CN102094968B - 一种扇形密封板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扇形密封板，包含扇形钢板，设置在该扇形钢板上的若干支吊装置和加强筋；支吊装置包含支吊角钢，以及设置在该支吊角钢上的螺母和相配的螺栓。本发明还涉及一种扇形密封板的制造方法，包含步骤：落料形成扇形钢板；焊接加强筋和支吊装置到扇形钢板上；采用振动时效来去除焊接应力；采用机械校正方法进行平面度校正。本发明提供的低成本扇形密封板及其制造方法，结构和制造方法简单，且满足回转式空气预热器的使用性能和要求，大幅度的降低了生产制造成本，节约原材料。

Description

一种扇形密封板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于回转式空气预热器和烟气加热器的扇形密封板，以及该扇形密封板的制造方法，属于回转式换热器设备技术领域。

背景技术

回转式空气预热器和烟气加热器是火力发电厂锅炉设备的核心部件。其主要作用是吸收锅炉所排出的废热烟气，并利用该废热烟气来加热用于提供锅炉燃烧和煤粉输送的空气，或再加热经过脱硫系统冷却后的烟气。回转式空气预热器和烟气加热器是通过三向密封（径向密封、轴向密封和旁路密封）将热交换过程中的空气与烟气分隔开，而扇形密封板是径向密封系统中的主要组件。如图1所示，现有技术中的传统扇形密封板包含扇形钢板4，设置在该扇形钢板4上的折角板3和加强筋5，还包含设置在该扇形钢板4的圆心端的吊耳1和设置在弧形端处的若干吊耳2。所述的扇形密封板与径向密封片组成一对密封副，可以有效地将50～60%的空气与废热烟气隔开，达到最佳换热效果。

如图1所示，传统的扇形密封板是一个具有较强刚性的扇形钢结构焊接件，为了满足刚性要求在结构方面采用增加加强筋5的方式来满足刚性要求。在制造及加工方面为了满足扇形密封板平面度的要求，在扇形密封板的制造工艺和步骤方面作了以下多方面的要求：

步骤1、严格控制和保证吊耳、折角板3和加强筋5等各零件的备料公差，对其进行边缘机加工，保证零件的平直度；

步骤2、对扇形钢板4的厚度预留出7～10mm的平面加工余量；

步骤3、严格控制扇形密封板装配平台的平面度，保证扇形密封板的加强筋5、折角板3、吊耳等零件与扇形钢板4装配后保持平面度≤2mm；

步骤4、将加强筋5、折角板3、吊耳等零件分别与扇形钢板4进行焊接安装，形成扇形密封板；

步骤5、采用退火炉对扇形密封板进行去应力退火热处理，消除因步骤4中焊接而造成的内应力；

步骤6、采用火焰校正方式来校正扇形密封板的平面度；

步骤7、采用机加工方式来保证扇形钢板4的平面度≤1mm。

另外，采用以上传统制造工艺生产出的扇形密封板，其在安装到回转式空气预热器中是采用吊杆、连接板、销轴、吊耳的连接方式，结构上比较复杂。如图1所示，传统扇形密封板采用三点支吊，吊点分别位于扇形钢板4的圆心端的吊耳1和弧形端上的2个吊耳2的位置处。此结构非常厚重，扇形钢板4的大部分面积为框型的封闭结构。因扇形密封板的支吊点分别位于两端，考虑到扇形密封板的刚性需要，整个扇形密封板中间的两根加强筋5就必须特别厚实，同时两边还有折角板3进一步加强，所以整个扇形密封板就会特别重。例如，用于1000MW空气预热器的一块扇形密封板重量达7～8吨（尚不包括工艺加工用料）。

综上所述，目前现有技术中传统的扇形密封板由于在制造工艺中：1.需要3000mm×2000mm×10000mm的大型退火炉进行退火热处理；2.需要大型的3000mm×10000mm的平面加工设备来加工校正扇形密封板的平面度；3.一块扇形密封板重达8吨左右，一台回转式空气预热器共需要6块重达48吨的扇形密封板，占回转式空气预热器总重的5～6%；从而造成扇形密封板的生产成本居高不下。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本的扇形密封板及其制造方法，其结构和制造方法简单，且满足回转式空气预热器的使用性能和要求。

为实现上述目的，本发明提供一种扇形密封板，其包含扇形钢板，设置在该扇形钢板上的若干支吊装置和加强筋。

所述的扇形钢板一体成型。

在本发明的一种优选实施例中，所述的支吊装置沿扇形钢板的两侧弦边、间隔分布设置在该扇形钢板的顶部表面上。所述的支吊装置包含与扇形钢板连接的支吊角钢，以及设置在该支吊角钢上的螺母和相配的螺栓。且所述的加强筋包含若干扁钢以及若干钢块；其中扁钢设置在扇形钢板两侧弦边相对应的支吊装置之间，所述的钢块与扁钢呈垂直设置。

在本发明的另一种优选实施例中，所述的加强筋包含设置在扇形钢板的两侧弦边上的槽钢，以及设置在该扇形钢板中间、且作为扇形钢板的弦长的工字钢。所述的支吊装置沿扇形钢板的两侧弦边、间隔分布设置在该扇形钢板的两侧弦边上。所述的支吊装置包含支吊角钢，其连接设置在槽钢上；所述的支吊装置还包含设置在该支吊角钢上的螺母和相配的螺栓。

本发明所提供的新型扇形密封板，具有以下优点：

1、本发明的扇形密封板采用螺栓支吊装置进行多点分布定位的支吊方式，省略了笨重的连杆连接，扇形密封板的平面度调整只需简单的调整几个螺栓就能做到，减轻了安装的劳动强度，也大幅降低了生产费用；同时，由于采用螺栓支吊装置，使得支吊点可以随时调整，为空气预热器的检修提供方便，满足有些空气预热器检修中扇形密封板支吊点无法调整的困难，解决支吊点漏风等难题。

2、本发明扇形密封板改变框式封闭结构，不再使用背景技术中的厚实的加强筋来提高刚性，与扇形钢板相关的焊缝减少了50%以上，由此因焊接产生的变形及应力大大减少；同时，扇形密封板的重量可减轻30～40%左右，有效降低了生产成本。

 进一步，本发明还提供上述扇形密封板的制造方法，包含以下步骤：

步骤1、落料：将钢板气割形成扇形钢板101；

步骤2、焊接：将加强筋5和支吊装置102分别与扇形钢板101进行焊接安装，形成扇形密封板；

步骤3、去除焊接应力：选用振动时效来去除扇形密封板的焊接应力；

步骤4、平面度校正：采用机械校正方法对扇形密封板的平面度进行校正。

所述的步骤2中，采用对称焊接，或分段跳跃焊接，或由中间向四周扩散焊接的方法。

利用本发明所提供的扇形密封板制造方法，具有以下优点：

1、取消原先需要使用大型平面加工设备加工扇形密封板的工艺，将控制扇形密封板平面度的要求提前到落料、装配焊接等步骤中。在所述的每道工序步骤中，均围绕扇形密封板的平面度进行；由此，降低了生产成本，并且缩短了生产周期。

2、由于扇形密封板的结构改进，使得焊缝总量大大减少，因此由原先的退火热处理方式消除焊接应力改为本发明中的采用振动时效去除焊接应力，有效降低了生产成本，缩短了生产周期，降本增效非常明显。

3、扇形密封板结构改进后落料、装配焊接、校正等方便了许多，原先吊耳、加强筋等零部件需要机加工手段来保证外形尺寸，本发明改进后对外形尺寸要求降低了，焊接工作量也大大减少了，扇形密封板在焊接后的平面度校正也方便了许多，因此产品质量得到了保证。

附图说明

图1为背景技术中扇形密封板的结构示意图。

图2为本发明提供的扇形密封板的一种实施例的结构示意图。

图3为图2沿B-B的剖面结构示意图。

图4为本实施例中扇形密封板的支吊装置的结构示意图。

图5为本实施例中扇形密封板的加强筋的结构示意图。

图6为本发明提供的扇形密封板的另一种实施例的结构示意图。

图7为图6沿A-A的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合图2～图7，详细说明本发明一个优选的实施例。

如图2和图3所示，为本发明提供的扇形密封板的一种实施例的结构示意图。其包含扇形钢板101，设置在该扇形钢板101上的若干支吊装置102和加强筋。

其中，所述的扇形钢板101一体成型。

所述的若干支吊装置102沿扇形钢板101的两侧弦边、间隔分布设置在该扇形钢板101的顶部表面上。如图4所示，该支吊装置102包含与与扇形钢板101连接的支吊角钢8，以及设置在该支吊角钢8上的螺母7和相配的螺栓6。

如图2和图5所示，所述的加强筋包含若干扁钢91以及若干钢块92。所述的扁钢91设置在扇形钢板101上的两侧弦边相对应的支吊装置102之间，所述的钢块92与扁钢91呈垂直设置。

如图6和图7所示，为本发明提供的扇形密封板的另一种实施例的结构示意图。其包含扇形钢板101，设置在该扇形钢板101上的若干支吊装置102和加强筋。

其中，所述的扇形钢板101一体成型。

如图7所示，所述的加强筋包含设置在扇形钢板101的两侧弦边上的槽钢12，以及设置在该扇形钢板101中间、且作为扇形钢板101的弦长的轻型工字钢14；该轻型工字钢14可加强扇形钢板101的刚性。

所述的若干支吊装置102沿扇形钢板101的两侧弦边、间隔分布设置在该扇形钢板101的两侧弦边上。如图7所示，该支吊装置102包含支吊角钢8，其连接设置在槽钢12上；所述的支吊装置102还包含设置在该支吊角钢8上的螺母7和相配的螺栓6（图7中未示）。

如上所述，本发明所提供的新型扇形密封板，具有以下优点：

1、本发明对扇形密封板的支吊方式进行了改进，原先扇形密封板在空气预热器中的支撑结构较复杂，制造成本高；因此本发明中，由原先的吊杆结合连板、销轴的3点支吊形式改为使用螺栓进行多点定位的支吊方式，省略了笨重的连杆连接，扇形密封板的平面度调整只需简单的调整几个螺栓就能做到，减轻了安装的劳动强度，也大幅降低了生产费用；同时，扇形密封板通过支吊点位置的改变，即由原先的两端支吊（如图1所示）改进为本发明中的平均分布的多点支吊（如图2和图6所示），从而可以为空气预热器的检修提供方便，满足有些空气预热器检修中扇形密封板支吊点无法调整的困难，解决支吊点漏风等难题。

2、本发明对扇形密封板的加强方式进行了改进，由原先的全面加强改为分段点状加强，因此，扇形密封板可以改变框式封闭结构，不再需要使用背景技术中如图1所示的厚实的加强筋来提高刚性，同时使扇形钢板与加强筋的连接由原先的四条统长主焊缝变成了几块小钢板和几小段焊缝（如图2所示），相应的与扇形钢板相关的焊缝减少了50%以上，由此因焊接产生的变形及应力大大减少；同时，扇形密封板的重量由原先8吨左右下降至5吨左右，每一块扇形密封板组件可以节约3吨左右钢材，自身重量可减轻30～40%左右，有效降低了生产成本。

3、本发明所提供的扇形密封板可以在环境温度为110℃～400℃，每平方米承受的烟气空气压差在1.1KPa左右的条件下正常工作。

 进一步，本发明还提供上述扇形密封板的制造方法，包含以下步骤：

步骤1、落料：将钢板气割形成扇形钢板101；在落料过程中，扇形钢板一体成形，不得拼接；落料后扇形钢板101的平面度要求≤1mm。

步骤2、焊接：将加强筋和支吊装置102分别与扇形钢板101进行焊接安装，形成扇形密封板；在焊接过程中，可采用对称焊接，或分段跳跃焊接，或由中间向四周扩散焊接等方法，从而可有效降低因焊接而导致的钢板变形。

步骤3、去除焊接应力：选用振动时效来去除扇形密封板的焊接应力。振动时效的实质是通过机械振动的形式给扇形密封板施加一个动应力，当动应力与扇形密封板本身的残余应力叠加后，达到或超过钢材料的微观屈服极限时，扇形密封板在应力集中的地方就会发生微观和宏观的塑性变形，从而降低并均化扇形密封板内部的残余应力。另外，振动引起金属晶格的位错增殖和移动，使钢材料的屈服点上升，从而提高了金属的抗变形能力，达到稳定扇形密封板尺寸与几何精度的目的。

步骤4、平面度校正：采用机械校正方法对扇形密封板的平面度进行校正。利用数显油压机控制其压头的压力和升降量，将扇形密封板的平面度控制在≤1mm以内。

利用本发明所提供的扇形密封板制造方法，具有以下优点：

1、取消原先需要使用大型平面加工设备加工扇形密封板的工艺，将控制扇形密封板平面度的要求提前到落料、装配焊接等步骤中。在所述的每道工序步骤中，均围绕扇形密封板的平面度进行。由此，一块适用于600MW的空气预热器的扇形密封板可节约原材料0.7吨左右，节约机加工费5000～10000元不等，相应降低了生产成本，并且缩短了生产周期。

2、原先传统的扇形密封板焊缝多，焊接应力大，须采用退火热处理方式消除焊接应力，这种加工方式需要大型热处理退火炉，退火后对扇形密封板还需重新校正扇形平面，加工成本高，生产周期长，一般需要的费用约一万多元及需要一整天退火周期。

而本发明中，由于扇形密封板的结构改进，使得焊缝总量大大减少，因此从工艺上作相应改进，由原先的退火热处理方式消除焊接应力改为本发明中的采用振动时效去除焊接应力，一般只需要几块钱电费的生产成本和1～2个小时的工作周期，有效降低了生产成本，缩短了生产周期，降本增效非常明显。

3、扇形密封板结构改进后落料、装配焊接、校正等方便了许多，原先吊耳、加强筋等零部件需要机加工手段来保证外形尺寸，本发明改进后对外形尺寸要求降低了，焊接工作量也大大减少了，扇形密封板在焊接后的平面度校正也方便了许多，因此产品质量得到了保证。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种扇形密封板，其特征在于，包含扇形钢板（101），设置在该扇形钢板（101）上的若干支吊装置（102）和加强筋；

所述的支吊装置（102）包含支吊角钢（8），以及设置在该支吊角钢（8）上的螺母（7）和相配的螺栓（6）；

所述的支吊装置（102）沿扇形钢板（101）的两侧弦边、间隔分布设置在该扇形钢板（101）的两侧弦边上。

2.如权利要求1所述的扇形密封板，其特征在于，所述的扇形钢板（101）一体成型。

3.如权利要求2所述的扇形密封板，其特征在于，所述的加强筋包含设置在扇形钢板（101）的两侧弦边上的槽钢（12），以及设置在该扇形钢板（101）中间、且作为扇形钢板（101）的弦长的工字钢（14）。

4.如权利要求3所述的扇形密封板，其特征在于，所述的支吊角钢（8）连接设置在槽钢（12）上。

5.一种扇形密封板的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1、落料：将钢板气割形成扇形钢板（101）；

步骤2、焊接：将加强筋和支吊装置（102）分别与扇形钢板（101）进行焊接安装，形成扇形密封板；采用对称焊接，或分段跳跃焊接，或由中间向四周扩散焊接的方法；

步骤3、去除焊接应力：选用振动时效来去除扇形密封板的焊接应力；

步骤4、平面度校正：采用机械校正方法对扇形密封板的平面度进行校正。

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