CN109926745B - 一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的焊接方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的焊接方法及装置，属于防腐耐磨处理领域，焊接方法包括：将水冷壁翻转成竖直状态，并使其待焊接面对应于焊接系统；利用水冷壁的水冷管导入循环冷却水；利用焊接系统对水冷壁表面实施连续的竖向和横向堆焊作业；将堆焊作业完成后的水冷壁水平放置。焊接装置包括：机架；监控台；焊接系统，由焊接小车、小车升降机构、小车横移机构、焊枪、焊接主机、焊丝桶组成；翻转机构，由底座、支撑架、卡槽式支梁、夹具、牵引绳、定滑轮、牵引机组成；水冷循环系统。本发明可以实现余热锅炉水冷壁表面堆焊工艺的全自动化，减少对人为操作的依赖，可实现准确操作和控制，有利于提高表面堆焊的质量和效率。

Description

一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的焊接方法及装置

技术领域

本发明属于防腐耐磨处理技术领域，具体涉及一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的焊接方法及装置。

背景技术

随着经济社会的高速发展和城镇化建设的加快，城市生活垃圾的产量越来越高，垃圾热值也逐年提高，焚烧处理已逐渐成为城市生活垃圾的主要解决方案，能有效实现生活垃圾的无害化、减量化和资源化，国内主要大中城市都在陆续新建垃圾焚烧项目。

由于生活垃圾组分的特殊性，焚烧烟气的腐蚀性和磨损性较强，导致垃圾焚烧电厂余热锅炉水冷壁受热面腐蚀成为了一个普遍问题，余热锅炉运行一定时间后受热面就可能出现爆管的情况，这将严重影响项目的连续稳定运行，造成较大的经济损失，同时也存在安全风险。

随着生活垃圾热值的逐渐提高，余热锅炉的运行参数也将提升(中压、次高压、高压、超高压)，以提高垃圾焚烧的热能利用效率，但随着温度、压力等参数的提高，锅炉水冷壁受热面的高温腐蚀问题将会更严重，其使用寿命将受到更大的挑战。

近年来，有采用敷设耐火材料保护水冷壁受热面腐蚀磨损的做法，但更有效的方法是采用冶金结合的方式在水冷壁表面堆焊一层防腐耐磨的合金材料，其优点在于不仅表现出良好的高温防腐耐磨性能，同时还不会降低水冷壁受热面的换热效率。该方法在国外有广泛的应用，在国内近年来也开始有应用，发展较快，前景广阔。

目前国内应用的水冷壁表面堆焊工艺较为传统，自动化程度不高、效率相对较低，不利于行业持续健康发展。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的焊接方法及装置，可以实现余热锅炉水冷壁表面堆焊工艺的全自动化，减少对人为操作的依赖，可实现准确操作和控制，有利于提高表面堆焊的质量和效率，提高水冷壁表面堆焊技术的发展。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种炉排炉垃圾焚烧协同处理污泥的方法，包括：首先，将水冷壁翻转成竖直状态，并使其待焊接面对应于焊接系统；接着，利用水冷壁的水冷管导入循环冷却水；然后，利用焊接系统对水冷壁表面实施连续的竖向和横向堆焊作业；最后，将堆焊作业完成后的水冷壁水平放置。

优选的，获取焊接系统的焊接参数，并根据获取的焊接参数由控制系统对焊接装置实施精确控制，所述焊接参数包括焊接速度、焊接温度、焊接道次和焊接角度。

本发明还提供一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的焊接装置，用于实现上述的焊接方法，包括：机架；监控台，设置在机架内侧，由驱动机构带动监控台在机架上做垂直升降运动；焊接系统，设置在机架一侧，由焊接小车、小车升降机构、小车横移机构、焊枪、焊接主机、焊丝桶组成，焊枪设置在焊接小车上，并与焊接主机相连，焊接小车通过小车升降机构沿机架竖向做垂直升降运动，焊接小车通过小车横移机构沿机架横向做水平横移运动，焊丝桶设置在监控台上；翻转机构，用于翻转水冷却壁，由底座、支撑架、卡槽式支梁、夹具、牵引绳、定滑轮、牵引机组成，支撑架一端通过回转轴承与底座转动连接，另一端通过牵引绳与牵引机连接，卡槽式支梁设置在支撑架上，用于支撑水冷壁，并通过与之卡扣配合的夹具夹持水冷壁，定滑轮设置在机架顶部，用于支撑并导向牵引绳；水冷循环系统，用于向水冷壁上的水冷管提供循环冷却水。

进一步，所述监控台与焊接小车实现关联操作和同步升降动作。

进一步，所述焊枪的焊接角度为可调式结构。

进一步，所述焊接系统还包括横梁，所述横梁设置在小车升降机构上，所述焊接小车通过小车横移机构设置在横梁上，所述焊接小车的数量根据水冷壁和机架的宽度设置为多台。

进一步，所述机架上并与翻转机构相反的一侧中部设置用于安装牵引机的工作台。

进一步，所述驱动机构为电机齿轮齿条驱动结构，所述驱动机构作用于设置在机架上的中间立柱。

进一步，所述焊接装置还包括控制系统，设置在机架上，用于实现对焊接系统、驱动机构、小车升降机构、小车横移机构、翻转机构的自动集成控制。

进一步，在监控台上设有与控制系统电气连接的操作按钮。

本发明的有益技术效果是：

1、本发明可实现对水冷壁表面自动连续堆焊处理，全过程自动化运行，效率较高，是一项提高水冷壁表面耐高温腐蚀磨损性能可行有效的先进技术。

2、本发明的翻转机构可实现对水冷壁的自动翻转、固定，有效解决了水冷壁大件的吊装、固定的难题，消除了吊装的安全隐患，节省了转运安装周期，提高了堆焊工艺的整体效率。

3、本发明可进行多把焊枪同时焊接，有利于控制水冷壁工件的焊接变形量，也有利于提高焊接工艺的效率。

4、本发明焊接小车全自动行走，精确控制，可实现良好的焊接质量，有效确保堆焊后的水冷壁外表均匀、内部有效结合，表现出整体的耐高温腐蚀磨损性能。

5、本发明集成性高，布置合理紧凑，充分利用纵向空间，可大大减少对操作场地的依赖，节省项目资源。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1的正视图；

图3为图2的俯视图；

图4为翻转机构前端的局部放大图；

图5为机架顶部的局部放大图；

附图标记：机架1、监控台2、焊接系统3、翻转机构4、水冷却壁5、控制系统6、连接件7、锁紧机构8；其中工作台101、中间立柱102；焊接小车301、小车升降机构302、小车横移机构303、焊枪304、焊接主机305、横梁306；底座401、支撑架402、卡槽式支梁403、夹具404、牵引绳405、定滑轮406。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1-5所示，本发明提供的一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的装置，包括：机架1，由四根立柱成矩形布置，固定在地面上；监控台2布置在机架1内侧，通过设置在中间立柱102上的驱动机构实现垂直升降运动，该驱动机构采用电机齿轮齿条结构，当然在不同的实施例中还可以采用电机齿轮螺杆结构，中间立柱102与机架1连接固定；焊接系统3，设置在机架1一侧，由焊接小车301、小车升降机构302、小车横移机构303、焊枪304、焊接主机305、焊丝桶(未标记)组成，焊枪304设置在焊接小车301上，并与焊接主机305相连，焊接小车301通过小车升降机构302沿机架1竖向做垂直升降运动，焊接小车301通过小车横移机构303沿机架1横向做水平横移运动，焊丝桶设置在监控台2上，该小车升降机构和小车横移机构采用齿轮齿条结构，焊接小车包括送丝机构、保护气体输送机构、角度调整机构等，焊接小车在小车升降机构和小车横移机构的驱动下，可实现大区域的焊接作业；焊接主机305放置在机架1后侧，焊接主机305与焊接小车301之间通过线缆(未标记)连接；翻转机构4，用于翻转水冷却壁5，包括底座401、支撑架402、卡槽式支梁403、夹具404、牵引绳405、定滑轮406、牵引机(未画出)组成，支撑架402一端通过回转轴承(未标记)与底座401转动连接，另一端通过牵引绳405与牵引机连接，多个横向等距离平行布置的卡槽式支梁403设置在支撑架402上，用于放置固定多种尺寸的水冷壁5，并通过与之卡扣配合的夹具404夹持水冷壁5，定滑轮406设置在机架1顶部，用于支撑并导向牵引绳405；水冷循环系统(未画出)，用于向水冷壁5上的水冷管提供循环冷却水，即循环冷却水从水冷壁下端一侧管子进入，另一侧管子排出，通过水泵、水箱和管道形成循环冷却，带走焊接过程输入的热量，减少对工件的热应力影响。

本实施例中的焊丝桶放置在监控台2上，焊丝通过送丝机构达到焊枪304的焊接嘴，角度可调的焊枪对着竖直的工件，实现对工件从上往下的自动立向焊接，达到对水冷壁表面堆焊的目的。监控台2与焊接小车301实现关联操作和同步升降，操作人员可在监控台2上实现对焊接过程的实时监控和操作。而焊接气体通过管道输入到焊接小车的焊枪，在焊接过程持续供气进行焊接保护，确保良好的焊接质量，对控制焊缝的均匀性和稀释率等将起到重要作用。

本实施例中的焊接系统还包括横梁306，该横梁306设置在小车升降机构302上，而焊接小车301通过小车横移机构303设置在横梁306上，这样，焊接小车301的数量可根据水冷壁5和机架1的宽度设置为多台，以提高焊接效率。

本实施例中的机架1上并与翻转机构4相反的一侧中部设置用于安装牵引机的工作台101，可是本焊接装置结构紧凑，运行稳定可靠。

本实施例中的焊接主机305和控制系统6布置在机架1后侧的工作台101下，控制系统6实现对焊接系统3、监控台2的驱动系统、焊接小车301的小车升降机构302与小车横移机构303、翻转机构4的运转系统等的自动集成控制，在监控台2上布置有与控制系统电气连接的操作按钮，便于操作者在监控台上操作。

工作时，水冷壁被安装在翻转机构上，可随着翻转机构绕着下端带有回转轴承的底座并在牵引绳的拉力下实现翻转竖立，翻转至指定竖直位置时，设置在机架顶部外侧的锁紧机构8将自动把翻转机构上端的连接件7锁死固定，水冷壁就处于固定可靠的竖直待焊接状态；利用水冷循环系统对水冷壁的水冷管导入循环冷却水后，再利用焊接系统对水冷壁表面实施连续的竖向和横向堆焊作业；最后，工件焊接完成后，牵引绳由布置在机架后侧中部的工作台上的牵引机驱动，翻转机构在牵引绳的控制下靠其重力自动旋转下降至平台上，再进行水冷壁的拆卸。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的焊接方法，其特征在于，包括：首先，将水冷壁翻转成竖直状态，并使其待焊接面对应于焊接系统；接着，利用水冷壁的水冷管导入循环冷却水；然后，利用焊接系统对水冷壁表面实施连续的竖向和横向堆焊作业；最后，将堆焊作业完成后的水冷壁水平放置；获取焊接系统的焊接参数，并根据获取的焊接参数由控制系统对焊接装置实施精确控制，所述焊接参数包括焊接速度、焊接温度、焊接道次和焊接角度；

还包括适用于该焊接方法的一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的焊接装置，其包括机架（1）；监控台（2），设置在机架内侧，由驱动机构带动监控台在机架上做垂直升降运动；焊接系统（3），设置在机架一侧，由焊接小车（301）、小车升降机构（302）、小车横移机构（303）、焊枪（304）、焊接主机（305）、焊丝桶组成，焊枪设置在焊接小车上，并与焊接主机相连，焊接小车通过小车升降机构沿机架竖向做垂直升降运动，焊接小车通过小车横移机构沿机架横向做水平横移运动，焊丝桶设置在监控台上；翻转机构（4），用于翻转水冷却壁（5），包括底座（401）、支撑架（402）、卡槽式支梁（403）、夹具（404）、牵引绳（405）、定滑轮（406）、牵引机组成，支撑架一端通过回转轴承与底座转动连接，另一端通过牵引绳与牵引机连接，卡槽式支梁设置在支撑架上，用于支撑水冷壁，并通过与之卡扣配合的夹具夹持水冷壁，定滑轮设置在机架顶部，用于支撑并导向牵引绳；水冷循环系统，用于向水冷壁上的水冷管提供循环冷却水；所述监控台与焊接小车实现关联操作和同步升降动作；所述焊枪的焊接角度为可调式结构。

2.根据权利要求1所述的一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的焊接方法，其特征在于，所述焊接系统还包括横梁（306），所述横梁设置在小车升降机构上，所述焊接小车通过小车横移机构设置在横梁上，所述焊接小车的数量根据水冷壁和机架的宽度设置为多台。

3.根据权利要求1所述的一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的焊接方法，其特征在于，所述机架上并与翻转机构相反的一侧中部设置用于安装牵引机的工作台（101）。

4.根据权利要求1所述的一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的焊接方法，其特征在于，所述驱动机构为电机齿轮齿条驱动结构，所述驱动机构作用于设置在机架上的中间立柱（102）。

5.根据权利要求1~4任一项所述的一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的焊接方法，其特征在于，所述焊接装置还包括控制系统（6），设置在机架上，用于实现对焊接系统、驱动机构、小车升降机构、小车横移机构、翻转机构的自动集成控制。

6.根据权利要求1所述的一种提高锅炉水冷壁表面防腐耐磨性能的焊接方法，其特征在于，在监控台上设有与控制系统电气连接的操作按钮。