CN215175220U - 一种炉膛蒸发受热面优化改造结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种炉膛蒸发受热面优化改造结构，包括：水冷壁管、防磨格栅、鳍片和高导热涂层；相邻设置的两个水冷壁管通过鳍片连接以形成蒸发受热面，水冷壁管以及鳍片靠近炉膛一侧的内侧壁设有高导热涂层；防磨格栅包括横向防磨板和竖向防磨板，横向防磨板内凹形成避让槽，焊接侧壁与鳍片连接；多个横向防磨板沿周向方向首尾拼接以形成横向防磨带；多个竖向防磨板沿高度方向布置以形成竖向防磨带。本实用新型在防磨格栅进行稳流防护的前提下，在锅炉的蒸发受热面喷涂高导热涂层来优化蒸发受热面的传热，提高蒸发受热面的吸热量和吸热效率，从而提高锅炉工质的蒸发量、蒸汽的做功和锅炉效率，从而提高锅炉机组整体的经济性。

Description

一种炉膛蒸发受热面优化改造结构

技术领域

本实用新型属于炉膛技术领域，更具体地，涉及一种炉膛蒸发受热面优化改造结构。

背景技术

炉膛传热的效率高低将直接影响到锅炉机组整体运行的效率，而在炉膛传热过程中，各受热面的传热是最主要也是最重要的传热过程，其主要过程有受热面与炉内火焰间的传热、受热面与工质之间的传热。

目前对锅炉受热面的优化改造主要是通过合理的优化设计来小幅改变、调整受热面及其连接管道的结构、布置，从而增加受热面的面积来增加吸热量或增加与工质间的换热量。除此之外，对于高导热涂层的运用则必须选取耐高温且耐磨损的涂料进行喷涂，其主要作用是保护锅炉受热面，防止受热面磨损从而影响锅炉机组整体运行的稳定性。

就现有的改造优化方式而言，若进行结构、布置的优化，对于炉膛传热的提升具有一定的作用，但由于锅炉机组的复杂性，受热面的改造也相对复杂，任何结构的调整都必须考虑整体运行的安全性和稳定性；若对受热面喷涂耐磨损的涂料则会影响其传热效率，选用一般的高导热涂料又无法在受热面所处的恶劣工况下稳定运行，而若要同时兼顾这两方面，所选取的涂料价格将大大提高，使得改造的成本成倍上升，此时改造所提升的经济效益不足以抵消高额成本，因此选取兼顾耐高温和耐磨的涂料将得不偿失。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种炉膛蒸发受热面优化改造结构，无需改变炉膛现有结构，只需在炉膛内侧壁上进行防磨格栅的安装以及高导热涂层的喷涂即可，施工便捷、成本低、使用周期长且炉膛传热效率高。

为了实现上述目的，所述炉膛蒸发受热面优化改造结构包括：

水冷壁管、防磨格栅、鳍片和高导热涂层；

相邻设置的两个所述水冷壁管通过所述鳍片连接以形成蒸发受热面，所述水冷壁管以及所述鳍片靠近炉膛一侧的内侧壁设有所述高导热涂层；

所述防磨格栅包括横向防磨板和竖向防磨板，所述横向防磨板靠近所述炉膛侧壁一侧的第一侧壁内凹形成避让槽，所述避让槽围设于所述水冷侧壁，所述第一侧壁未形成所述避让槽的侧壁形成焊接侧壁，所述焊接侧壁与所述鳍片连接；多个所述横向防磨板沿炉膛的周向方向首尾拼接以形成横向防磨带；多个所述横向防磨带沿炉膛的高度方向间隔布置；所述竖向防磨板与所述鳍片连接，多个所述竖向防磨板沿炉膛的高度方向布置以形成竖向防磨带，多个所述竖向防磨带沿炉膛的周向方向间隔布置。

可选地，所述避让槽与所述水冷侧壁间隙配合。

可选地，相邻设置的两个所述横向防磨板齐平设置。

可选地，相邻设置的两个所述横向防磨板焊接连接。

可选地，相邻设置的两个所述横向防磨板凹凸配合。

可选地，相邻设置的两个所述横向防磨板的端部沿炉膛的高度方向叠设以呈台阶状布置。

可选地，相邻设置的两个所述横向防磨板的端部通过卡扣组件连接。

可选地，相邻设置的两个所述横向防磨板包括第一横向防磨板和第二横向防磨板；所述卡扣组件包括卡槽、卡扣部和支撑部，所述卡槽和所述卡扣部扣合连接；所述卡槽设于所述第一横向防磨板，所述支撑部和所述卡扣部均设于所述第二横向防磨板，所述支撑部的一端与所述第二横向防磨板连接，所述支撑部的另一端与所述卡扣部连接。

可选地，相邻设置的两个所述横向防磨板包括第一横向防磨板和第二横向防磨板；所述卡扣组件包括卡口、卡设部和抵接部，所述卡口和所述卡设部滑动连接；所述卡口设于所述第一横向防磨板，所述卡设部和所述抵接部均设于所述第二横向防磨板，所述卡设部的一端与所述第二横向防磨板连接，所述卡设部的另一端与所述抵接部连接。

可选地，所述高导热涂层为石墨烯涂层、高温远红外导热纳米复合陶瓷涂层、纳米氮化硅涂层中的一种或多种。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型中，高导热涂层将大大提高炉膛的蒸发受热面的传热效率(特别是蒸发受热面与炉内火焰间的传热)，从而优化整个传热过程，而高导热涂层的不耐磨缺点将被防磨格栅所解决，防磨格栅将于蒸发受热面朝炉膛一侧突起于高导热涂层，承担着燃料颗粒的冲刷和撞击，形成稳流防护，降低水冷壁管表面烟气的贴壁流速，从根源上降低烟气、灰渣等对高导热涂层、蒸发受热面的磨损，降低避免燃料颗粒冲刷或撞击到高导热涂层，从而大大延长了高导热涂层的使用周期，通过定期喷涂高导热涂层便可实现炉膛的再次使用，从而大大降低了炉膛传热高效率的改造成本，同时避免了对炉膛进行结构、布置的优化。本实用新型无需改变炉膛现有结构，只需在炉膛内侧壁上进行防磨格栅的安装以及高导热涂层的喷涂即可，施工便捷、成本低、使用周期长且炉膛传热效率高；在运用防磨格栅进行稳流防护的前提下，通过在锅炉的蒸发受热面喷涂高导热涂层来优化蒸发受热面的传热，提高蒸发受热面的吸热量和吸热效率，从而提高锅炉工质的蒸发量，提高蒸汽的做功和锅炉效率，从而提高锅炉机组整体的经济性；同时由于蒸发受热面的吸热量增加，锅炉炉温将会在适用范围内小幅下降，因此锅炉机组的安全性、稳定性也将提高；因其具有降低炉内温度的效果，所以锅炉机组运行所产生的NOx量也将减少，对保护环境、节能减排有着重要意义。

(2)本实用新型中，通过对相邻设置的两个横向防磨板进行焊接、凹凸配合或通过卡扣组件连接，从而提高防磨格栅的结构稳定性和结构强度，使得即使单个横向防磨板由鳍片脱落下来，也因该横向防磨板与与之相邻的横向防磨板的连接而保证整个防磨格栅的整体性，避免了炉膛内侧壁因单个横向防磨板脱离防磨格栅而出现该部位因燃烧颗粒的冲刷出现部分洞穿或磨损现象，延长了炉膛的使用周期，降低了炉膛的维护成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施例结构示意图；

图2为本实用新型的另一种实施例剖面图结构示意图；

图3为本实用新型的横向防磨板的一种实施例结构示意图；

图4为本实用新型的另一种实施例结构示意图；

图5为本实用新型的另一种实施例结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-水冷壁管、2-横向防磨板、211-避让槽、212-焊接侧壁、221-卡槽、222-卡扣部、223-支撑部、224-滑槽、225-导块、231-卡口、232-卡设部、233-抵接部、3-鳍片、4-高导热涂层、5-竖向防磨板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本实用新型的一种实施例中，如图1和2所示，一种炉膛蒸发受热面优化改造结构，包括：水冷壁管1、防磨格栅、鳍片3和高导热涂层4；相邻设置的两个水冷壁管1通过鳍片3连接以形成蒸发受热面，水冷壁管1以及鳍片3靠近炉膛一侧的内侧壁设有高导热涂层4；防磨格栅包括横向防磨板2和竖向防磨板5，横向防磨板2靠近炉膛侧壁一侧的第一侧壁内凹形成避让槽211，避让槽211围设于水冷侧壁，第一侧壁未形成避让槽211的侧壁形成焊接侧壁212，焊接侧壁212与鳍片3连接；多个横向防磨板2沿炉膛的周向方向首尾拼接以形成横向防磨带；多个横向防磨带沿炉膛的高度方向间隔布置；竖向防磨板5与鳍片3连接，多个竖向防磨板5沿炉膛的高度方向布置以形成竖向防磨带，多个竖向防磨带沿炉膛的周向方向间隔布置。

在实际应用中，高导热涂层4可在防磨格栅设置于炉膛侧壁之前或之后进行喷涂，其喷涂工艺具体可根据其施工要求或特性进行。因此，在选取高导热涂料时，应充分了解高导热涂料的特性，若不需进行前处理，可直接在水冷壁管1和鳍片3上进行喷涂。若需要进行前处理，则需根据高导热涂料的不同特性，选取合适的前处理方法(清洁、转化膜、机械加工等)，前处理完成后方可正常喷涂。同样的，高导热涂层4的厚度也应根据其特性进行对应设置。在实际应用中，横向防磨板2对应一个以上水冷壁管1设置避让槽211，且避让槽211可对应一个完整的水冷壁管1或小于一个完整的水冷壁管1。优选地，焊接侧壁212于鳍片3焊接连接。竖向防磨板5与鳍片3焊接连接，竖向防磨带在与横向防磨带交叉的地方断开，以保证横向防磨带的完整性。在实际应用中，沿炉膛的周向方向相邻设置的两个竖向防磨带之间的水冷壁管1的数量可为一根以上，具体可根据实际需要进行设置。当然，横向防磨带与竖向防磨带在其交汇的位置可进行焊接连接，从而提高整个防磨格栅的结构强度和机械强度。值得说明的是，横向防磨带和/或竖向防磨带可为连续结构或间隔布置的多个子连续结构构成，如横向防磨带的截面形状与炉膛的截面形状相似或为其部分，横向防磨带相互间或竖向防磨带相互间的长度可一致或不一致。进一步地，焊接侧壁212设有用于插设焊条的焊孔，通过焊条提高横向防磨板2与鳍片3的连接可靠性，延长横向防磨板2的使用周期。在实际应用中，高导热涂层为石墨烯涂层、高温远红外导热纳米复合陶瓷涂层、纳米氮化硅涂层中的一种或多种。当然，高导热涂层还可为其他类型的涂层，只需形成该涂层的涂料满足如下性质：附着力≥8MPa，最高耐受温度：＞600℃(最好大于800℃)，发射率(吸收率)≥0.9，导热系数＞10。

可选地，避让槽211与水冷侧壁间隙配合。当然，在本实用新型的另一种实施例中，避让槽211与水冷侧壁接触连接。甚至焊接连接均可，以进一步提高横向防磨板2与炉膛侧壁的连接强度，延长横向防磨板2的使用周期。

可选地，相邻设置的两个横向防磨板2齐平设置。

可选地，相邻设置的两个横向防磨板2焊接连接。当然，在本实用新型的另一实施例中，相邻设置的两个横向防磨板2仅仅是搭接，即侧壁接触连接亦可。

可选地，相邻设置的两个横向防磨板2凹凸配合。凹凸配合可提高相邻设置的两个横向防磨板2的焊缝长度，提高相邻设置的两个横向模板的连接强度，从而延长防磨格栅的使用周期，降低炉膛的维护成本。

在本实用新型的另一实施例中，如图3和4所示，与上述实施例不同的是，本实施例相邻设置的两个横向防磨板2的端部沿炉膛的高度方向叠设以呈台阶状布置。

可选地，相邻设置的两个横向防磨板2的端部通过卡扣组件连接。当然，在本实用新型的另一实施例中，相邻设置的两个横向防磨板2的端部仅仅沿炉膛的高度方向叠设。

可选地，相邻设置的两个横向防磨板2包括第一横向防磨板和第二横向防磨板；卡扣组件包括卡槽221、卡扣部222和支撑部223，卡槽221和卡扣部222扣合连接；卡槽221设于第一横向防磨板，支撑部223和卡扣部222均设于第二横向防磨板，支撑部223的一端与第二横向防磨板连接，支撑部223的另一端与卡扣部222连接。

值得说明的是，由于横向防磨板2的首尾均要与另外一横向防磨板2实现连接，因此，在实际应用中，每一横向防磨板2的结构可均相同，即第一横向防磨板和第二横向防磨板的结构相同，每一横向防磨板2均设有卡槽221、卡扣部222和支撑部223，且卡槽221、卡扣部222和支撑部223同侧设于横向防磨板2的表面。当然，第一横向防磨板和第二横向防磨板的结构也可不同，即第一横向防磨板设置有两个卡槽221，第二横向防磨板设有两个卡扣部222和支撑部223。优选地，为了便于相邻设置的两个横向防磨板2的快速组装和对接，第一横向防磨板设有导块225，且导块225与卡槽221分设于横向防磨板2相对设置的上表面和下表面，对应的，与设有该导块225的横向防磨板2相连接的另一个横向防磨板2对应该导块225设有滑槽224，导块225与滑槽224滑动连接，从而便于相邻设置的两个横向防磨板2通过导块225和滑槽224实现快速组合，使得卡扣部222与卡槽221能够快速扣合。优选地，卡扣部222和卡槽221紧配连接，优选地，卡扣部222与卡槽221可拆卸式连接。

在本实用新型的另一实施例中，如图5所示，与上述实施例不同的是，本实施例的相邻设置的两个横向防磨板2包括第一横向防磨板和第二横向防磨板；卡扣组件包括卡口231、卡设部232和抵接部233，卡口231和卡设部232滑动连接；卡口231设于第一横向防磨板，卡设部232和抵接部233均设于第二横向防磨板，卡设部232的一端与第二横向防磨板连接，卡设部232的另一端与抵接部233连接。在实际应用中，当卡设部232卡入卡口231时，第二横向防磨板的抵设部抵接在第一横向防磨板，进一步提高第一横向防磨板和第二横向防磨板的连接强度和可靠度。与上述实施例相同的是，本实施例的每一横向防磨板2的结构可相同或至少两个横向防磨板2的结构不同，这里不再赘述。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种炉膛蒸发受热面优化改造结构，其特征在于，包括：

水冷壁管、防磨格栅、鳍片和高导热涂层；

相邻设置的两个所述水冷壁管通过所述鳍片连接以形成蒸发受热面，所述水冷壁管以及所述鳍片靠近炉膛一侧的内侧壁设有所述高导热涂层；

所述防磨格栅包括横向防磨板和竖向防磨板，所述横向防磨板靠近所述炉膛侧壁一侧的第一侧壁内凹形成避让槽，所述避让槽围设于所述水冷侧壁，所述第一侧壁未形成所述避让槽的侧壁形成焊接侧壁，所述焊接侧壁与所述鳍片连接；多个所述横向防磨板沿炉膛的周向方向首尾拼接以形成横向防磨带；多个所述横向防磨带沿炉膛的高度方向间隔布置；所述竖向防磨板与所述鳍片连接，多个所述竖向防磨板沿炉膛的高度方向布置以形成竖向防磨带，多个所述竖向防磨带沿炉膛的周向方向间隔布置。

2.如权利要求1所述的炉膛蒸发受热面优化改造结构，其特征在于：

所述避让槽与所述水冷侧壁间隙配合。

3.如权利要求1所述的炉膛蒸发受热面优化改造结构，其特征在于：

相邻设置的两个所述横向防磨板齐平设置。

4.如权利要求3所述的炉膛蒸发受热面优化改造结构，其特征在于：

相邻设置的两个所述横向防磨板焊接连接。

5.如权利要求3所述的炉膛蒸发受热面优化改造结构，其特征在于：

相邻设置的两个所述横向防磨板凹凸配合。

6.如权利要求1所述的炉膛蒸发受热面优化改造结构，其特征在于：

相邻设置的两个所述横向防磨板的端部沿炉膛的高度方向叠设以呈台阶状布置。

7.如权利要求6所述的炉膛蒸发受热面优化改造结构，其特征在于：

相邻设置的两个所述横向防磨板的端部通过卡扣组件连接。

8.如权利要求7所述的炉膛蒸发受热面优化改造结构，其特征在于：

相邻设置的两个所述横向防磨板包括第一横向防磨板和第二横向防磨板；

所述卡扣组件包括卡槽、卡扣部和支撑部，所述卡槽和所述卡扣部扣合连接；

所述卡槽设于所述第一横向防磨板，所述支撑部和所述卡扣部均设于所述第二横向防磨板，所述支撑部的一端与所述第二横向防磨板连接，所述支撑部的另一端与所述卡扣部连接。

9.如权利要求7所述的炉膛蒸发受热面优化改造结构，其特征在于：

相邻设置的两个所述横向防磨板包括第一横向防磨板和第二横向防磨板；

所述卡扣组件包括卡口、卡设部和抵接部，所述卡口和所述卡设部滑动连接；

所述卡口设于所述第一横向防磨板，所述卡设部和所述抵接部均设于所述第二横向防磨板，所述卡设部的一端与所述第二横向防磨板连接，所述卡设部的另一端与所述抵接部连接。

10.如权利要求1-9任意一项所述的炉膛蒸发受热面优化改造结构，其特征在于：

所述高导热涂层为石墨烯涂层、高温远红外导热纳米复合陶瓷涂层、纳米氮化硅涂层中的一种或多种。

Images