CN113432145A - 一种设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗，属于锅炉的技术领域，该冷灰斗设有与其配套的垂直膜式水冷壁，所述垂直膜式水冷壁的所在区域设有至少一防护区域，该防护区域所对应的水冷壁管排与垂直膜式水冷壁其余区域所对应的水冷壁管排设为不同规格并过渡连接，且该防护区域的形状和面积分别与该垂直膜式水冷壁的掉焦区域和灰渣冲刷区域相匹配，以达到对设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗易受炉膛掉焦冲击区域，提高该区域水冷壁管排(管)的强度，提高冷灰斗抵抗冲击与冲刷磨损的能力，提高锅炉运行的可靠性与冷灰斗水冷壁管寿命的目的。

Description

一种设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗

技术领域

本发明属于锅炉的技术领域，具体而言，涉及一种设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗。

背景技术

垂直膜式水冷壁冷灰斗广泛应用于亚临界与超临界参数锅炉。在实际运行中，炉膛受热面(水冷壁、过热器、再热器)及燃烧器周围的焦块掉落到下方的冷灰斗上，对冷灰斗水冷壁管排(管子)产生冲击，可能造成冷灰斗水冷壁管排(管子)出现变形、损伤，甚至砸穿，造成水冷壁管泄漏。另下落的灰、渣冲刷冷灰斗水冷壁管，会造成管壁减薄，影响水冷壁管的使用寿命，影响锅炉运行的安全性、经济性。

目前锅炉炉膛冷灰斗管屏(管子)在受到炉膛掉焦冲击与掉灰、渣冲刷时，容易出现损伤、减薄甚至渗漏，严重影响锅炉运行的稳定性与经济性。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗以达到对设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗易受炉膛掉焦冲击区域，提高该区域水冷壁管排(管)的强度，提高冷灰斗抵抗冲击与冲刷磨损的能力，提高锅炉运行的可靠性与冷灰斗水冷壁管寿命的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗，该冷灰斗设有与其配套的垂直膜式水冷壁，所述垂直膜式水冷壁的所在区域设有至少一防护区域，该防护区域所对应的水冷壁管排与垂直膜式水冷壁其余区域所对应的水冷壁管排设为不同规格并过渡连接，且该防护区域的形状和面积分别与该垂直膜式水冷壁的掉焦区域和灰渣冲刷区域相匹配。

进一步地，所述防护区域所对应的水冷壁管排相较于垂直膜式水冷壁其余区域所对应的水冷壁管排，防护区域所在水冷壁管排中水冷管的壁厚更厚和/或直径更大，以提高该区域水冷壁管排(管子)的强度，提高冷灰斗抵抗冲击与冲刷磨损的能力，提高锅炉运行的可靠性与冷灰斗水冷壁管寿命。

进一步地，所述防护区域与垂直膜式水冷壁其余区域之间的水冷壁管排通过过渡管连接，且由过渡管的两端分别过渡连接不同规格的水冷管，以实现在垂直膜式水冷壁包括至少由两种及两种以上规格的金属水冷管。

进一步地，所述水冷管设有光管段和位于光管段端部的内螺纹段，通过该内螺纹段与所述过渡管的端部密封连接，在实际应用时，在连接之后还可进行焊接加固，以确保连接的稳定性和可靠性。

进一步地，所述冷灰斗相对于水平方向的倾斜角度设为50°至70°。

进一步地，所述防护区域所在的水冷壁管排由5～300根水冷管组成，具体的数量则根据实际情况进行选择。

进一步地，所述垂直膜式水冷壁应用于“W”火焰燃烧煤粉锅炉、对冲燃烧煤粉锅炉或切圆燃烧煤粉锅炉，且该垂直膜式水冷壁的防护区域设于冷灰斗靠近锅炉的侧墙及四个角区域，其适用范围广的特点使其具有广泛的推广价值。

本发明的有益效果为：

1.采用本发明所提供的设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗，该冷灰斗中由不同规格水冷管组成锅炉垂直膜式水冷壁，针对不同炉型(炉膛结构)、燃烧方式，在冷灰斗易受炉膛掉焦冲击与掉、灰渣冲刷区域位置，采用不同规格水冷管作为垂直膜式水冷壁的一部分，该部分的水冷管采用壁厚更厚和/或直径更大组成一定形状、一定面积的垂直膜式水冷壁冷灰斗管排，进而提高锅炉垂直膜式水冷壁冷灰斗管排(管子)抵抗掉焦冲击与灰、渣冲刷磨损的能力，减轻对水冷壁管的损伤，提高锅炉垂直膜式水冷壁冷灰斗运行的安全性及使用寿命。

2.采用本发明所提供的设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗，尤其对结焦严重的项目效果明显，一年至少能减少一次因水冷壁泄漏造成的非停，(600MW锅炉)减少经济损失600万(人民币，下同)，提高冷灰斗水冷壁管寿命三年以上，减少经济损失500万，可在有垂直膜式水冷壁冷灰斗且易结焦锅炉项目上应用，也可在新设计制造锅炉上与已投运锅炉上改造，提高锅炉产品运行可靠性，进而提高产品声誉、市场竞争力及改造带来经济效益，改造项目根据更换大直径厚壁管数量，一台锅炉的效益在30万至500万。

附图说明

图1是本发明所提供的设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗所在锅炉在实施例1中的整体结构示意图；

图2是图1的A向示意图；

图3是图2的B-B向示意图；

图4是本发明所提供的设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗在应用时的局部结构示意图；

图5是图4的C-C向剖视示意图；

图6是本发明所提供的设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗所在锅炉在实施例2、实施例3中的整体结构示意图；

图7是图6的A向示意图；

图8是图7的B-B向示意图；

附图中标注如下：

1-垂直膜式水冷壁，2-前墙，3-燃尽风，4-燃烧器，5-冷灰斗，6-后墙，7-侧墙，8-防护区域，9-大管，10-拼接焊缝，11-过渡管，12-小管，13-扁钢。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

本技术所涉及到的锅炉垂直膜式水冷壁1冷灰斗5，可用于对冲燃烧锅炉、(单、双)切圆燃烧锅炉以及“W”火焰锅炉，对应锅炉的容量选择从100MW～1500MW，参数包括亚临界与超临界参数锅炉，锅炉布置形式可以是“Π”形炉，也可以是塔式炉。如350MW，660MW、1000MW超临界对冲燃烧锅炉、切圆燃烧锅炉，300MW、600MW等级亚临界、超临界“W”火焰锅炉。旨在通过该冷灰斗5的改造以提高锅炉垂直膜式水冷壁1冷灰斗5管排抵抗掉焦产生的冲击与灰、渣冲刷磨损的能力，减轻对水冷壁管损伤程度，提高锅炉运行可靠性与冷灰斗5水冷壁管寿命。

实施例1

在本实施例中所提供的设有锅炉垂直膜式水冷壁1的冷灰斗5，应用于660MW等级亚界对冲燃烧煤粉锅炉，将垂直膜式水冷壁1的防护区域8设置在冷灰斗5靠近锅炉的侧墙7及四个角对应区域，即锅炉炉膛掉大焦易砸到及下落灰、渣易冲刷到的区域。如图1-图3所示，具体设计如下：

锅炉所配套的冷灰斗5相对于水平方向的倾斜角度设为50°至70°，由于冷灰斗5设有与其配套的垂直膜式水冷壁1，在垂直膜式水冷壁1的所在区域设有四处防护区域8，该防护区域8所对应的水冷壁管排与垂直膜式水冷壁1其余区域所对应的水冷壁管排设为不同规格并过渡连接，且该防护区域8的形状设为矩形状，同时，该防护区域8的面积大小应当与该垂直膜式水冷壁1的掉焦区域和灰渣冲刷区域相匹配，以对炉膛的掉焦、下落灰以及下落渣起到良好的防护作用。在实际应用时，在防护区域8所对应的水冷壁管排所采用的水冷管相较于垂直膜式水冷壁1其余区域(未改造部分)所对应的水冷壁管排中水冷管的壁厚更厚和/或直径更大，即：共布置4块6米长且2.5米宽的d1×δ1的大直径厚壁垂直膜式水冷壁1管排(防护区域8)，而其它区域的水冷管规格为d2×δ2。其中，防护区域8的形状取决于掉(大)焦区域与灰、渣冲刷区域的形状，包括但不限于：矩形、方形、不规则多边形、圆形、椭圆形等。

对于防护区域8与垂直膜式水冷壁1其余区域之间的水冷壁管排通过过渡管11连接，过渡管11两端的端部管径不同，以此，可由过渡管11的两端分别过渡连接不同规格的水冷管。在实际应用时，水冷管设有光管段和位于光管段端部的内螺纹段，通过该内螺纹段与所述过渡管11的端部密封连接，为进一步确保连接之后的密封性和可靠性，对过渡管11与水冷管的连接部分还需进行焊接连接。如图4、图5所示，对于过度连接部分具体设计为：

各个水冷管之间通过扁钢13连接以组成水冷壁，将水冷管按照不同的管径大小分为大管9和小管12，大管9的直径和壁厚较大，而小管12的直径和壁厚较小，在大管9和小管12之间通过过渡管11连接，由于大管9和小管12分别焊接连接在过渡管11上，如图所示，过渡管11与大管9之间、过渡管11与小管12之间分别形成拼接焊缝10。

垂直膜式水冷壁1的防护区域8所在的水冷壁管排单块面积从1平方米至100平方米，单块区域对应不同规格的水冷管(大直径且厚壁的大管9)的根数从5根至300根，而在实际应用时，水冷壁管排中水冷管的具体数量则根据实际情况选择。

实施例2

在本实施例中，将设有锅炉垂直膜式水冷壁1的冷灰斗5应用于600MW等级超临界“W”火焰燃烧煤粉锅炉，垂直膜式水冷壁1中的防护区域8布置于冷灰斗5靠近锅炉侧墙7及四个角区域，即炉膛掉大焦易砸到及下落灰、渣易冲刷到的区域，具体的：共布置4块7米长且2米宽的d1×δ1的大直径厚壁垂直膜式水冷壁1管排，而垂直膜式水冷壁1中的其它区域的水冷管规格为d2×δ2，见图6、图7以及图8所示。

实施例3

在本实施例中，将设有锅炉垂直膜式水冷壁1的冷灰斗5应用于300MW等级超临界“W”火焰燃烧煤粉锅炉，垂直膜式水冷壁1中的防护区域8布置于冷灰斗5靠近锅炉侧墙7及四个角区域，即炉膛掉大焦易砸到及下落灰、渣易冲刷到的区域，具体的：共布置4块5米长且2米宽的d1×δ1的大直径厚壁垂直膜式水冷壁1管排，而垂直膜式水冷壁1中的其它区域的水冷管规格为d2×δ2，见图6、图7以及图8所示。

实施例4

在本实施例中，将设有锅炉垂直膜式水冷壁1的冷灰斗5应用于300MW等亚临界切圆燃烧煤粉锅炉，垂直膜式水冷壁1中的防护区域8布置于冷灰斗5靠近锅炉侧墙7及四个角区域，即炉膛掉大焦易砸到及下落灰、渣易冲刷到的区域，具体的：共布置4块4米长且2米宽的d1×δ1的大直径厚壁垂直膜式水冷壁1管排，而垂直膜式水冷壁1中的其它区域的水冷管规格为d2×δ2。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗，该冷灰斗设有与其配套的垂直膜式水冷壁，其特征在于，所述垂直膜式水冷壁的所在区域设有至少一防护区域，该防护区域所对应的水冷壁管排与垂直膜式水冷壁其余区域所对应的水冷壁管排设为不同规格并过渡连接，且该防护区域的形状和面积分别与该垂直膜式水冷壁的掉焦区域和灰渣冲刷区域相匹配。

2.根据权利要求1所述的设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗，其特征在于，所述防护区域所对应的水冷壁管排相较于垂直膜式水冷壁其余区域所对应的水冷壁管排，防护区域所在水冷壁管排中水冷管的壁厚更厚和/或直径更大。

3.根据权利要求2所述的设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗，其特征在于，所述防护区域与垂直膜式水冷壁其余区域之间的水冷壁管排通过过渡管连接，且由过渡管的两端分别过渡连接不同规格的水冷管。

4.根据权利要求3所述的设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗，其特征在于，所述水冷管设有光管段和位于光管段端部的内螺纹段，通过该内螺纹段与所述过渡管的端部密封连接。

5.根据权利要求1所述的设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗，其特征在于，所述冷灰斗相对于水平方向的倾斜角度设为50°至70°。

6.根据权利要求1所述的设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗，其特征在于，所述防护区域所在的水冷壁管排由5～300根水冷管组成。

7.根据权利要求1所述的设有锅炉垂直膜式水冷壁的冷灰斗，其特征在于，所述垂直膜式水冷壁应用于“W”火焰燃烧煤粉锅炉、对冲燃烧煤粉锅炉或切圆燃烧煤粉锅炉，且该垂直膜式水冷壁的防护区域设于冷灰斗靠近锅炉的侧墙及四个角区域。

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