CN110469836A - 一种炉墙保温结构的性能综合测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，包括：炉墙系统、加热系统、燃烧器、内层温度测量系统和外壁温度测量系统；炉墙系统包括四面竖直布置、且相互连接的重型炉墙和/或轻型炉墙；重型炉墙由内至外依次为耐火砖层、第一保温层和机制红砖层；轻型炉墙内至外依次为第二保温层、空气夹层和钢板；加热系统包括膜式壁和光管；膜式壁固定在重型炉墙的内侧；光管固定在轻型炉墙的内侧；燃烧器固定在炉墙系统的内部下方；内层温度测量系统用于对第一保温层和/或第二保温层通过逐层测量法进行温度测量；外壁温度测量系统用于对机制红砖层和/或钢板进行温度测量。本发明能够降低炉墙系统散热损失的综合要求，最大限度节省资源和能源。

Description

一种炉墙保温结构的性能综合测量系统
技术领域
本发明涉及锅炉和炉窑炉墙结构技术领域，更具体的说是涉及一种炉墙保温结构的性能综合测量系统。
背景技术
炉墙一般由耐火层、绝热层和隔热层组成，作用是保护炉壳和减少热损失。各层厚度应根据炉壳温度和所用耐火材料的界面温度确定，因炉墙温度自下而上逐渐升高，所以不同高度耐火层和绝热层厚度不同。一般下部区域温度、荷重大，宜选用较厚耐火砖，较薄的绝热层，所留膨胀缝隙小；上部高温区，荷重小，但为了减少热损失，应增加绝热层的厚度，耐火层可较薄。根据炉墙的承受方式及单位面积质量的不同，炉墙的结构形式可分为重型炉墙、轻型炉墙和敷管式炉墙三种。
炉墙的保温性能的好坏对锅炉燃烧性能起到关键作用，因此，对于炉墙的保温结构的性能研究也就变得至关重要，但是现有技术中缺乏对炉墙保温结构设计的研究，不能很好地实现炉墙结构的高性能构造。
因此，如何提供一种能够有效对炉墙保温结构进行准确研究的性能综合测量系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，能够对炉墙保温结构的性能进行有效测量，为锅炉和炉窑等制造单位提供炉墙结构设计参数。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，包括：炉墙系统、加热系统、燃烧器、内层温度测量系统和外壁温度测量系统；
所述炉墙系统包括四面竖直布置、且相互连接的重型炉墙和/或轻型炉墙；所述重型炉墙由内至外依次为耐火砖层、第一保温层和机制红砖层；所述轻型炉墙内至外依次为第二保温层、空气夹层和钢板；
所述加热系统包括膜式壁和光管；所述膜式壁固定在所述重型炉墙的内侧；所述光管固定在所述轻型炉墙的内侧；
所述燃烧器固定在所述炉墙系统的内部下方；
所述内层温度测量系统用于对所述第一保温层和/或所述第二保温层通过逐层测量法进行温度测量；
所述外壁温度测量系统用于对所述机制红砖层和/或所述钢板进行温度测量。
通过上述技术方案，本发明提供了一种高效的炉墙保温结构的性能综合测量系统，通过对温度的采集，可以对重型炉墙和轻型炉墙的各层厚度进行调整，并持续测量，评估最优的保温结构，满足节省材料的需求，降低散热损失的综合要求，最大限度节省资源和能源。
优选的，在上述一种炉墙保温结构的性能综合测量系统中，所述膜式壁和所述光管在所述炉墙系统上的布置组合方式共有24种。膜式壁和光管需要按照要求与重型炉墙和轻型炉墙搭配，且一面墙壁上不应既布置光管又布置膜式壁，通过不同的组合方式评估保温效果，可选择性更强。
优选的，在上述一种炉墙保温结构的性能综合测量系统中，还包括尾部烟道加热系统；所述尾部烟道加热系统包括省煤器、空气预热器和风机；所述省煤器与所述炉墙系统的尾部排烟通道连通；所述空气预热器与所述省煤器的出口连通，并将烟气排入大气；所述风机向所述空气预热器内抽取烟气。能够有效对烟气余热进行再利用，节能效果更好。
优选的，在上述一种炉墙保温结构的性能综合测量系统中，所述省煤器管内的工质为水；所述空气预热器管内的工质为空气。能够有效保证余热回收效果。
优选的，在上述一种炉墙保温结构的性能综合测量系统中，还包括供水系统；所述供水系统包括水泵、水处理装置、膜式壁集箱和光管集箱；所述水泵与所述水处理装置的入口连通；所述水处理装置的出口与所述省煤器的工质入口连通；所述膜式壁集箱的入口与所述省煤器的工质出口连通，所述膜式壁集箱的出口与所述膜式壁的入口连通；所述光管集箱的入口与所述省煤器的工质出口连通，所述光管集箱的出口与所述光管的入口连通。能够有效保证对膜式壁和光管的工质和热量供应。
优选的，在上述一种炉墙保温结构的性能综合测量系统中，还包括出水系统；所述出水系统包括换热器和冷却塔；所述换热器分别与所述膜式壁和/或所述光管的出口连通；所述冷却塔与所述换热器连通，且用于将污水排放至排污管道。能够有效对排出的污水进行处理。
优选的，在上述一种炉墙保温结构的性能综合测量系统中，所述第一保温层为保温材料或空气夹层。均能够满足重型炉墙的保温要求，且增加炉墙结构的多样性。
优选的，在上述一种炉墙保温结构的性能综合测量系统中，当所述第一保温层和所述第二保温层的表面积大于1m2时，所述内层温度测量系统通过网格法布置热电偶对温度进行测量；当所述第一保温层和所述第二保温层的表面积小于或等于1m2时，所述内层温度测量系统布置三个以上的温度探头对温度进行测量。能够有效实现对第一保温层和第二保温层温度的准确测量。
优选的，在上述一种炉墙保温结构的性能综合测量系统中，所述外壁温度测量系统通过贴壁式热电偶测量法或红外线测量法对所述炉墙系统外壁温度进行测量，当采用红外线测量法时，通过贴壁式热电偶进行黑度校正。能够有效实现对炉墙系统外壁温度的准确测量。
优选的，在上述一种炉墙保温结构的性能综合测量系统中，所述膜式壁和/或所述光管内的工质为水、或蒸汽、或有机热载体，工质压力的调节范围为0～31MPa，工质温度的调节范围为20℃～650℃。保证管内工质的压力和温度可调，实验测量的多样性更强，测量的准确度更高。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，该套测量系统的耐火砖层、第一保温层、机制红砖层、第二保温层、空气夹层和钢板的厚度均可调，通过对温度的采集，可以对重型炉墙和轻型炉墙的各层厚度进行调整，并持续测量，评估最优的保温结构，通过本系统测量的炉墙结构，可以节省保温材料、有效降低锅炉和炉窑等的散热损失，最大限度节省资源和能源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的整体系统的结构示意图；
图2附图为本发明提供的炉墙系统的主剖视图；
图3附图为本发明提供的炉墙系统的俯剖视图。
其中：
1-炉墙系统；
11-重型炉墙；
111-耐火砖层；
112-第一保温层；
113-机制红砖层；
12-轻型炉墙；
121-第二保温层；
122-空气夹层；
123-钢板；
2-加热系统；
21-膜式壁；
22-光管；
3-燃烧器；
4-尾部烟道加热系统；
41-省煤器；
42-空气预热器；
43-风机；
5-供水系统；
51-水泵；
52-水处理装置；
53-膜式壁集箱；
54-光管集箱；
6-出水系统；
61-换热器；
62-冷却塔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见附图1至附图3，本发明实施例公开了一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，包括：炉墙系统1、加热系统2、燃烧器3、内层温度测量系统和外壁温度测量系统；
炉墙系统1包括四面竖直布置、且相互连接的重型炉墙11和/或轻型炉墙12；重型炉墙11由内至外依次为耐火砖层111、第一保温层112和机制红砖层113；轻型炉墙12内至外依次为第二保温层121、空气夹层122和钢板123；
加热系统2包括膜式壁21和光管22；膜式壁21固定在重型炉墙11的内侧；光管22固定在轻型炉墙12的内侧；
燃烧器3固定在炉墙系统1的内部下方；
内层温度测量系统用于对第一保温层112和/或第二保温层121通过逐层测量法进行温度测量；
外壁温度测量系统用于对机制红砖层113和/或钢板123进行温度测量。
为了进一步优化上述技术方案，膜式壁21和光管22在炉墙系统1上的布置组合方式共有24种。
为了进一步优化上述技术方案，还包括尾部烟道加热系统4；尾部烟道加热系统4包括省煤器41、空气预热器42和风机43；省煤器41与炉墙系统1的尾部排烟通道连通；空气预热器42与省煤器41的出口连通，并将烟气排入大气；风机43向空气预热器42内抽取烟气。
为了进一步优化上述技术方案，省煤器41管内的工质为水；空气预热器42管内的工质为空气。
为了进一步优化上述技术方案，还包括供水系统5；供水系统5包括水泵51、水处理装置52、膜式壁集箱53和光管集箱54；水泵51与水处理装置52的入口连通；水处理装置52的出口与省煤器41的工质入口连通；膜式壁集箱53的入口与省煤器41的工质出口连通，膜式壁集箱53的出口与膜式壁21的入口连通；光管集箱54的入口与省煤器41的工质出口连通，光管集箱54的出口与光管22的入口连通。
为了进一步优化上述技术方案，还包括出水系统6；出水系统6包括换热器61和冷却塔62；换热器61分别与膜式壁21和/或光管22的出口连通；冷却塔62与换热器61连通，且用于将污水排放至排污管道。
为了进一步优化上述技术方案，第一保温层112为保温材料或空气夹层。
为了进一步优化上述技术方案，当第一保温层112和第二保温层121的表面积大于1m2时，内层温度测量系统通过网格法布置热电偶对温度进行测量；当第一保温层112和第二保温层121的表面积小于或等于1m2时，内层温度测量系统布置三个以上的温度探头对温度进行测量。
为了进一步优化上述技术方案，外壁温度测量系统通过贴壁式热电偶测量法或红外线测量法对炉墙系统1外壁温度进行测量，当采用红外线测量法时，通过贴壁式热电偶进行黑度校正。
为了进一步优化上述技术方案，膜式壁21和/或光管22内的工质为水、或蒸汽、或有机热载体，工质压力的调节范围为0～31MPa，工质温度的调节范围为20℃～650℃。
本发明的测量原理为：
通过对炉墙系统1的温度进行测量，评估炉墙保温结构的优劣，该套测量系统的耐火砖层111、第一保温层112、机制红砖层113、第二保温层121、空气夹层122和钢板123的厚度均可调，通过对温度的采集，可以对重型炉墙11和轻型炉墙12的各层厚度进行调整，并持续测量，评估最优的保温结构，通过本系统测量的炉墙结构，可以节省保温材料、有效降低锅炉和炉窑等的散热损失，最大限度节省资源和能源。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，其特征在于，包括：炉墙系统(1)、加热系统(2)、燃烧器(3)、内层温度测量系统和外壁温度测量系统；
所述炉墙系统(1)包括四面竖直布置、且相互连接的重型炉墙(11)和/或轻型炉墙(12)；所述重型炉墙(11)由内至外依次为耐火砖层(111)、第一保温层(112)和机制红砖层(113)；所述轻型炉墙(12)内至外依次为第二保温层(121)、空气夹层(122)和钢板(123)；
所述加热系统(2)包括膜式壁(21)和光管(22)；所述膜式壁(21)固定在所述重型炉墙(11)的内侧；所述光管(22)固定在所述轻型炉墙(12)的内侧；
所述燃烧器(3)固定在所述炉墙系统(1)的内部下方；
所述内层温度测量系统用于对所述第一保温层(112)和/或所述第二保温层(121)通过逐层测量法进行温度测量；
所述外壁温度测量系统用于对所述机制红砖层(113)和/或所述钢板(123)进行温度测量。
2.根据权利要求1所述的一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，其特征在于，所述膜式壁(21)和所述光管(22)在所述炉墙系统(1)上的布置组合方式共有24种。
3.根据权利要求1或2所述的一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，其特征在于，还包括尾部烟道加热系统(4)；所述尾部烟道加热系统(4)包括省煤器(41)、空气预热器(42)和风机(43)；所述省煤器(41)与所述炉墙系统(1)的尾部排烟通道连通；所述空气预热器(42)与所述省煤器(41)的出口连通，并将烟气排入大气；所述风机(43)向所述空气预热器(42)内抽取烟气。
4.根据权利要求3所述的一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，其特征在于，所述省煤器(41)管内的工质为水；所述空气预热器(42)管内的工质为空气。
5.根据权利要求4所述的一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，其特征在于，还包括供水系统(5)；所述供水系统(5)包括水泵(51)、水处理装置(52)、膜式壁集箱(53)和光管集箱(54)；所述水泵(51)与所述水处理装置(52)的入口连通；所述水处理装置(52)的出口与所述省煤器(41)的工质入口连通；所述膜式壁集箱(53)的入口与所述省煤器(41)的工质出口连通，所述膜式壁集箱(53)的出口与所述膜式壁(21)的入口连通；所述光管集箱(54)的入口与所述省煤器(41)的工质出口连通，所述光管集箱(54)的出口与所述光管(22)的入口连通。
6.根据权利要求1-2或4-5任一项所述的一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，其特征在于，还包括出水系统(6)；所述出水系统(6)包括换热器(61)和冷却塔(62)；所述换热器(61)分别与所述膜式壁(21)和/或所述光管(22)的出口连通；所述冷却塔(62)与所述换热器(61)连通，且用于将污水排放至排污管道。
7.根据权利要求1所述的一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，其特征在于，所述第一保温层(112)为保温材料或空气夹层。
8.根据权利要求1所述的一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，其特征在于，当所述第一保温层(112)和所述第二保温层(121)的表面积大于1m2时，所述内层温度测量系统通过网格法布置热电偶对温度进行测量；当所述第一保温层(112)和所述第二保温层(121)的表面积小于或等于1m2时，所述内层温度测量系统布置三个以上的温度探头对温度进行测量。
9.根据权利要求1所述的一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，其特征在于，所述外壁温度测量系统通过贴壁式热电偶测量法或红外线测量法对所述炉墙系统(1)外壁温度进行测量，当采用红外线测量法时，通过贴壁式热电偶进行黑度校正。
10.根据权利要求1所述的一种炉墙保温结构的性能综合测量系统，其特征在于，所述膜式壁(21)和/或所述光管(22)内的工质为水、或蒸汽、或有机热载体，工质压力的调节范围为0～31MPa，工质温度的调节范围为20℃～650℃。
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