CN206094054U - 一种防磨循环流化床锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防磨循环流化床锅炉，包括水冷壁、密相区、过渡区和稀相区，所述水冷壁表面喷涂有耐磨涂层，水冷壁采用水冷壁管和鳍片连接形成，水冷壁上设有抓钉和防磨梁，抓钉连接于鳍片上，所述防磨梁铺设于抓钉上并包覆抓钉，防磨梁紧贴抓钉和水冷壁管，防磨梁上还具有导向坡；还包括设于过渡区中水冷壁上的耐磨板，耐磨板通过凹槽管与鳍片连接。本实用新型中防磨梁和耐磨板使锅炉中炉膛四周近壁区的颗粒团降低了流速，且防磨梁中的导向坡使炉膛四周近壁区的颗粒减少，因此两者显著降低炉膛贴壁流的速度和浓度，有效地降低了水冷壁管的磨损；同时，耐磨板的滑道还对颗粒远离水冷壁、落至防磨梁，再沿防磨梁落下起到了引导的作用。

Description

一种防磨循环流化床锅炉

【技术领域】

本实用新型涉及循环流化床锅炉技术领域，具体涉及一种防磨循环流化床锅炉。

【背景技术】

循环流化床锅炉技术是一种高效、清洁燃烧技术。循环流化床锅炉的流化速度高，且由于床内强烈的湍流和物料循环，加强燃料的混合并延长了燃料在炉膛内的停留时间，因此具有较高的燃烧效率，其在低负荷下能稳定运行，而无需增加辅助燃料。循环流化床锅炉还可以燃用劣质燃料，具有锅炉负荷调节性好、灰渣易于综合利用等优点，因此，在我国近十多年中得以迅速发展并推广应用。

但在循环流化床锅炉中，固体物料的浓度巨大，通常可达煤粉炉的几十倍到上百倍，并且烟气流速大，颗粒硬且棱角尖锐，因而在高速烟气的带动下，对循环流化床锅炉炉膛顶部、后墙、一级蒸发管上集箱竖向管等受热面部位的冲刷磨损极为严重；尤其在护墙顶部部位，由于位处密相区边缘区，不但受到严重的高速高浓度含床料、燃料气流的强烈冲刷、磨损，而且存在严重的涡流效应、切割效应和离心作用。锅炉炉膛水冷壁严重磨损主要表现为以下几种情况：

1、炉膛密相区浇筑料与水冷壁管交界区域管壁的磨损：由于过渡区内沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反，因而在局部产生涡旋流，同时沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变，对水冷壁管产生冲刷。

2、炉膛四角水冷壁的磨损：这是由于炉膛四角区域内贴壁流的物料浓度比较高造成的。

3、炉膛出口两侧水冷壁管的磨损：炉顶受热面的磨损主要是由于气、固流在离开炉膛进入转弯烟道时流向发生转变，气、固流的流通面积缩小，因而造成对两侧壁管的磨损加大。

4、不规则管壁的磨损：不规则管壁包括穿墙管、炉墙开孔处的弯管、管壁上的焊缝等。这主要因为不规则部位的贴壁流被改变，容易形成涡流，从而导致磨损的发生。

从流体动力特性看，循环流化床锅炉炉膛处于快速流态化状态。在循环流化床中，炉膛四周近壁区存在着大量的向下流动的颗粒团(以下简称贴壁流)，贴壁流沿着将近30m高的炉膛从炉顶向炉底加速流动，其末端速度比较高，并且浓度成指数增加。贴壁流速度高和浓度大是造成水冷壁过渡区域磨损严重的主要原因。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种防磨循环流化床锅炉炉膛。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种防磨循环流化床锅炉，包括水冷壁、密相区、过渡区和稀相区，所述水冷壁表面喷涂有耐磨涂层，所述水冷壁采用水冷壁管和鳍片连接形成，所述水冷壁上设有抓钉和防磨梁，所述抓钉连接于所述鳍片上，所述防磨梁铺设于所述抓钉上并包覆所述抓钉，所述防磨梁紧贴所述抓钉和所述水冷壁管，所述防磨梁上还具有用于改变物料颗粒流动方向的导向坡；

还包括设于过渡区中水冷壁上的耐磨板，所述耐磨板通过凹槽管与所述鳍片连接，所述凹槽管设于所述过渡区中防磨梁上方的鳍片上，所述耐磨板的底部与所述过渡区中的防磨梁连接。

进一步地，所述水冷壁上的防磨梁包括第一道防磨梁、第二道防磨梁、第三道防磨梁、第四道防磨梁、第五道防磨梁、第六道防磨梁及第七道防磨梁，所述第一道防磨梁、第二道防磨梁、第三道防磨梁、第四道防磨梁、第五道防磨梁、第六道防磨梁及第七道防磨梁从下至上间隔分布，所述第一道防磨梁安装于炉内的浇注料收口处，所述第二道防磨梁与所述第一道防磨梁的间距为2000mm；所述第三道防磨梁与所述第二道防磨梁的间距为3000mm，所述第四道防磨梁与所述第三道防磨梁的间距为4000mm，所述第五道防磨梁与所述第四道防磨梁的间距为5000mm，所述第六道防磨梁与所述第五道防磨梁的间距为6000mm，所述第七道防磨梁与所述第六道防磨梁的间距为7000mm。

进一步地，所述防磨梁的截面形状为半梯形。

进一步地，所述防磨梁的高度为140-160mm，宽度为80-100mm。

进一步地，所述耐磨涂层的厚度为2-5mm。

进一步地，所述防磨梁靠近水冷壁的表面较所述防磨梁远离水冷壁的表面低1-2mm，以对落到防磨梁上的颗粒起缓冲作用，防止防磨梁使用一段时间后损坏，增加防磨梁的使用年限。

进一步地，所述抓钉为“V”形，直径为8mm。

进一步地，所述耐磨板与水冷壁紧贴的一侧设有与水冷壁管的外径相匹配的凹槽及与凹槽管相匹配的突出部，另一侧为倾斜的滑道。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

(1)从磨损机理入手，本发明由于设置了防磨梁和耐磨板，防磨梁和耐磨板的共同作用使锅炉中炉膛四周近壁区的颗粒团在下降过程中遇到了阻挡，降低了颗粒的流速，且由于防磨梁具有的导向坡，改变了部分颗粒的流动方向，致使炉膛四周近壁区的颗粒减少，因此防磨梁和耐磨板显著降低炉膛贴壁流的速度和浓度，有效地降低了水冷壁管的磨损；同时，耐磨板的滑道还对颗粒远离水冷壁、落至防磨梁，再沿防磨梁落下起到了引导的作用。

(2)本发明的防磨梁在铺设时为整体铺设，不存在缺口问题，在运行中脱落的几率较小，运行可靠性高，若停炉后检查发现防磨梁有开裂或者脱落的地方，对其进行清除后进行恢复即可，而耐磨板通过可拆卸方式设置，当使用一定年限后，其无法避免其开裂或脱落等时，可拆下更换或修补恢复，维护简单方便。

(3)在锅炉设计中，虽然一定容量的锅炉的设计的受热面是恒定的，按照理论计算，在锅炉炉膛内水冷壁上加装防磨梁和耐磨板，将减少锅炉炉膛内的受热面，但由于铺设防磨梁和耐磨板使用的材料是高导热性的耐磨耐火材料，所以在锅炉炉内水冷壁上安装防磨梁后对锅炉炉内传热没有影响。

(4)安装简单方便，在安装防磨梁和耐磨板时，不需要对锅炉水冷壁管子进行改造，只需要在鳍片上焊接防磨梁抓钉和过渡区水冷壁上焊接凹槽管，在遇到有防磨台的地方，将防磨台的部分浇注料进行清除后重新焊接抓钉，待铺设防磨梁时将其恢复即可。

【附图说明】

图1为本实用新型实施例的水冷壁部分结构示意图；

图2为本实用新型实施例中防磨梁和耐磨板的截面示意图；

图3为本实用新型实施例中耐磨板的俯视图。

附图中：1-密相区，2-过渡区，3-稀相区，4-水冷壁管，5-鳍片，6-防磨梁，7-导向坡，8-耐磨板，9-凹槽管，10-凹槽，11-突出部，12-滑道，13-抓钉。

【具体实施方式】

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但不是对本实用新型的限定。

实施例：

一种防磨循环流化床锅炉锅炉，包括水冷壁、密相区1、过渡区2和稀相区3，如图1和图2所示，所述水冷壁由水冷壁管4和鳍片5连接形成，所述水冷壁表面喷涂有厚度为2-5mm的耐磨涂层，所述水冷壁上设有“V”形的抓钉13和截面为半梯形的防磨梁6，抓钉13焊接于鳍片上，防磨梁6铺设在抓钉13上并包覆抓钉13，所铺设的防磨梁6的高度为140-160mm，宽度为80-100mm。所述防磨梁6紧贴抓钉13和水冷壁管4，防磨梁6上还具有用于改变颗粒方向的导向坡7。

同时，为了进一步达到防磨效果，本实用新型还在炉膛内过渡区2中的耐磨板8，耐磨板8的俯视图如图3所示，所述耐磨板8通过凹槽管9与所述鳍片5连接，所述凹槽管9焊接于所述过渡区2中防磨梁6上方的鳍片5上，耐磨板8底部与所述过渡区2中的防磨梁6连接。所述耐磨板8与水冷壁紧贴的一侧设有与水冷壁管4的外径相匹配的凹槽10及与凹槽管9相匹配的突出部11，使耐磨板8与水冷壁管4和凹槽管9充分紧贴。耐磨板8远离水冷壁的一侧为倾斜的滑道12，使下降的颗粒沿着滑道12滑离水冷壁，有效地保护了水冷壁。而凹槽管9上端开口、下端密封，用于耐磨板8的安装与拆卸。

在本实施方式中，所述水冷壁上的防磨梁6包括第一道防磨梁、第二道防磨梁、第三道防磨梁、第四道防磨梁、第五道防磨梁、第六道防磨梁及第七道防磨梁，所述第一道防磨梁、第二道防磨梁、第三道防磨梁、第四道防磨梁、第五道防磨梁、第六道防磨梁及第七道防磨梁从下至上间隔分布，所述第一道防磨梁安装于炉内的浇注料收口处，所述第二道防磨梁与所述第一道防磨梁的间距为2000mm；所述第三道防磨梁与所述第二道防磨梁的间距为3000mm，所述第四道防磨梁与所述第三道防磨梁的间距为4000mm，所述第五道防磨梁与所述第四道防磨梁的间距为5000mm，所述第六道防磨梁与所述第五道防磨梁的间距为6000mm，所述第七道防磨梁与所述第六道防磨梁的间距为7000mm。

防磨梁6所采用的材料为高导热碳化硅可塑料，抓钉13使用φ8mm的1Cr25Ni20Si2材料进行制作，焊接抓钉13使用的焊条为A402不锈钢焊条，抓钉13焊接在水冷壁的鳍片5时，要打磨掉原来防磨喷涂的涂层，并露出原来的母材。

本实用新型一种防磨循环流化床锅炉锅炉的施工方法步骤为：

(1)按施工方案要求，从炉膛原浇注料收口处开始焊接抓钉13，将第一道防磨梁安装于此，该点将作为整台锅炉防磨梁施工的基准点(抓钉13焊接起脚)。

(2)完成起脚定点后，使用水平管，将炉膛四面墙找出各炉膛墙面起点。每侧炉膛水冷壁管墙面利用水平管找出3-5点后用长杆标尺将相邻两点进行连线，在每一根水冷壁管上用记号笔划出标记，使用相同方法将炉膛前后墙及两侧墙每道防磨梁的抓钉13的每个点做好标记。

(3)完成每一道抓钉13定点后进行抓钉13的焊接，抓钉13焊接时使用与抓钉13材质相匹配的焊材。焊接时按防磨梁施工方案要求焊接V型抓钉13，抓钉13焊接时要求扶正，有角度要求的按要求进行焊接，焊接高度要求不小于4㎜，清理焊渣。抓钉13焊接完成，协同相关技术人员进行隐蔽工程检查验收，对不符合要求的焊点进行补焊，清理焊渣。

(4)抓钉13验收合格后进行防磨梁6内衬结构安装，防磨梁6采用高强度耐磨碳化硅可塑料手工捣打而成，施工过程可利用长杆尺、切刀、抺子、自制工具等，使防磨梁6结构符合要求。

(5)按可塑料施工要求将碳化硅可塑料手工捣打密实在抓钉13上，厚度要求基本达到设计要求后用自制与厚度相符的长杆尺，紧贴水冷壁管4将可塑料表面切平，凹面的用可塑料补平，然后将长杆尺靠切平的可塑料表面将防磨梁6上表面切平整，上表面在切的过程中，贴水冷壁管处应略低些，并且紧贴水冷壁管可塑料修整密实，最后施工防磨梁最关键部位----导向坡7，施工时施工方案从上口向下量出要求尺寸，后用长杆尺斜面将可塑斜坡切出，并用抺子将斜坡面修理平整、光滑，最后由可塑料形成的防磨梁6与水冷壁管4接口处每一个均需进行修整，使防磨梁6与水冷壁管4紧密结合(该处施工时应保证可塑料表面光洁、平整，防磨梁6与水冷壁管4接口紧密，防止锅炉运行冲刷形成涡流，从而导致防磨梁6及炉膛水冷壁管4局部磨损)。

(6)同理，将凹槽管9焊接于过渡区2中防磨梁6上方的鳍片5上(水冷壁的四个周壁中，每个周壁所焊接的凹槽管9为3-5个)，再将耐磨板8直接插装于凹槽管9内即可，使耐磨板8位于过渡区2中防磨梁6的上方并与之连接。凹槽管9和耐磨板8均已事先浇注成形。

施工过程中的注意事项为：

(1)在鳍片5上焊接抓钉13前，要求将鳍片5喷涂层打磨掉，露出母材后方可焊接。

(2)防磨梁6不允许因任何原因而断开，如不能错开，可以根据现场情况酌情将整道防磨梁上移或下移。

(3)防磨梁6上表面要求平整，所述防磨梁上表面靠近水冷壁的一侧比远离水冷壁的一侧低1-2mm，以对落到防磨梁上的颗粒起缓冲作用，防止防磨梁使用一段时间后损坏，增加防磨梁的使用年限。

(4)炉内所有焊接工作结束后，水压试验和脚手架拆除前，要求全面检查炉内所有受热面，耐磨层外烟气侧的各种焊缝要求磨平，焊缝残留高度不大于1mm，更不允许有异物。

(5)抓钉13和凹槽管9焊接时不允许伤及水冷壁管4，焊接符合国家有关规定，焊接牢固。

(6)防磨梁6和耐磨板8应与水冷壁管4结合紧密，不允许存在上下通透的间隙。

(7)每一道防磨梁6施工时要求可塑料表面光滑、平直，施工时从上往下施工，可防止二次清理。

安装完成后锅炉累计运行6个月，在炉膛水冷壁管4上随机(自下而上基本均布)抽查，每3米高作为一个检查面做防磨实施前后水冷壁变化的对比检测，发现99％抽查点(水冷壁)对比防磨实施前的减薄厚度小于0.2mm。安装完成后锅炉累计运行一年，在炉膛水冷壁管4上随机(自下而上基本均布)抽查，每3米高作为一个检查面做防磨实施前后水冷壁变化的对比检测，同样发现99％抽查点(水冷壁)对比防磨实施前的减薄厚度小于0.5mm。

上述检测结果表明，加装防磨梁和耐磨板做防磨处理后，本实用新型水冷壁的磨损程度得到了很大的改善，说明防磨梁和耐磨板的共同作用很大程度上降低了下降的颗粒团对水冷壁的磨损。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims (8)

1.一种防磨循环流化床锅炉，包括水冷壁、密相区、过渡区和稀相区，所述水冷壁表面喷涂有耐磨涂层，所述水冷壁采用水冷壁管和鳍片连接形成，其特征在于，所述水冷壁上设有抓钉和防磨梁，所述抓钉连接于所述鳍片上，所述防磨梁铺设于所述抓钉上并包覆所述抓钉，所述防磨梁紧贴所述抓钉和所述水冷壁管，所述防磨梁上还具有用于改变物料颗粒流动方向的导向坡；

所述防磨循环流化床锅炉还包括设于过渡区中水冷壁上的耐磨板，所述耐磨板通过凹槽管与所述鳍片连接，所述凹槽管设于所述过渡区中防磨梁上方的鳍片上，所述耐磨板的底部与所述过渡区中的防磨梁连接。

2.根据权利要求1所述的防磨循环流化床锅炉，其特征在于，所述水冷壁上的防磨梁包括第一道防磨梁、第二道防磨梁、第三道防磨梁、第四道防磨梁、第五道防磨梁、第六道防磨梁及第七道防磨梁，所述第一道防磨梁、第二道防磨梁、第三道防磨梁、第四道防磨梁、第五道防磨梁、第六道防磨梁及第七道防磨梁从下至上间隔分布，所述第一道防磨梁安装于炉内的浇注料收口处，所述第二道防磨梁与所述第一道防磨梁的间距为2000mm；所述第三道防磨梁与所述第二道防磨梁的间距为3000mm，所述第四道防磨梁与所述第三道防磨梁的间距为4000mm，所述第五道防磨梁与所述第四道防磨梁的间距为5000mm，所述第六道防磨梁与所述第五道防磨梁的间距为6000mm，所述第七道防磨梁与所述第六道防磨梁的间距为7000mm。

3.根据权利要求1所述的防磨循环流化床锅炉，其特征在于，所述防磨梁的截面形状为半梯形。

4.根据权利要求1所述的防磨循环流化床锅炉，其特征在于，所述防磨梁的高度为140-160mm，宽度为80-100mm。

5.根据权利要求1所述的防磨循环流化床锅炉，其特征在于，所述耐磨涂层的厚度为2-5mm。

6.根据权利要求1所述的防磨循环流化床锅炉，其特征在于，所述防磨梁靠近水冷壁的表面较所述防磨梁远离水冷壁的表面低1-2mm。

7.根据权利要求1所述的防磨循环流化床锅炉，其特征在于，所述抓钉为“V”形，直径为8mm。

8.根据权利要求1所述的防磨循环流化床锅炉，其特征在于，所述耐磨板与所述水冷壁连接的一侧设有与所述水冷壁管的外径相匹配的凹槽及与凹槽管相匹配的突出部，所述耐磨板远离所述水冷壁的一侧为倾斜的滑道。