一种硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器的制作方法

1.本发明涉及硫酸预转化余热锅炉，具体涉及一种硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器。


背景技术：

2.在硫酸预转化余热回收工艺中，通常利用硫酸预转化余热锅炉将余热所产生的水蒸汽通过锅筒集中并输送。由于锅筒内含有大量的水，蒸汽在筒体内上升时会夹带雾沫，所以为了减少雾沫的夹带通常会在集汽口设置除沫器。其工作原理为：当带有雾沫的汽体以一定速度上升通过丝网时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与丝网细丝相碰撞而被附着在细丝表面上。细丝表面上雾沫的扩散和重力沉降，使雾沫形成较大的液滴沿着细丝流至两根丝的交接点。细丝的可润湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用，使得液滴越来越大，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过汽体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从细丝上分离下落。
3.在工业生产中，处理水蒸汽这种较清洁汽体，丝网除沫器的效率比较其他除沫器的效率而且是非常高的。但在硫酸预转化余热锅炉中，直接安装丝网除沫器通常会出现一些问题，从而影响滤汽效果：由于锅筒为横置（如图1），丝网除沫器位于汽阀座下方，其下方气体直接对其产生冲击，由于筒内气液流动为自循环需要，筒内的温度和压力较高，蒸汽流速较快。汽速过高会使已捕集的液滴不易从丝网上落下, 造成液泛，容易被汽体再次夹带，降低捕集效率，从而导致蒸汽质量下降；而筒体两侧蒸汽则难以过滤，造成两侧顶部蒸汽淤积影响滤汽效率。


技术实现要素：

4.为了解决这一问题，本发明公开了一种硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器，它具有适应筒体尺寸，使汽体从筒体上端两侧进入除沫器，通过除沫器壳体的引流，使蒸汽从上向下进入丝网除沫器，减小蒸汽通过丝网除沫器的流速和冲击，提高了蒸汽质量和滤汽效率，减少了设备腐蚀，提高了使用寿命。
5.本发明公开的技术方案如下：一种硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器，包括底板以及对称安装在底板两侧的左侧板、右侧板，左侧板、右侧板上端与筒体固定且密封配合，左侧板、右侧板、底板之间可拆式固定连接，左侧板、右侧板之间可拆式固定安装有丝网除沫器组件，丝网除沫器组件包括对称设置的前端板、后端板以及可拆式固定安装在前端板、后端板之间的丝网除沫器，筒体上的出气口位于前端板、后端板之间，前端板、后端板的上端与筒体内壁固定且密封配合，两侧与左侧板、右侧板之间固定且密封配合，丝网除沫器组件与底板之间具有间隔，左侧板为一个梯形板，上端两侧向外伸出，左侧板的下端与底板固定连接使得左侧板、右侧板、底板以及筒体合围形成两端窄中间宽的气体通道。
6.在上述方案的基础上，作为优选，左侧板包括上侧板、下侧板，下侧板为一个梯形，其长度与筒体比为5：6，其上端两侧向外伸出，下侧板的上端两端分呗焊接固定有上侧角钢
和下侧角钢，上侧角钢和下侧角钢上开设有圆孔，螺栓通过该圆孔分别将下侧板与上侧板及下侧板与底板相固定。
7.在上述方案的基础上，作为优选，梯形的顶角为150度。
8.在上述方案的基础上，作为优选，底板上具有用于将丝网除沫器组件凝结滴落的水排入筒体内的排污孔，排污孔处固定安装有钢管，钢管的上端不伸出排污孔的上方，钢管的下端为弧形管。
9.在上述方案的基础上，作为优选，弧形管为半圆管。
10.在上述方案的基础上，作为优选，前端板包括上端板、下端板，上端板、下端板之间通过螺栓固定连接，上端板的上端为圆弧状。
11.在上述方案的基础上，作为优选，还包括支撑螺柱，支撑螺柱的两端分别与左侧板、右侧板的下侧板固定连接，左侧板、右侧板的下侧板以及前端板、后端板的下端板上均设置有限位挡板，限位挡板所在的高度高于支撑螺柱所在的高度，丝网除沫器的高度略小于限位挡板和支撑螺柱之间的距离。
12.在上述方案的基础上，作为优选，还包括匀汽孔板，匀汽孔板与上端板焊接固定，匀汽孔板的匀汽孔上下均有倒角。
13.在上述方案的基础上，作为优选，壳体内部蒸汽流动的模拟分析方法：a：利用soildworks对丝网除沫器的壳体进行建模，将绘制的丝网除沫器壳体导入到workbenck的fluent模块中，选择其流体入口和出口并通过“内部流动”功能对其内部进行填充，获得需要仿真的模块；b：对丝网除沫器壳体的填充部分进行网格划分，设置元素尺寸为0.05m，过度比为0.272，最大层数为5，增长率为1.2。划分后设置其流入面、流出面和边界层并对其命名。
14.c：求解过程：（1）在fluent设置的通用选项中对网格进行检查将尺寸比例设置成mm同时y轴上设置重力加速度为-9.81m/s2，模型选择k-epsilon。
15.（2）设置壳体材料为钢，密度为8083kg/m3，内部流动介质为水蒸气（water-vapor），介质密度为0.5542kg/m3，粘度为0.01445mpa.s。
16.（3）边界条件入口设置为速度流入，速度设置为16m/s，湍流强度为5%，湍流粘度比为10。出口设置为流出边界，流速加权为1。
17.（4）求解方案选择速度压力耦合算法simplec，湍流动能和湍流耗散率选用second order upwind。
18.（5）初始化方法选择标准初始化，计算参考位置设置为从入口开始，迭代次数设置为1000。
19.（6）在结果模块中求解结果的速度云图，迹线图和x-y截面速度分布图。
20.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明结构简单、加工方便而且实用性强。通过一种梯形的壳体结构的丝网除沫器，减少了高压蒸汽直接对关键部件的冲击，减小了蒸汽通过丝网除沫器的流速。提高了蒸汽质量和滤汽效率，减少了对设备腐蚀，提高了使用寿命。
附图说明
21.图1是现有技术的结构示意图；图2是本发明的结构示意图；图3是本发明内部结构图；图4是下侧板的结构示意图；图5是底板的立体图；图6是底板的结构示意图；图7是除沫器和匀汽孔板安装方式图；图8是未装载丝网除沫器组件的结构示意图；图9是滤汽内件布置图；图10是本发明的工作原理图；图11是滤汽内件与筒体安装图；图12是壳体内部截面流速云图；图13是壳体内部截面流速；图14是壳体内蒸汽迹线。
实施方式
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
23.如图1-14所示，本硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器主要有上端板3、上侧板2、下端板4、下侧板1、底板7、丝网除沫器5、匀汽孔板6和钢管8组成。如图2所示，下侧板1整体为一个梯形其长度与筒体比为5：6，其上端两侧向外伸出，整体由钢板101、角钢102和限位挡板103组成。其上侧角钢102和下侧角钢102上均开有φ18的圆孔，分别用于和上侧板2和底板7通过m16的螺栓9和螺母10固定；钢板101上开有四个呈矩形分布φ18的圆孔和三个并排分布的φ22的圆孔，分别用于与下端板4通过m16的螺栓9和螺母10固定和连接承载m20的螺柱11和螺母12，如图3所示。如图3和图5所示，底板7也由钢板和角钢组成，其钢板上远离角钢一侧开有一排φ18的圆孔用于与下侧板1固定，角钢上也开有φ18的圆孔用于两底板7直接的相互连接形成整个装置的底部。同时，底板7有向上弯折呈150
°
角（如图6所示）且上面有两个φ18的排污孔701用于将除沫器凝结滴落的水进入钢管排出。底板7与下侧板1配合后形成一个上宽下窄的壳体，并在两端留有窄口进汽。如图3所示，下端板4与下侧板1通过m16的螺栓9和螺母10固定，且下端板上也焊有限位挡板。上端板3与下端板4通过m16的螺栓9和螺母10固定，上端板3上端为圆弧状，其圆弧要求能与筒体13紧密接触配合。钢管8在底板7的排污孔处焊接，钢管8末端为中心线半径为80mm的半圆管。如图6所示，丝网除沫器5通过下侧板1和下端板4的限位挡板和三个m20的螺柱11和螺母12进行固定，极大地保留了丝网除沫器5的滤汽面积，提高了滤汽效果，而且方便安装。匀汽孔板6与上端板3进行焊接固定，匀汽孔板的匀汽孔上下均有倒角，如图8所示。
24.如图9、10所示，工作时，上升的蒸汽从筒体上端两侧相向进入由底板7和下侧板1
组成的壳体中，并向下流动动一段距离后在中部会和，并从装置中部通过丝网除沫器5对蒸汽进行除沫，而过滤出的液滴则通过重力沉降落入底板7上，再通过底板7上的排污孔进入钢管8流回筒体实现重复利用，钢管8下侧弯头处整个浸入筒体液面以下。经过除沫的蒸汽再通过匀汽孔板6均匀进入筒体的主汽阀座，减少对主汽阀座的冲击。同时上端板3上方成圆弧状和上侧板2通过焊接充分贴合筒体13内壁（如图11）。
25.其壳体内部蒸汽流动的模拟分析方法：1利用soildworks对丝网除沫器的壳体进行建模，将绘制的丝网除沫器壳体导入到workbenck的fluent模块中，选择其流体入口和出口并通过“内部流动”功能对其内部进行填充，获得需要仿真的模块；2对丝网除沫器壳体的填充部分进行网格划分，设置元素尺寸为0.05m，过度比为0.272，最大层数为5，增长率为1.2。划分后设置其流入面、流出面和边界层并对其命名。
26.3求解过程：（1）在fluent设置的通用选项中对网格进行检查将尺寸比例设置成mm同时y轴上设置重力加速度为-9.81m/s2，模型选择k-epsilon。
27.（2）设置壳体材料为钢，密度为8083kg/m3，内部流动介质为水蒸气（water-vapor），介质密度为0.5542kg/m3，粘度为0.01445mpa.s。
28.（3）边界条件入口设置为速度流入，速度设置为16m/s，湍流强度为5%，湍流粘度比为10。出口设置为流出边界，流速加权为1。
29.（4）求解方案选择速度压力耦合算法simplec，湍流动能和湍流耗散率选用second order upwind。
30.（5）初始化方法选择标准初始化，计算参考位置设置为从入口开始，迭代次数设置为1000。
31.（6）在结果模块中求解结果的速度云图，迹线图和x-y截面速度分布图像形式得出蒸汽通过壳体到达丝网除沫器时的速度变化和流动特征。
32.如图12-图14所示，蒸汽在从两侧流入壳体到达丝网除沫器表面时流速降低近50%左右，很容易使蒸汽速率达到丝网除沫器的适宜工作流速，并且从图14壳体内蒸汽流动的迹线可以看出，当蒸汽从两侧流动至丝网除沫器表面时由于两股蒸汽的碰撞使其流动轨迹呈无规则状，使其通过丝网除沫器时的过滤效果更好。
33.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器，其特征在于，包括底板以及对称安装在底板两侧的左侧板、右侧板，左侧板、右侧板上端与筒体固定且密封配合，左侧板、右侧板、底板之间可拆式固定连接，左侧板、右侧板之间可拆式固定安装有丝网除沫器组件，丝网除沫器组件包括对称设置的前端板、后端板以及可拆式固定安装在前端板、后端板之间的丝网除沫器，筒体上的出气口位于前端板、后端板之间，前端板、后端板的上端与筒体内壁固定且密封配合，两侧与左侧板、右侧板之间固定且密封配合，丝网除沫器组件与底板之间具有间隔，左侧板为一个梯形板，上端两侧向外伸出，左侧板的下端与底板固定连接使得左侧板、右侧板、底板以及筒体合围形成两端窄中间宽的气体通道。2.如权利要求1所述的硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器，其特征在于，左侧板包括上侧板、下侧板，下侧板为一个梯形，其长度与筒体比为5：6，其上端两侧向外伸出，下侧板的上端两端分呗焊接固定有上侧角钢和下侧角钢，上侧角钢和下侧角钢上开设有圆孔，螺栓通过该圆孔分别将下侧板与上侧板及下侧板与底板相固定。3.如权利要求2所述的硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器，其特征在于，梯形的顶角为150度。4.如权利要求2所述的硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器，其特征在于，底板上具有用于将丝网除沫器组件凝结滴落的水排入筒体内的排污孔，排污孔处固定安装有钢管，钢管的上端不伸出排污孔的上方，钢管的下端为弧形管。5.如权利要求4所述的硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器，其特征在于，弧形管为半圆管。6.如权利要求2所述的硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器，其特征在于，前端板包括上端板、下端板，上端板、下端板之间通过螺栓固定连接，上端板的上端为圆弧状。7.如权利要求2所述的硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器，其特征在于，还包括支撑螺柱，支撑螺柱的两端分别与左侧板、右侧板的下侧板固定连接，左侧板、右侧板的下侧板以及前端板、后端板的下端板上均设置有限位挡板，限位挡板所在的高度高于支撑螺柱所在的高度，丝网除沫器的高度略小于限位挡板和支撑螺柱之间的距离。8.如权利要求2所述的硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器，其特征在于，还包括匀汽孔板，匀汽孔板与上端板焊接固定，匀汽孔板的匀汽孔上下均有倒角。9.如权利要求2所述的硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器，其特征在于，壳体内部蒸汽流动的模拟分析方法：a：利用soildworks对丝网除沫器的壳体进行建模，将绘制的丝网除沫器壳体导入到workbenck的fluent模块中，选择其流体入口和出口并通过“内部流动”功能对其内部进行填充，获得需要仿真的模块；b：对丝网除沫器壳体的填充部分进行网格划分，设置元素尺寸为0.05m，过度比为0.272，最大层数为5，增长率为1.2。划分后设置其流入面、流出面和边界层并对其命名，c：求解过程：（1）在fluent设置的通用选项中对网格进行检查将尺寸比例设置成mm同时y轴上设置重力加速度为-9.81m/s2，模型选择k-epsilon；（2）设置壳体材料为钢，密度为8083kg/m3，内部流动介质为水蒸气（water-vapor），介质密度为0.5542kg/m3，粘度为0.01445mpa.s；
（3）边界条件入口设置为速度流入，速度设置为16m/s，湍流强度为5%，湍流粘度比为10。出口设置为流出边界，流速加权为1；（4）求解方案选择速度压力耦合算法simplec，湍流动能和湍流耗散率选用second order upwind；（5）初始化方法选择标准初始化，计算参考位置设置为从入口开始，迭代次数设置为1000；（6）在结果模块中求解结果的速度云图，迹线图和x-y截面速度分布图。

技术总结
本发明公开一种硫酸预转化余热锅炉丝网除沫器，包括底板以及对称安装在底板两侧的左侧板、右侧板，左侧板、右侧板之间可拆式固定安装有丝网除沫器组件，丝网除沫器组件包括对称设置的前端板、后端板以及可拆式固定安装在前端板、后端板之间的丝网除沫器，丝网除沫器组件与底板之间具有间隔，左侧板为一个梯形板，上端两侧向外伸出，左侧板的下端与底板固定连接使得左侧板、右侧板、底板以及筒体合围形成两端窄中间宽的气体通道。本发明结构简单、加工方便而且实用性强。通过一种梯形的壳体结构的丝网除沫器，减少了高压蒸汽直接对关键部件的冲击，减小了蒸汽通过丝网除沫器的流速。提高了蒸汽质量和滤汽效率，减少了对设备腐蚀，提高了使用寿命。提高了使用寿命。提高了使用寿命。


技术研发人员：杨绍永 庄绕林 纪文 朱洪杰 李伯奎
受保护的技术使用者：江苏科圣化工机械有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/21