專利名稱：一種防風(fēng)、防雨、環(huán)保煙囪帽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種防風(fēng)、防雨、環(huán)保煙囪帽屬于煙囪的配件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到鍋爐及其相似的工業(yè)爐窯的防風(fēng)、防雨、環(huán)保煙囪帽的開發(fā)。
背景技術(shù)：
目前中小型鍋爐及工業(yè)爐窯的煙囪頂部安裝的煙囪帽多為傘型，傘型煙囪帽阻止了煙氣向高空排放，使煙氣向斜下方流動(dòng)。根據(jù)GB16297-1996標(biāo)準(zhǔn)，隨著煙囪高度增加有害物允許排放量增加得很多，如SO2，40m煙囪在二級(jí)地區(qū)允許排放量為25Kg/h，而60m的煙囪在同級(jí)地區(qū)的允許排放量就加大到55Kg/h，增加了1.2倍。因此有一定煙氣量的、要排放有害物質(zhì)的煙囪必須有相應(yīng)高度的煙囪將其送至更高的天空，現(xiàn)有技術(shù)沒有一個(gè)很好的解決方案。另外傘型煙帽的防雨效果差，下雨時(shí)雨水灌入煙囪造成煙囪和設(shè)備的腐蝕。冬季時(shí)煙氣在煙囪出口處形成熱氣，在煙囪周圍形成霜凍。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題本專利提出了一種新型結(jié)構(gòu)的排煙囪帽，可在不消耗動(dòng)力情況下提高排出煙氣的剛性。在一般風(fēng)力級(jí)別如三、四、五級(jí)風(fēng)下仍能保持排煙剛性，向高空排放，同時(shí)不受下雨的影響。
如附圖1、2所示防風(fēng)、防雨、環(huán)保煙囪帽由以下部件組成球形外殼1，聯(lián)接的煙囪2，導(dǎo)流錐體3，導(dǎo)流錐體支架4，外殼下面的冷空氣入口管5組成。導(dǎo)流錐體設(shè)置在球形外殼1中間排煙囪2中軸線上，導(dǎo)流錐體3由下部錐體和上部準(zhǔn)球面7組成。導(dǎo)流錐體3下部錐體的上沿與上部準(zhǔn)球面7的下沿相焊接，而且下部錐體的上沿外徑大于上部準(zhǔn)球面7的下沿外徑，形成了一個(gè)環(huán)型的集水槽12。集水槽12集累下來的雨水由泄水管9排出，流入鍋爐房排水系統(tǒng)。導(dǎo)流錐體下部錐體的錐角α為50°～90°，下部錐體外表面根據(jù)聯(lián)結(jié)煙囪直徑大小焊接上12、24、36、48、60組導(dǎo)流板10。導(dǎo)流板10為空間曲面，兩組導(dǎo)流板10之間形成氣流的流道，導(dǎo)流板10與導(dǎo)流錐體下部錐體的上沿外圓的切線夾角β為40°～90°；導(dǎo)流板10流道流體走向線與煙囪軸線夾角γ為20°～60°，使進(jìn)入煙氣與外殼下面冷空氣入口管5吸入的冷空氣混合旋轉(zhuǎn)，使排出的煙氣形成螺旋形上升后從外殼排煙口管6排出。排煙囪帽的球形外殼1的下沿與冷空氣入口管5處也有一個(gè)圓環(huán)形的冷凝水集水槽8，并且在冷凝水槽8下部設(shè)有一個(gè)泄水管11，可將聚集的冷凝水導(dǎo)流到鍋爐房排水系統(tǒng)。
本專利設(shè)備主要部件結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)為D為聯(lián)接的煙囪2的直徑D1為冷空氣入口管5的直徑為1.4～1.8DD2為球形外殼1排煙口管6的直徑為1～1.5DD3為球形外殼1的直徑為2.5～3DH1為球形外殼1的高度為1.8～2.2DH2為冷空氣入口管5的高度為0.5～0.8DH3為球形外殼1排煙口管6的長度為0.5～0.8DR為導(dǎo)流錐體上板準(zhǔn)球面7的半徑為0.5～0.8DR1為導(dǎo)流錐體上板準(zhǔn)球面7下沿的圓角半徑為0.25Dh導(dǎo)流錐體3下部錐體錐角頂點(diǎn)與聯(lián)接排煙囪口2距離為-0.1～0.3D，負(fù)值為錐角頂插入煙囪口內(nèi)的距離本專利為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼如Q235，厚度2～6mm壓型并焊接而成，在鋼板的內(nèi)外面作防腐處理，涂刷耐溫防腐漆，可涂刷在含有SO2氣體，200℃下長期使用的耐蝕漆。
本專利排煙工作過程及效果如下煙氣由聯(lián)接煙囪2進(jìn)入煙囪帽后，由于導(dǎo)流錐體3的作用向上流動(dòng)，同時(shí)在空氣入口管5處形成負(fù)壓，外部空氣由空氣入口管5進(jìn)入煙囪帽與煙氣混合，吸入的空氣為煙氣量的0.3～1.0倍。如吸入1倍空氣，吸入空氣溫度從25℃升至排煙溫度100℃體積膨脹了1.25倍。吸入1倍冷空氣，排出的煙氣就為煙囪排煙氣體積的2.13倍，如煙囪出口的氣速為15m/s，則吸入了1倍空氣后，排出的煙氣的速度就達(dá)到了31.9m/s。降低了煙氣中二氧化碳的濃度，可稀釋到原二氧化碳濃度的41％，使稀釋后的煙氣更容易排向高空。冬季使用時(shí)空氣入口管5進(jìn)入的冷空氣與煙氣混合后，降低煙氣溫度，減少和避免煙帽出口處形成的熱氣。冷卻的煙氣在煙囪帽球形外殼1內(nèi)壁產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)入冷凝水槽8通過泄水管11導(dǎo)入鍋爐房排水系統(tǒng)。如遇下雨，雨水從排煙口進(jìn)入煙囪帽，經(jīng)過導(dǎo)流錐體3上部準(zhǔn)球面7，流至其下沿的環(huán)型集水槽12，再由泄水管9導(dǎo)入鍋爐房排水系統(tǒng)，達(dá)到了防雨作用。
煙氣由聯(lián)接的煙囪2進(jìn)入煙囪帽后，由于導(dǎo)流錐體3和導(dǎo)流板10的作用，煙氣在煙囪帽內(nèi)形螺旋狀上升，并經(jīng)煙氣出口6矗直向上排出，在強(qiáng)制排氣系統(tǒng)的煙囪上應(yīng)用，可以使煙氣螺旋上升，而且煙氣的剛性增加，煙氣出口速度可達(dá)31.9m/s，4級(jí)最大風(fēng)速為7.9m/s，5級(jí)最大風(fēng)速為10.3m/s，不會(huì)影響煙氣的剛性。煙氣可上升沖向煙囪帽出口30米以上的高空。
如煙囪帽出口高度為20m，煙氣中SO2排放量為10Kg/h，煙塵的排放量經(jīng)本專利煙囪帽作用，煙氣排至40～60m的高空，SO2排放量遠(yuǎn)低于煙囪40～60米高度國家標(biāo)準(zhǔn)允許值25Kg/h，煙塵排放量也遠(yuǎn)低于煙囪40～60米高度國家標(biāo)準(zhǔn)允許值39Kg/h～85Kg/h，起到了環(huán)保作用。
由于煙帽的特殊結(jié)構(gòu)，球形外殼1擋住了來自任何方向的風(fēng)，可有效防止空氣倒灌。煙氣的排放不受外界氣候變化的影響，起到了防風(fēng)作用。


圖1防風(fēng)、防雨、環(huán)保煙囪帽的結(jié)構(gòu)2防風(fēng)、防雨、環(huán)保煙囪帽導(dǎo)流錐體的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)正視3防風(fēng)、防雨、環(huán)保煙囪帽導(dǎo)流錐體的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)A向視圖具體實(shí)施方式
以10t/h蒸汽鍋爐為例，燃料為發(fā)熱值24158KJ/Kg的煤碳，煙囪的排煙溫度為150℃，每小時(shí)耗煤1852Kg/h，產(chǎn)生的煙氣量為12886m3/h，設(shè)計(jì)了一個(gè)直徑D＝600mm的鋼質(zhì)煙囪并安裝了本專利的防風(fēng)、防雨、環(huán)保煙囪帽，其結(jié)構(gòu)尺寸為D1為冷空氣入口管直徑720mm為1.2DD2為排煙口直徑600mm為1DD3為球形外殼直徑1500mm為2.5DH1為球形外殼的高度1200mm為2DH2為冷空氣入口管5的高度300mm為0.5DH3為球形外殼排煙管的長度300mm為0.5DR為導(dǎo)流錐體上板準(zhǔn)球面的半徑300mm為0.5DR1為導(dǎo)流錐體上板準(zhǔn)球面下沿的圓角半徑150mm為0.25Dα為導(dǎo)流錐體下部錐體的錐角90°β為導(dǎo)流板與導(dǎo)流錐體下部錐體的上沿外圓的切線夾角63°γ為導(dǎo)流板流道流體走向線與煙囪軸線夾角40°h導(dǎo)流錐體以下部錐體錐角頂點(diǎn)與排煙囪口距離60mm為0.1D導(dǎo)流板數(shù)為24組。
煙囪的高度為30m，煙囪排出的煙氣在4～5級(jí)風(fēng)下可沖高至50～70m，不受下雨和刮風(fēng)的影響，排出的SO2量為1.28Kg/h＜25Kg/h(煙囪高度40m時(shí)二級(jí)地區(qū)允許排放量)，煙塵1.03Kg/h＜39Kg/h(煙囪高度40m時(shí)二級(jí)地區(qū)允許排放量)。
權(quán)利要求
1.一種防風(fēng)、防雨、環(huán)保煙囪帽，其特征在于由球形外殼、其內(nèi)部設(shè)置的導(dǎo)流錐體，兩個(gè)主要部分與排煙煙囪聯(lián)接而成；導(dǎo)流錐體由下部錐體和上部準(zhǔn)球面組成，導(dǎo)流錐體的下部錐體錐角α為50°～90°；根據(jù)聯(lián)接煙囪的直徑的大小，在下部錐體外表面上焊接了12至60組導(dǎo)流板，導(dǎo)流板與導(dǎo)流錐體下部錐體上沿外圓的切線夾角β為40°～90°；導(dǎo)流板流道流體走向線與煙囪軸線夾角γ為20°～60°；這樣結(jié)構(gòu)從外殼下口的冷空氣入口管吸入空氣與煙氣混合旋轉(zhuǎn)，使排出的煙氣形成螺旋型，且具有剛性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種防風(fēng)、防雨、環(huán)保煙囪帽由球形外殼、其內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)流錐體兩個(gè)主要部分與排煙煙囪聯(lián)接而成，其特征在于以聯(lián)接煙囪口直徑D為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，組成煙囪帽的主要部件的相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)球形外殼下沿冷空氣入口管的直徑D1為1.4～1.8D，球形外殼上部排煙管的直徑D2為1～1.5D，球形外殼的直徑D3為2.5～3D，球形外殼的高度H1為1.8～2.2D，冷空氣入口管的高度H2為0.5～0.8D，球形外殼上部排煙管的長度H3為0.5～0.8D，導(dǎo)流錐體上部準(zhǔn)球面的半徑R為0.5～0.8D，導(dǎo)流錐體下部錐體錐角頂點(diǎn)與排煙囪口距離h為-0.1～0.3D，負(fù)值為錐角頂插入煙囪口內(nèi)的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種防風(fēng)、防雨、環(huán)保煙囪帽由球面型外殼，其內(nèi)部設(shè)置的導(dǎo)流錐體兩個(gè)主要部分與排煙煙囪聯(lián)接而成，其特征在于導(dǎo)流錐體的下部錐體的上沿外徑大于上部準(zhǔn)球面下沿外徑，形成了一個(gè)環(huán)型集水槽，并且在集木槽下部設(shè)有一個(gè)泄水管可將聚集的雨水導(dǎo)流到鍋爐房排水系統(tǒng)；而在球面體外殼的下沿，冷空氣入口管上沿也有一圈冷凝水槽，并且在冷凝水槽下部設(shè)有一個(gè)泄水管，可將聚集的冷凝水導(dǎo)流到鍋爐房排水系統(tǒng)。
全文摘要
一種防風(fēng)、防雨、環(huán)保煙囪帽，屬于煙囪配件技術(shù)領(lǐng)域，由球形外殼、其內(nèi)部設(shè)置的導(dǎo)流錐體兩個(gè)主要部分與排煙煙囪聯(lián)接而成；導(dǎo)流錐體由下部錐體和上部準(zhǔn)球面組成，導(dǎo)流錐體的下部錐體錐角α為50°～90°；根據(jù)聯(lián)接煙囪直徑大小，在下部錐體外表面焊接了12至60組導(dǎo)流板，導(dǎo)流板與導(dǎo)流錐體下部錐體上沿外圓切線夾角β為40°～90°；導(dǎo)流板流道走向線與煙囪軸線夾角γ為20°～60°；這樣結(jié)構(gòu)從煙帽下部的冷空氣入口管吸入空氣與煙氣混合旋轉(zhuǎn)，使排出的煙氣形成螺旋型，且具有剛性，可將煙氣排入更高的天空；在導(dǎo)流錐體中部設(shè)有環(huán)型集水槽，并有泄水管可把聚集的雨水導(dǎo)出；煙帽外殼下沿與冷空氣氣入口管上沿處也設(shè)有冷凝水積水槽和泄水管，可以排出冷凝水。
文檔編號(hào)F23J13/00GK1560514SQ200410021358
公開日2005年1月5日 申請日期2004年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者張大偉 申請人:沈陽戴維國際機(jī)電設(shè)備有限公司