旋流燃烧器中径向旋流叶片最佳角度的调整方法

摘要

本发明提供了一种旋流燃烧器中径向旋流叶片最佳角度的调整方法，包括：步骤1，计算出径向旋流叶片的最佳角度，最佳角度为该燃烧器的喷口流场的旋流强度为极大值时径向旋流叶片的角度；步骤2，计算出最佳角度对应的最佳垂直距离，最佳垂直距离为当一个径向旋流叶片位于最佳角度时，与所述一个径向旋流叶片相邻的另一个径向旋流叶片的固定端到所述一个径向旋流叶片的垂直距离；步骤3，调整径向旋流叶片，使所述另一个径向旋流叶片的固定端到所述一个径向旋流叶片的垂直距离为最佳垂直距离。本发明能够快速而准确地确定径向旋流叶片的最佳角度，同时，还可以使用简单的距离测试工具，准确实现径向旋流叶片的定位，特别适用于现场的测量和调整。

说明书

技术领域

本发明涉及一种径向旋流叶片的调整方法，特别是一种旋流燃烧器中径向旋流叶 片最佳角度的调整方法。

背景技术

旋流燃烧器是广泛应用于工业锅炉中的一种燃烧设备，旋流燃烧器均通过如图1 所示的导流装置10来实现旋流。旋流燃烧器包括一次风管21、内二次风道22和与 导流装置10连通的外二次风道23，其中，径向旋流叶片2的角度既用于控制流通的 风量大小，同时也用于调节入口风速的切向分量大小，上述二者共同决定了燃烧器喷 口流场旋流强度的大小。燃烧器喷口流场的旋流强度是影响旋流燃烧器性能的重要指 标，它决定了燃烧器喷口对炉膛内高温烟气的卷吸能力，对于维持燃烧的稳定、持续 和高效等均有重要意义。然而，目前仅具有能够测量径向旋流叶片2的角度的工具， 而不具有能够指导径向旋流叶片2定位至最佳角度的方法，使燃烧器喷口流场旋流强 度达到合适的强度。

发明内容

针对上述现有技术无法指导径向旋流叶片定位至最佳角度的问题，本发明提出了 一种径向旋流叶片最佳角度的调整方法，能够实现径向旋流叶片的现场定位，使燃烧 器喷口流场旋流强度达到合适的强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种旋流燃烧器中径向旋流叶片最 佳角度的调整方法，所述旋流燃烧器含有导流装置，导流装置含有多个径向旋流叶片， 径向旋流叶片包括固定端和活动端；所述调整方法包括以下步骤：

步骤1，计算出径向旋流叶片的最佳角度，所述最佳角度为当该燃烧器的喷口流 场的旋流强度为极大值时径向旋流叶片的角度；

步骤2，计算出所述最佳角度对应的最佳垂直距离，所述最佳垂直距离为当一个 径向旋流叶片位于所述最佳角度时，与所述一个径向旋流叶片的相邻的另一个径向旋 流叶片的固定端到所述一个径向旋流叶片的垂直距离；

步骤3，调整径向旋流叶片，使所述另一个径向旋流叶片的固定端到所述一个径 向旋流叶片的垂直距离为所述最佳垂直距离。

导流装置还包括圆环形的第一隔板和第二隔板，第一隔板和第二隔板相互平行， 多个径向旋流叶片在第一隔板和第二隔板之间沿第一隔板的周向均匀间隔排列，径向 旋流叶片为矩形，每个径向旋流叶片的大小和形状均相同，径向旋流叶片垂直于第一 隔板。

每个径向旋流叶片均能够以所述径向旋流叶片的固定端为轴转动，所述固定端位 于第一隔板的边缘，所述活动端位于第一隔板的边缘和第一隔板的中心之间，径向旋 流叶片的转动轴线与第一隔板的轴线平行。

相邻的两个径向旋流叶片的固定端之间的距离等于一个径向旋流叶片固定端到 所述径向旋流叶片的活动端之间的距离，径向旋流叶片的活动端能够转动至与所述径 向旋流叶片相邻的径向旋流叶片的固定端处。

在步骤1中，所述旋流强度的计算公式为：

在所述计算公式中，I为该燃烧器的喷口流场旋流强度，无单位；α为径向旋流 叶片的角度，所述径向旋流叶片的角度为相邻的两个径向旋流叶片中一个径向旋流叶 片与所述相邻的两个径向旋流叶片的固定端之间连接面的夹角，单位为°；为相邻 的两个径向旋流叶片的固定端之间的空隙所对应的圆心角，单位为°。

当α＝0°时，所述径向旋流叶片处于全关闭位置；当时，所述径向旋 流叶片处于全打开位置。

在步骤2中，所述一个径向旋流叶片的活动端朝向与所述另一个径向旋流叶片倾 斜；

所述最佳垂直距离的计算公式为

在所述计算公式中，h^*为最佳垂直距离，单位为mm；r为所述径向旋流叶片的固 定端的所在圆的半径，单位为mm；α^*为所述最佳角度，单位为°。

在步骤3中，当调整所述最佳垂直距离时，使用三角尺作为测量工具。

步骤3包括以下步骤：

步骤3.1，使所述三角尺的一条直角边抵接于所述另一个径向旋流叶片的固定 端，使所述三角尺的另一条直角边与所述一个径向旋流叶片对齐；

步骤3.2，转动所述一个径向旋流叶片，使所述另一个径向旋流叶片的固定端到 所述一个径向旋流叶片的垂直距离等于所述最佳垂直距离。

所述调整方法还包括以下步骤：

步骤4，根据步骤3，对每一个径向旋流叶片进行调整，直至调整完所有的径向 旋流叶片。

本发明的有益效果是，能够快速而准确地确定径向旋流叶片的最佳角度，同时， 还可以使用简单的距离测试工具例如直角尺来代替专门的角度测量工具，准确实现径 向旋流叶片的定位，特别适用于现场的测量和调整。

附图说明

图1是导流装置的结构示意图；

图2是径向旋流叶片的分布示意图；

图3是本发明的流程图。

附图标记说明：

11、第一隔板，12、第二隔板，2、径向旋流叶片，3、固定端，4、活动端，10、 导流装置，21、一次风管，22、内二次风道，23、外二次风道。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发 明的具体实施方式。

本发明提供了一种旋流燃烧器中径向旋流叶片最佳角度的调整方法，如图1至图 3所示，所述旋流燃烧器含有导流装置10，导流装置10含有多个径向旋流叶片2， 径向旋流叶片2包括固定端3和活动端4；所述调整方法包括以下步骤：

步骤1，计算出径向旋流叶片2的最佳角度，所述最佳角度为当该燃烧器的喷口 流场的旋流强度为极大值时径向旋流叶片2的角度；

步骤2，计算出所述最佳角度对应的最佳垂直距离，所述最佳垂直距离为当一个 径向旋流叶片2位于所述最佳角度时，与所述一个径向旋流叶片2相邻的另一个径向 旋流叶片2的固定端3到所述一个径向旋流叶片2的垂直距离；

步骤3，调整径向旋流叶片2，使所述另一个径向旋流叶片2的固定端3到所述 一个径向旋流叶片2的垂直距离为所述最佳垂直距离。

本发明的旋流燃烧器中径向旋流叶片最佳角度的调整方法，是以最佳垂直距离的 测量代替了最佳角度的测量，用长度测量代替了角度测量，使用普通的长度测量工具 即可实现径向旋流叶片的现场定位，使燃烧器喷口流场旋流强度达到合适的强度，从 而保证了燃烧器的实际性能达到最优。

在一个可行的实施方式中，导流装置10还包括圆环形的第一隔板11和第二隔板 12，第一隔板11和第二隔板12相互平行，第二隔板12的轴线与第一隔板11的轴线 重合，第一隔板11的外径与第二隔板12的外径相等，第一隔板11的内径大于第二 隔板12的内径；多个径向旋流叶片2在第一隔板11和第二隔板12之间，沿第一隔 板11的周向均匀间隔排列，径向旋流叶片2为矩形，每个径向旋流叶片2的大小和 形状均相同，径向旋流叶片2垂直于第一隔板11，具体如图1所示。燃烧器喷口流 场中的风自第一隔板11和第二隔板12之间进入，被径向旋流叶片2导流改道后，自 第一隔板11的内圆和第二隔板12的内圆之间的环形流道流出，该燃烧器的喷口流场 的旋流强度即外二次风道23内流体的旋流强度。

其中，每个径向旋流叶片2均能够以所述径向旋流叶片2的固定端3为轴转动， 所述固定端3位于第一隔板11的边缘，所述活动端4位于第一隔板11的边缘和第一 隔板11的中心之间，径向旋流叶片2的转动轴线与第一隔板11的轴线平行。径向旋 流叶片2在开启位置时，所述径向旋流叶片2的固定端3到第一隔板11的轴线的距 离大于所述径向旋流叶片2的活动端4到第一隔板11的轴线的距离；径向旋流叶片 2在全关闭位置时，所述径向旋流叶片2的固定端3到第一隔板11的轴线的距离等 于所述径向旋流叶片2的活动端4到第一隔板11的轴线的距离。

在一个优选的实施方式中，相邻的两个径向旋流叶片2的固定端3之间的距离等 于一个径向旋流叶片2的固定端3到所述一个径向旋流叶片2的活动端4之间的距离， 径向旋流叶片2的活动端4能够转动至与所述径向旋流叶片2相邻的径向旋流叶片2 的固定端3处。

在本发明的步骤1中，所述旋流强度的计算公式为：

在所述计算公式中，I为外二次风道23内流体的旋流强度，无单位；α为径向 旋流叶片2的角度，所述径向旋流叶片2的角度为相邻的两个径向旋流叶片2中一个 径向旋流叶片2与所述相邻的两个径向旋流叶片2的固定端3之间连接面的夹角，单 位为°；相邻的两个径向旋流叶片2的固定端3之间的空隙所对应的圆心角，单位 为°。

也就是说，在步骤1的旋流强度的公式中，α为步骤2中的所述一个径向旋流叶 片2的角度，所述一个径向旋流叶片2的角度为所述一个径向旋流叶片2与连接面之 间的夹角，单位为°，所述连接面是指所述一个径向旋流叶片2的固定端3与所述另 一个径向旋流叶片2的固定端3之间的虚拟连接面；为所述连接面在多个径向旋流 叶片2的固定端3的所在圆上所对应的圆心角，单位为°，由此可知，其 中的n为径向旋流叶片2的个数，无单位。

由极大值及导数的概念可知，当I为极大值时，I’＝0，其中I’为I关于α的一阶 导数。因此，根据所述旋流强度的计算公式，求解当I’＝0，α在的范围 内的角度值，即可得知径向旋流叶片2的最佳角度。在本步骤的计算中，可以通过 Matlab软件实现，当然，也可以使用其他的计算方式来代替Matlab软件。

当相邻的两个径向旋流叶片2的固定端3之间的距离等于一个径向旋流叶片2 的固定端3到所述径向旋流叶片2的活动端4之间的距离时，若α＝0°，所述径向旋 流叶片2处于全关闭位置，即所述径向旋流叶片2的活动端4位于多个径向旋流叶片 2的固定端3的所在圆上；若所述径向旋流叶片2处于全打开位置。

在本发明的步骤2中，所述一个径向旋流叶片2的活动端4朝向与所述另一个径 向旋流叶片2倾斜；

所述最佳垂直距离的计算公式为

在所述计算公式中，h^*为最佳垂直距离，单位为mm；r为所述径向旋流叶片2 的固定端3的所在圆的半径，单位为mm；α^*为所述最佳角度，单位为°。

通过以上计算，本发明将目前最佳角度的角度测量，转换为最佳垂直距离的距离 测量，在调整所述最佳垂直距离时，可以使用三角尺等简单的工具作为测量工具，来 代替专门的角度测量工具，准确地实现径向旋流叶片2的定位，特别适用于现场的测 量和调整。

具体的是，本发明的步骤3包括以下步骤：

步骤3.1，使所述三角尺的一条直角边抵接于所述另一个径向旋流叶片2的固定 端3，使所述三角尺的另一条直角边与所述一个径向旋流叶片2对齐；

步骤3.2，转动所述一个径向旋流叶片2，使与所述一个径向旋流叶片2相邻的 所述另一个径向旋流叶片2的固定端3到所述一个径向旋流叶片2的垂直距离等于所 述最佳垂直距离，然后将径向旋流叶片2的位置固定，使该径向旋流叶片2不再能够 转动。

所述调整方法还包括以下步骤：

步骤4，根据步骤3，对每一个径向旋流叶片2进行调整，直至调整完所有的径 向旋流叶片2。如果当径向旋流叶片2的活动端4固定有联动装置时，调整一个径向 旋流叶片2的角度，所有径向旋流叶片2的角度均能够同步的被调整，此时则不含有 步骤4。

通过上述可知，本发明能够快速而准确地确定径向旋流叶片2的最佳角度，同时， 还可以使用简单的距离测试工具例如直角尺来代替专门的角度测量工具，准确实现径 向旋流叶片2的定位，特别适用于现场的测量和调整。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何 本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改， 均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上 述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采 用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所应当地涵盖了与本案发明点有关的其 他组合及具体应用。