CN110017473B - 循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置 - Google Patents

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Abstract

本案涉及一种循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，包括水冷壁管和焊接于水冷壁管之间的连接板，沿所述水冷壁管轴向设有U形水冷管，所述U形水冷管上套设有防磨滚筒；本发明的U形水冷管增加了膜式水冷壁的受热面积，提高了传热效率；防磨滚筒形成笼状的保护层，有效保护了膜式水冷壁；防磨滚筒上的颗粒状凸起有助于促进固体颗粒燃料在撞击后的破碎，提高固体颗粒燃料的燃烧利用率；固体颗粒燃料在撞击到防磨滚筒上的螺旋槽后，会产生一定角度范围的撞击力，推动防磨滚筒转动，使防磨滚筒的各部分都能接受撞击，均匀磨损，延长防磨滚筒的使用寿命。

Description

循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置
技术领域
本发明属于循环流化床锅炉防损技术领域，具体涉及一种循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置。
背景技术
循环流化床锅炉采用的是工业化程度最高的洁净煤燃烧技术。循环流化床锅炉采用流态化燃烧，主要结构包括燃烧室（包括密相区和稀相区）和循环回炉（包括高温气固分离器和返料系统）两大部分。与鼓泡流化床燃烧技术的最大区别是运行风速高，强化了燃烧和脱硫等非均相反应过程，锅炉容量可以扩大到电力工业可以接受的大容量（600MW或以上等级），循环流化床锅炉已经很好的解决了热学、力学、材料学等基础问题，成为难燃固体燃料（如煤矸石、油页岩、城市垃圾、淤泥和其他废弃物）能源利用的先进技术。
无论是采用“散式”流态化还是“聚式”流态化的循环流化床锅炉，由于固态燃烧颗粒在锅炉内的高速运动，对采用膜式水冷壁技术锅炉的水冷壁壁体会产生一定的磨损，需要定期的维护保养。
从炉膛内的流体动力特性和流态化理论看，循环流化床锅炉炉膛内处于快速流态化状态，从炉膛顶部到底部，贴壁流的流速、颗粒浓度和通量是逐渐增大的，从炉膛中间到炉膛周边设置的水冷壁温度又是有差别的，炉膛内高浓度、大通量床料的快速下降对水冷壁造成了冲刷，床料下降所形成的贴壁流虽然强化了水冷壁换热，但同时也对水冷壁造成了磨损。现有的防磨板的防磨技术就是为了破坏贴壁流颗粒的流速和流向从而起到了很好防磨作用，但是在一定程度上影响了受热面的换热和对锅炉效率产生了影响，并且可能会造成燃料在防磨板上的堆积从而影响燃烧和传热效率；而高温喷涂防磨技术需要投入大量的资金，且使用寿命短，脱落后造成局部磨损，如不能及时检修维护有可能造成爆管。
循环流化床锅炉水冷壁管磨损是制约锅炉长周期安全经济运行的一个瓶颈，如不重视，可能会造成难以挽回的后果，循环流化床锅炉水冷壁管磨损使管壁整体或局部减薄，形成严重的安全隐患，造成局部或大面积水冷壁管更换，增加经济成本，延误工期，给社会和用户造成安全隐患和经济损失。
有鉴于此，有必要提出一种结构简单、能有效减少或防止磨损、保证循环流化床锅炉长期安全运行的膜式水冷壁防磨损装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、能有效减少或防止磨损的循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置。
本发明的另一个目的是提供一种能提高燃烧和传热效率的循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，包括水冷壁管和焊接于水冷壁管之间的连接板，沿所述水冷壁管轴向垂直设有若干U形水冷管，所述U形水冷管上套设有防磨滚筒；
所述U形水冷管的U形两端与水冷壁管焊接固定，U形水冷管与水冷壁管相连通，水冷壁管内的部分冷却水从U形水冷管内通过；
所述防磨滚筒外壁上设有螺旋条，所述螺旋条为螺旋状凸起或凹槽，所述螺旋条在锅炉内气流和颗粒的冲击下获得动力，并带动防磨滚筒沿U形水冷管转动；
所述防磨滚筒由两个半圆形的弧板拼接固定而成，防磨滚筒外壁上均匀设有若干破粒锥。
优选的是，所述U形水冷管与防磨滚筒间设有耐高温轴承，所述耐高温轴承使防磨滚筒能以U形水冷管为轴转动。
优选的是，所述防磨滚筒的两弧板通过紧固件连接。
优选的是，所述防磨滚筒材料为硬度在90HRA以上的钨合金。
优选的是，所述防磨滚筒内壁与U形水冷管外壁的间距不大于5cm。
优选的是，所述破粒锥为颗粒状、圆锥状或十字状凸起。
优选的是，所述U形水冷管沿水冷壁管外侧呈笼状均匀排列，覆盖水冷壁管的易损处。
优选的是，所述每根水冷壁管上设有一根或并列的多根U形水冷管。
优选的是，所述防磨滚筒设于U形水冷管的U形底上。
优选的是，所述防磨滚筒分别设于U形水冷管的U形底和两U形边上。
本发明的循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，至少具有以下优点：
1. U形水冷管增加了膜式水冷壁的受热面积，提高了传热效率。
2. 防磨滚筒形成笼状的保护层，循环流化床锅炉内的固体颗粒燃料流化式燃烧时，多数固体颗粒燃料会直接撞在防磨滚筒上，有效保护了膜式水冷壁。
3. 防磨滚筒上的颗粒状凸起有助于促进固体颗粒燃料在撞击后的破碎，提高固体颗粒燃料的燃烧利用率。
4.固体颗粒燃料流化式燃烧时多为朝一定方向运动，固体颗粒燃料在撞击到防磨滚筒上的螺旋槽后，会产生一定角度范围的撞击力，推动防磨滚筒转动，使防磨滚筒的各部分都能接受撞击，均匀磨损，延长防磨滚筒的使用寿命。
5. 防磨滚筒的拼接式设计，方便了作为损耗部的防磨滚筒在检修时的更换。
附图说明
图1为一种循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置结构示意简图。
图2为一种循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置立体结构示意图。
图3为防磨滚筒的横截面结构示意图。
图4为另一种循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置结构示意图。
图5为第三种循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置结构示意图。
图6为第四种循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
如图1-3所示，一种循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，包括水冷壁管1和焊接于水冷壁管之间的连接板2，沿所述水冷壁管轴向垂直设有若干U形水冷管3，所述U形水冷管3上套设有防磨滚筒4；
所述U形水冷管3的U形两端与水冷壁管1焊接固定，U形水冷管3与水冷壁管1相连通，水冷壁管1内的部分冷却水从U形水冷管3内通过；水在膜式水冷壁的水冷壁管内流动时，也会从U形水冷管内通过，增加了受热面积，并可有效降低防磨滚筒的温度，防止其温度过高而造成磨损加剧，使用寿命降低的问题。
所述防磨滚筒外壁上设有螺旋条6，所述螺旋条6为螺旋状凸起，所述螺旋条6在锅炉内气流和颗粒的冲击下获得动力，并带动防磨滚筒4沿U形水冷管3转动；固体颗粒燃料流化式燃烧时多为朝一定方向运动，固体颗粒燃料在撞击到防磨滚筒上的螺旋形凸起后，会产生一定角度范围的撞击力，推动防磨滚筒转动，使防磨滚筒的各部分都能接受撞击，均匀磨损，延长防磨滚筒的使用寿命。
所述防磨滚筒4由两个半圆形的弧板401拼接固定而成，防磨滚筒4外壁上均匀设有若干破粒锥7。破粒锥有助于促进固体颗粒燃料在与其碰撞后的破碎，使固体颗粒燃料分解为更小的颗粒，提高固体颗粒燃料的燃烧利用率和燃烧速率。
所述U形水冷管3与防磨滚筒4间设有耐高温轴承5，所述耐高温轴承5使防磨滚筒4能以U形水冷管3为轴转动。
所述防磨滚筒4的两弧板401通过紧固件连接。
所述防磨滚筒4材料为硬度在90HRA以上的钨合金。
所述防磨滚筒4内壁与U形水冷管3外壁的间距不大于5cm。
所述破粒锥7为颗粒状、圆锥状或十字状凸起；本实施例破粒锥为圆形颗粒状。
所述U形水冷管3沿水冷壁管1外侧呈笼状均匀排列，覆盖水冷壁管1的易损处。
所述每根水冷壁管1上设有一根U形水冷管3。
所述防磨滚筒4设于U形水冷管3的U形底上。
实施例2
如图4所示，与实施例1相似，其区别在于，所述防磨滚筒4分别设于U形水冷管3的U形底和两U形边上。在U形水冷管3的两U形边上也设置防磨滚筒4，有助于保护突出于膜式水冷壁的U形水冷管的两U形边，延长使用寿命，防止爆管。
实施例3
如图5所示，与实施例2相似，其区别在于，所述每根水冷壁管1上设有并列的3根U形水冷管3。U形水冷管3和防磨滚筒4 设置的密度越大，对膜式水冷壁防护效果越好。
实施例4
如图6所示，与实施例1相似，其区别在于，所述螺旋条6为螺旋形凹槽。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，包括水冷壁管和焊接于水冷壁管之间的连接板，其特征在于，沿所述水冷壁管轴向垂直设有若干U形水冷管，所述U形水冷管上套设有防磨滚筒；
所述U形水冷管的U形两端与水冷壁管焊接固定，U形水冷管与水冷壁管相连通，水冷壁管内的部分冷却水从U形水冷管内通过；
所述防磨滚筒外壁上设有螺旋条，所述螺旋条为螺旋状凸起或凹槽，所述螺旋条在锅炉内气流和颗粒的冲击下获得动力，并带动防磨滚筒沿U形水冷管转动；
所述防磨滚筒由两个半圆形的弧板拼接固定而成，防磨滚筒外壁上均匀设有若干破粒锥。
2.如权利要求1所述的循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，其特征在于，所述U形水冷管与防磨滚筒间设有耐高温轴承，所述耐高温轴承使防磨滚筒能以U形水冷管为轴转动。
3.如权利要求2所述的循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，其特征在于，所述防磨滚筒的两弧板通过紧固件连接。
4.如权利要求3所述的循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，其特征在于，所述防磨滚筒材料为硬度在90HRA以上的钨合金。
5.如权利要求4所述的循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，其特征在于， 所述防磨滚筒内壁与U形水冷管外壁的间距不大于5cm。
6.如权利要求5所述的循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，其特征在于，所述破粒锥为颗粒状、圆锥状或十字状凸起。
7.如权利要求6所述的循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，其特征在于，所述U形水冷管沿水冷壁管外侧呈笼状均匀排列，覆盖水冷壁管的易损处。
8.如权利要求7所述的循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，其特征在于，所述每根水冷壁管上设有一根或并列的多根U形水冷管。
9.如权利要求8所述的循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，其特征在于，所述防磨滚筒设于U形水冷管的U形底上。
10.如权利要求8所述的循环流化床锅炉膜式水冷壁防磨损装置，其特征在于，所述防磨滚筒分别设于U形水冷管的U形底和两U形边上。
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