装在通孔内，通孔的数量与换热管的数量相同。
8.优选的：所述锥形单元顶部入口为多边形入口，所述锥形单元底部出口为圆形出口，换热管与圆形出口连通。
9.优选的：所述多边形入口的横截面积大于圆形出口的横截面积。
10.优选的：所述多边形入口为正多边形。
11.优选的：所述多边形入口的边数m与换热管布管多边形的边数n具有如下关系：
12.m＝360/180-360/n公式一
13.所述多边形入口的内切圆直径d1小于或等于换热管中心距d0。
14.优选的：所述锥形单元包括从上至下首尾依次连通的第一直边段、过渡段和第二直边段，所述第一直边段横截面为多正边形，第二直边段横截面为圆形，且第一直边段横截面面积大于第二直边段横截面面积，所述过渡段为漏斗状。
15.优选的：所述锥形单元第一直边段和第二直边段的中心连线与换热管的轴线设置在同一直线上。
16.优选的：所述每两相邻锥形单元之间顶部的外侧壁相互贴合。
17.本发明具有以下有益效果：
18.1.本发明的一种火管废锅入口防搭桥结构，实现了引导烟气经过其漏斗状的锥壳单元进入换热管，锥壳单元大端截面上的流通面积显著大于火管废锅管板上换热管开孔的流通面积，非流通面积显著降低，减少了飞灰沉积的附着区域；
19.2.本发明的一种火管废锅入口防搭桥结构，实现了流通截面积的平缓过渡，避免了流通截面骤变带来的流体流速突变，从而降低异相物质的分离沉积的概率；
20.3.本发明的一种火管废锅入口防搭桥结构，降低了火管废锅入口处的飞灰沉积、搭桥、诱发换热管堵塞、传热效率降低、甚至设备损坏的风险；
21.4.本发明的一种火管废锅入口防搭桥结构，设计巧妙，结构易于更换，在检修其如发现局部锥壳单元发生磨损失效，可单独进行更换，降低设备运行维护成本。
附图说明
22.图1是一种火管废锅入口防搭桥结构的结构示意图；
23.图2是本发明锥形单元的结构示意图；
24.图3是本发明换热管布管多边形为三角形时锥形单元的使用状态图；
25.图4是本发明换热管布管多边形为正方形时锥形单元的使用状态图；
26.图5是未设置本发明状态下的管板积灰区域的示意图；
27.图6是设置本发明状态下的管板积灰区域的示意图；
28.图中0-火管废锅入口，0-1-过渡耐火层，1-锥形单元，2-换热管，3-锥形单元挂板，4-管板，11-多边形入口，12-圆形出口，41-通孔，1-1-第一直边段，1-2-过渡段，1-3-第二直边段。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
30.本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。
31.具体实施方式一：结合图1-图6说明本实施方式，本实施方式的一种火管废锅入口防搭桥结构，包括锥形单元1、换热管2、锥形单元挂板3和管板4，所述锥形单元1安装于管板4面向火管废锅入口0的一侧，所述锥形单元1的数量为多个，锥形单元1固定安装在锥形单元挂板3上，锥形单元挂板3安装在管板4顶部。锥形单元挂板3为多孔板结构，开孔位置及大小与管板换热管开孔一致，锥形单元挂板3固定于管板4入口端面外，用于固定锥形单元1，锥壳单元1底部与换热管2入口处相接，锥壳单元1顶部敞口朝向与换热管介质流向相反；进
而锥壳单元1可视为火管废锅换热管向入口空间的延伸；锥壳单元上下端中心连线与换热管轴线在同一直线上；所述管板4上开设有多个通孔41，锥形单元1底部的换热管2安装在通孔41内，通孔41的数量与换热管2的数量相同。锥壳单元使用数量1与换热管2数量相等。
32.所述锥形单元1顶部入口为多边形入口11，所述锥形单元1底部出口为圆形出口12，换热管2与圆形出口12连通。所述多边形入口11的横截面积小于圆形出口12的横截面积。所述多边形入口11为正多边形。所述锥形单元1中部为随形过渡结构，内壁无棱角，锥壳单元1两端可选择均带翻边直段、均不带翻边直段或只有一端带翻边直段。
33.所述多边形入口11的边数m与换热管布管多边形的边数n具有如下关系：
34.m＝360/(180-360/n)公式一
35.所述多边形入口11的内切圆直径d1小于或等于换热管中心距d0。当换热管采用正三角形或转角正三角形布管时，如图3所示，锥壳单元1的多边形入口11横截面为正六边形；当换热管采用正方形或转角正方形布管时，如图4所示，锥壳单元的多边形入口11横截面为正方形；正多边形的内切圆直径d1一般略小于换热管中心距d0，其差值d0-d1为安装预留间隙与锥形单元大端壁厚2倍之和；
36.所述每两相邻锥形单元1之间顶部的外侧壁相互贴合。如图3和图4所示，所述的锥壳单元1多边形入口11的各边与相邻的锥壳单元1多边形入口11的歌边互相接触贴合；多个锥壳单元1通过该组合方式，在锥形单元挂板3上方形成了蜂窝状结构。
37.如图5所示，展示了传统火管废锅管板入口端的积灰区域，在未设置起到防堵渣功能的锥形单元1的情况下，热工艺气中携带的飞灰或其他颗粒物等在非流通面上堆积，成为飞灰沉积的依托区域，即图5中阴影部分；
38.如图6所示，展示了设置防搭桥结构情况下火管废锅入口积灰区域，设置了锥形单元1之后，入口端面由管板表面转移到锥形单元顶端端面，积灰区域由原来管板的非开孔区域转变为多个锥形单元的截面积总和，相比较图5所示，积灰区域面积明显大幅减小，流通面积占比大幅增加；
39.如附图1所示，在管板4布管区域边缘敷设耐火料，形成所述的火管废锅入口防搭桥结构与设备其他结构的过渡耐火层0-1，减少积灰区域。
40.具体实施方式二：结合图1-图6说明本实施方式，本实施方式的一种火管废锅入口防搭桥结构，包括锥形单元1、换热管2、锥形单元挂板3和管板4，所述火管废锅入口0处固定安装有管板4，所述锥形单元1的数量为多个，每个锥形单元1底部都连接有换热管2，多个锥形单元1均通过锥形单元挂板3安装在管板4顶部。所述管板4上开设有多个通孔41，锥形单元1底部的换热管2安装在通孔41内，通孔41的数量与换热管2的数量相同。所述锥形单元1包括从上至下首尾依次连通的第一直边段1-1、过渡段1-2和第二直边段1-3，所述第一直边段1-1横截面为多正边形，第二直边段1-3横截面为圆形，且第一直边段1-1横截面面积大于第二直边段1-3横截面面积，所述过渡段1-2为漏斗状。所述锥形单元1第一直边段和第二直边段的中心连线与换热管2的轴线设置在同一直线上。所述每两相邻锥形单元1之间的第一直边段1-1外侧壁相互贴合。
41.采用锥形单元挂板3实现锥形单元1的固定，锥形单元1的第二直边段1-3与换热管2管端相对接触，通过锥形单元1过渡段1-2的漏斗作用，将火管废锅入口端面的积灰面积大大降低，并实现了流通截面积的平缓过渡，避免了流通截面骤变带来的流体流速突变，从而
降低异相物质的分离沉积的概率；以上效果进而降低了火管废锅入口处的飞灰沉积、搭桥、诱发换热管堵塞、传热效率降低、甚至设备损坏的风险。此外，本实施例中的锥形单元易于更换，在检修其如发现局部锥壳单元发生磨损失效，可单独进行更换，降低设备运行维护成本。
42.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
43.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
45.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
46.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
47.需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。
48.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种火管废锅入口防搭桥结构，其特征在于：包括锥形单元(1)、换热管(2)、锥形单元挂板(3)和管板(4)，所述锥形单元(1)安装于管板(4)面向火管废锅入口(0)的一侧，所述锥形单元(1)的数量为多个，每个锥形单元(1)底部都连接有换热管(2)，多个锥形单元(1)均通过锥形单元挂板(3)安装在管板(4)顶部。2.根据权利要求1所述的一种火管废锅入口防搭桥结构，其特征在于：所述管板(4)上开设有多个通孔(41)，锥形单元(1)底部的换热管(2)安装在通孔(41)内，通孔(41)的数量与换热管(2)的数量相同。3.根据权利要求2所述的一种火管废锅入口防搭桥结构，其特征在于：所述锥形单元(1)顶部入口为多边形入口(11)，所述锥形单元(1)底部出口为圆形出口(12)，换热管(2)与圆形出口(12)连通。4.根据权利要求3所述的一种火管废锅入口防搭桥结构，其特征在于：所述多边形入口(11)的横截面积大于圆形出口(12)的横截面积。5.根据权利要求1所述的一种火管废锅入口防搭桥结构，其特征在于：所述多边形入口(11)为正多边形。6.根据权利要求5所述的一种火管废锅入口防搭桥结构，其特征在于：所述多边形入口(11)的边数m与换热管布管多边形的边数n具有如下关系：m＝360/(180-360/n)
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公式一所述多边形入口(11)的内切圆直径d1小于或等于换热管中心距d0。7.根据权利要求2所述的一种火管废锅入口防搭桥结构，其特征在于：所述锥形单元(1)包括从上至下首尾依次连通的第一直边段、过渡段和第二直边段，所述第一直边段横截面为多正边形，第二直边段横截面为圆形，且第一直边段横截面面积大于第二直边段横截面面积，所述过渡段为漏斗状。8.根据权利要求6所述的一种火管废锅入口防搭桥结构，其特征在于：所述锥形单元(1)第一直边段和第二直边段的中心连线与换热管(2)的轴线设置在同一直线上。9.根据权利要求3或7所述的一种火管废锅入口防搭桥结构，其特征在于：所述每两相邻锥形单元(1)之间顶部的外侧壁相互贴合。
技术总结
一种火管废锅入口防搭桥结构，属于化工行业废热回收技术领域。本发明包括锥形单元、换热管、锥形单元挂板和管板，所述火管废锅入口处固定安装有管板，所述锥形单元的数量为多个，每个锥形单元底部都连接有换热管，多个锥形单元均通过锥形单元挂板安装在管板端部。本发明提供一种火管废锅入口防搭桥结构，以解决火管废锅换热管入口处在管板管孔间平台堆积搭桥问题，本发明设计巧妙，结构易于更换，在检修期如发现局部锥壳单元发生磨损失效，可单独进行更换，降低设备运行维护成本。降低设备运行维护成本。降低设备运行维护成本。
