CN113339837B - 用于垃圾电站余热锅炉的管排型浇注料、系统及其制备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于垃圾电站余热锅炉的管排型浇注料，其由安装于垃圾电站余热锅炉的浇筑料位置的水冷壁形成。该新型浇注料在保证垃圾燃烧区保证实现“850℃、2s”稳定燃烧基本要求的同时，还具备超温及时散热的功能，可大大减少高温烟气对各烟道管道的严重腐蚀，同时又将管内被炉膛高温加热的水汽两相流输送到水冷壁和汽包内，加入汽液主循环系统，实现了炉膛高温热能的高效利用。与传统的浇注料相比，在新型管排型浇注料内通水对其进行冷却散热，以防在超温条件下很快被烧坏，服役寿命得以延长。而且，新型浇筑料对炉膛温度的控制可以完全靠具有一定智能的温控器自动完成，不用人工干预，保养维护简单方便，且成本不高，经济适用。

Description

用于垃圾电站余热锅炉的管排型浇注料、系统及其制备

技术领域

本发明属于热力管道防护技术领域，涉及用于垃圾电站余热锅炉的管排型浇注料、系统及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，随着国家循环经济方针政策的贯彻执行，我国垃圾焚烧发电进入快速发展轨道，垃圾焚烧发电装机规模、发电量井喷式高速发展，目前居世界第一。水冷壁是锅炉的主要受热部分，是由管子和鳍片焊成的气密式结构(也称管排或膜式壁)，见图1、图2。敷设在锅炉炉膛内壁组成的蒸发受热面，也称水冷壁管排。水冷壁的作用是吸收炉膛中高温烟气的辐射热量,其中超过50％的热量由水冷壁吸收后加热管内水的温度，持续产生蒸汽推动汽轮机叶片旋转进行发电；同时降低锅炉炉墙温度，延长锅炉寿命。

传统余热锅炉在锅炉内衬以及其它金属结构高温处均设置浇注料，所谓浇注料是由耐火骨料、粉料和结合剂组成的类似混凝土的耐高温混合无机材料，加水搅拌后，采用浇注方法施工。既可预先制作成具有规定形状尺寸的预制件，如传统的由浇注料墙厚度约为120-250mm(见图3)，也可沿水冷壁外壁销钉(起到提高浇注料强度兼传热的作用，见图4)处现场浇筑，见图5。

对垃圾焚烧锅炉来说有一个严重问题逐渐暴露出来，就是由于垃圾热值的不稳定性，焚烧炉燃烧温度和压力波动较大，不易稳定控制。为消除二噁英对环境的影响，国标规定垃圾焚烧必须满足“850℃、2s”的要求，炉温低于850℃可采用通风助燃、料层厚度控制等方法解决；但温度如果持续居高不下，仅通过减少给料的方法，炉膛就可能空烧，引起负荷的大幅度波动；如果仅通过大幅度减少一次风量的方法是可将压力降下来，但因为这时的炉膛温度很高，减少了一次风量也就是减少了一次风对炉排的冷却作用，炉排受热膨胀，极易引起炉排的卡涩；虽然也可通过增加二次风量来降低第一垂直烟道的烟气温度，但这些风量的改变都具有不确定性，对温度的改变效果也有限。所以说目前还缺少对超温有效的控制手段。

此外，目前发展越来越多的高参数锅炉，以及垃圾分类逐渐严格，含水量减少造成的炉膛温度越来越高，极易使燃烧后延，造成炉膛出口烟气温度升高，这些高温烟气沿烟道传导势必会对锅炉各烟道中的关键金属结构件，如锅炉四管(水冷壁、过热器、再热器、省煤器)的快速腐蚀，使锅炉四管的服役寿命大大缩短，该问题目前已成为严重影响锅炉寿命的瓶颈问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对炉膛超温而传统浇筑料功能又较为单一的问题，提供一种余热锅炉智能调温式浇注料方法，以该方法替代余热锅炉的传统浇注料，旨在提供一种在满足浇注料全部功能的同时，还具有智能调控炉膛温度的多功能浇注料。主要应用于余热锅炉内工况最恶劣、温度最高的第一烟道中下部。

为此，本发明第一方面提供了一种用于垃圾电站余热锅炉的管排型浇注料，其由安装于垃圾电站余热锅炉的浇筑料位置的水冷壁形成。

根据本发明，所述水冷壁包括新水冷壁和报废水冷壁；优选地，所述水冷壁经过了正反面的喷砂处理；进一步优选地，所述水冷壁还经过了表面强化处理；更进一步优选地，所述水冷壁还经过了对表面强化处理过程中产生的二次形变进行矫正；特别地，所述报废水冷壁在喷砂处理前经过了变形矫正、并用砂轮磨除了受热面的积灰和结焦，且对内孔表面进行了酸洗清理。

本发明第二方面提供了一种用于垃圾电站余热锅炉的管排型浇筑料层，其由本发明第一方面所述的管排型浇注料及其内部所含的水形成；优选地，所述管排型浇注料内部所含的水来自尾部高温烟气热水管道。

本发明第三方面提供了一种用于垃圾电站余热锅炉的调温式多功能浇筑料系统，其包括设置于锅炉汽水循环系统中的如本发明第一方面所述的管排型浇注料和换向阀；所述换向阀包含一个进口，以及第Ⅰ、第Ⅱ两个出口和一个可移动阀芯；所述管排型浇注料的进水端连接于省煤器上游端的尾部高温烟气热水管道，其出水端连接于换向阀的进水口，所述换向阀的第Ⅰ出口通过第Ⅰ单向阀连接于下降管，第Ⅱ出口通过第Ⅱ单向阀连接于汽包，并由此形成分支温控系统。

根据本发明，所述调温式多功能浇筑料系统还包括设置在炉膛中的烟气温度传感器；当炉膛温度达到温度设定值时，通过移动阀芯连通换向阀的进口与第Ⅰ出口形成第Ⅰ通道或连通换向阀的进口与第Ⅱ出口形成第Ⅱ通道使得来自尾部高温烟气热水管道的水在管排型浇注料中流动来散发热量并维持垃圾电站余热锅炉的温度稳定；当炉膛温度低于温度设定值时，通过移动阀芯关闭换向阀的各出口使得管排型浇注料中的水不流动从而使得垃圾电站余热锅炉的炉膛处于绝热状态。

本发明中，所述温度设定值为900℃或1100℃。

本发明中，所述换向阀包括手动换向阀、机械换向阀、电磁换向阀、液压换向阀或电控液压换向阀。

在本发明的一些具体的实施例中，所述换向阀为机械换向阀或液压换向阀，所述机械换向阀或液压换向阀通过继电器或电控器与设置在炉膛中的烟气温度传感器相连；当炉膛温度达到温度设定值时，换向阀的阀芯移动连通换向阀的进口与第Ⅰ出口形成第Ⅰ通道或连通换向阀的进口与第Ⅱ出口形成第Ⅱ通道，使得尾部高温烟气热水管道中的水流经管排型浇注料再通过换向阀的第Ⅰ通道流入下降管或通过换向阀的第Ⅱ通道流入汽包以散发热量，维持炉温稳定；而当炉膛温度低于温度设定值，换向阀的阀芯移动关闭换向阀的各出口使得管排型浇注料中的水不流动以保持炉膛绝热状态。

在本发明的另一些实施例中，所述换向阀为电磁阀或电控液压换向阀，所述电磁阀或电控液压换向阀与设置在炉膛中的烟气温度传感器相连；当炉膛温度达到温度设定值时，换向阀的阀芯移动连通换向阀的进口与第Ⅰ出口形成第Ⅰ通道或连通换向阀的进口与第Ⅱ出口形成第Ⅱ通道，使得尾部高温烟气热水管道中的水流经管排型浇注料再通过换向阀的第Ⅰ通道流入下降管或通过换向阀的第Ⅱ通道流入汽包以散发热量，维持炉温稳定；而当炉膛温度低于温度设定值时，换向阀的阀芯移动关闭换向阀的各出口使得管排型浇注料中的水不流动以保持炉膛绝热状态。

根据本发明，所述管排型浇注料与锅炉汽水循环系统的水冷壁并排设置，且紧靠水冷壁。

在本发明的一些实施例中，所述锅炉汽水循环系统包括依次相连的省煤器、汽包、过热器、汽轮机，以及敷设在锅炉炉膛内壁受热面的水冷壁管，所述省煤器进水端与尾部高温烟气热水管道相连，所述水冷壁管的进水端通过下降管与汽包相连，其出水端直接与汽包相连，形成循环回路。

本发明第四方面提供了如本发明第三方面所述的用于垃圾电站余热锅炉的调温式多功能浇筑料系统的制备方法，其包括：

步骤B，采用专用工装对浇注料毛坯进行变形矫正，获得变形矫正后浇注料毛坯；

步骤C，对矫正后浇注料毛坯的受热面堆焊镍基合金，获得管排型浇注料；

步骤D，对管排型浇注料在堆焊过程中产生的二次变形进行矫正，获得管排型浇注料成品；

步骤E，将管排型浇注料成品安装入锅炉汽水循环系统，获得用于垃圾电站余热锅炉的调温式多功能浇筑料系统；

其中，所述浇注料毛坯包括新水冷壁和报废水冷壁。

在本发明的一些优选的实施例中，所述报废水冷壁包括受热面无爆口、宏观裂纹少、整体热变形小，外壁减薄后平均壁厚仍在3mm以上的水冷壁。

根据本发明，在步骤E中，将管排型浇注料成品吊装竖立，与服役水冷壁并排紧靠安装，二者间局部采用连接板焊接固定。

在本发明的一些实施例中，在步骤B中，对浇注料毛坯进行喷砂处理，获得变形矫正后浇注料毛坯；优选地，当所述浇注料毛坯为报废水冷壁时，在对浇注料毛坯进行喷砂处理前，先手持砂轮磨除对浇注料毛坯受热面的积灰和结焦，并对浇注料毛坯的内孔表面酸洗清理。

本发明第五方面提供了如本发明第三方面所述的调温式多功能浇筑料系统或如本发明第四方面所述的方法制备的调温式多功能浇筑料系统在锅炉汽水循环中的应用。

在本发明的一些实施例中，所述应用包括向管排型浇注料中的管道内通水，形成管排型浇注料层，开始运行温控分支系统，根据烟气温度控制阀芯移动连通换向阀的第Ⅰ通道或第Ⅱ通道或关闭换向阀的两个出口，并通过单向阀防止回流。

具体地，当炉膛温度达到900℃时，连通换向阀的第Ⅰ通道，使得尾部高温烟气热水管道中的水流经管排型浇注料再通过换向阀的第Ⅰ通道进入下降管以散发热量，维持炉温稳定；当炉膛温度达到1100℃时，连通换向阀的第Ⅱ通道，使得尾部高温烟气热水管道中的水流经管排型浇注料再通过换向阀的第Ⅱ通道流入汽包以散发热量，维持炉温稳定；而当炉膛温度低于900℃时，关闭换向阀的各出口使得排型浇注料内水不流动以保持炉膛绝热状态。

本发明的有益效果是：

(1)新型浇注料在保证垃圾燃烧区保证实现“850℃、2s”稳定燃烧基本要求的同时，还具备超温及时散热的功能，可大大减少高温烟气对各烟道管道的严重腐蚀。同时又将管内被炉膛高温加热的水汽两相流输送到水冷壁和汽包内，加入汽液主循环系统，实现了炉膛高温热能的高效利用。

(2)传统浇注料是一种耐高温类混凝土无机材料，在长期高温烘烤下极易脆化，一般使用1-2年就发生开裂，并逐渐产生局部脱落，多数3-4年就要局部补填浇注料乃至更换。而在新型管排型浇注料内通水对其进行冷却散热，以防在超温条件下很快被烧坏，服役寿命得以延长。

(3)新型浇筑料对炉膛温度的控制可以完全靠具有一定智能的温控器自动完成，不用人工干预，保养维护简单方便，且成本不高，经济适用。

(4)可选报废水冷壁管排(挑选其中完整性相对较好)作为智能浇筑料替代传统浇注料，实际应用时翻面使用，即将原背面未受腐蚀且厚度完整的面作为受热面，原受热面因有腐蚀而发生不同程度的损伤放到背面。为报废的水冷壁“物尽其用”找到了应用出口，也节约了资源和减少了二次制造所需能源的浪费。

附图说明

下面将结合附图来说明本发明。

图1为水冷壁管排照片。

图2为水冷壁局部照片。

图3为传统水冷壁浇筑料墙结构示意图。

图4示出水冷壁管排中下部的销钉结构。

图5为在水冷壁销钉上直接浇筑的浇筑料示意图；图3中的附图标记的含义为：1水冷壁管；2销钉；3铬矿砂耐火可塑料。

图6为用于垃圾电站余热锅炉的调温式多功能浇筑料系统示意图。

图7为分支温控系统示意图。

图6和图7中的附图标记的含义为：11尾部高温烟气热水管道；12省煤器；13汽包；14过热器；15汽轮机；16下降管；21水冷壁；31管排型浇注料；32换向阀；321换向阀的第Ⅰ出口；3211换向阀的第Ⅰ通道；3212第Ⅰ单向阀；322换向阀的第Ⅱ出口；3221换向阀的第Ⅱ通道；3222第Ⅱ单向阀；323换向阀的进水口；324换向阀的中间截止位置；325换向阀的阀芯。

具体实施方式

为使本发明容易理解，下面将结合附图来详细说明本发明。但在详细描述本发明前，应当理解本发明不限于描述的具体实施方式。还应当理解，本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式，而并不表示限制性的。

除非另有定义，本文中使用的所有术语与本发明所属领域的普通技术人员的通常理解具有相同的意义。虽然与本文中描述的方法和材料类似或等同的任何方法和材料也可以在本发明的实施或测试中使用，但是现在描述了优选的方法和材料。

Ⅰ、术语

本发明所用术语“水冷壁”亦称为“水冷墙”、“水冷壁管”、“水冷壁管排”(简称为管排)或“膜式壁”。通常由钢管垂直铺设在锅炉炉墙内壁面上，主要用来吸收炉内火焰和高温烟气所放出热量。

本发明中所述用语“锅炉四管”与“锅炉用管”可以互换使用，其包括水冷壁、过热器、再热器、省煤器。

本发明中所述用语“尾部高温烟气热水管道”是指用于向省煤器供入或输送被尾部高温烟气加热的水的管道。

本文所述用语“约”，“大约”，“基本上”和“主要”，当与元件，浓度，温度或其它物理或化学性质或特性的范围结合使用时，覆盖可能存在于属性或特性的范围的上限和/或下限中的变化，包括例如由舍入，测量方法或其他统计变化导致的变化。如本文所述，与量，重量等相关的数值，被定义的“约”是每个特定值的所有数值加或减1％。例如，用语“约10％”应理解为“9％至11％”。

Ⅱ、实施方案

针对炉膛超温而传统浇筑料功能又较为单一的问题，本发明提出以膜式水冷壁作为一种新型浇注料替代余热锅炉的传统浇注料，特别是以余热锅炉智能调温式浇注料，替代余热锅炉的传统浇注料，旨在提供一种在满足浇注料全部功能的同时，还具有智能调控炉膛温度的多功能浇注料。主要应用于余热锅炉内工况最恶劣、温度最高的第一烟道中下部。

因此，本发明第一方面所涉及的用于垃圾电站余热锅炉的管排型浇注料是由安装于垃圾电站余热锅炉的浇筑料位置的水冷壁形成。

本发明中，所述水冷壁包括新水冷壁和报废水冷壁，其中，所述新水冷壁是指未经使用或应用的水冷壁，而报废的水冷壁则是指经过使用后受热面已经存在一定程度的腐蚀或磨蚀的水冷壁。

根据本发明，用作浇注料的水冷壁经过正反面的喷砂处理，并经过对受热面的表面强化处理，其包括在原管排的背面，也就是现管排的受热面堆焊镍基合金。

优选地，所述水冷壁还经过了对表面强化处理过程中产生的二次形变的矫正处理。

特别地，所述报废水冷壁在喷砂处理前经过了变形矫正、并用砂轮磨除了受热面的积灰和结焦，且对内孔表面进行了酸洗清理。

基于上述不难理解，本发明第二方面所涉及的用于垃圾电站余热锅炉的管排型浇筑料层由本发明第一方面所述的管排型浇注料及其内部所含的水形成；优选地，所述管排型浇注料内部所含的水来自尾部高温烟气热水管道。

本领域技术人员应该了解的是，本发明中所谓“浇注料”，并不是采用传统的耐火浇注料，而是在安装传统的浇筑料的位置，也就是围绕炉膛四周安装水冷壁结构的膜式壁，因此，本发明中也称为“管排型浇注料”。为较好地实现管排型浇注料的作用，该膜式壁中的管道内也通水，并且，其所运行的水路称为分支温控系统。

图6为本发明中用于垃圾电站余热锅炉的调温式多功能浇筑料系统的示意图。图7为分支温控系统示意图。从图6可以看出，本发明第三方面所涉及的用于垃圾电站余热锅炉的调温式多功能浇筑料系统包括设置于锅炉汽水循环系统中的如本发明第一方面所述的管排型浇注料31和换向阀32；从图7可以看出，所述换向阀32包含一个进口323，以及第Ⅰ、第Ⅱ两个出口(321和322)和一个可移动(例如，可转动或滑动)阀芯325；所述管排型浇注料的进水端连接于省煤器上游端的尾部高温烟气热水管道11，其出水端连接于换向阀的进水口323，所述换向阀的第Ⅰ出口321通过第Ⅰ单向阀3212连接于下降管16，第Ⅱ出口322通过第Ⅱ单向阀3222连接于汽包13，并由此形成分支温控系统(如图6中的粗实线所示)。分支温控系统属于本发明中用于垃圾电站余热锅炉的调温式多功能浇筑料系统的一个子系统，因此，本发明中也称为分支温控子系统。

根据本发明，所述管排型浇注料31与锅炉汽水循环系统的水冷壁21并排设置，且紧靠水冷壁21。

在本发明的一些实施例中，所述锅炉汽水循环系统包括依次相连的省煤器12、汽包13、过热器14、汽轮机15，以及敷设在锅炉炉膛内壁受热面的水冷壁管21，所述省煤器进水端与尾部高温烟气热水管道11相连，所述水冷壁管的进水端21通过下降管16与汽包13相连，其出水端直接与汽包13相连，形成循环回路。

根据本发明，所述调温式多功能浇筑料系统还包括设置在炉膛中的烟气温度传感器；当炉膛温度达到设定值，例如900℃或1100℃时，通过转动或滑动阀芯325连通换向阀的进口323与第Ⅰ出口321形成第Ⅰ通道3211或通过转动或滑动阀芯325连通换向阀的进口323与第Ⅱ出口322形成第Ⅱ通道3221使得来自尾部高温烟气热水管道11的水(被尾部高温烟气加热的水)在管排型浇注料31中流动来散发热量并维持垃圾电站余热锅炉的温度稳定；当炉膛温度低于温度设定值900℃时，通过转动或滑动阀芯325关闭换向阀的各出口(第Ⅰ出口321或第Ⅱ出口322)使得管排型浇注料31中的水不流动从而使得垃圾电站余热锅炉的炉膛处于绝热状态。

本发明中，所述换向阀包括手动换向阀、机械换向阀、电磁换向阀、液压换向阀或电控液压换向阀。

在本发明的一些具体的实施例中，所述换向阀32为机械换向阀或液压换向阀，所述机械换向阀或液压换向阀以常规连接方式通过继电器或电控器与设置在炉膛中的烟气温度传感器相连；当炉膛温度达到900℃时，通过转动或滑动阀芯325连通换向阀的进口323与第Ⅰ出口321形成第Ⅰ通道3211，使得尾部高温烟气热水管道11中的水流经管排型浇注料31再通过换向阀32的第Ⅰ通道3211流入下降管16以散发热量，维持炉温稳定；当炉膛温度达到1100℃时，通过转动或滑动阀芯325连通换向阀的进口323与第Ⅱ出口322形成第Ⅱ通道3221，使得尾部高温烟气热水管道11中的水流经管排型浇注料31再通过换向阀32的第Ⅱ通道3221流入汽包13以散发热量，维持炉温稳定；而当炉膛温度低于900℃时，换向阀的阀芯325转动或滑动至中间截止位置324使得换向阀的各出口(第Ⅰ出口321或第Ⅱ出口322)关闭，从而使得排型浇注料31内水不流动以保持炉膛绝热状态。

在本发明的另一些实施例中，所述换向阀32为电磁换向阀、电控液压换向阀，所述电控液压换向阀以常规连接方式与设置在炉膛中的烟气温度传感器相连；当炉膛温度达到900℃时，换向阀的阀芯325转动或滑动连通换向阀的进口323与第Ⅰ出口321形成第Ⅰ通道3211，使得尾部高温烟气热水管道11中的水流经管排型浇注料31再通过换向阀的第Ⅰ通道3211流入下降管16以散发热量，维持炉温稳定；当炉膛温度达到1100℃时，换向阀的阀芯325转动或滑动连通换向阀的进口323与第Ⅱ出口322形成第Ⅱ通道3221，使得尾部高温烟气热水管道11中的水流经管排型浇注料31再通过换向阀32的第Ⅱ通道3221流入汽包13以散发热量，维持炉温稳定；而当炉膛温度低于900℃时，换向阀的阀芯325转动或滑动至中间截止位置324使得换向阀的各出口(第Ⅰ出口321或第Ⅱ出口322)关闭，从而使得排型浇注料31内水不流动以保持炉膛绝热状态。

基于上述不难理解，所述换向阀为机械换向阀、液压换向阀、电磁换向阀或电控液压换向阀时，尤其是所述换向阀为电磁换向阀或电控液压换向阀时，本发明中所谓的“调温式多功能浇筑料系统”可以看作是“智能调温式多功能浇筑料系统”。

本发明中“智能调温式多功能浇筑料系统”的“智能”一词，是指构成管排型浇筑料层和调温式多功能浇筑料系统的水路循环系统不是人为控制，而是由系统自动控制。由图7可知，分支温控系统中设置一个换向阀和两个单向阀，换向阀的各出口(第Ⅰ出口321或第Ⅱ出口322)由炉膛中测量烟气温度的传感器通过继电器或电控器控制，单向阀(3212和3222)防止回流。当炉膛温度分别达到900℃和1100℃时，通过转动或滑动阀芯325连通换向阀的进口323与第Ⅰ出口321形成第Ⅰ通道3211或通过转动或滑动阀芯325连通换向阀的进口323与第Ⅱ出口322形成第Ⅱ通道3221让省煤器上游端的尾部高温烟气热水管道11中的水分别流经管排型浇注料31再通过换向阀31的第Ⅰ通道3211流入下降管或通过换向阀的第Ⅱ通道3221流入汽包以散发热量，保证炉温稳定；而温度低于900℃的条件下，换向阀的阀芯325转动或滑动至中间截止位置324使得换向阀的各出口(第Ⅰ出口321或第Ⅱ出口322)关闭，使得排型浇注料31内水不流动以保持炉膛绝热状态。

本领域技术人员应该了解的是，上述用于构成本发明中分支温控系统的换向阀并不仅限于单一的换向阀，也包括由二通、三通、四通、五通等与阀门或换向阀组成的具有换向功能，且能够形成两个出水通道(第Ⅰ通道3211、第Ⅱ通道3221)和一个截止位置的构件。

本发明第四方面提供了如本发明第三方面所述的用于垃圾电站余热锅炉的调温式多功能浇筑料系统的制备方法，其包括：

步骤B，采用专用工装对浇注料毛坯进行变形矫正，获得变形矫正后浇注料毛坯；

步骤C，对矫正后浇注料毛坯的受热面堆焊镍基合金，获得管排型浇注料；

步骤D，对管排型浇注料在堆焊过程中产生的二次变形进行矫正，获得管排型浇注料成品；

步骤E，将管排型浇注料成品安装入锅炉汽水循环系统，获得用于垃圾电站余热锅炉的调温式多功能浇筑料系统；

其中，所述浇注料毛坯包括新水冷壁和报废水冷壁。

在本发明的一些优选的实施例中，所述报废水冷壁包括受热面无爆口、宏观裂纹少、整体热变形小，外壁减薄后平均壁厚仍在3mm以上的水冷壁。

根据本发明，在步骤E中，将管排型浇注料成品吊装竖立，与服役水冷壁并排紧靠安装，二者间局部采用连接板焊接固定。

在本发明的一些实施例中，在步骤B中，对浇注料毛坯进行喷砂处理，获得变形矫正后浇注料毛坯；优选地，当所述浇注料毛坯为报废水冷壁时，在对浇注料毛坯进行喷砂处理前，先手持砂轮磨除对浇注料毛坯受热面的积灰和结焦，并对浇注料毛坯的内孔表面酸洗清理。

本发明第五方面提供了如本发明第三方面所述的调温式多功能浇筑料系统或如本发明第四方面所述的方法制备的调温式多功能浇筑料系统在锅炉汽水循环中的应用。

在本发明的一些实施例中，所述应用包括向膜式壁中的管道内通水，形成浇注料层，开始运行温控分支系统，根据烟气温度控制阀芯325连通换向阀的第Ⅰ通道3211或第Ⅱ通道3221或关闭换向阀的两个出口(321和322)，并通过单向阀防止回流。

具体地，当炉膛温度分别达到900℃时，通过转动或滑动阀芯325连通换向阀的进口323与第Ⅰ出口321形成第Ⅰ通道3211，使得尾部高温烟气热水管道11中的水流经管排型浇注料31再通过换向阀的第Ⅰ通道3211流入下降管16以散发热量，维持炉温稳定；当炉膛温度分别达到1100℃时，换向阀的阀芯325转动或滑动连通换向阀的进口323与第Ⅱ出口322形成第Ⅱ通道3221，使得尾部高温烟气热水管道11中的水流经管排型浇注料31再通过换向阀的第Ⅱ通道3221流入汽包13以散发热量，维持炉温稳定；而当炉膛温度低于900℃时，换向阀的阀芯325转动或滑动至中间截止位置324使得换向阀的各出口(第Ⅰ出口321或第Ⅱ出口322)关闭，使得排型浇注料32内水不流动以保持炉膛绝热状态。

在本发明的一些具体的实施例中，所述应用的具体实施过程如下：

(1)炉膛保温

通过尾部高温烟气加热后的水(约170℃)在进入省煤器之前，分流进入分支温控系统(图6中粗实线部分)。当管内水流入智能式浇注料31后被炉膛高温加热，如果炉膛温度没有超过900℃，浇注料31管内水被加热过程中水温缓慢升高但保持不流动，以维持炉膛的绝热保温，此时图7中的电控(温度传感器输入的电信号)换向阀处于图7中所示的中间截止位置324。

(2)第一级超温散热

一旦管内水温被加热到与炉温900℃相对应的温度(水汽温度约500℃)时，换向阀左侧位置(第Ⅰ通道3211)导通，水导入下降管16，加入到锅炉水冷壁管道21内的水汽主循环系统中。因为下降管16内的水汽温度约300℃-400℃，比新型管排型浇注料31内的水温低约100℃，因此该支路可散发部分热量，致使新型管排型浇注料31内的循环水温度有所下降。如果水温下降到与炉温900℃相对应的温度值(约500℃)以下，换向阀32换向回到中间截止位置324状态，即回复到炉膛绝热状态。

(3)第二级超温散热

如果分支温度控制系统内水的散热速度低于炉膛的加热速度，水温继续上升，一旦上升到与炉膛温度超过1100℃相对应的温度(约550-600℃)时，换向阀右侧位置(第Ⅱ通道322)导通，此状态下的汽、水比相对最高，浇注料31管道内的饱和水与饱和蒸汽进入汽包，同时由于汽包内的水汽温度约为500℃，温差造成该支路散热使水温下降。当水温下降到所设阈值1100℃相对应的温度(约550-600℃)后，又回到之前的相对稳定状态，如此循环往复进行。

实施例

为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来进一步详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。本发明中所使用的原料或组分若无特殊说明均可以通过商业途径或常规方法获得。

实施例1：

(1)选择新型浇注料毛坯

新型浇注料毛坯既可以选择新的水冷壁，也可选择报废水冷壁再利用。若为后者，可到垃圾电厂按废品价收购报废管排，主要挑选受热面无爆口、宏观裂纹少、整体热变形小，外壁减薄后平均壁厚仍在3mm以上的管排，将其作为新型浇注料的毛坯。

(2)准备工作

采用专用工装对再利用毛坯进行变形矫正，用手持砂轮磨除受热面积灰和结焦，对内孔表面酸洗清理。如新水冷壁可省略上述步骤，但二者都要对正反面进行喷砂处理。

(3)表面强化

对受热面堆焊镍基合金材料。

(4)质量控制

对强化过程中产生的二次变形进行矫正，并完成质量检测如表面平直度、表面均匀性等。

(5)安装固定

将新型浇筑料吊装竖立，与服役水冷壁并排紧靠安装，二者间局部采用连接板焊接固定。

(6)将新型管排型浇注料接入锅炉汽水循环系统，见图6、图7。

(7)将膜式壁中的管道内通水形成浇注料层，开始运行分支温控系统，如图6所示。由图7可知，分支温控系统中设置一个换向阀和两个单向阀，换向阀的启闭由炉膛中测量烟气温度的传感器控制，单向阀防止回流。当炉膛温度分别达到900℃和1100℃时，换向阀开启，让新型管排型浇注料管道中的水分别通过第Ⅰ通道3211流入下降管16或通过第Ⅱ通道3221流入汽包13中以散发热量，保证炉温稳定；而温度低于900℃的条件下，换向阀的阀芯325回到中间截止位置324状态，新型管排型浇注料31管道内水不流动以保持炉膛绝热状态。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明做出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (13)

1.一种用于垃圾电站余热锅炉的管排型浇注料，其由安装于垃圾电站余热锅炉的浇筑料位置的水冷壁形成；

所述水冷壁包括新水冷壁和报废水冷壁；所述水冷壁经过了正反面的喷砂处理；所述水冷壁还经过了表面强化处理；所述水冷壁还经过了对表面强化处理过程中产生的二次形变进行矫正。

2.根据权利要求1所述的管排型浇注料，其特征在于，所述报废水冷壁在喷砂处理前经过了变形矫正、并用砂轮磨除了受热面的积灰和结焦，且对内孔表面进行了酸洗清理。

3.一种用于垃圾电站余热锅炉的管排型浇筑料层，其由权利要求1或2所述的管排型浇注料及其内部所含的水形成；所述管排型浇注料内部所含的水来自尾部高温烟气热水管道。

4.一种用于垃圾电站余热锅炉的调温式多功能浇筑料系统，其包括设置于锅炉汽水循环系统中的如权利要求1或2所述的管排型浇注料和换向阀；所述换向阀包含一个进口，以及第Ⅰ、第Ⅱ两个出口和一个可移动阀芯；所述管排型浇注料的进水端连接于省煤器上游端的尾部高温烟气热水管道，其出水端连接于换向阀的进水口，所述换向阀的第Ⅰ出口通过第Ⅰ单向阀连接于下降管，第Ⅱ出口通过第Ⅱ单向阀连接于汽包，并由此形成分支温控系统。

5.根据权利要求4所述的调温式多功能浇筑料系统，其特征在于，所述调温式多功能浇筑料系统还包括设置在炉膛中的烟气温度传感器；当炉膛温度达到温度设定值时，通过移动阀芯连通换向阀的进口与第Ⅰ出口形成第Ⅰ通道或连通换向阀的进口与第Ⅱ出口形成第Ⅱ通道使得来自尾部高温烟气热水管道的水在管排型浇注料中流动来散发热量并维持垃圾电站余热锅炉的温度稳定；当炉膛温度低于温度设定值时，通过移动阀芯关闭换向阀的各出口使得管排型浇注料中的水不流动从而使得垃圾电站余热锅炉的炉膛处于绝热状态；所述温度设定值为900℃或1100℃；和/或，所述换向阀包括手动换向阀、机械换向阀、电磁换向阀、液压换向阀或电控液压换向阀。

6.根据权利要求5所述的调温式多功能浇筑料系统，其特征在于，

所述换向阀为机械换向阀或液压换向阀，所述机械换向阀或液压换向阀通过继电器或电控器与设置在炉膛中的烟气温度传感器相连；当炉膛温度达到温度设定值时，换向阀的阀芯移动连通换向阀的进口与第Ⅰ出口形成第Ⅰ通道或连通换向阀的进口与第Ⅱ出口形成第Ⅱ通道，使得尾部高温烟气热水管道中的水流经管排型浇注料再通过换向阀的第Ⅰ通道流入下降管或通过换向阀的第Ⅱ通道流入汽包以散发热量，维持炉温稳定；而当炉膛温度低于温度设定值，换向阀的阀芯移动关闭换向阀各出口使得管排型浇注料中的水不流动以保持炉膛绝热状态；

或者，所述换向阀为电磁阀或电控液压换向阀，所述电磁阀或电控液压换向阀与设置在炉膛中的烟气温度传感器相连；当炉膛温度达到温度设定值时，换向阀的阀芯移动连通换向阀的进口与第Ⅰ出口形成第Ⅰ通道或连通换向阀的进口与第Ⅱ出口形成第Ⅱ通道，使得尾部高温烟气热水管道中的水流经管排型浇注料再通过换向阀的第Ⅰ通道流入下降管或通过换向阀的第Ⅱ通道流入汽包以散发热量，维持炉温稳定；而当炉膛温度低于温度设定值时，换向阀的阀芯移动关闭换向阀各出口使得管排型浇注料中的水不流动以保持炉膛绝热状态。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的调温式多功能浇筑料系统，其特征在于，所述管排型浇注料与锅炉汽水循环系统的水冷壁并排设置，且紧靠水冷壁；

和/或，所述锅炉汽水循环系统包括依次相连的省煤器、汽包、过热器、汽轮机，以及敷设在锅炉炉膛内壁受热面的水冷壁管，所述省煤器进水端与尾部高温烟气热水管道相连，所述水冷壁管的进水端通过下降管与汽包相连，其出水端直接与汽包相连，形成循环回路。

8.如权利要求4-7中任意一项所述的用于垃圾电站余热锅炉的调温式多功能浇筑料系统的制备方法，其包括：

步骤B，采用专用工装对浇注料毛坯进行变形矫正，获得变形矫正后浇注料毛坯；

步骤C，对矫正后浇注料毛坯的受热面堆焊镍基合金，获得管排型浇注料；

步骤D，对管排型浇注料在堆焊过程中产生的二次变形进行矫正，获得管排型浇注料成品；

步骤E，将管排型浇注料成品安装入锅炉汽水循环系统，获得用于垃圾电站余热锅炉的调温式多功能浇筑料系统；

其中，所述浇注料毛坯包括新水冷壁和报废水冷壁， 所述报废水冷壁包括受热面无爆口、宏观裂纹少、整体热变形小，外壁减薄后平均壁厚仍在3mm以上的水冷壁。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，

在步骤E中，将管排型浇注料成品吊装竖立，与服役水冷壁并排紧靠安装，二者间局部采用连接板焊接固定；

和/或，在步骤B中，对浇注料毛坯进行喷砂处理，获得变形矫正后浇注料毛坯。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，当所述浇注料毛坯为报废水冷壁时，在对浇注料毛坯进行喷砂处理前，先手持砂轮磨除对浇注料毛坯受热面的积灰和结焦，并对浇注料毛坯的内孔表面酸洗清理。

11.如权利要求4-7中任意一项所述的调温式多功能浇筑料系统或如权利要求8-10中任意一项所述的制备方法制备的调温式多功能浇筑料系统在锅炉汽水循环中的应用。

12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于，所述应用包括向管排型浇注料中的管道内通水，开始运行温控分支系统，根据烟气温度控制阀芯移动连通换向阀的第Ⅰ通道或第Ⅱ通道或关闭换向阀的两个出口，并通过单向阀防止回流。

13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，当炉膛温度达到900℃时，连通换向阀的第Ⅰ通道，使得尾部高温烟气热水管道中的水流经管排型浇注料再通过换向阀的第Ⅰ通道进入下降管以散发热量，维持炉温稳定；当炉膛温度达到1100℃时，连通换向阀的第Ⅱ通道，使得尾部高温烟气热水管道中的水流经管排型浇注料再通过换向阀的第Ⅱ通道流入汽包以散发热量，维持炉温稳定；而当炉膛温度低于900℃时，关闭换向阀的各出口使得排型浇注料内水不流动以保持炉膛绝热状态。

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