六桿機構可變橫截面導流裝置設計與研究

朱洪輝

摘 要：在鍋爐或燒結機實際運行中，其負荷會根據外部條件發生變化。當承載負荷為可承受的最大值時，采用干法脫硫吸收塔底部的流動速度可以保證灰的不掉落，此時無需再補煙氣;而當干法脫硫吸收塔采用低于常規負荷時，干法脫硫吸收塔底部將流速過低，此時往復循環的煙道需通過補充煙氣回吸至塔底部，以此讓底部有較高流速而防止不落灰的正常運行而得到可靠保障，但需結合經濟因素，來改善補循環煙道的煙氣耗能嚴重的現實問題，因此在塔底設置一種可變截面的導流裝置來保證保證經濟效益的同時，當鍋爐或燒結機低負荷運行時，可以通過調整導流裝置，減小原有塔底截面，以達到提速的目的而不發生落灰的現象。

關鍵詞：可變截面 導流裝置

Design and Research on the Variable Cross Section Flow Diversion Device of the Six-bar Mechanism

Zhu Honghui

Abstract：In the actual operation of the boiler or sintering machine， its load will change according to external conditions. When the bearing load is the maximum tolerable， the flow rate at the bottom of the dry desulfurization absorption tower can ensure that the ash does not fall， and there is no need to make up the flue gas at this time; and when the dry desulfurization absorption tower adopts lower than the conventional load， the flow rate at the bottom of the dry desulfurization absorption tower will be too low. At this time， the reciprocating flue needs to be sucked back to the bottom of the tower by supplementary flue gas， so that the bottom has a higher flow rate and prevents normal operation without falling ash. But it is necessary to combine economic factors to improve the actual problem of serious energy consumption of the flue gas of the supplementary circulation flue. Therefore， a variable cross-section diversion device is installed at the bottom of the tower to ensure economic benefits. At the same time， it can be used as a boiler or a sintering machine. During low-load operation， the flow diversion device can be adjusted to reduce the cross-section of the original tower bottom to achieve the purpose of speed increase without ash falling.

Key words：variable cross-section， diversion device

1 研制背景及其意義

通過一般常識可知，在鍋爐或燒結機運行過程中，其承載負荷會隨著外界條件發生變化（經濟蕭條時采用低負荷運行，經濟景氣時采用滿負荷運行），當滿負荷運行時，干法脫硫吸收塔底部流速能滿足不落灰要求，無需補煙氣;而當在低負荷運行時，吸收塔底部流速較低，循環煙道需補煙氣回吸收塔底部，保證塔底部流速較高不產生落灰現象，但補循環煙道的煙氣比較耗能，站在業主的角度，他們的裝置是低負荷，而后面的脫硫裝置基本需要75%以上負荷運行，比較耗能，針對這點，考慮在塔底設置一種可變截面的導流裝置，當鍋爐或燒結機低負荷運行時，可以通過調整導流裝置，減小原有塔底截面，以達到提速的目的而不發生落灰的現象。

為滿足于塔底提速的可變截面導流裝置，可變截面位置可以是方形也可以是圓形，可選擇在方形或圓形煙道內部設置，如有需要可在煙道外部布置設備。在保證提速的情況下也保證了不會發生落灰的現象。

2 設計方案

本裝置根據要求選擇在圓形煙道內部設置，且結構簡單，能滿足在煙氣中使用。整個裝置是由平行雙曲柄機構與定塊機構組合而成。通過改變機構中連桿的位置，達到改變管道橫截面的需求。該裝置利用了平行雙曲柄機構的特點，將中央擋板裝在做平動的連桿上，導流擋板裝在曲柄上。

該機構操作簡單，運轉平穩，位置準確。當鍋爐或燒結機低負荷運行時，可以通過操縱伸縮桿調整機構的位置來減小原有塔底截面，當氣體流過導流板時，因為橫截面降低，所以氣體流速提升。可以達到設計要求，實用性強。

2.1 自由度計算

機構自由度計算：F=3*5-2*7=1

2.2 截面變化的最大最小位置

2.3 三維結構圖

3 產品結構設計

該裝置是由固定滑塊、曲柄、拉伸桿、中央擋板以及導流擋板組合而成，我們將固定滑塊固定在管道的內壁上，固定滑塊上連接著伸縮桿，伸縮桿上連接曲柄，通過伸縮桿的左右移動來帶動曲柄的上下移動進行對中央擋板的張開和合攏，來實現對方形或圓形煙道內部的氣流進行改變。我們在為確保方形或圓形煙道內部的氣流不會聰中央擋板內部的空隙流出，我們還在裝置上加裝了一個導流擋板，來進行對氣流的遮擋，避免使氣流從中央擋板的空隙中流出。

本產品主要由：①固定滑塊、②曲柄、③拉伸桿、④中央擋板、⑤導流板五部分組成。由這五部分組成了一個六桿機構。

各個部位的簡介：

①固定滑塊功能：限制拉伸桿的自由度。

②曲柄功能：將拉桿運動時所產生的力，傳達到中央擋板上使其運動。

③拉桿功能：運動時將帶動拉桿運動，是整個裝置的原動件。

④中央擋板功能：當氣體經過導流板提速后，使氣體在一段距離內保持提升的速度。

⑤導流板功能：當氣體流過導流板時，因為橫截面降低，所以氣體流速提升。

4 主要創新點

本裝置主要針對圓形管道進行設計，整個裝置可以看做一個六桿機構，并且可以適應較長管道的橫截面改變需求（其調節方式為：加長中央擋板長度且增加鉸鏈機構數量）。導流擋板由數十個葉片組成，當中央擋板改變橫截面面積時會帶動導流擋板變形，使其橫截面同時發生改變從而使安裝了本裝置的管道部位中氣體的提升。

①本裝置機構簡單，易安裝、拆卸。

②同時可適應條件較為惡劣的環境，可以在安裝前增加中央擋板長度，來適應不同管道長度的需求。

③底部導流板由復數葉片組合而成，適用于圓形管道需求，當在方形管道時可將葉片換成擋板，其他部位不變就可適用于方形管道。

2019年福建省中青年教師教育科研項目（JAT191662）。

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