CN110566924A - 余热锅炉的防爆门及余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种余热锅炉的防爆门及余热锅炉，其中防爆门包括：防爆门接管、第一法兰和防爆膜板。防爆门接管的一端形成出口。第一法兰设置在出口处。防爆膜板通过第一法兰压紧在出口上，防爆膜板的一部分边缘与第一法兰可拆卸连接，防爆膜板的另一部分边缘上设有多个豁孔，每个豁孔在防爆膜板的厚度方向上贯通防爆膜板，每个豁孔朝向防爆膜板的侧边延伸以形成豁口，以在发生爆燃时使防爆膜板上具有豁孔的边缘从第一法兰中脱开泄压。本发明实施例的防爆门，防爆门接管上连接防爆膜板，内部压力正常时处于密封状态。发生爆燃时，由于防爆膜板的部分边缘设有豁孔和豁口，可快速泄压，防爆膜板不会跟随高温烟气飞出。防爆膜板更换方便、快捷。

Description

余热锅炉的防爆门及余热锅炉

技术领域

本发明属于锅炉技术领域，具体是一种余热锅炉的防爆门及余热锅炉。

背景技术

余热锅炉是有色金属冶炼工艺中的核心设备之一，可回收冶金工业炉排放的高温烟气，利用高温烟气所携带的热量产出工艺生产所需的蒸汽。由于冶金工业炉在冶炼过程中常掺混一定量的煤炭，因此进入余热锅炉的高温烟气中往往含有一定量的碳氢化合物、一氧化碳和微小碳粒等可燃成分，当这些可燃混合物流经通风不畅且较为密闭的烟道时，一旦遇到火源则极易发生爆燃现象，尤其是当这些可燃混合物聚集在烟道的某处时，遇火源更易发生爆燃，导致余热锅炉内或烟道内局部区域压力突增，引发事故。

因而有必要在余热锅炉以及容易聚集可燃混合物的烟道上安装防爆门。当爆燃发生时，防爆门自动开启泄压，以减少爆燃对余热锅炉和烟道的冲击损害，保证余热锅炉安全运行。

现有的燃油工业锅炉、燃气工业锅炉或煤粉工业锅炉上设有防爆门，但流经余热锅炉的高温烟气成分复杂，使这类防爆门对余热锅炉的适应性欠佳。如重力式的防爆门常会出现防爆门起跳频繁，防爆门大幅度转动而无法复位，防爆门的使用寿命降低，有的防爆门在经过几次泄压过程后铰链锈蚀磨损严重，防爆门无法正常启闭。有的防爆门虽然可以复位，但泄压复位后密封不严，容易产生漏风现象，使高温烟气中的有害气体和灰尘进入大气而污染环境，同时导致锅炉的运行效率降低。此外，金属冶炼后产生的高温烟气含尘量高，防爆门设置区域烟温较高时，容易大量结渣，致使防爆门接管堵塞，防爆门失效。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种余热锅炉的防爆门，所述防爆门在爆燃时可快速开启并安全泄压，泄压后可快速恢复运行，解决了余热锅炉运行时内部超压或发生爆燃时产生的安全问题和长时间停产的问题。

本发明还旨在提出一种具有上述余热锅炉的防爆门的余热锅炉。

根据本发明实施例的一种余热锅炉的防爆门，包括：防爆门接管，所述防爆门接管的一端形成出口；第一法兰，所述第一法兰设置在所述出口处；防爆膜板，所述防爆膜板通过所述第一法兰压紧在所述出口上，所述防爆膜板的一部分边缘与所述第一法兰可拆卸连接，所述防爆膜板的另一部分边缘上设有多个豁孔，每个所述豁孔在所述防爆膜板的厚度方向上贯通所述防爆膜板，每个所述豁孔朝向所述防爆膜板的侧边延伸以形成豁口，以在发生爆燃时使所述防爆膜板上具有所述豁孔的边缘从所述第一法兰中脱开泄压。

根据本发明实施例的余热锅炉的防爆门，防爆门接管上通过第一法兰连接防爆膜板，使得防爆门接管在内部压力正常时处于密封状态。当防爆门接管内或与之相连的烟道内或与之相连的余热锅炉内发生爆燃时，由于防爆膜板的部分边缘设有豁孔和延伸至膜板侧边的豁口，因此爆燃过程中可快速冲破豁口使防爆膜板破裂而泄压；又由于防爆膜板的部分边缘与第一法兰形成可拆卸连接，因此在爆燃过程中，防爆膜板不会跟随高温烟气飞出，当防爆门接管内部压力恢复正常时，可快速更换防爆膜板，而使防爆门恢复正常的密封状态。

根据本发明一个实施例的余热锅炉的防爆门，所述防爆膜板为方形且具有四侧边缘，所述防爆膜板的一侧边缘上设有螺栓孔，所述防爆膜板的其余三侧边缘上形成有多个所述豁孔，所述防爆膜板的四侧边缘均与所述第一法兰通过螺栓连接，以在发生爆燃时使所述豁孔与所述螺栓脱离配合。

有利的，所述防爆膜板为钢制膜板，所述防爆膜板的厚度为1～3mm。

根据本发明一个实施例的余热锅炉的防爆门，所述防爆门接管内设有格栅，所述格栅上设有缓冲耐温层以使流经的高温烟气得以缓冲。

根据本发明进一步的实施例，所述格栅布设在所述防爆门接管的整个管截面上，所述缓冲耐温层位于所述格栅的靠近所述防爆膜板的一侧布设。

可选的，所述缓冲耐温层包括至少一层陶瓷纤维毡。

根据本发明一个实施例的余热锅炉的防爆门，还包括用于冷却流向所述防爆门接管的高温气流的冷却件，所述冷却件盘设在所述防爆门接管的入口处。

可选的，还包括第二法兰，所述第二法兰设置在所述防爆门接管的入口处，所述冷却件通过所述第二法兰连接在所述防爆门接管的入口处。

根据本发明一个实施例的余热锅炉的防爆门，还包括防护罩，所述防护罩罩设在所述防爆门接管的出口端。

根据本发明实施例的一种余热锅炉，包括：烟道；防爆门，所述防爆门为前述的余热锅炉的防爆门，所述防爆门安装在所述烟道上，以使所述烟道内形成爆燃时排出高温烟气。

根据本发明实施例的余热锅炉，防爆门安装在烟道上，可有效防止烟道内部产生持续的爆燃现象而危及整个余热锅炉系统的安全运行。保证烟道内的爆燃烟气快速从防爆门排出，使烟道内保持安全的运行压力。排出高压烟气后可快速更换防爆膜板以使防爆门恢复正常状态，烟道内不发生漏气，可使余热锅炉快速恢复正常运行。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例的防爆门的侧视图。

图2为本发明一个实施例的防爆门的侧视图(局部带有剖视图)。

图3为本发明一个实施例的防爆膜板的主视图。

图4为图2中区域I的局部放大结构示意图。

图5为图2沿A-A方向的剖视图。

图6为图2沿B-B方向的剖视图(局部带有另一处的剖视图)。

图7为本发明一个实施例的格栅的示意图。

附图标记：

防爆门100、

防爆门接管1、出口11、

第一法兰2、

防爆膜板3、豁孔31、豁口311、螺栓孔32、

格栅4、

缓冲耐温层5、

冷却件6、

第二法兰7。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面参考说明书附图描述本发明实施例的余热锅炉的防爆门100。

根据本发明实施例的一种余热锅炉的防爆门100，如图1所示，包括：防爆门接管1、第一法兰2和防爆膜板3。

其中，如图1所示，防爆门接管1的一端形成出口11。该出口11可用于爆燃时排出高温烟气。

第一法兰2设置在出口11处，防爆膜板3通过第一法兰2压紧在出口11上。此防爆门属于膜板式防爆门，在防爆门接管1的内部压力正常的情况下，防爆膜板3将出口11封闭。

结合图2、图3和图5，防爆膜板3的一部分边缘与第一法兰2可拆卸连接，防爆膜板3的另一部分边缘上设有多个豁孔31，每个豁孔31在防爆膜板3的厚度方向上贯通防爆膜板3，每个豁孔31朝向防爆膜板3的侧边延伸以形成豁口311，在发生爆燃时，防爆膜板3上具有豁孔31的边缘易于从第一法兰2中脱开泄压。这里的豁口311，是豁孔31向防爆膜板3的侧边边缘延伸并在该侧边边缘形成的开口，使防爆膜板3的边缘形成豁口311，在一些具体的示例中，当连接件从此豁口311置入豁孔31后，紧固连接件可使防爆膜板3与第一法兰2之间压紧，防爆膜板3的边缘则被压紧在第一法兰2和防爆门接管1之间，形成严实的密封。

由上述结构可知，本发明实施例的余热锅炉的防爆门100，防爆门接管1上通过第一法兰2连接防爆膜板3，使得防爆门接管1在内部压力稳定时持续处于密封状态，在此状态下，具有豁孔31和豁口311的防爆膜板3的边缘被第一法兰2压紧。

当防爆门接管1内、或与防爆门接管1相连的烟道内、或与防爆门接管1相连的余热锅炉内发生爆燃时，边缘设有豁孔31和延伸至膜板侧边的豁口311的防爆膜板3易于从第一法兰2中挣脱。也就是说，在一些具体的示例中，当豁孔31中设有连接件时，发生爆燃时连接件可快速从豁口311中挣脱，因此爆燃过程中具有豁孔31的防爆膜板3可快速形成流通口供爆燃过程中高温烟气排出，使防爆膜板3更易打开而泄压。在另一些具体的示例中，豁孔31中不设连接件，而仅靠防爆门接管1和第一法兰2之间的压力压紧，当发生爆燃时，带有豁孔31的边缘与防爆门接管1、第一法兰2之间的接触面积少，受到的压紧力小，因此带有豁孔31的边缘易于挣脱而形成泄压口。

由于防爆膜板3的部分边缘与第一法兰2形成可拆卸连接，因此在爆燃过程中，防爆膜板3的该部分边缘始终与第一法兰2形成连接而不易完全断裂，防爆膜板3也就不会跟随高温烟气飞出，防止防爆膜板3崩落至别处引起后续安全事故。

与此同时，当防爆门接管1内部压力恢复正常时，由于防爆膜板3依然留在出口11处，因此可快速更换损坏或者变形的防爆膜板3，而使防爆门100恢复正常的密封状态，并使余热锅炉系统恢复正常的运行状态。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，防爆膜板3为方形且具有四侧边缘，防爆膜板3的一侧边缘上设有螺栓孔32，防爆膜板3的其余三侧边缘上形成有多个豁孔31，防爆膜板3的四侧边缘均与第一法兰2通过螺栓连接，以在发生爆燃时使豁孔31与螺栓脱离配合。在这些事例中，防爆膜板3的边缘不仅被第一法兰2和防爆门接管1压紧，同时还被螺栓进一步固定和限位，使防爆膜板3不易轻易从第一法兰2和防爆门接管1之间挣脱，因此，防爆膜板3可承受更大的高温烟气冲击力，以适应更多的使用环境。

在上述实施例中，防爆门接管1也相应形成为方形出口11为宜，以与前述的防爆膜板3更好地封闭出口11，并更容易连接在出口11上。

当然，本发明的防爆门接管1的出口11、防爆膜板3也不限于上述的方形，也可以为多边形或圆形。当为多边形时防爆膜板3至少有一条边需要设计螺栓孔32，以使防爆膜板3与第一法兰2形成可拆卸连接。当为圆形时，防爆膜板3至少有一定的圆心角对应的边缘上设计有螺栓孔32。

此外，本发明防爆膜板3与第一法兰2之间的可拆卸连接也不限于上述的螺栓连接件连接，也可以在防爆膜板3上设置插扣，第一法兰2上设置插槽，在第一法兰2将防爆膜板3压紧在出口11上的同时，插扣可拆卸地扣合在插槽中。

可选的，防爆膜板3为钢制膜板，防爆膜板3的厚度为1～3mm。在防爆膜板3选用钢制件制成时，强度足够，可承受一定的烟气冲击力，而不易破损。防爆膜板3的厚度在1～3mm内时，不仅能保证足够的强度以承受烟气冲击力，还能保证在爆燃需要泄压时局部破损形成泄压口快速泄压。

在本发明的一些实施例中，如图2、图6所示，防爆门接管1内设有格栅4，格栅4上设有缓冲耐温层5以使流经的高温烟气得以缓冲。设置格栅4一方面可支撑缓冲耐温层5，使缓冲耐温层5稳定地设置在需要缓冲的位置，另一方面设置格栅4也可以在一定程度上减小爆燃时高温烟气产生的冲击力，并使流向后续出口11的高温烟气更加均匀柔和，避免防爆膜板3因高温高压烟气频繁起跳，有效延长防爆膜板3的使用寿命。

可选的，格栅4形成为多行多列的方格网状。在其他的示例中，格栅4也可以形成为带有条状间隙的支撑网。

有利的，如图6和图7所示，格栅4布设在防爆门接管1的整个管截面上，缓冲耐温层5位于格栅4的靠近防爆膜板3的一侧布设。缓冲耐温层5布设在靠近防爆膜板3的一侧，可有效防止高温烟气对防爆膜板3的高压冲击，而其耐温性能又可以防止高温烟气将缓冲耐温层5引燃，保证防爆门100使用的安全性。

有利的，缓冲耐温层5形成为具有一定厚度的结构，其厚度占防爆门接管1总高度的60％～80％为宜，以充分发挥其缓冲性能，同时，可极大地减少高温高压烟气对防爆膜板3的冲击力，防止防爆膜板3频繁爆破，影响余热锅炉系统的运行。

可选的，缓冲耐温层5包括至少一层陶瓷纤维毡。在其他示例中，缓冲耐温层5不局限于上述材料，只要满足质量轻便，能缓冲并传递爆破能量，能保温隔热，耐温达到1000℃的材料均可视为可替换材料，如气凝胶毡等材料。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，防爆门100还包括用于冷却流向防爆门接管1的高温气流的冷却件6，冷却件6盘设在防爆门接管1的入口处。冷却件6可为流向防爆门接管1的高温高压烟气进行降温，降低流向防爆膜板3的烟气的温度，保护防爆门接管1内的各个结构。

可选的，冷却件6形成为冷却管，冷却管方便布设在防爆门接管1的入口处。在一些示例中，冷却管采用水冷管，水冷管中设置循环水为流经的高温烟气进行降温，可有效防止防爆门接管1区域内大面积结渣，避免因结渣堵塞防爆门接管1导致防爆膜板3无法正常爆破的现象发生。

可选的，如图2和图4所示，防爆门100还包括第二法兰7，第二法兰7设置在防爆门接管1的入口处，冷却件6通过第二法兰7连接在防爆门接管1的入口处，便于拆装冷却件6于防爆门接管1上。在本发明的描述中，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

有利的，冷却件6与防爆门接管1之间的连接处增设耐温密封带进行密封。耐温密封带可选择陶瓷纤维带或石棉密封带。

在本发明的一些实施例中，防爆门100还包括防护罩(图未示出)，防护罩罩设在防爆门接管1的出口11的一端。防护罩可进一步防止防爆膜板3飞出，同时，防护罩可将爆燃后流出的烟气导向后续的排烟烟道进行放散。

可选的，防护罩上设有流通口，以方便爆破后的流出的烟气的流动。

下面参考说明书附图描述本发明实施例的余热锅炉。

根据本发明实施例的一种余热锅炉，包括：烟道(图未示出)、防爆门100。防爆门100为前述的余热锅炉的防爆门100，防爆门100的结构在此不做赘述。

防爆门100安装在烟道上，由于防爆门100上形成边缘带有豁口311的防爆膜板3，可使烟道内形成爆燃时排出高温烟气。

由上述结构可知，本发明实施例的余热锅炉，防爆门100安装在烟道上，可在合适的时机进行局部爆破泄压，保证烟道内的爆燃烟气快速从防爆门100排出，使烟道内保持安全的运行压力，有效防止烟道内部产生持续的爆燃现象，避免内部系统压力急剧升高而危及整个余热锅炉系统的安全运行。

由于本发明中的防爆门100在爆燃泄压过程中，防爆膜板3会爆破，而防爆膜板3压紧在防爆门接管1和第一法兰2之间，因此，排出高压烟气后可快速更换防爆膜板3以使防爆门100恢复正常状态，使防爆门接管1内保持密闭，烟道内不发生漏气，余热锅炉可快速恢复正常运行。

可以理解的是，本发明的上述防爆门100也可以用于其他烟气成分更加简单的锅炉上，用于锅炉系统内发生爆燃或运行压力激增时的排烟减压。

下面结合说明书附图描述本发明的具体实施例中余热锅炉的防爆门100和具有防爆门100的余热锅炉的具体结构。

实施例

一种余热锅炉的防爆门100，包括：防爆门接管1、第一法兰2、防爆膜板3、格栅4、缓冲耐温层5、冷却件6、第二法兰7和防护罩。

如图1所示，防爆门接管1总体形成为竖直的方筒形结构，防爆门接管1的一端形成出口11另一端形成入口(出口和入口均形成为方形)。如图2和图4所示，防爆门接管1的出口11处连接有第一法兰2。如图5所示，第一法兰2和防爆门接管1之间压紧设置有防爆膜板3，且防爆膜板3与第一法兰2、防爆门接管1之间还设有螺栓连接件形成紧密的连接，在余热锅炉系统的烟气压力保持稳定或未超过一定值时，防爆膜板3密封出口11。防护罩罩设在第一法兰2的外侧，将防爆膜板3罩设在内部，防护罩上形成有流通口以通过高温烟气。防护罩的出口端连通排烟烟道。

如图2和图4所示，防爆门接管1的入口处设有第二法兰7，冷却件6通过第二法兰7连接在防爆门接管1的入口处。冷却件6采用水冷冷却管，水冷冷却管盘设在防爆门接管1的入口处，冷却件6快速为高温烟气降温。冷却件6与第二法兰7之间的连接处增设有陶瓷纤维带。

如图3所示，防爆膜板3形成为方形且具有四侧边缘，防爆膜板3的一侧边缘上设有螺栓孔32，防爆膜板3的其余三侧边缘上形成有多个豁孔31，防爆膜板3的四侧边缘均与第一法兰2通过螺栓连接，以在发生爆燃时使豁孔31与螺栓脱离配合，而螺栓孔32内的螺栓始终与第一法兰2连接，且该处边缘不脱离第一法兰2。

如图2和图6所示，防爆门接管1内的整个横截面上设有格栅4，格栅4上设有缓冲耐温层5以使流经的高温烟气得以缓冲，缓冲耐温层5布设在靠近防爆膜板3的一侧。缓冲耐温层5使用陶瓷纤维毡制成，且缓冲耐温层5的填充量占防爆门接管1内体积的60％。

一种余热锅炉，包括：烟道、防爆门100。防爆门100为前述的余热锅炉的防爆门100，防爆门100安装在烟道上，防爆门100上形成边缘带有豁口311的防爆膜板3，以使烟道内形成爆燃时排出高温烟气。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明实施例的余热锅炉的防爆门100及余热锅炉的其他结构例如余热锅炉的结构、烟道的结构和烟气的降温原理等对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种余热锅炉的防爆门，其特征在于，包括：

防爆门接管，所述防爆门接管的一端形成出口；

第一法兰，所述第一法兰设置在所述出口处；

防爆膜板，所述防爆膜板通过所述第一法兰压紧在所述出口上，所述防爆膜板的一部分边缘与所述第一法兰可拆卸连接，所述防爆膜板的另一部分边缘上设有多个豁孔，每个所述豁孔在所述防爆膜板的厚度方向上贯通所述防爆膜板，每个所述豁孔朝向所述防爆膜板的侧边延伸以形成豁口，以在发生爆燃时使所述防爆膜板上具有所述豁孔的边缘从所述第一法兰中脱开泄压。

2.根据权利要求1所述的余热锅炉的防爆门，其特征在于，所述防爆膜板为方形且具有四侧边缘，所述防爆膜板的一侧边缘上设有螺栓孔，所述防爆膜板的其余三侧边缘上形成有多个所述豁孔，所述防爆膜板的四侧边缘均与所述第一法兰通过螺栓连接，以在发生爆燃时使所述豁孔与所述螺栓脱离配合。

3.根据权利要求2所述的余热锅炉的防爆门，其特征在于，所述防爆膜板为钢制膜板，所述防爆膜板的厚度为1～3mm。

4.根据权利要求1所述的余热锅炉的防爆门，其特征在于，所述防爆门接管内设有格栅，所述格栅上设有缓冲耐温层以使流经的高温烟气得以缓冲。

5.根据权利要求4所述的余热锅炉的防爆门，其特征在于，所述格栅布设在所述防爆门接管的整个管截面上，所述缓冲耐温层位于所述格栅的靠近所述防爆膜板的一侧布设。

6.根据权利要求4所述的余热锅炉的防爆门，其特征在于，所述缓冲耐温层包括至少一层陶瓷纤维毡。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的余热锅炉的防爆门，其特征在于，还包括用于冷却流向所述防爆门接管的高温气流的冷却件，所述冷却件盘设在所述防爆门接管的入口处。

8.根据权利要求7所述的余热锅炉的防爆门，其特征在于，还包括第二法兰，所述第二法兰设置在所述防爆门接管的入口处，所述冷却件通过所述第二法兰连接在所述防爆门接管的入口处。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的余热锅炉的防爆门，其特征在于，还包括防护罩，所述防护罩罩设在所述防爆门接管的出口端。

10.一种余热锅炉，其特征在于，包括：

烟道；

防爆门，所述防爆门为根据权利要求1-9中任一项所述的余热锅炉的防爆门，所述防爆门安装在所述烟道上，以使所述烟道内形成爆燃时排出高温烟气。