[发明专利]高温轴流风机单元

说明书

本发明涉及一种高温轴流风机单元，其中叶轮(2)安装在外套支撑管(3)的驱动轴(13)上，支撑管(3)穿过烟气上升通道底板的热烟气区域；单元的电机和驱动装置可以放置在低温区以免受高温烟气的影响。为防止热烟气滞留或回流，叶轮(2)后的热烟气室(4)下半部分在两侧的横截面都进行了扩大，通过减小热烟气流速而获得压力的增加以补偿由于烟气流动方向改变而引起的压力损失。支撑管(3)与放置在减震器(17)上的金属底盘(34)组合为单元。温度保护管(5)外包覆有陶瓷隔热涂层(6)使得热烟气不与支撑管(3)接触，支撑管(3)固定在底座(16)上。叶轮(2)产生用于吸入冷却空气的负压并用压缩空气喷枪(37)进行清洁。

技术领域

本发明涉及一种构建用于大流量、500-900℃热烟气输送的高温轴流风机单元的方法，这种风机可以做得足够大，烟气只会轻微得到加速并且使得能源消耗最小。这样高温烟气在负压状态下通过烟气通道的传输成为可能，尤其是这种高温轴流风机可适用于将来自生物质燃烧系统的大流量高温热烟气无压力地输送到大型燃煤锅炉中。

背景技术

常见的轴流风机其电机布置在气流的中心，因此迄今为止尚未见可实际用于输送高温气体的轴流风机。而径向风机的电机是布置在气流以外因此传输的烟气温度可高达1000℃，但由于气流打旋和改变流向使得径向风机的效率往往低于轴流风机，所以径向风机较难实现大流量的气流传送。

由于高温烟气所需的高合金耐热钢材料具有高热膨胀性，这往往会导致叶轮和风扇壳体尺寸发生变化或者变形，因此就会使大型高温径向风机的建造更加复杂。

径向风机所需的壳体形状难以用陶瓷材料制造，而包含腐蚀性成分的(例如碱金属溶解物或氯气)热烟气往往又要求使用陶瓷类材料，因为当烟气中有粉尘颗粒时会研磨已经受到碱金属溶解物或氯气等腐蚀的金属表面的氧化层。

以往的轴流风机的叶轮电机单元始终都是固定在气流中，这种结构也会使得叶轮电机单元成为气流或者烟气的阻力。如果叶轮电机单元增加耐高温外涂层则会因为壳体等变得更厚而加大气体阻力。叶轮叶片上的压力旋转时也会发生变化，极端情况下会产生振动直至叶轮叶片损坏，而这一点至关重要，因为高温状态本来就已经使叶轮叶片材料处于脆弱和敏感的应激状态了。

而来自秸秆燃烧系统的热烟气甚至还会在风扇叶片上形成积尘层并造成不平衡，而目前也没有合适的清洁方法。由于高温轴流风机受技术发展限制还没有实际的应用，因此如何对高温轴流风机进行冷却则更是所知甚少。

建造长通道大流量输送正压力烟气时如何在热膨胀状态下始终保持高可靠度的密封涉及的技术很复杂，但如果能在负压状态下输送烟气则会安全得多，但这需要建造迄今为止尚未见有实际应用的新型轴流引风机。

发明内容

本发明的目的是建造一种高温轴流风机，可以在负压状态下通过烟气输送通道大流量输送高温烟气，输送的烟气也可以是那些含有灰尘和腐蚀性物质的烟气，同时还要保证风机的动力系统和轴承等免受高温影响，风机叶轮旋转时几乎没有压力上的变化。

该构造应适合于陶瓷材料的应用，同时通过可靠的冷却系统和叶轮除尘装置可以实现风机的长时间和高可靠性的运行。

根据本发明，高温轴流风机的实现方式是将轴流风机的叶轮固定在一个长的驱动轴上，该驱动轴安装在一个长支撑管中，该支撑管由温度保护管包裹并穿过热烟气室、用来改变烟气流动方向的成仰角布置的烟气上升通道底板。

热烟气室沿烟气流动方向上布置于叶轮的后面，热烟气通往叶轮的通道因为没有任何导致热烟气改变方向的偏转物或障碍物，热烟气在圆形横截面上几乎没有压力差的均匀地流入叶轮，支撑管和包裹的温度保护管沿热烟气流动方向布置在热烟气室中。热烟气流经过成仰角的底板后改变流动方向。

流入叶轮的热烟气的上半部分可以自由流动，而下半部分的热气则会流经大约0.8-1.3倍于温度保护管直径的空间，但因为热烟气的流动空间已经得到充分放大所以不会发生热烟气回流。