CN105910122A - 风冷式干排渣系统、渣井内衬及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及排渣设备领域，公开了一种风冷式干排渣系统、渣井内衬及其施工方法，所述渣井内衬设置于渣井壁(1)的内侧表面上并包括：硅钙板层(2)，该硅钙板层(2)包括硅钙板；耐火浇注料层(3)，该耐火浇注料层(3)贴合设置于所述硅钙板层(2)的远离所述渣井壁(1)的一侧；锚固钉(4)，该锚固钉(4)连接于所述渣井壁(1)的内侧表面并穿过所述硅钙板层(2)和所述耐火浇注料层(3)延伸。本发明的渣井内衬在大块炉渣落至耐火浇注料层(3)上时，硅钙板层(2)能够提供充分的支撑作用，并且可以直接将硅钙板铺设在渣井壁(1)上形成硅钙板层(2)作为保温隔热层，具有保护效果好、施工工艺简单等优点。

Description

风冷式干排渣系统、渣井内衬及其施工方法

技术领域

本发明涉及排渣设备，具体地，涉及一种渣井内衬。此外，本发明还涉及包括该渣井内衬的风冷式干排渣系统和渣井内衬施工方法。

背景技术

燃煤锅炉的除渣方式主要包括湿式除渣和干式除渣两大类。相比而言，湿式除渣由于具有渣水处理难、环境污染严重、需设置水处理设施等弊端；而干式除渣在输送过程中则不需要水、能够减少对环境的污染，因此，干式除渣的使用越来越广泛。

在干式除渣过程中，锅炉内燃烧产生的高温炉渣首先落入渣井，然后经排渣门(如液压关断门)落至钢带机上，进而被输送至排渣机末端。其中，渣井(亦称“干渣斗”)位于锅炉与钢带机之间，通常呈锥形漏斗状，用于防止大块炉渣直接落至钢带机上而对托辊等造成较大冲击(即该大块炉渣首先接触渣井壁，从而起到缓冲作用)，并且，还可以在如钢带机故障时通过关闭排渣门而暂时储存煤渣。为此，渣井通常需设置渣井内衬，以通过保温隔热材料和耐火材料(如耐火浇注料)保护金属侧壁，避免井外超温、金属补偿器变形等问题。

在传统技术中，作为常见的保温材料，硅酸铝针刺毯由于其耐高温、抗震性强、质量轻等优点而被广泛用于包括渣井内衬在内的多个工业领域(如化工、建筑、航空等)。然而，在实际生产中，采用了硅酸铝针刺毯的渣井内衬易于发生耐火浇注料大面积脱落的问题，使得渣井内衬不能发挥其应有的功能。

另外，“台山发电厂锅炉渣井浇注工艺改进探讨”(《机电信息》，2011年第24期156～157页)介绍了一种利用高铝水泥浇注形成的保温隔热层，该保温隔热层与高强度耐火耐磨浇注料共同构成渣井内衬的主要结构，以解决渣井内衬脱落的问题。上述文献中对渣井内衬浇注料脱落的原因进行了分析，并认为材料的选择(如普通耐火浇注料)、设计结构、运行条件、检修施工等是造成渣井内衬浇注料脱落的主要原因，进而基于此提出包括前述方案在内的改进方案。然而，该文献介绍的方案存在诸多缺陷：保温隔热层需经搅拌、浇注、压缩振动等工艺而形成；要求严格的浇注料配比、水灰比、水质控制等因素，施工难度大、因素控制成本较高；耐火浇注料要求为高强度耐磨耐火浇注料(电熔莫来石、超高强氧化铝水泥等混合而成)，材料成本较高。

有鉴于此，有必要对渣井内衬及其施工方法进行改进，以至少部分地克服上述现有技术中存在的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的是现有渣井内衬结构中浇注料易于脱落和/或施工工艺复杂的技术问题。

为了解决耐火浇注料易于脱落的技术问题，首先需要了解传统技术中渣井内衬的耐火浇注料易于脱落的本质原因。为此，通过长期的观察、模拟和分析，本申请发明人认为硅酸铝针刺毯的软基特性是造成耐火浇注料大面积脱落的重要原因之一。具体地，当大块炉渣掉落至耐火浇注料上时，其下侧的硅酸铝针刺毯不能提供良好的支撑而发生微小的振动，这在耐火浇注料层中产生了相应的变形和应力，从而在使用一段时间后即会脱落，无法良好地保护渣井壁。

在此基础上，综合考虑施工工艺性等因素，本发明提供一种渣井内衬，该渣井内衬设置于渣井壁的内侧表面上并包括：硅钙板层，该硅钙板层包括硅钙板；耐火浇注料层，该耐火浇注料层贴合设置于所述硅钙板层的远离所述渣井壁的一侧；锚固钉，该锚固钉连接于所述渣井壁的内侧表面并穿过所述硅钙板层和所述耐火浇注料层延伸。

优选地，所述硅钙板层包括层叠设置的第一硅钙板和第二硅钙板，且该第一硅钙板和第二硅钙板的厚度分别为40mm～60mm且各自形成有用于所述锚固钉穿过的孔眼。

优选地，所述耐火浇注料层设置有膨胀缝。

优选地，所述渣井内衬还包括设置于所述耐火浇注料层内部或外表面上的丝网。

优选地，所述耐火浇注料层包括第一浇注料层和第二浇注料层，所述丝网设置于该第一浇注料层与第二浇注料层之间。

优选地，所述第一浇注料层的厚度为80mm～120mm，所述第二浇注料层的厚度为30mm～70mm。

优选地，所述丝网连接于所述锚固钉。

优选地，所述耐火浇注料层的外表面包覆所述锚固钉的远离所述渣井壁的端部。

优选地，所述硅钙板层与所述耐火浇注料层之间设置有防水材料层，以至少能够在浇注形成所述耐火浇注料层时避免该耐火浇注料层中的水分直接接触所述硅钙板层。

优选地，所述防水材料层为涂覆于所述硅钙板层的表面上的沥青。

在此基础上，本发明还提供一种风冷式干排渣系统，该风冷式干排渣系统包括渣井，该渣井内设置有本发明提供的所述渣井内衬。

此外，本发明还提供一种渣井内衬施工方法，该渣井内衬施工方法包括：步骤1.在渣井壁的内侧表面上焊接锚固钉；步骤2.将硅钙板铺设在所述渣井壁的内侧表面上以形成硅钙板层；步骤3.在所述硅钙板层的表面上涂覆沥青以形成防水材料层；步骤4.浇注耐火浇注料以形成耐火浇注料层。

优选地，所述步骤4包括子步骤：在锚固钉上焊接丝网和/或设置用于所述耐火浇注料的分缝材料。

通过上述技术方案，本发明利用硬基的硅钙板层替代传统结构中软基的硅酸铝针刺毯，从而在大块炉渣落至耐火浇注料层上时，硅钙板层能够提供充分的支撑作用，有效减小或避免耐火浇注料层发生变形和应力，以能够长期保持在渣井壁上而提供良好的保护。此外，本发明可以直接将硅钙板铺设在渣井壁上形成硅钙板层作为保温隔热层，渣井内衬施工过程中环境条件要求相对宽松，施工工艺简单。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一种优选实施方式的渣井内衬的剖面结构示意图；

图2是图1中的渣井内衬的施工工艺流程图。

附图标记说明

1 渣井壁 2 硅钙板层

21 第一硅钙板 22 第二硅钙板

3 耐火浇注料层 31 第一浇注料层

32 第二浇注料层 4 锚固钉

5 丝网

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词“纵向”、“横向”通常是指沿渣井壁1的内侧表面的水平方向和垂直于该水平方向的方向，例如图1中所示的垂直纸面方向和竖直方向。使用的方位词“厚度”通常是指垂直于渣井壁1的内侧表面的方向，例如图1中所示的左右方向。

参照图1，所示为根据本发明一种优选实施方式的渣井内衬的剖面结构，该渣井内衬设置于渣井壁1的内侧表面上，其中，尽管为方便表示的目的将渣井壁1显示为沿竖直方向延伸，但在通常情况下，由于渣井具有沿向下方向渐缩的漏斗形结构，因而渣井壁1倾斜地延伸，以在炉渣落下时首先落至渣井壁1上，经缓冲后通过排渣门落至如钢带机等排渣设备上。

本发明的渣井内衬包括硅钙板层2、耐火浇注料层3以及锚固钉4。其中，硅钙板层2包括硅钙板，例如可以将硅钙板铺设在渣井壁1的内侧表面上而形成；耐火浇注料层3贴合设置于硅钙板层2的远离渣井壁1的一侧。可以看出，当渣井壁1倾斜延伸的情况下，硅钙板层2和耐火浇注料层3依次堆叠地设置在渣井壁1的内侧表面上方。锚固钉4连接(如焊接)于渣井壁1的内侧表面，并穿过硅钙板层2和耐火浇注料层3延伸。

在上述技术方案中，渣井壁1、硅钙板层2与耐火浇注料层3应尽可能地彼此贴合，以能够良好地施加和传递力的作用。具体地，本发明利用硬基的硅钙板层2替代传统结构中软基的硅酸铝针刺毯，从而在大块炉渣落至耐火浇注料层3上时，硅钙板层2能够提供充分的支撑作用，有效减小或避免耐火浇注料层3发生变形和应力，以能够长期保持在渣井壁1上而提供良好的保护。

此外，本发明可以直接将硅钙板铺设在渣井壁1上形成硅钙板层2作为保温隔热层，渣井内衬施工过程中环境条件要求相对宽松，施工工艺简单。其中，至少在通过硅钙板形成作为保温隔热层的硅钙板层2时，无需搅拌、浇注、压缩振动等工艺，也省去配料、温度控制等步骤，在铺设硅钙板后可以直接进入浇注耐火浇注料层3的准备工作中(如下述涂沥青的步骤)而免去等待硅钙板层2凝固的时间，可以有效降低成本、提高施工效率。

可以看出，与现有技术中主要通过改用高强度耐火浇注料(替代普通耐火浇注料)提升渣井内衬抗冲击能力的方式不同地，本发明主要从传统渣井内衬的受力特性和结构特点着手分析并进行改进，在有效减缓耐火浇注料脱落的情况下保持了简单、经济的施工工艺。通过将耐火浇注料层3良好地保持在渣井壁1的内侧表面上，可以在锅炉运行过程中避免渣井外壁超温、油漆变色脱落等问题，从而改善排渣系统的安全性和稳定性。

本发明的渣井内衬可以形成为多种优选结构，以下将结合进一步优选实施方式对此进行说明。

在图1所示的优选实施方式中，硅钙板层2包括层叠设置的第一硅钙板21和第二硅钙板22，第一硅钙板21可以贴合设置在渣井壁1的内侧表面上，第二硅钙板22位于第一硅钙板21与耐火浇注料层3之间，这种多层结构形式的硅钙板层2可以使每层硅钙板具有适宜的厚度和重量，从而能够方便地获得所需的第一硅钙板21和第二硅钙板22并容易地铺设在渣井壁1的内侧表面上。典型地，第一硅钙板21和第二硅钙板22的厚度分别为40mm～60mm，进一步优选为50mm。并且，为了在铺设过程中便于将其保持在渣井壁1的内侧表面上，可以在第一硅钙板21和第二硅钙板22上分别形成有孔眼，以便使锚固钉4穿过该孔眼而保持硅钙板层2。但本发明并不限于此，硅钙板层2也可以具有更多层硅钙板，但其总厚度应保持在约100mm，以避免过厚或过薄导致的成本或隔热效果方面的问题。

硅钙板一般由天然石膏粉、白水泥、胶水、玻璃纤维等复合而成，不仅具有隔热保温的特性，还能够吸收周围环境中存在的水分。这在锅炉运行中几乎不存在问题，然而，由于在形成耐火浇注料层3时需要在硅钙板层2上进行浇注，因而硅钙板层2会由于吸收浇注料中的水分而导致剥离，且影响浇注效果。为此，在根据本发明一种较为优选的实施方式中，可以在硅钙板层2与耐火浇注料层3之间设置防水材料层(未示出)。从而，该防水材料层至少能够在浇注形成耐火浇注料层3时避免耐火浇注料层3中的水分直接接触硅钙板层2，以防止硅钙板吸收浇注料中的水分，保证硅钙板层2和浇注形成的耐火浇注料层3具有较高的强度。所述防水材料层可以形成为多种形式，例如，可以在硅钙板层2上铺设塑料等隔水材料。作为一种优选实施方式，防水材料层可以为涂覆于硅钙板层2的表面上的沥青。并且，为了保证隔水效果，可以在硅钙板层2上多次涂覆(如涂覆两次)沥青，同时在锚固钉4周缘及其穿过的硅钙板层2的孔眼部分进行涂覆，以免水分通过孔眼而被硅钙板吸收。

正如以上所述，本发明的耐火浇注料层3可以采用普通耐火浇注料(如混凝土)浇注而成，但对于包括混凝土在内的大多数浇注材料而言，在凝固过程中会存在变形开裂的问题。另外，在使用过程中，高温炉渣引起的耐火浇注料层3的温度变化和冲击力作用也会导致该耐火浇注料层3产生裂缝，为此，可以在该耐火浇注料层3设置膨胀缝。例如，正如将在随后的施工方法中详细说明的，在浇注之前，可以利用分缝材料(如PVC膨胀缝板)将浇注区域隔开，从而在浇注后的使用中，该分缝材料可以被融化等并在隔开的区块间形成膨胀缝。可选地，也可以通过切割等方式形成所述膨胀缝。在耐火浇注料层3上，可以每隔1600mm～2000mm设置膨胀缝，缝隙宽度为5mm。本发明所述的分缝材料指用于将浇注区域分割成多个子区域的材料，在浇注完成后，该分缝材料可以例如在浇注料的膨胀作用下被压缩或在使用过程中高温作用下熔化等。

然而，利用普通耐火浇注料形成耐火浇注料层3尽管可以节省成本，但该耐火浇注料层3自身的强度相对较低。若如现有技术地采用高强度耐火耐磨浇注料则带来成本的增加(但本发明并不排除使用高强度耐火耐磨浇注料)。为此，在本发明一种优选实施方式中，可以在耐火浇注料层3的内部或外表面上设置丝网5，以提高整体强度和抗冲击能力。

例如，在图示优选实施方式中，耐火浇注料层3设置为包括第一浇注料层31和第二浇注料层32，丝网5设置于该第一浇注料层31与第二浇注料层32之间。从而，丝网5能够在其所在平面上将耐火浇注料层3的各部分连接为整体，以提高各部分彼此之间的连接强度和耐火浇注料层3的抗冲击能力。另外，在施工过程中，可以首先浇注形成第一浇注料层31，然后设置丝网5，最后浇注形成第二浇注料层32。其中，所述第一浇注料层31的厚度优选为80mm～120mm，进一步优选为100mm；所述第二浇注料层32的厚度优选为30mm～70mm，进一步优选为50mm。

作为另一种选择，尽管可能在炉渣的冲击和高温作用下断裂或融化，丝网5也可以设置在耐火浇注料层3的外表面上，即远离渣井壁1的一侧表面上。

上述丝网5可以为不锈钢材料，具体参数可以为如2目，3mm丝径，并采用压花编制。此外，丝网5可以通过如焊接等方式连接于锚固钉4上，以在浇注耐火浇注料时良好地保持在适当的位置。例如，除了所述焊接方式外，还可以利用圆钢在丝网5外侧沿横向和纵向压紧该丝网5并焊接在相应的锚固钉4上。

为了避免锈蚀，锚固钉4和上述圆钢可以为不锈钢材质并利用不锈钢焊条焊接。例如，锚固钉4的材料可以为1Cr18Ni9Ti并以250mm×250mm的节距连接在渣井壁1上，该锚固钉4可以具有φ10的径向尺寸。通过设置该锚固钉4，可以显著提高渣井内衬的强度，尤其是将耐火浇注料层3良好地保持在渣井壁1的内侧表面上，因此锚固钉4应尽可能地延伸至贯穿整个耐火浇注料层3的厚度方向。然而，锚固钉4也不应延伸至超出耐火浇注料层3，否则可能阻挡炉渣的下落，导致排渣不畅。为此，在一种优选实施方式中，耐火浇注料层3的外表面包覆所述锚固钉4的远离渣井壁1的端部。

另外，正如以上所述，在施工过程中，锚固钉4可以用于保持硅钙板、丝网5、分缝材料等，为此，锚固钉4可以从渣井壁1的内侧表面倾斜向上地延伸，例如，延伸方向可以垂直于渣井壁1的内侧表面。

以上对本发明提供的渣井内衬的多种优选实施方式进行了说明，在此基础上，本发明还提供一种风冷式干排渣系统，该风冷式干排渣系统包括渣井，该渣井内设置有本发明提供的渣井内衬。

为了更好地理解上述渣井内衬的结构，以下将描述一种渣井内衬施工方法，以能够形成一种优选实施方式的渣井内衬。

具体地，结合图1和图2，该渣井内衬施工方法包括如下基本步骤：

步骤1，在渣井壁1的内侧表面上焊接锚固钉4。锚固钉4在渣井壁1的内侧表面上的分布节距例如为250mm×250mm，并且，为了焊接牢固，可以在锚固钉4的用于焊接的一端形成弯头，以在该弯头的延伸长度上进行焊接。对应地，在下述与渣井壁1的内侧表面贴合的第一硅钙板21上可以形成于该弯头匹配的凹槽，以使硅钙板层2与渣井壁1的内侧表面具有较大的贴合面，能够相对均匀地传递来自炉渣的冲击力。锚固钉4的主体部分(如弯头之外的部分)的延伸方向可以基本垂直于渣井壁1的内侧表面。

步骤2，将硅钙板铺设在渣井壁1的内侧表面上以形成硅钙板层2。为了使硅钙板层2与渣井壁1的内侧表面良好贴合并保持，除了设置上述用于锚固钉4的孔眼和凹槽外，还可以清洁(清扫、打磨等)渣井壁1的内侧表面及锚固钉4上附着的杂物。硅钙板层2可以但不限于通过层叠铺设第一硅钙板21和第二硅钙板22形成。

步骤3，在硅钙板层2的表面上设置防水材料层。例如，可以通过涂覆沥青的方式形成该防水材料层。优选地，可以涂覆两遍沥青。并且，可以同时在锚固钉4和硅钙板的孔眼处涂覆，以免水分沿该锚固钉4和孔眼渗人硅钙板层2(如第一硅钙板21)。

步骤4，浇注耐火浇注料以形成耐火浇注料层4。在该步骤中，优选地，可以首先设置分缝材料，例如将PVC膨胀缝板沿纵向和横向搭设在锚固钉4上，以将浇注区域分块；然后，在各块区域中浇注约100mm厚度的耐火浇筑料，形成第一浇注料层31；进而，将丝网5焊接在锚固钉4上并与第一浇筑材料层31表面贴合；最后，浇注约50mm厚度的耐火浇注料，形成第二浇注料层32。

浇注完成后，需要对耐火浇注料层3进行养护，养护过程应在潮湿环境下进行不少于8天时间方可投入使用。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种渣井内衬，其特征在于，该渣井内衬设置于渣井壁(1)的内侧表面上并包括：

硅钙板层(2)，该硅钙板层(2)包括硅钙板；

耐火浇注料层(3)，该耐火浇注料层(3)贴合设置于所述硅钙板层(2)的远离所述渣井壁(1)的一侧；

锚固钉(4)，该锚固钉(4)连接于所述渣井壁(1)的内侧表面并穿过所述硅钙板层(2)和所述耐火浇注料层(3)延伸。

2.根据权利要求1所述的渣井内衬，其特征在于，所述硅钙板层(2)包括层叠设置的第一硅钙板(21)和第二硅钙板(22)，且该第一硅钙板(21)和第二硅钙板(22)的厚度分别为40mm～60mm且各自形成有用于所述锚固钉(4)穿过的孔眼。

3.根据权利要求1所述的渣井内衬，其特征在于，所述耐火浇注料层(3)设置有膨胀缝。

4.根据权利要求1所述的渣井内衬，其特征在于，所述渣井内衬还包括设置于所述耐火浇注料层(3)内部或外表面上的丝网(5)。

5.根据权利要求4所述的渣井内衬，其特征在于，所述耐火浇注料层(3)包括第一浇注料层(31)和第二浇注料层(32)，所述丝网(5)设置于该第一浇注料层(31)与第二浇注料层(32)之间。

6.根据权利要求5所述的渣井内衬，其特征在于，所述第一浇注料层(31)的厚度为80mm～120mm，所述第二浇注料层(32)的厚度为30mm～70mm。

7.根据权利要求4所述的渣井内衬，其特征在于，所述丝网(5)连接于所述锚固钉(4)。

8.根据权利要求1所述的渣井内衬，其特征在于，所述耐火浇注料层(3)的外表面包覆所述锚固钉(4)的远离所述渣井壁(1)的端部。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的渣井内衬，其特征在于，所述硅钙板层(2)与所述耐火浇注料层(3)之间设置有防水材料层，以至少能够在浇注形成所述耐火浇注料层(3)时避免该耐火浇注料层(3)中的水分直接接触所述硅钙板层(2)。

10.根据权利要求9所述的渣井内衬，其特征在于，所述防水材料层为涂覆于所述硅钙板层(2)的表面上的沥青。

11.一种风冷式干排渣系统，该风冷式干排渣系统包括渣井，其特征在于，该渣井内设置有根据权利要求1至10中任意一项所述的渣井内衬。

12.渣井内衬施工方法，其特征在于，该渣井内衬施工方法包括：

步骤1.在渣井壁(1)的内侧表面上焊接锚固钉(4)；

步骤2.将硅钙板铺设在所述渣井壁(1)的内侧表面上以形成硅钙板层(2)；

步骤3.在所述硅钙板层(2)的表面上涂覆沥青以形成防水材料层；

步骤4.浇注耐火浇注料以形成耐火浇注料层(3)。

13.根据权利要求12所述的渣井内衬施工方法，其特征在于，所述步骤4包括子步骤：在锚固钉(4)上焊接丝网(5)和/或设置用于所述耐火浇注料的分缝材料。