CN103712205A - 一种防止磨损及腐蚀的循环流化床热水锅炉 - Google Patents

Abstract

一种防止磨损及腐蚀的循环流化床热水锅炉，它涉及一种循环流化床热水锅炉。本发明为了解决目前大容量循环流化床热水锅炉在使用过程中，燃料煤在炉体中燃烧产生高温烟气，烟气中含硫化物，高温高压燃料颗粒、灰尘、烟气在炉体中对锅炉的受热面产生巨大冲击，并伴随有高温氧化、飞灰冲蚀、低温露点腐蚀等侵害，致使锅炉受热面遭受磨损、腐蚀，受热面厚度减薄，发生爆管的问题。一种防止磨损及腐蚀的循环流化床热水锅炉，它包括炉膛、水冷壁、烟道、省煤器包覆管、省煤器和空气预热器，所述热水锅炉还包括若干销钉、若干抓钉、若干钢筋网格、复合材料耐火混凝土和防磨罩。本发明用于工农业取暖和城市集中供热。

Description

一种防止磨损及腐蚀的循环流化床热水锅炉

技术领域

本发明涉及一种循环流化床热水锅炉，具体涉及一种防止磨损及腐蚀的循环流化床热水锅炉。

背景技术

大容量循环流化床热水锅炉在城市集中供热中得到广泛应用。其所用燃料煤中灰量大，含硫化物。使用过程中燃料煤在炉体中燃烧会产生高温的烟气，烟气中含硫化物，高温高压燃料颗粒、灰尘、烟气在炉体中会对锅炉的受热面产生巨大冲击，并伴随有高温氧化、飞灰冲蚀、低温露点腐蚀等侵害，致使锅炉受热面遭受磨损、腐蚀，使得锅炉受热面厚度减薄，直至发生爆管，锅炉受热面磨损及腐蚀严重影响了锅炉的使用，缩短锅炉使用寿命，造成经济损失，同时使锅炉的使用中存在安全隐患。

发明内容

本发明为了解决目前大容量循环流化床热水锅炉在使用过程中，燃料煤在炉体中燃烧产生高温烟气，烟气中含硫化物，高温高压燃料颗粒、灰尘、烟气在炉体中对锅炉的受热面产生巨大冲击，并伴随有高温氧化、飞灰冲蚀、低温露点腐蚀等侵害，致使锅炉受热面遭受磨损、腐蚀，受热面厚度减薄，发生爆管的问题。而提出的一种防止磨损及腐蚀的循环流化床热水锅炉。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种防止磨损及腐蚀的循环流化床热水锅炉，它包括炉膛、水冷壁、烟道、省煤器包覆管、省煤器和空气预热器，所述炉膛竖直设置，炉膛内部由下至上依次为密相区、稀密相过渡区和稀相区，且在炉膛的上端侧壁上设置有炉膛出口窗，所述水冷壁沿竖直方向设置在炉膛内壁上，所述烟道的一端设置在炉膛出口窗上与炉膛相通，烟道的另一端设置在省煤器的上端与省煤器相连，所述省煤器包覆管固接在烟道的内壁面上，所述热水锅炉还包括若干销钉、若干抓钉、若干钢筋网格、复合材料耐火混凝土、金属喷涂层和防磨罩，所述销钉的一端固接在密相区四周的水冷壁上，销钉另一端向炉膛内部延伸，所述抓钉的根部固接在水冷壁上，抓钉爪部向炉膛内部延伸，所述钢筋网格设置在水冷壁的一侧，固接在水冷壁和若干抓钉的爪部上，所述复合材料耐火混凝土浇注在密相区的钢筋网格和炉膛的侧壁之间，

所述稀密相过渡区四周的水冷壁沿由炉膛内向炉膛外的方向弯折，至水冷壁与炉膛四周侧壁相抵,形成稀密相过渡区让管结构，所述稀密相过渡区和密相区处水冷壁四周浇注有复合材料耐火混凝土，

所述炉膛出口窗四周水冷壁上固接有销钉，炉膛出口窗四周水冷壁浇注有复合材料耐火混凝土通过销钉进行加固，

所述烟道内壁面处省煤器包覆管上固接有多个销钉，所述多个销钉的根部设置在省煤器包覆管上，销钉的爪部向外延伸，所述省煤器包覆管和烟道壁面之间浇注有复合材料耐火混凝土,

所述省煤器内含有省煤器管，所述省煤器管的顶端固接有耐高温、耐磨损防磨罩。

所述空气预热器内含有空气预热器管，所述空气预热器管顶端固接有耐磨损、耐腐蚀防磨罩。

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

1、本发明通过在易磨损受热面上设置销钉、抓钉、钢筋网格和复合材料耐火混凝土来隔断与受热面直接接触的磨损，避免硫化物与炉体发生高温氧化和低温露点腐蚀，提高锅炉整体防磨损性和耐腐蚀性，显著减轻了高温高压燃料颗粒、灰尘、烟气对受热面带来的侵害，有效避免了爆管现象的发生，增强了循环流化床热水锅炉安全运行的稳定性，锅炉常规检修次数减少一半，延长锅炉大修周期，锅炉的使用寿命延长40%。

2、本发明中通过在空气预热器和省煤器上安装防磨罩，延长空气预热器和省煤器使用寿命，达到永不磨损及腐蚀，在检修的过程中，防磨罩方便拆卸和更换，使用灵活性高。

3、本发明中销钉、抓钉、钢筋网格、复合材料耐火混凝土、金属喷涂层、防磨罩为抗磨损、耐腐蚀材料，制造方便，安装简单，且成本低廉，运用到锅炉中，提高锅炉安全性，延长锅炉使用寿命，经济效益高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图，图2是图1中I处的放大图，图3是图2中E-E处向视图，图4是图1中II处放大图，图5是图4中K-K处向视放大图，图6是图1中A-A向视放大图，图7是图6中H处放大图，图8是图1中B-B处向视放大图，图9是图1中C-C处向视放大图，图10是图9处F-F向视放大图，图11是图1中D-D处向视放大图，图12是图11中G-G向视放大图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种防止磨损及腐蚀的循环流化床热水锅炉，它包括炉膛1、水冷壁2、烟道3、省煤器包覆管4、省煤器5和空气预热器6，所述炉膛1竖直设置，炉膛1内部由下至上依次为密相区1-1、稀密相过渡区1-2和稀相区1-3，且在炉膛1的上端侧壁上设置有炉膛出口窗1-5，所述水冷壁2沿竖直方向设置在炉膛1内壁上，所述烟道3的一端设置在炉膛出口窗1-5上与炉膛1相通，烟道3的另一端设置在省煤器5的上端与省煤器5相连，所述省煤器包覆管4固接在烟道3的内面上，所述循环流化床热水锅炉还包括若干销钉7-1、若干抓钉7-2、若干钢筋网格7-3、复合材料耐火混凝土7-4和防磨罩7-5，所述销钉7-1的一端固接在密相区1-1四周的水冷壁2上，销钉7-1另一端向炉膛1内部延伸，所述抓钉7-2的根部固接在水冷壁2上，抓钉7-2爪部向炉膛1内部延伸，所述钢筋网格7-3设置在水冷壁2的一侧，固接在水冷壁2和若干抓钉7-2的爪部上，所述复合材料耐火混凝土7-4浇注在密相区1-1的钢筋网格7-3和炉膛1的侧壁之间，

所述稀密相过渡区1-2四周的水冷壁2沿由炉膛内向炉膛外的方向弯折，至水冷壁2与炉膛1四周侧壁相抵，形成稀密相过渡区让管结构，所述稀密相过渡区1-2处水冷壁2四周浇注有复合材料耐火混凝土7-4，

所述炉膛出口窗1-5四周水冷壁2上固接有销钉7-1，炉膛出口窗1-5四周浇注有复合材料耐火混凝土7-4，

所述烟道3内壁面处省煤器包覆管4上固接有多个销钉7-1，所述多个销钉7-1的根部设置在省煤器包覆管4上，销钉7-1的爪部向外延伸，省煤器包覆管4和烟道3壁面之间浇注有复合材料耐火混凝土7-4，

所述省煤器5内含有省煤器管5-4，所述省煤器管5-4的顶端固接有防磨罩7-5，

所述空气预热器6内含有空气预热器管6-4，所述空气预热器管6-4顶端固接有防磨罩7-5。

本实施方式中炉膛1内稀相区1-3处和炉膛1相邻四侧壁角部的连接处1-4喷涂有耐高温、耐磨损金属喷涂层，如此设置，提高耐磨性和耐腐蚀性。这种金属喷涂技术是在管子表面强化和保护的工艺方法，它以燃料、电弧或等离子弧作为热源，将喷涂合金金属材料焊丝加热到熔化或塑态，借助于压缩空气或火焰推力将之喷射到管子表面上，形成金属喷涂层。稀密相过渡区1-2四周的水冷壁2向外弯制形成稀密相过渡区1-2的避让结构，并在避让出的区域浇筑复合材料耐火混凝土4，提高了耐磨损性和耐高温性。

本实施方式中复合材料耐火混凝土耐高温达1500℃，其材料性能可以有效地阻止由于炉温变化而引起的交变热应力，由于发生化学反应引起的相度变化，而造成体积变化所产生的微裂纹扩展，从而大大提高了材料的高温强度，耐高温性能和高温中的抗磨损、抗灰渣侵蚀性能及热稳定性。复合材料耐火混凝土在工作状态下表层形成一层釉面，提高了该材料的高温强度、耐温性能和高温中的抗磨损、抗蚀损性能及热稳定性，磨损严重区的耐火材料的使用寿命可达三年以上。

本实施方式中省煤器管5-4和空气预热器管6-4上固接的防磨罩7-5采用耐高温、耐磨损材料，增强耐磨损性和耐腐蚀性。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述省煤器5包括上部省煤器5-1、中部省煤器5-2和下部省煤器5-3，所述上部省煤器5-1、中部省煤器5-2和下部省煤器5-3由上至下依次设置。如此设置，分段省煤器，方便对省煤器内部防磨罩、省煤器管磨损情况进行检修与更换，多段省煤器同时工作，使得省煤器的热交换效果更显著，效率提高10%。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中省煤器5采用变管径的分段变截面等烟速免积灰设计，分别采用Ф38、Ф42、Ф60不同管径管子，烟气流速全程都为6.8m/s左右，由于烟气流速较低，省煤器受热面磨损较小，同时避免低温露点腐蚀。多段省煤器自下而上与烟气成逆向流动，省煤器管内水流速≥1.4m/s，将管内产生的气体及时带出。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述空气预热器6包括上部空气预热器6-1、中部空气预热器6-2和下部空气预热器6-3，所述上部空气预热器6-1、中部空气预热器6-2和下部空气预热器6-3由上至下依次设置。如此设置，分级空气预热器，方便对空气预热器内部防磨罩、空气预热器管磨损情况进行检修与更换，多级空气预热器同时工作，使得空气预热器的热交换效果更显著，工作效率提高、寿命延长。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式空气预热器采用卧式结构，空气与烟气成逆流布置，空气预热器低温区下部空气预热器管采用耐腐蚀钢材料，避免低温腐蚀。空气预热器管箱设计有自由膨胀体和空气侧密封，保证了烟道的密封，从而避免了空气向烟道的漏风，使锅炉在较低过量空气系数下运行，提高了锅炉整体性能，避免了空气预热器积灰及腐蚀。

工作原理

本循环流化床热水锅炉在工作过程中，炉膛内部燃煤产生大量高温高压燃料颗粒、灰尘、烟气冲蚀受热面，易磨损受热面处浇注有耐高温、耐磨损的复合材料耐火混凝土及金属喷涂层，燃料颗粒、灰尘、烟气冲蚀复合材料耐火混凝土和金属喷涂层，有效降低了对受热面的侵损，在省煤器和空气预热器中安放有耐磨损、耐腐蚀的防磨罩，灰尘、烟气冲蚀防磨罩，有效降低了烟尘对省煤器和空气预热器的侵蚀。

本发明未公开的技术特征，均为现有技术，如压力检测系统、锅炉控制系统、风机，上述特征为热水锅炉领域公知的技术，此处不再论述。

Claims (3)

1.一种防止磨损及腐蚀的循环流化床热水锅炉，它包括炉膛（1）、水冷壁（2）、烟道（3）、省煤器包覆管（4）、省煤器（5）和空气预热器（6），所述炉膛（1）竖直设置，炉膛（1）内部由下至上依次为密相区（1-1）、稀密相过渡区（1-2）和稀相区（1-3），且在炉膛（1）的上端侧壁上设置有炉膛出口窗（1-5），所述水冷壁（2）沿竖直方向设置在炉膛（1）内壁上，所述烟道（3）的一端设置在炉膛出口窗（1-5）上与炉膛（1）相通，烟道（3）的另一端设置在省煤器（5）的上端与省煤器（5）相连，所述省煤器包覆管（4）固接在烟道（3）的内面上，其特征在于：所述循环流化床热水锅炉还包括若干销钉（7-1）、若干抓钉（7-2）、若干钢筋网格（7-3）、复合材料耐火混凝土（7-4）和防磨罩（7-5），所述销钉（7-1）的一端固接在密相区（1-1）四周的水冷壁（2）上，销钉（7-1）另一端向炉膛（1）内部延伸，所述抓钉（7-2）的根部固接在水冷壁（2）上，抓钉（7-2）爪部向炉膛（1）内部延伸，所述钢筋网格（7-3）设置在水冷壁（2）的一侧，固接在水冷壁（2）和若干抓钉（7-2）的爪部上，所述复合材料耐火混凝土（7-4）浇注在密相区（1-1）的钢筋网格（7-3）和炉膛（1）的侧壁之间，

所述稀密相过渡区（1-2）四周的水冷壁（2）沿由炉膛内向炉膛外的方向弯折，至水冷壁（2）与炉膛（1）四周侧壁相抵，形成稀密相过渡区让管结构，所述稀密相过渡区（1-2）处水冷壁（2）四周浇注有复合材料耐火混凝土（7-4），

所述炉膛出口窗（1-5）四周水冷壁（2）上固接有销钉（7-1），炉膛出口窗（1-5）四周浇注有复合材料耐火混凝土（7-4），

所述烟道（3）内壁面处省煤器包覆管（4）上固接有多个销钉（7-1），所述多个销钉（7-1）的根部设置在省煤器包覆管（4）上，销钉（7-1）的爪部向外延伸，省煤器包覆管（4）和烟道（3）壁面之间浇注有复合材料耐火混凝土（7-4），

所述省煤器（5）内含有省煤器管（5-4），所述省煤器管（5-4）的顶端固接有防磨罩（7-5），

所述空气预热器（6）内含有空气预热器管（6-4），所述空气预热器管（6-4）顶端固接有防磨罩（7-5）。

2.根据权利要求1所述的一种防止磨损及腐蚀的循环流化床热水锅炉，其特征在于：所述省煤器（5）包括上部省煤器（5-1）、中部省煤器（5-2）和下部省煤器（5-3），所述上部省煤器（5-1）、中部省煤器（5-2）和下部省煤器（5-3）由上至下依次设置。

3.根据权利要求1所述的一种防止磨损及腐蚀的循环流化床热水锅炉，其特征在于：所述空气预热器（6）包括上部空气预热器（6-1）、中部空气预热器（6-2）和下部空气预热器（6-3），所述上部空气预热器（6-1）、中部空气预热器（6-2）和下部空气预热器（6-3）由上至下依次设置。

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