CN104806996B - 一种适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构与方法 - Google Patents

Abstract

一种适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构与方法，在锅炉原有钢结构上设置突起的跳管一，将带有进出口集箱的新增受热面夹持于锅炉原有钢结构和跳管一之间，起到固定与支吊的作用；或者，在锅炉原有钢结构上设置突起的跳管一和跳管二，跳管二位于跳管一与锅炉原有钢结构之间，跳管二与跳管一平行，将新增受热面夹持于跳管一和跳管二之间，或者同时夹持于跳管一和跳管二之间以及锅炉原有钢结构和跳管二之间，起到固定与支吊的作用，本发明可用于对锅炉进行改造，也可用于新建机组，新增受热面可以紧贴锅炉原有钢结构，也可以远离锅炉原有钢结构，本发明可以在锅炉炉膛内任意位置新增受热面，克服现有悬吊方式的局限性，满足不同情况的需要。

Description

一种适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构与方法

技术领域

本发明属于锅炉技术领域，特别涉及一种适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构与方法。

背景技术

锅炉作为一种将燃料化学能转化为蒸汽(或水)热能的设备，在电力、化工、供暖等领域得到了广泛应用。目前，燃煤发电大型锅炉已经发展至主蒸汽温度达到620℃、容量达到1000MW等级，达到了国际先进水平。

在新建大型锅炉快速发展的同时，现有锅炉为优化运行参数、实现节能降耗等目的，常常需要对锅炉进行改造。典型的，包括：受热面改造、燃烧器改造、吹灰器改造、脱硫脱硝改造，等等。

其中，如果锅炉受热面布置不合理，将影响水温、蒸汽温度、排烟温度等锅炉参数，导致锅炉效率下降、带负荷能力下降、锅炉爆管等问题，因此受热面改造是锅炉改造中非常重要的。

典型的受热面改造方式，包括拆除原受热面和新增受热面。其中，在新增受热面时，存在需要对新增受热面进行支持和固定的问题。

由于采用焊接方式，即将新增受热面焊接在原有受热面上时，两个受热面的膨胀难以完全一致，容易破裂，因此新增受热面一般采用悬吊的方式进行固定，即采用吊架，将新增受热面通过吊架在炉膛顶部或其它可以悬吊的位置进行固定。

吊架一般有以下几种：1).刚性吊架：不允许有垂直位移的吊点；2).弹簧吊架：用于有垂直位移的支吊点；3).恒力吊架：用于管道垂直位移较大或需要限制转移荷载的吊点。

然而，当新增的受热面位于炉膛中部甚至下部，距离炉顶较远、同时新增受热面上方也没有其它地方可以悬吊的时候，吊架的稳定性、冷却都非常困难，此时，受热面难以采用悬吊的方式进行固定。有时候，锅炉炉膛上部已经布置满了悬吊受热面，没有可供布置新增悬吊受热面的更多合适空间。

总之，锅炉炉膛内受热面一般都会设计布置在便于悬吊的位置。但不可避免的，仍然存在新增受热面需要布置在难以悬吊的位置的可能，或者可供悬吊受热面的炉膛空间不足，此时如何对新增受热面进行固定，就是必须解决的问题。

此外，某些新建锅炉由于炉内受热面布置数量大，也存在可供悬吊受热面的空间难于布置所有受热面的问题，本专利提出的技术对于新建锅炉仍然具有一定的适用性。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构与方法，解决了新增受热面或其它炉内部件在难以采用悬吊时的固定问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构，在锅炉原有钢结构1上设置突起的跳管一5，带有进出口集箱3的新增受热面2夹持于锅炉原有钢结构1和跳管一5之间，从而紧贴锅炉原有钢结构1。

所述锅炉原有钢结构1由多个平行的锅炉管6组成，所述跳管一5为由三段管材连接成的折线结构，形成一个没有下底的等腰梯形的形状，切除其中一根锅炉管6的中间部分，留下两端剩余部分，将跳管一5的两端分别连接于剩余部分上，跳管一5的中间管材与锅炉管6平行，二者所在平面与各个锅炉管6所在平面垂直，所述跳管一5和锅炉管6中有冷却介质，新增受热面2为直管、U型管、蛇型管或管屏结构，新增受热面2中的炉管走向与锅炉管6的走向可以垂直也可以有一定的夹角。

所述锅炉原有钢结构1为绝热钢板，所述跳管一5为弯折钢板，弯折钢板的两端与绝热钢板两端分别连接，弯折钢板的中间与绝热钢板平行；或者，所述跳管一5为弯折圆棒，弯折圆棒的两端与绝热钢板两端分别连接，弯折圆棒的中间与绝热钢板平行。

所述跳管一5沿着新增受热面2的长度走向按一定间距设置，例如0.5～10米设置一个，使新增受热面2能够稳定地支持和固定在炉膛内。

所述锅炉原有钢结构1和跳管一5之间设置有钢板一4并焊接于一体，钢板一4中设有比新增受热面2的炉管尺寸大一些的孔用于放置新增受热面2的炉管且不进行焊接，使该炉管能够自由膨胀。

所述跳管一5上铺设有不吸热材料9，例如浇注料，以减少跳管一5的吸热量，使锅炉原有钢结构1的吸热均匀。

进一步地，可以在锅炉原有钢结构1上加设突起的跳管二8，跳管二8位于跳管一5与锅炉原有钢结构1之间，与跳管一5平行，新增受热面2夹持于跳管一5和跳管二8之间，从而远离锅炉原有钢结构1。或者同时夹持于跳管一5和跳管二8之间以及锅炉原有钢结构1和跳管二8之间。

所述跳管二8的结构与跳管一5一致，跳管二8内有冷却介质，外铺不吸热材料9，跳管二8与跳管一5之间设置钢板一4，钢板一4中设有比新增受热面2的炉管尺寸大的孔用于放置新增受热面2的炉管且不进行焊接，使该炉管能够自由膨胀；跳管二8与锅炉原有钢结构1之间设置有钢板二7。

据此，本发明一种适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固方法，具有如下两种途径：

在锅炉原有钢结构1上设置突起的跳管一5，将带有进出口集箱3的新增受热面2夹持于锅炉原有钢结构1和跳管一5之间，起到固定与支吊的作用；

或者，

在锅炉原有钢结构1上设置突起的跳管一5和跳管二8，跳管二8位于跳管一5与锅炉原有钢结构1之间，跳管二8与跳管一5平行，将新增受热面2夹持于跳管一5和跳管二8之间，或者同时夹持于跳管一5和跳管二8之间以及锅炉原有钢结构1和跳管二8之间，起到固定与支吊的作用。

本发明可用于对锅炉进行改造，也可用于新建机组。采用该支固方法，可以在锅炉炉膛内任意位置新增受热面，克服现有悬吊方式的局限性，满足不同情况的需要。当新增受热面可以对锅炉原有钢结构进行遮挡时，新增受热面可以紧贴锅炉原有钢结构，此时新增受热面具有更好的稳定性。当新增受热面不可以对锅炉原有钢结构进行遮挡时，新增受热面可远离锅炉原有钢结构，从而大幅减少对锅炉原有钢结构吸热量等的影响。

与现有技术相比，本发明的突出优点是：

1.通过新增受热面附近的锅炉原有钢结构对新增受热面进行支持和固定，可以满足不同情况的需要，尤其适用于新增受热面位于炉膛中部甚至下部，受热面难以采用悬吊的方式进行固定的情况。

2.将新增受热面的炉管放置在固定焊接的钢板的孔中，孔比炉管大，不进行焊接，使炉管能够自由膨胀，可以有效防止新增受热面焊接固定时，由于与锅炉原有钢结构膨胀不一致导致开裂。

3.跳管的突起高度可以根据实际需要进行设计，使新增受热面既可以紧贴锅炉原有钢结构，也可以靠近炉膛中部，可以满足不同情况的需要。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图，新增受热面紧贴锅炉原有钢结构布置。

图2为图1中AA向视图。

图3为图1中BB向视图。

图4为本发明实施例二的结构示意图，新增受热面远离锅炉原有钢结构布置。

图5为图4中A＇A＇向视图。

图6为图4中B＇B＇向视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

实施例一：

如图1、图2和图3所示，本实施例一种适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构，锅炉原有钢结构1为锅炉管结构，由多个锅炉管6构成，需要新增受热面2及其进出口集箱3，经计算，锅炉原有钢结构1的吸热量有一定余量，同时新增受热面2为U型管，面积较小，新增受热面2紧贴锅炉原有钢结构1布置时，锅炉原有钢结构1的吸热量仍能满足要求。

因此，通过将锅炉原有钢结构1中的锅炉管6进行改造，设置突起的跳管一5，将新增受热面2夹持在跳管一5与锅炉管6之间，紧贴锅炉原有钢结构1。其中，跳管一5为由三段管材连接成的折线结构，形成一个没有下底的等腰梯形的形状，切除其中一根锅炉管6的中间部分，留下两端剩余部分，将跳管一5的两端分别连接于剩余部分上。

为增加稳定性，跳管一5与原有锅炉管6之间设有钢板一4，并通过焊接进行固定，跳管一5和原有锅炉管6所在的平面与锅炉原有钢结构1垂直。在钢板一4中，设有比新增受热面2的炉管尺寸大一些的孔，将新增受热面2的炉管放置其中，不进行焊接，使炉管能够自由膨胀。

由跳管一5、钢板一4等组成的本支固结构，沿着新增受热面2，按每3～4米设置1个，使新增受热面2能够稳定地支持和固定在炉膛内。

实施例二

如图4、图5和图6所示，本实施例一种适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构，锅炉原有钢结构1为锅炉管结构，需要新增受热面2及其进出口集箱3，经计算，锅炉原有钢结构1的吸热量余量较小，同时新增受热面2为蛇型管，面积较大，新增受热面2紧贴锅炉原有钢结构1布置时，锅炉原有钢结构1的吸热量不能满足要求，新增受热面2需要远离锅炉原有钢结构1布置。

因此，通过将锅炉原有钢结构1中的锅炉管进行改造，设置突起的跳管一5和跳管二8，将新增受热面2夹持在跳管一5和跳管二8之间，远离锅炉原有钢结构1，距离为2米。

为增加稳定性，跳管一5与跳管二8之间设有钢板一4，跳管二8与原有锅炉管6之间设有钢板二7，并通过焊接进行支固，跳管一5与跳管二8和原有锅炉管6在同一个平面上，并与锅炉原有钢结构1垂直。在钢板一4中，设有比新增受热面2的炉管尺寸大一些的孔，将新增受热面2的炉管放置其中，不进行焊接，使炉管能够自由膨胀，从而实现对新增受热面的良好支固。

由于跳管一5与跳管二8比原有锅炉管6明显增长，吸热量明显增加，因此在跳管一5与跳管二8上，适当铺设了不吸热材料9(采用浇注料)，以减少跳管一5与跳管二8的吸热量，使锅炉原有钢结构1各锅炉管之间的吸热均匀。

由跳管一5、跳管二8、钢板一4和钢板二7等组成的本支固结构，沿着新增受热面2，按每2～3米设置1个，使新增受热面2能够稳定地支固在炉膛内。

Claims (10)

1.一种适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构，其特征在于，在锅炉原有钢结构(1)上设置突起的跳管一(5)，带有进出口集箱(3)的新增受热面(2)夹持于锅炉原有钢结构(1)和跳管一(5)之间。

2.根据权利要求1所述适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构，其特征在于，所述锅炉原有钢结构(1)由多个平行的锅炉管(6)组成，所述跳管一(5)为由三段管材连接成的折线结构，形成一个没有下底的等腰梯形的形状，切除其中一根锅炉管(6)的中间部分，留下两端剩余部分，将跳管一(5)的两端分别连接于剩余部分上，跳管一(5)的中间管材与锅炉管(6)平行，二者所在平面与各个锅炉管(6)所在平面垂直，所述跳管一(5)和锅炉管(6)中有冷却介质，新增受热面(2)为直管、U型管、蛇型管或管屏结构。

3.根据权利要求1所述适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构，其特征在于，所述锅炉原有钢结构(1)为绝热钢板，所述跳管一(5)为弯折钢板，弯折钢板的两端与绝热钢板两端分别连接，弯折钢板的中间与绝热钢板平行；或者，所述跳管一(5)为弯折圆棒，弯折圆棒的两端与绝热钢板两端分别连接，弯折圆棒的中间与绝热钢板平行。

4.根据权利要求1所述适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构，其特征在于，所述跳管一(5)沿着新增受热面(2)的长度走向按一定间距设置。

5.根据权利要求1或4所述适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构，其特征在于，所述锅炉原有钢结构(1)和跳管一(5)之间设置有钢板一(4)，钢板一(4)中设有比新增受热面(2)的炉管尺寸大的孔用于放置新增受热面(2)的炉管且不进行焊接，使该炉管能够自由膨胀。

6.根据权利要求1所述适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构，其特征在于，所述跳管一(5)上铺设有不吸热材料(9)。

7.根据权利要求6所述适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构，其特征在于，所述不吸热材料(9)为浇注料。

8.根据权利要求1所述适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构，其特征在于，在锅炉原有钢结构(1)上还设置有突起的跳管二(8)，跳管二(8)位于跳管一(5)与锅炉原有钢结构(1)之间，跳管二(8)与跳管一(5)平行，新增受热面(2)夹持于跳管一(5)和跳管二(8)之间，或者同时夹持于跳管一(5)和跳管二(8)之间以及锅炉原有钢结构(1)和跳管二(8)之间。

9.根据权利要求8所述适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固结构，其特征在于，所述跳管二(8)的结构与跳管一(5)一致，跳管二(8)内有冷却介质，外铺不吸热材料(9)，跳管二(8)与跳管一(5)之间设置钢板一(4)，钢板一(4)中设有比新增受热面(2)的炉管尺寸大的孔用于放置新增受热面(2)的炉管且不进行焊接，使该炉管能够自由膨胀；跳管二(8)与锅炉原有钢结构(1)之间设置有钢板二(7)。

10.一种适合于在锅炉炉膛内布置受热面与部件的支固方法，其特征在于，

在锅炉原有钢结构(1)上设置突起的跳管一(5)，将带有进出口集箱(3)的新增受热面(2)夹持于锅炉原有钢结构(1)和跳管一(5)之间，起到固定与支吊的作用；

或者，

在锅炉原有钢结构(1)上设置突起的跳管一(5)和跳管二(8)，跳管二(8)位于跳管一(5)与锅炉原有钢结构(1)之间，跳管二(8)与跳管一(5)平行，将新增受热面(2)夹持于跳管一(5)和跳管二(8)之间，或者同时夹持于跳管一(5)和跳管二(8)之间以及锅炉原有钢结构(1)和跳管二(8)之间，起到固定与支吊的作用。