锅炉机组在设计、建造过程中,考虑空间的有效利用,烟风系统存在很多弯管。由于弯管的结构特点,管内流体呈现复杂的流动特性,如速度分布不均、气固两相流在弯管附近形成分离区等。这些流动特性会造成流体总压和能量损失,会造成风量测量不准、管道振动等。首先,本文针对循环流化床锅炉热一次风管道的弯头多、直管段较短的特殊结构,提出在直管段入口位置加装栅格导流器。利用商业软件ANSYS workbench对栅格导流器结构进行了优化,包括确定导流器的栅格数量、栅格高度、栅格与管道轴线夹角和栅格板厚度等。优化结果为在导流器栅格数量为4×4、并分别与管道轴线成10°夹角、导流板高度为240mm、厚度为4mm时,均流效果较好、阻力损失较小。其次,将理论分析的优化结果在循环流化床锅炉上进行了实验验证。实验在三个工况下测试了安装导流器后热一次风管道内风量测量装置位置的风速分布。实验结果显示,加装导流器后,一次风管道内的风速分布较均匀,说明导流器起到了均流效果。同时,模拟结果与实验结果的吻合较好,说明模拟结果的准确性较高。最后,采用单向流固耦合的方法,利用ANSYS workbench软件,对加装导流器前后的热一次风管道进行了静力学、模态、谐响应、疲劳分析。静力学计算发现,加装导流器后,各工况下一次风管最大变形及最大应力比添加导流器前有小幅增加,说明导流器的添加对一次风管结构有影响,不过影响很小;模态分析发现,添加导流器后的一次风管道比添加导流器前的各级固有频率要小;谐响应分析发现,添加导流器后的一次风管道的共振频率比添加前小;疲劳分析发现,添加导流器前后疲劳分析结果基本相同,说明导流器添加不会对一次风管增加额外的疲劳损伤。通过本文的研究发现,在循环流化床锅炉一次风管道上加装栅格导流器对管道流场有明显的改善,对管道的振动有一定的影响,对管道寿命几乎没有影响。因此,在一次风弯管添加栅格导流器改善流场的方法是可行的。