CN104884577A - 排气流动调节器和具有该调节器的管道交叉装置及相关方法 - Google Patents

Abstract

一种管道交叉装置，包括第一管道部分和从所述第一管道部分的一侧横向延伸第二管道部分。至少一个流动调节器被放置在所述第一管道部分和第二管道部分其中之一的内部。所述流动调节器是异形管道内衬和/或所述流动调节器包括至少一个导向叶片。所述管道交叉装置也可包括一个在所述第一管道部分和第二管道部分之间延伸的过渡部分，其中所述过渡部分具有沿着所述第一管道部分的一侧延伸的长度和从所述第一管道部分的所述侧向外延伸的深度，其中所述长度大于所述第二管道部分的直径。

Description

排气流动调节器和具有该调节器的管道交叉装置及相关方法

技术领域

本技术通常而言指向调节管道内部流体流动的设备与方法。更具体地，某些具体实施例涉及通过管道交叉装置改善从炼焦炉排出的废气流动的流动调节器和过渡部分。

背景技术

焦炭是一种来源于煤炭的固体含碳燃料。由于其相对较少的杂质，焦炭在各种实用用途上都是受欢迎的能源来源。例如，焦炭经常在炼钢过程中被用于冶炼铁矿石。在另一个例子中，焦炭也可用来加热商业建筑或是驱动工业锅炉。

在典型的焦炭制造过程中，大量的煤在炼焦炉中烧制，其中的温度通常超过2000华氏度。烧制过程将杂质相对高的煤转变成含有相对较少杂质的焦炭。在烧制过程结束时，焦炭通常以大体上完整一块的形式出现在炼焦炉中。通常将焦炭从炼焦炉中移出，装入一个或多个车厢(例如，热载车厢，淬火车厢，或是组合的热载/淬火车厢)，并运到淬火塔对其冷却或“淬火”，使其能够运输配送，作为燃料来源使用。

热废气(例如烟气)通过由管道、交叉、以及过渡装置构成的网络从炼焦炉中排出。焦炭厂的烟气流动路径中的交叉装置能导致严重的压力下降损失，低效的流动区域(例如静止、停滞、回流、分离等)，以及空气与挥发性物质的不良混合。高压力下降损失导致更高要求的通风气流，这会进一步导致泄漏和更加难以控制的系统。另外，由于加速的局部侵蚀和热磨损，不良混合和产生的局部过热点会引起更快的结构性降解。侵蚀包括由于高速流动腐蚀导致的材料性能衰退。过热点能引起材料的热降解，最终导致热性/结构性失效。这一局部侵蚀和/或过热点能转而导致管道交叉的损坏。例如，焦化厂的排气烟道和交叉管道的交叉处容易受到不良混合/气流散布的影响，其能引起过热点的产生，进一步导致通道失效。

传统的管道交叉设计也会导致严重的压力下降损失，这一损失可限制在单一组中连接到一起的炼焦炉的数量。焦化厂的通风风扇能带动多大的通风气流也存在限制。管道交叉装置内的压力下降会降低对炼焦炉组中排出烟气而言可用的通风气流量。

这些以及其它与传统的管道交叉设计相关的问题会导致额外的资金开支。因此，就存在这样的需要来提供改良的管道交叉/过渡装置，这样的装置能改善气体的混合、气流散布，使低效流动区(例如静止、停滞、回流、分离等)减到最少，并在交叉处减少压力下降损失，从而改善焦化厂的运作以及潜在地降低设计、建造和运营焦化厂的成本。

概述

本技术提供了异形管道内衬、导向叶片、过渡部分、管道交叉装置以及改善排气系统中气体流动的方法。在一个示例性实施例中，管道交叉装置包括第一管道部分和从所述第一管道部分的一侧横向延伸的第二管道部分。所述第二管道部分可T字形地连接到所述第一管道部分。所述第二管道部分可以一个小于90度的角度从所述第一管道部分的一侧横向延伸。

至少一个流动调节器被放置在所述第一管道部分和第二管道部分其中之一的内部。在本申请所描述技术的一个方面，所述流动调节器是异形管道内衬。在本技术的另一方面，所述流动调节器包括至少一个导向叶片。

在一实施例中，异形管道内衬包括与管道内表面匹配的第一异形壁和与所述第一异形壁匹配的第二异形壁。在本技术的一方面，所述异形管道内衬可被安装在第一管道部分内部。在本技术的另一方面，所述异形管道内衬被安装在第二管道部分内部。所述第二异形壁可包括耐火材料。

在另一实施例中，异形管道内衬包括形成与管道交叉装置内表面相匹配的轮廓的第一壁和与所述第一壁相连接的第二壁。所述第二壁形成特定轮廓以改变管道交叉装置内的气流方向。在本技术的一个方面，所述第二壁包括至少一个凸形表面。

在又一实施例中，管道交叉装置包括第一管道部分和从所述第一管道部分的一侧横向延伸的第二管道部分。过渡部分在所述第一管道部分和第二管道部分之间延伸，其中所述过渡部分具有沿着所述第一管道部分的一侧延伸的长度和从所述第一管道部分的所述侧向外延伸的深度。在一实施例中，所述长度是随所述第二管道部分的直径变化而变化。在另一实施例中，所述长度大于所述第二管道部分的直径。在又一实施例中，所述长度是所述深度的两倍。

本申请还提供了一种炼焦设备排气系统。在一实施例中，所述排气系统包括应急排气管和从所述应急排气管一侧横向延伸的交叉管道。该系统还包括异形管道内衬，其包括与所述应急排气管内表面匹配的第一壁和与所述第一壁相连接的第二壁。所述第二壁形成特定轮廓以改变靠近所述应急排气管与交叉管道相交处的气流的方向。所述排气系统还包括与所述交叉管道内表面相匹配的第二异形管道内衬。

本申请还涉及改善排气系统中气体流动的方法。在一实施例中，所述方法可包括在管道交叉装置内部确定低效流动区(例如静止、停滞、回流、分离等)的位置以及在所述管道交叉装置中所确定的位置安装流动调节器。在本公开技术的一个方面，所述位置通过计算机辅助设计系统确定，例如计算流体力学(CFD)系统。在本公开技术的另一方面，所述位置通过在所述管道交叉装置处测量条件确定，例如温度、压力和/或速率。

在另一实施例中，改善包括至少一个管道交叉装置的排气系统中气体流动的方法包括在所述管道交叉装置内确定低效流动区的位置以及在所确定的位置向所述管道交叉装置中注入液体。

在考虑本申请的具体实施例和附图部分后，本公开技术的这些和其它方面将非常明显。然而，需要了解的是，本发明的保护范围应当由提出的权利要求确定，而非特定的主题是否处理任一或所有的在背景技术部分提及的问题或者是否包括本概述部分提及的任何特征或方面。

附图说明

包括优选实施例在内的设备、系统、方法的非限制性和非详尽性实施例通过借助对以下附图的参照得到描述，其中相同参考数字遍及各视图指代相同部分，除非另有指定。

图1是焦化厂的示意图；

图2是典型的炼焦炉和相连的排气系统的示意图；

图3是应急排气管和交叉管道相交的横截面侧视图，表明靠近相交处的各种流动异常；

图4是依据示例性实施例的管道交叉装置的横截面侧视图；

图5是焦化厂的从管道风机延伸到主排气管的风机集合管的透视图；

图6是传统的风机集合管的横截面侧视图，表明通过集合管和主排气管的气体的速率；

图7是改良的风机集合管的横截面侧视图，表明通过集合管和主排气管的气体的速率；

图8是依据示例性实施例的导向叶片组件的横截面侧视图；

图9是图8中所示的导向叶片组件的透视图；

图10是依据示例性实施例的风机集合管的横截面侧视图，表明运行通过集合管和主排气管的气体的速率；

图11A是依据示例性实施例的管道交叉装置的正视示意图；

图11B是图11A中所示的管道交叉装置的侧视示意图；

图12A是依据示例性实施例的管道交叉装置的正视示意图；

图12B是图12A中所示的管道交叉装置的侧视示意图；

图13是依据另一示例性实施例的管道交叉装置的侧视图；

图14是在管道交叉装置中使用的流体喷射系统的示意图；

图15A是与过渡连接件在接头连接处相连接的中间余热锅炉(HRSG)的透视图；

图15B是与过渡连接件在接头连接处相连接的中间余热锅炉(HRSG)的侧视图；

图15C是与过渡连接件在接头连接处相连接的中间余热锅炉(HRSG)的透视图；

图15D是与过渡连接件在接头连接处相连接的中间余热锅炉(HRSG)的俯视图；

具体实施例

本技术提供了异形管道内衬、管道交叉装置以及改善排气系统中气体流动的方法。所描述的实施例可作为原始设计或作为对已存在的设备的改造实现。已经发现本公开设计在炼焦炉或相似的系统中被用于改善交叉装置或接头处的气体流动、热状况和结构完整性。通过优化交叉装置的外部和/或内部形状，气体的混合能够得到改善，处在相对不良状况的区域能够减到最少，交叉处的压力下降损失也能够减到最少。减少交叉处的压力损失能起到减少通风设置点的作用，这能产生改良操作的效果，以及潜在地降低成本设计和维护费用。进一步地，它能有利于使整个系统的通风设置点减到最少，从而使任何不需要的外部气体渗入系统降到最少。

本技术的一些实施例的具体细节参考以下的图1-14来描述。其它描述通常与炼焦和/或管道设计相关联的众所周知的结构和系统的细节并未在以下的公开中提出，以避免本技术的各种实施例的描述出现不必要的含混不清。在附图中所示的许多细节、尺寸、角度和其它特征仅仅是对本技术的特定实施例的说明。从而其它实施例也能在不背离本技术的实质或范围的情况下拥有其它的细节、尺寸、角度和特征。因此，所属技术领域的普通专业人员会相应地理解本技术可存在带有附加要素的其它实施例，或是本技术可存在不具备参考以下图1-14中所展示和描述的一些特征的其它实施例。

图1所示的是一家典型的焦化厂，其中，煤炭1被送入炼焦炉组10，在炼焦炉组中通过加热煤炭获得焦炭。从炼焦炉中排出的废气(例如烟气)在与应急排气管14相交的共用通道12中收集。跨越管道16也通过应急排气管14与共用通道12连接。热烟气通过跨越管道16流入热电联产电厂18，该电厂包括反过来供给蒸汽轮机22的余热锅炉(HRSG)20。这些烟气继续流入硫处理设施24。最终，处理后的废气经由管道风机26通过主排气管28排出。除了通过主排气管28上升排出的气体产生的气流以外，该管道风机为整个系统提供负压。

进一步参考图2就能理解炼焦炉10是通过上风井15连接到共同通道12。共用通道12沿着炼焦炉10的顶部水平延伸。应急排气管14如图所示沿着共用通道12竖直延伸。跨越管道16在管道交叉装置30处于应急排气管14相交。在正常运行中，应急排气管14处于关闭状态，而废气通过跨越管道16流入热电联产电厂18(参见图1)。当热电联产电厂18或其它后阶段的装备发生问题时，应急排气管14可以打开，从而允许废气直接排出。虽然图中所示的共用通道12和跨越管道16与应急排气管14相交于不同高度，但是共用通道12和跨越管道16也可与应急排气管14相交于相同的高度。此外，本公开技术可用于无论其是处于相同高度或是不同高度的交叉装置。

图3所示的是出现在传统的管道交叉装置，如管道交叉装置30，中的各种流动异常。流动异常32是由于低效流动/散布引起的局部燃烧点。另一个低效流动/混合散布区域36位于面对跨越管道16处的应急排气管14内。低效流动区34(例如静止、停滞、回流、分离等)位于跨越管道16内。这些低效流动区域含有分离的气体流动，其能消耗有用的流动能。这些潜在的低效流动空间也能够包含不需要的、不稳定的涡流。这些涡流有时候会因浮力或化学反应而增强，其能导致不需要的、不理想的声响，强迫的谐波，潜在的流动不稳定性，以及不正确的仪表读数。如果在不具有管道内气体流动代表性的条件下的低效流动区进行测量，不正确的仪表读数就可能会发生。因为这些低效流动区的本质如此，所以这些区域也能引起颗粒的掉落并促进颗粒堆积。

图4所示的是依据示例性实施例的改良的管道交叉装置130。管道交叉装置130包括以应急排气管114形式出现的第一管道部分和包括以跨越管道116形式出现的第二管道部分，其从所述应急排气管114的一侧横向延伸。在本实施例中，管道交叉装置130包括多个流动调节器(40、42、44)以改善废气流动。例如，流动调节器40是安装在应急排气管114和跨越装置116的相交处130的异形管道内衬的形式。流动调节器40所占据的区域正是传统设计中低效流动和气体混合存在之处，例如图3所示的流动异常32。流动调节器42安装在跨越管道116内，以占据图3所示的低效流动区34。流动调节器44安装在应急排气管114内跨越管道116的对面，在这种情况下，占据图3所示的低效混合散布区域36。在增加流动调节器40、42、44之后，交叉装置130内的气流F得以改善(参见图4)。

这些管道内衬重塑了管道的内部轮廓，除了其它一些影响，内在地改变了流动路径的本质和方向。管道内衬能用来平滑或改善流动入口，或者为从一条路径到另一条提供更好的过渡，特别是当对管道形状而言这样做存在限制时。异形管道内衬能用来减轻源于高速率所致的壁面切应力和源于沉降和/或颗粒碰撞所致的颗粒堆积，其能导致缓慢或低效流动区。异形管道内衬也为更好的流动过渡和移动、应力和热集中的减轻以及流动分离的缓解等提供了更好的管道过渡部分或是路径。

继续参考图4就能理解，在本实施例中，异形管道内衬40、42、44各自包括与管道交叉装置内表面匹配的第一异形壁和与所述第一异形壁匹配的第二异形壁。例如，异形管道内衬40包括与应急排气管114的内表面17和跨越管道116的内表面19匹配的第一异形壁50。管道内衬40还包括与所述第一异形壁50匹配的第二异形壁52。在此例中，所述第二异形壁52是凸面的，并延伸到通过管道交叉装置130流动的烟气气流F。异形管道内衬42包括与跨越管道116的内表面19匹配的第一异形壁54。第二异形壁56与所述第一异形壁54相匹配，并且也是凸面的。相似的，异形管道内衬44包括与应急排气管114的内表面17匹配的第一异形壁58以及与所述第一异形壁58匹配的第二异形壁60。

这些异形管道内衬的第一异形壁可通过焊接、扣拴等类似的方式连接到内表面17和19。同样地，第二异形壁可通过适当的扣件或焊接的方式连接到它们各自的第一异形壁。正如所属技术领域的常规技术人员所认识的，异形管道内衬可包括各种适合于腐蚀性的、高温条件下的材料。例如，第一异形壁50、54、58可包括钢或其它合适的材料。第二异形壁52、56、60可包括耐火材料，例如陶瓷，它能够抵抗伴随着烟气和局部燃烧产生的高温。材料的选择取决于烟气的热量、流动和化学性质。因为烟气可能具有各种各样的温度、速率和化学组成，这些差异能取决于诸如炼焦周期的时间、流动控制设定、周围条件、所处炼焦炉系统中的位置等许多因素，所以材料选择也能多种多样。热管道接头用的内衬层要比冷管道接头用的具有更重要的耐火层。合适材料的选择可以考虑例如最小/最大温度、热循环、化学反应、流动侵蚀、声响、谐波、共振、腐蚀性化学物质的凝结以及颗粒堆积。

在一实施例中，流动调节器可包括由相对便宜的材料构建的并覆有外皮的多层内衬。在另一实施例中，耐火或相似的材料能够通过喷补的方式成形(例如喷射)。通过小幅增量或分层喷补的方式能实现对喷补成形更好的控制。此外，模板或模子可用来辅助喷补成形。模板、模子或先进切割技术可用于作为插入物插入管道的耐火材料的成形(例如，即使缺少为内部插入物的主要形态进行喷补)，并通过对管道内衬内层的喷补进行连接。在另一实施例中，流动调节器可沿着管道形成整体。换而言之，管壁可以被塑造或“凹进”成沿着管道内表面提供凸形表面。此处使用的术语凸形并不要求连续平滑的表面，尽管平滑表面更符合需要。例如，流动调节器可以延伸到流动路径上的多面突出物的形式出现。这样的突出物可以包括多个不连续的面板或表面。此外，流动调节器并不限于凸形表面。其轮廓可具有其它复杂的表面，这些表面可通过计算流体力学分析测试确定，也能通过设计考虑，例如成本、空间、操作条件等确定。

图5所示的是从管道风机26延伸到主排气管28的传统风机集合管70(参见图1)。风机集合管70包括多个分支72、74、76，它们都相交于增压室80。如图所示，分支74和76包括偏流器78，而增压室80包括整流器79。参考图6，其中表明了风机集合管70内的速率幅度，传统风机集合管的设计会导致高速流动82，该高速流动会由于高剪切应力而损坏管道。相反，图7所示的是风机增压室180交叉装置，其包括导向叶片组件90。在这种情况下，靠近主排气管128流动的速率幅度明显小于图6中所示的传统管道结构。高流动速率184向内移动离开主排气管128的内壁，因而减小了壁面的剪切应力，能起到防止排气管的侵蚀和腐蚀的作用。管道内的导向叶片有助于引导流动路径，带来更有效的过程。导向叶片能够用于例如更好的混合气体流动、更好的流动引导、减轻总压力损失。

参考图8和图9，导向叶片组件90包括内叶片92与外叶片94。在本实施例中，内外叶片都安装在主排气管128内。图8提供了示例性的导向叶片组件可以建造的尺寸。然而，这些尺寸只是举例说明，其它尺寸和角度也可使用。图9很好地展示了内叶片92，其包括与倾斜部分904连接的前部902，而倾斜部分904转而连接到后部906。如图所示，倾斜部分904从100英寸宽逐渐减少到80英寸宽。相似地，后部906也从80英寸宽逐渐减少到50英寸宽。再次重申，这里的尺寸仅仅是代表性的，其可能发生改变。在本实施例中，倾斜部分904大约倾斜45度角；然而，其它角度取决于特定的应用情况也可使用。外叶片94包括与倾斜部分910连接的前部908，而倾斜部分910转而连接到后部912。外导向叶片94还包括图示的侧壁914和916。侧壁914和916与倾斜部分910和后部912以一个夹角A向内朝向倾斜部分910和后部912倾斜。在本实施例中，夹角A大约是10度。导向叶片组件90比如可用合适的扣件安装或装配在主排气管128内，或者焊接在适当的位置。

在如图10所示的示例性实施例中，风机集合管增压室280通过斜坡的过渡装置与主排气管228相交。在这种情况下就能理解，所述风机集合管增压室280具有以一定角度过渡到主排气管228的上壁281。正如图中所示的速率大小282，相比图5和图6所示的传统风机集合管的设计，这导致了更低的流动速率大小。已经发现，改良从管道风机到主排气管的连接/过渡装置能减少磨损和侵蚀，以及主排气管内的积灰。除了斜坡的过渡装置，异形管道内衬和/或导向叶片可组合使用。例如，异形管道内衬可装在如图10所示的低速区域202、204和206。

图11A和11B所示的是依据另一个示例性实施例的管道交叉装置230。在本实施例中，所述管道交叉装置230包括应急排气管214和跨越管道216，以及在两者之间延伸的过渡部分240。改变靠近或处于交叉装置处的管道横截面积的大小能有助于提高流动性能。通常增加流动截面积的大小，例如过渡部分240，能有助于减少流动损失。对于从管道到位于接头或交叉处的连接管，过渡部分能有助于更好的过渡流动。过渡装置可以是喇叭形的、弯曲的、弧形的或者诸如此类的，以提供交叉处的期望的流动特性。此外，过渡部分可针对流动的方向进行汇聚或分流。汇聚和分流部分可组合使用，比如，管道可先汇聚再分流或者反过来。再者，应当理解实施例可以通过各种组合来实现。例如，导向叶片组件，比如正如前述图7-9中的那样，可用于与管道内衬的结合，不管其是否装配或喷补到位，以及与过渡部分的结合。

所述过渡部分240具有沿着排气管道一侧延伸的长度L和从排气管道的所述侧向外延伸的深度D。在本实施例中，所述长度大于跨越管道216的直径。所述长度L可随管道直径d或所述深度D变化而变化。例如，所述长度L可以是所述宽度D的两倍。图12A和12B所示的是包括过渡部分340的管道交叉装置330。本实施例中的过渡部分340与图11A和11B中所示的相似，但除了排气管314包括邻近交叉装置330的向外扩展的环形区域315。图13所示的是又一实施例中的带有非对称过渡部分440的管道交叉装置430。根据期望的设计性能，可以添加外部散热片帮助提高与周围环境空气的热传递。例如，放在表面的外部散热片可用来帮助降低局部热点。

管道交叉装置能够设计、改进或修改成引入流体，比如氧化剂(为了更好的燃烧或移除不完全燃烧产物(PIC))、诸如水等液体、燃料、惰性气体等，以帮助更好的分布燃烧、减少热点或允许热流的冷却。例如，可以引入流体来提供一个冷惰性流体的边界层，以减少受影响的管壁表面的热点。所述流体，其可包括诸如水等液体、惰性或其它气体，可用来冷却或减缓某些化学反应。为引入流体，管道能修改成容纳端口或额外的路径。如果流体是从增压源引入，也可制造夹带效果，借此提高气体混合或流动能。

图14所示的是包括流体注射系统540的管道交叉装置530。流体注射系统540用于在管道交叉装置530的特定位置处注射流体，以激发或引导气流的流动，并将管道表面与废气隔离开。流体注射系统540包括通过接线连接到多个阀或流体注射器544上的控制器542。每个注射器544通过管子546连接到储液罐550。应当理解的是此处的术语流体包含液体和气体。因此，所述注射系统540可将液体或气体注入废气流。所述注射器可根据设计条件优化间隔。其可如图14所示将流体横向地注射到管道内，或者，可在不同位置轴向地或沿着废气流动方向注射外部流体。它们也可以不同的注射角度注射流体。注射的方向与方法取决于接头和交叉装置处具备的条件。所注射的流体可来源于外部加压源。在另一实施例中，流体可通过端口或阀由废气流动的通风气流夹带走。

所述流体注射系统540也可包括多种传感器，比如通过缆线554连接到控制器542的温度传感器552。多种传感器，比如传感器552，可为控制器542提供反馈，以至于可在适当的时间注入流体。虽然图示的实施例仅具有一个温度传感器，但其它附加的不同类型的传感器也可用来为控制器542提供控制反馈。例如，其它传感器可包括压力、速率和排放物传感器，例如氧气传感器。

所述流体注射系统540可与前述公开的异形管道内衬、导向叶片以及过渡部分共同使用。与流体注射系统一同使用的异形管道内衬可将管道交叉装置的使用延伸为真正的混合区和潜在的燃烧室。空气和其它添加物(例如氧气)可注入交叉装置以给予更充分的燃烧并允许通道作为扩展燃烧区使用。另外，均匀混合的管道交叉装置可装配成第二燃烧室。添加到管道交叉装置混合区的额外空气能够烧尽任何多余的烟气，甚至能用过量的空气或其它气体，比如氮气，来冷却交叉装置。例如，如果共用通道过热并且充分燃烧，可往其中注入空气来冷却这一过程。相反，如果烟气在进入余热锅炉(HRSG)之前没有充分燃烧，就可能分解余热锅炉的管子。因为这些管子通常由金属制作而成，所以会导致加速的腐蚀和失效。在这种情况下，就会添加诸如空气等助燃剂，在所有的可燃物进入余热锅炉前将其烧尽。

尽管前述的各项实施例是关于应急排气管和跨越管道之间的管道交叉装置，但是本公开技术可应用于热管道接头、冷管道接头、排气管接头和余热锅炉。例如，如图15A-15B所示，中间余热锅炉接头可包括接头连接处的过渡连接件(632、634、652)。过渡连接件632和634将管道622和管道630连接起来。管道630通过过渡连接件652连接到矩形管650。

本技术还涉及改善排气系统中气体流动的方法，所述排气系统包括至少一个管道交叉装置。所述方法可包括本文所描述的结构中任何固有的程序步骤。在一实施例中，所述方法包括在管道交叉装置内部确定低速或低效流动区、低效燃烧区域或低效混合区域(例如，处在相对不良状况的区域)的位置，以及在所确定的位置提供流动调节器。提供流动调节器可包括，例如但不限于，在管道内安装管道内衬，在管道内部喷补耐火材料，在管道内安装导向叶片，沿着管道形成凸形表面，以及这些的组合。所述位置可通过计算机辅助设计系统确定，例如计算流体力学(CFD)系统。所述位置也可通过在管道交叉装置处测量条件确定，例如温度、压力和速率。在另一实施例中，所述方法包括在管道交叉装置内确定低效流动区的位置以及在所确定的位置往管道交叉装置中注入流体。

从前述的内容中可以理解，虽然本技术的具体实施例为了说明已在本文中进行了描述，但是在不背离本技术的实质和范围的情况下也可做出各种修改。此外，在特定实施例的语境下描述的新技术的某些方面也能在其它实施例中组合或消除使用。更重要的是，尽管与本技术的某些实施例相关联的优点已经在那些实施例的语境下进行了描述，但是其它的实施例也可能展现这样的优点，而且并非所有的实施例必需展现这种优点，才落入本技术的保护范围之内。因此，本公开和相关的技术可以包括此处未明确显示或叙述的其它实施例。所以，本公开除了通过附加的权利要求以外并不限于此。

附加的示例：

1.一种管道交叉装置，包括：

第一管道部分；

第二管道部分，其从所述第一管道部分的一侧横向延伸；以及

至少一个被放置在所述第一管道部分和第二管道部分其中之一内部的流动调节器。

2.根据权利要求1所述的管道交叉装置，其中所述流动调节器是异形管道内衬。

3.根据权利要求2所述的管道交叉装置，其中所述异形管道内衬包括与所述管道内表面匹配的第一异形壁和与所述第一异形壁匹配的第二异形壁。

4.根据权利要求3所述的管道交叉装置，其中所述第二异形壁包括耐火材料。

5.根据权利要求2所述的管道交叉装置，其中所述第二管道部分T字形地连接到所述第一管道部分。

6.根据权利要求5所述的管道交叉装置，其中所述异形管道内衬被安装在所述第一管道部分内部。

7.根据权利要求5所述的管道交叉装置，其中所述异形管道内衬被安装在所述第二管道部分内部。

8.根据权利要求1所述的管道交叉装置，其中所述流动调节器包括至少一个导向叶片。

9.根据权利要求1所述的管道交叉装置，其中所述流动调节器包括模制耐火材料。

10.根据权利要求1所述的管道交叉装置，其中所述第二管道部分以一个小于90度的角度从所述第一管道部分的一侧横向延伸。

11.一种用于管道交叉装置的异形管道内衬，包括：

形成与管道交叉装置内表面相匹配的轮廓的第一壁；以及

与所述第一壁相连接的第二壁，其中所述第二壁形成特定轮廓以改变管道交叉装置内的气流方向。

12.根据权利要求11所述的异形管道内衬，其中所述第二壁包括至少一个凸形表面。

13.根据权利要求11所述的异形管道内衬，其中所述第二壁包括耐火材料。

14.一种炼焦设备排气系统，包括：

应急排气管；

从所述应急排气管一侧横向延伸的跨越管道；以及

异形管道内衬，其包括凸形表面，所述凸形表面可操作地改变靠近所述应急排气管与跨越管道相交处的气流的方向。

15.根据权利要求14所述的炼焦设备排气系统，进一步包括放置于所述跨越管道的内表面上的第二异形管道内衬。

16.一种改良型炼焦设备排气系统，其包括应急排气管和从所述应急排气管一侧横向延伸的跨越管道，所述的改良包括：

异形管道内衬，其包括凸形表面，所述凸形表面可操作地改变靠近所述应急排气管与跨越管道相交处的气流的方向。

17.一种改善排气系统中气体流动的方法，所述排气系统包括至少一个管道交叉装置，所述方法包括：

在所述管道交叉装置内确定具有不期望的流动特性的位置；以及

在所述管道交叉装置中所确定的位置提供流动调节器。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述位置通过计算机辅助设计系统确定。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述位置通过在所述管道交叉装置处测量条件确定。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述条件从由温度、压力和速率组成的集合中选择。

21.根据权利要求17所述的方法，其中所述流动调节器是一种异形管道内衬。

22.根据权利要求17所述的方法，其中所述流动调节器至少是一个导向叶片。

23.根据权利要求17所述的方法，进一步包括在所述管道交叉装置的内表面上的所述确定位置处喷补耐火材料，从而产生凸形表面。

24.一种管道交叉装置，包括：

第一管道部分；

第二管道部分，其从所述第一管道部分的一侧横向延伸；以及

在所述第一管道部分和第二管道部分之间延伸的过渡部分，其中所述过渡部分具有沿着所述第一管道部分的一侧延伸的长度和从所述第一管道部分的所述侧向外延伸的深度，其中所述长度大于所述第二管道部分的直径。

25.根据权利要求24所述的管道交叉装置，其中所述长度是所述深度的两倍。

26.根据权利要求24所述的管道交叉装置，其中所述过渡部分呈喇叭形张开。

27.根据权利要求24所述的管道交叉装置，其中所述第一管道部分包括向外扩展的环形区域，以及所述过渡部分在所述向外扩展的环形区域和所述第二管道部分之间延伸。

28.根据权利要求24所述的管道交叉装置，其中所述第二管道部分以一个小于90度的角度从所述第一管道部分的一侧横向延伸。

29.根据权利要求24所述的管道交叉装置，其中所述第二管道部分T字形地连接到所述第一管道部分。

30.根据权利要求24所述的管道交叉装置，进一步包括至少有一个具有凸形表面的，被放置在所述第一管道部分和第二管道部分的其中之一内部的流动调节器。

31.根据权利要求30所述的管道交叉装置，进一步包括至少一个导向叶片。

32.一种改善排气系统中气体流动的方法，所述排气系统包括至少一个管道交叉装置，所述方法包括：

在管道交叉装置内确定低效流动区的位置；以及

往所述管道交叉装置中所确定的位置注射流体。

Claims (32)

1.一种管道交叉装置，包括：

第一管道部分；

第二管道部分，其从所述第一管道部分的一侧横向延伸；以及

至少一个被放置在所述第一管道部分和第二管道部分其中之一内部的流动调节器。

2.根据权利要求1所述的管道交叉装置，其中所述流动调节器是异形管道内衬。

3.根据权利要求2所述的管道交叉装置，其中所述异形管道内衬包括与所述管道内表面匹配的第一异形壁和与所述第一异形壁匹配的第二异形壁。

4.根据权利要求3所述的管道交叉装置，其中所述第二异形壁包括耐火材料。

5.根据权利要求2所述的管道交叉装置，其中所述第二管道部分T字形地连接到所述第一管道部分。

6.根据权利要求5所述的管道交叉装置，其中所述异形管道内衬被安装在所述第一管道部分内部。

7.根据权利要求5所述的管道交叉装置，其中所述异形管道内衬被安装在所述第二管道部分内部。

8.根据权利要求1所述的管道交叉装置，其中所述流动调节器包括至少一个导向叶片。

9.根据权利要求1所述的管道交叉装置，其中所述流动调节器包括模制耐火材料。

10.根据权利要求1所述的管道交叉装置，其中所述第二管道部分以一个小于90度的角度从所述第一管道部分的一侧横向延伸。

11.一种用于管道交叉装置的异形管道内衬，包括：

形成与管道交叉装置内表面相匹配的轮廓的第一壁；以及

与所述第一壁相连接的第二壁，其中所述第二壁形成特定轮廓以改变管道交叉装置内的气流方向。

12.根据权利要求11所述的异形管道内衬，其中所述第二壁包括至少一个凸形表面。

13.根据权利要求11所述的异形管道内衬，其中所述第二壁包括耐火材料。

14.一种炼焦设备排气系统，包括：

应急排气管；

从所述应急排气管一侧横向延伸的跨越管道；以及

异形管道内衬，其包括凸形表面，所述凸形表面可操作地改变靠近所述应急排气管与跨越管道相交处的气流的方向。

15.根据权利要求14所述的炼焦设备排气系统，进一步包括放置于所述跨越管道的内表面上的第二异形管道内衬。

16.一种改良型炼焦设备排气系统，其包括应急排气管和从所述应急排气管一侧横向延伸的跨越管道，所述的改良包括：

异形管道内衬，其包括凸形表面，所述凸形表面可操作地改变靠近所述应急排气管与跨越管道相交处的气流的方向。

17.一种改善排气系统中气体流动的方法，所述排气系统包括至少一个管道交叉装置，所述方法包括：

在所述管道交叉装置内确定具有不期望的流动特性的位置；以及

在所述管道交叉装置中所确定的位置提供流动调节器。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述位置通过计算机辅助设计系统确定。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述位置通过在所述管道交叉装置处测量条件确定。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述条件从由温度、压力和速率组成的集合中选择。

21.根据权利要求17所述的方法，其中所述流动调节器是一种异形管道内衬。

22.根据权利要求17所述的方法，其中所述流动调节器至少是一个导向叶片。

23.根据权利要求17所述的方法，进一步包括在所述管道交叉装置的内表面上的所述确定位置处喷补耐火材料，从而产生凸形表面。

24.一种管道交叉装置，包括：

第一管道部分；

第二管道部分，其从所述第一管道部分的一侧横向延伸；以及

在所述第一管道部分和第二管道部分之间延伸的过渡部分，其中所述过渡部分具有沿着所述第一管道部分的一侧延伸的长度和从所述第一管道部分的所述侧向外延伸的深度，其中所述长度大于所述第二管道部分的直径。

25.根据权利要求24所述的管道交叉装置，其中所述长度是所述深度的两倍。

26.根据权利要求24所述的管道交叉装置，其中所述过渡部分呈喇叭形张开。

27.根据权利要求24所述的管道交叉装置，其中所述第一管道部分包括向外扩展的环形区域，以及所述过渡部分在所述向外扩展的环形区域和所述第二管道部分之间延伸。

28.根据权利要求24所述的管道交叉装置，其中所述第二管道部分以一个小于90度的角度从所述第一管道部分的一侧横向延伸。

29.根据权利要求24所述的管道交叉装置，其中所述第二管道部分T字形地连接到所述第一管道部分。

30.根据权利要求24所述的管道交叉装置，进一步包括至少有一个具有凸形表面的，被放置在所述第一管道部分和第二管道部分的其中之一内部的流动调节器。

31.根据权利要求30所述的管道交叉装置，进一步包括至少一个导向叶片。

32.一种改善排气系统中气体流动的方法，所述排气系统包括至少一个管道交叉装置，所述方法包括：

在管道交叉装置内确定低效流动区的位置；以及