立置閃字形強制循環燃煤油田注汽鍋爐的製作方法

2023-05-29 03:12:41 2

專利名稱：立置閃字形強制循環燃煤油田注汽鍋爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及整裝蒸汽鍋爐，屬於立置閃字形強制循環燃煤油田注汽鍋 爐，是一種用於石油工業稠油區域採油的工藝裝備。
技術背景我國稠油(高粘度原油)資源豐富，必須用向地下貯油層注入蒸汽加熱油 層的方法開採(熱採)。油田注汽鍋爐是熱採工藝中必不可少的工藝裝備。國外稠油熱採用的油田注汽鍋爐，全部採用油田自產的天然氣或原油及石 油製品為燃料。因此，採油內耗大，成本高。我國通過引用國外技術，也一直 沿用向油田提供燃油燃氣油田注汽鍋爐的作法。但我國煤炭資源豐富，煤產區 與油產區相互鄰近，交通運輸也很發達，稠油區採油如就近利用低價的煤碳作 燃料，自然可以更合理地利用我國的資源。用燃煤注汽鍋爐採油可減少採油內 耗，增加油產量，可大大降低採油成本。但燃煤油田注汽鍋爐，比燃油氣注氣 鍋爐結構繁雜，難於設計和製造。國內雖然己有廠家開始研製和生產燃煤注汽 鍋爐，但仍採用水平螺旋盤管繞制結構，製造工藝難度高，散裝出廠現場組裝 工作量大，很難普及和滿足油田採油工藝的大量需要。因此，提供一種採用火 焰拱及頂棚為膜式壁結構，爐體蓄熱量小，停電保護採用高中壓蓄水罐自動補水，安全性高，蒸發量在50t/h以下且製造工藝簡便，適合大批量生產的燃煤注汽鍋爐已是業界普遍關注的課題之一。發明內容本實用新型的提出，旨在針對以煤做燃料製造油田注汽鍋爐存在的技術難 度，提出了一種立置閃字形的鍋爐本體，採用火焰拱和含有鍋內除塵流程的， 並採用貯水罐和蒸汽滅火蒸汽引射排煙來做好停電保護的新型燃煤油田注汽鍋爐。本實用新型的技術解決方案是這樣實現的一種立置閃字形強制循環燃煤油田注汽鍋爐，包括總裝式鍋爐爐排、總裝 式鍋內除塵器與省煤器和總裝式鍋爐爐體，其特徵在於所述的總裝式鍋爐爐體還包括鍋爐吊運基座、彈性膜式壁及附壁密封爐牆、無構架的薄殼外衣以及鍋體與爐體的組合結構，所述的組合結構係指由含有爐膛四壁、頂棚及對流受熱面的鍋體與含有前拱殼、中拱殼及後拱殼的爐體殼分解組合而成的七個工藝模塊，即由鍋體前牆與爐體殼的前拱殼構成的前段部件，為第一模塊；由鍋殼的兩側牆、頂棚及爐殼的中拱殼構成的中段部件，為第二模塊；由鍋體的後牆與爐體殼的後拱殼構成的後段部件，為第三模塊；由第一轉變室構成的第四模塊；由第一對流管束和第二對流管束組合一體構成的第五模塊；由第三對流管束及 第二轉彎室組合一體構成的第六模塊和兩側防焦管與前後託拱管組合一體的第七模塊，其中所述的第一模塊的前牆和前拱殼，第二模塊的兩側牆、頂棚及爐 體的中拱殼和第三模塊的鍋體的後牆及後拱殼均由彈性膜式壁組成，但第二模 塊的中拱殼則由閃字形的平面彎管單元構成，其門字形管件為鍋殼單元彎管； 其門內的人字形管件為爐殼彎管組件，所述各模塊通過拼接形成由省煤器至第 三對流管束一第二對流管束一第一對流管束一第一轉彎室一後牆組件一防焦管 組件一前牆組件一閃字形膜式壁組件一供汽幹管的水流程迴路系統。所述的鍋爐吊運基座以分層給煤機機殼、排渣口封閉門基座、對流受熱面 基座和後橫梁作橫梁，通過膜式壁兩側承託座將其聯接而成。所述的彈性膜式壁及附壁密封爐牆包括鰭片管、鰭片管上焊有門型鋼，其 背面焊裝卡馬聯接件，卡馬角上有兩個小孔，其中橫穿①2鋼絲，鰭片間用門型 鋼聯接,並鋪以金屬網，用拌有纖維的密封膠製成彈性膜式壁及附壁爐牆。所述的無構架的薄殼外衣由槽鋼封閉上下兩端，兩槽鋼件之間悍有壓形板， 槽鋼件頂端則焊有弧形板，通過拼裝構成無構架鍋爐外衣。與現有技術相比較，本實用新型的優點主要表現在-(1) 本實用新型為鍋體與爐體兩者合一的立置閃字形膜式壁結構。以鍋爐 輻射受熱面和鍋爐骨架的形式存在，流體在管內為垂直上下流動為主，水平流 動管多置於天棚位置，如產生汽水分層，水層居於火面，安全可靠性較臥式盤 管結構優越得多。(2) 由於鍋體和爐體兩者合為一體，故尺寸被壓縮到最小。可實現蒸發量 為50t/h級以下的鍋爐總裝出廠，如此可加速油田建設的進程，並使鍋爐製造 質量獲得有效的保證。(3) 本實用新型為平面彎管結構，適於大批量快速組織工業生產，可集中 組織製造，形成規模生產，保證油田建設的大批量需要。(4) 將輔機分層給煤機和排渣擺動門等與主機鍋殼和爐殼組合在一起，使鍋爐更緊湊，對組裝鍋爐，創造了良好的吊運基座，從而降低了鍋爐整機的鋼耗。(5) 採用彈性膜式壁，附壁爐牆，及膜式壁鍋體結構，使鍋爐的爐牆結構 被簡化，蓄熱量減少，提高了鍋爐啟停的機敏性。(6) 採用薄殼密封外衣，無構架支撐，創造了鍋體和爐體間保留良好的熱 膨脹補償性能。


本實用新型有附圖23幅，其中圖l鍋爐吊運基座結構示意圖；圖2前牆和前拱殼之上段結構圖；圖3前牆和前拱殼之中段結構圖；圖4前牆和前拱殼之下段結構圖；圖5閃字形膜式壁及中拱殼管單元件結構圖；圖6後牆盤管結構示意圖；圖7後牆殼管結構示意圖；圖8卡馬結構示意圖；圖9平面盤管結構示意圖；圖10門形盤管結構示意圖；圖11第一對流管束與第二對流管束組塊結構示意圖；圖12是圖11的右視圖；圖13第三對流管束與與第二轉彎室結構示意圖；圖14是圖13的右視圖；圖15厶字形火焰拱的結構示意圖；圖16彈性膜式壁和附壁爐牆結構示意圖；圖17是圖16的仰視圖；圖18無構架薄殼外衣結構示意圖；圖19是圖18的剖面圖；圖20是圖18的左視圖；圖21本實用新型的縱剖視圖；圖22本實用新型的橫剖視圖；圖23鍋爐水流程圖。在圖中1、分層給煤機機殼，2、膜式壁兩側承託座，3、排渣封閉門基座， 4、對流受熱面基座，5、排灰鬥，6、後橫梁，7、膜式壁管，8、中拱殼管，9、 雙面水冷壁管，10、吊耳，11、卡座，12、聯板，13、卡馬，14、託架，15、 底封板，16、外管板，17、內管板，18、圓鋼拉筋，19、第二對流管束的翼片 管，20、鍛造彎頭，21、第一對流管束長節距翼片管，22、聯接管，23、集箱， 24、耐火砼澆注層，25、吊裝梁，26、後牆組件，27、前牆組件，28、抓釘， 29、前牆耐火砼澆注層，30、第二轉彎室，31、密封罩，32、巖棉氈，33、集箱密封 罩，34、巖棉氈，35、耐火砼澆注的前拱殼，36、膜式壁結構的中拱殼，37、耐 火砼澆注的後拱殼，38、擺動門承託架，39、耐火砼澆注的擺動門隔熱層，40、 擺動門拉鏈，41、前二次風殼，42、鰭片管，43、門形鋼，45、鋼絲孔，46、 耐火砼澆注層，47、金屬網，48、耐火砼，49、槽鋼，50、壓型板，51、弧形 板件，52、扶強板，53、螺旋輸灰機，54、刮板除渣機，55、鍋爐地基，56、 立置閃字形膜式水冷壁平面單元，57、無構架薄殼鍋爐外衣，58、鍋爐吊運託 架，59、防焦管，60、爐排基座，61、省煤器，62、第三對流管，63、第二對 流管，64、第一對流管，65、轉變室管組，66、後牆管組件，67、兩側牆防焦 管，68、前牆管組，69、閃字形膜式壁，70、供汽幹管。
具體實施方式
如圖1-圖23所示。 一種立置閃字形強制循環燃煤油田注汽鍋爐，其主機 分三件總裝出廠。 一為總裝式的鍋爐本體，二為總裝式鍋爐爐排，三為總裝式 鍋內除塵省煤器。總裝式的鍋爐本體，包括鍋爐吊運基座、彈性膜式壁及附壁密封爐牆，無構架薄殼外衣以及鍋體與爐體的組合結構，所述的鍋體與爐體的 組合結構是指把鍋體和爐體殼組合併分割成七個工藝模塊，以求最大限度的簡 化製造工藝。鍋體包括爐膛四壁和頂棚及對流受熱面。爐體殼包括前拱殼，中拱殼，後 拱殼。把鍋體前牆與爐體殼的前拱殼組合在一起為前段部件(第一模塊)；將鍋 殼的兩側牆和頂棚與爐殼的中拱殼組合成一體為中段部件(第二模塊)；將鍋體 的後牆和爐體的後拱殼組合一體為後段部件(第三模塊)；將第一轉變室做為第 四模塊；將第一對流管束和第二管束組成一體為第五模塊；將第三對流管束及 第二轉彎室組合成一體為第六模塊；兩側防焦管與前後託拱管組合在一起為第 七模塊。上述分割，旨在使其適應大批量生產的需要。其特點是第一，將各製造 件儘量採用平面彎管組件，製成平面盤管。第二，組成獨立的部件單元體，分 塊檢驗驗收，以便於將製造工作迅速全面展開。第三，將各分塊，按規定公差 製成後，分塊組裝。其中 第一模塊前牆和前拱殼的結構。前牆和前拱殼由上、中、下三段組成。上段和中段分別為平面盤管結構。 外圈用鍛造彎頭，內圈用鍛造機制彎頭。其餘彎頭全部用機制彎頭。下段採用 門型彎管和鍛造機制彎頭。除彎頭外，全部採用鰭片管，組成彈性膜式壁組件。 第二模塊閃字形鍋體和爐體殼中段結構。鍋體和爐體的中段，鍋殼的兩側牆和頂棚及爐體的中拱殼採用閃字形的平 面單元彎管制成。門字形為鍋殼單元彎管，門內的人字形為爐殼彎管組件。將 彎管單元製成後，拼接成膜式壁。膜式壁為立置門字形。中拱殼部分可為裸管 或膜式壁管。立置交錯聯接平面彎管為裸管在爐內組成雙面水冷壁。 第三模塊鍋體後牆和後拱殼的結構。由兩個平面盤管組合而成。平面盤管的外圈用鍛造彎頭聯接。內圈用鍛制 機制彎頭聯接。中間各圈用彎管機製成的普通彎頭或鍛造彎頭聯接，直段為鰭 片管，組成彈性膜式壁平面，用角鐵將兩個平面盤管組成一體。 第四模塊第一轉彎室。第一轉彎室由兩組盤管組成。頂棚和兩側壁為一組件，後牆為一平面盤管組件。組成彈性膜式壁管。第五模塊第一對流和第二對流受熱面組塊。第一對流管束採用大節距翼片管，第二對流管束採用小節距翼片管，用鍛 制彎頭組成蛇形管片，兩端用管板填充耐火砼固定在型鋼託架上。 第六模塊第三對流管束及第二轉彎室結構。第三對流管束用翼片管和鍛造彎頭組成蛇形管片，兩端用管板填充耐火砼 密封組裝在金屬密封殼體內。形成一個獨立的密封組件。 第七模塊兩側防焦管和前後拱承託管組件。兩側採用臥置兩根鰭片管做防焦管，前三後二裸管做承託拱牆管繞製成馬 鞍形。組成一個繞組組塊。兩側防焦管為直管。前三後二裸管為立體彎管。鍋體的前後牆及第一轉彎室均採用彈性膜式壁。彈性膜式壁用鰭片管拼接， 但鰭片間不用焊接方法聯接，而用門形扁鋼聯接。使管間的縱橫向保持一定的彈性。門形梁採用s^皿鋼板壓製成門形使用。彈性膜式壁組焊後，用密封膠接料拌纖維和金屬網製成附壁爐牆。 所述的無構架薄殼外衣的結構。採用厚度為S =3mm的鋼板壓型製成，波高為40mm的波型板及直角彎形波型 板。用波形板拼接製成鍋爐外衣。為壓縮鍋爐標高，縮小鍋爐佔地面積，本實用新型採用了 M形煙氣流程， 爐膛為第1流程，第一對流及第二對流受熱面為第二流程。第三對流面為第3 流程，鍋內除塵器及省煤器為第四流程。第一、第二、第三流程為固定流程， 如改變煤種，只調節第4流程，受熱面的大小或受熱面種類。水的流程走法為 省煤器一第三對流管束一第二對流管束一第一對流管束一第一轉彎室一後牆組 件一防焦管組件一前牆組件一閃字形膜式壁組件一供汽幹管。如此水流程的目 的，是確保膜式壁管在等溫條件下工作。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明圖1是鍋爐吊運基座結構示意圖。將分層給煤機機殼1，排渣封閉門基座3， 對流受熱面基座4，排灰鬥5，後橫梁6做橫梁,用膜式壁兩側承託座2聯接起 來，組成鍋爐吊運基座。剛性好，強度好，吊運可靠性好。圖2是前牆和前拱殼結構圖。由上段l，中段2，下段3組成。件l、件2為平面盤管。件3為平面盤管，盤成後彎製成門形。將三者分別製成後，用角 板聯接之，固定成形。直段用鰭片管，彎段用鍛造彎頭，製成彈性膜式壁。圖5是閃字形膜式壁及中拱殼管單元件結構圖。膜式壁管7，用4)89X13 鰭片管彎制，中拱殼管8，雙面水冷壁管9，吊耳IO，卡座ll，聯板12。板件 厚度為12mm.管件為d) 89X13。圖6和圖7是後牆和後拱殼結構圖，其由圖6後牆盤管1960X3700，圖7 後拱殼盤管700X3200及件13卡馬組成。盤管直段用4)89X13鰭片管，彎曲 段用鍛造彎頭，製成彈性膜式壁。圖9和圖10是第一轉彎室結構圖，其由圖9平面盤管860X3700及圖10 門型盤管1120X5312及卡馬製成彈性膜式壁。直段用4)89X13鰭片管，採用 鍛造彎頭聯接。圖11和圖12是第一對流管束與第二對流管束組塊結構圖包括託架14，底 封板15，外管板16，內管板17，內外管板的拉筋圓鋼18，第二對流管束的翼 片管19，鍛造彎頭20，第一對流管束長節距翼片管21，聯接管22，集箱23， 耐火砼澆築層24和吊運梁25 (裝配後拆除)。託架14落在圖1鍋爐吊運基座結 構圖元件4對流受熱面基座上。圖13和圖14是第三對流管束與與第二轉彎室結構圖,包括託架14，底封板 15，承託耐火砼用，外管板16，內管板17，內外管板圓鋼拉筋18，翼片管19， 鍛造彎頭20，耐火砼澆築層21，聯接管22，集箱23，後牆組件26，前牆組件 27，抓釘28，前牆耐火砼澆築層29，第二轉彎室30，密封罩31，巖棉氈32，集箱 密封罩33，巖棉氈34。圖15是厶字形火焰拱結構圖。其由下列7個構件組成，即耐火砼澆筑前拱 殼35，中拱殼為膜式壁結構36，耐火砼澆築的後拱殼37，擺動門承託梁38， 擺動門用耐火砼澆築隔熱層39,擺動門拉鏈40，前二次風殼41。圖16和圖17是彈性膜式壁和附壁爐牆結構圖。在鰭片管42上，焊裝門形 鋼43置於向火面，背火面焊裝卡馬13。卡馬上角有兩個小孔，每個孔內橫穿①2 鋼絲45。澆築耐火砼土後，鋪置鐵絲網46，該鐵絲網用線徑O)1.0-①2.0鋼絲 編制，孔徑15-25mm。然後再澆築耐火砼47。耐火砼，採用細骨料與耐火水泥 攪拌，並適當填加耐熱纖維。200620142493.3說明書第8/8頁圖18、圖19和圖20是無構架薄殼外衣結構圖。無構架薄殼外衣，採用槽 鋼49封閉上下兩端，實行密封悍。壓型板50做外衣，上端圓弧用弧形板51和 扶強弧形板52，頂棚也採用壓形板組成無構架外衣。圖21和圖22是鍋爐縱剖視圖和鍋爐橫剖視圖。其包括立置閃字形膜式水 冷壁平面單元件56，無支架薄殼外衣57，鍋爐吊運託架58，防焦管59，爐排 基座60，螺旋輸灰機53，刮板除渣機54和鍋爐地基55。圖23是鍋爐水流程圖。給水tgs=20°C—省煤器一第三對流管一第二對流管一第一對流管 轉變室管組一後牆管組件一兩側牆防焦管一前牆管組 —閃字形膜式壁一供汽幹管鍋爐水流程主要是控制水的流速和汽水混合物的流速。鍋爐給水首先進入 省煤器，4根051X6翼片管並聯，然後進入第三對流管束，其為3根並聯6組 排管翼片管，然後進入第二和第一對流管束，其為三排9組並聯排管翼片管。 接著進入轉彎室後牆為①89X13鰭片管，以後全是①89X13鰭片管。唯兩側防 焦管和託拱管為光管。最後流入閃字形膜式壁管。閃字形膜式壁管為等溫管， 內部流動的是飽和狀態的汽水混合物，旨在減少溫度梯度產生的溫度應力，以 提高鍋爐運行的可靠性。
權利要求1. 一種立置閃字形強制循環燃煤油田注汽鍋爐，包括總裝式鍋爐爐排、總裝式鍋內除塵器與省煤器和總裝式鍋爐爐體，其特徵在於所述的總裝式鍋爐爐體還包括鍋爐吊運基座、彈性膜式壁及附壁密封爐牆、無構架的薄殼外衣以及鍋體與爐體的組合結構，所述的組合結構係指由含有爐膛四壁、頂棚及對流受熱面的鍋體與含有前拱殼、中拱殼及後拱殼的爐體殼分解組合而成的七個工藝模塊，即由鍋體前牆與爐體殼的前拱殼構成的前段部件，為第一模塊；由鍋殼的兩側牆、頂棚及爐殼的中拱殼構成的中段部件，為第二模塊；由鍋體的後牆與爐體殼的後拱殼構成的後段部件，為第三模塊；由第一轉變室構成的第四模塊；由第一對流管束和第二對流管束組合一體構成的第五模塊；由第三對流管束及第二轉彎室組合一體構成的第六模塊和兩側防焦管與前後託拱管組合一體的第七模塊，其中所述的第一模塊的前牆和前拱殼，第二模塊的兩側牆、頂棚及爐體的中拱殼和第三模塊的鍋體的後牆及後拱殼均由彈性膜式壁組成，但第二模塊的中拱殼則由閃字形的平面彎管單元構成，其門字形管件為鍋殼單元彎管；其門內的人字形管件為爐殼彎管組件，所述的各模塊通過拼接形成由省煤器至第三對流管束-第二對流管束-第一對流管束-第一轉彎室-後牆組件-防焦管組件-前牆組件-閃字形膜式壁組件-供汽幹管的水流程迴路系統。
2、 根據權利要求l所述的立置閃字形強制循環燃煤油田注汽鍋爐，其特徵 在於所述的鍋體吊運基座以分層給煤機機殼(1)、排渣口封閉門基座(3)、對 流受熱面基座(4)和後橫梁(6)作橫梁，通過膜式壁兩側承託座(2)將其聯 接而成。
3、 根據權利要求2所述的立置閃字形強制循環燃煤油田注汽鍋爐，其特徵 在於所述的彈性膜式壁及附壁密封爐牆包括鰭片管(7)、鰭片管上焊有門型鋼(8)，其背面焊裝卡馬(9)聯接件，卡馬角上有兩個小孔，其中橫穿02鋼絲(IO)， 鰭片間用門型鋼聯接，並鋪以金屬網(ll)，用拌有纖維的密封膠製成彈性膜式壁 及附壁爐牆。
4、 根據權利要求3所述的立置閃字形強制循環燃煤油田注汽鍋爐，其特徵 在於所述的無構架的薄殼外衣由槽鋼(12)封閉上下兩端，兩槽鋼件之間焊有 壓形板(13),槽鋼件頂端則焊有弧形板(13)，通過拼裝構成無構架鍋爐外衣。
專利摘要本實用新型公開了一種立置閃字形強制循環燃煤油田注汽鍋爐，包括總裝式鍋爐爐排、總裝式鍋內除塵器與省煤器和總裝式鍋爐爐體，其特徵在於所述的總裝式鍋爐爐體還包括鍋爐吊運基座、彈性膜式壁及附壁密封爐牆、無構架的薄殼外衣以及鍋體與爐體的組合結構，所述的組合結構係指由含有爐膛四壁、頂棚及對流受熱面的鍋體與含有前拱殼、中拱殼及後拱殼的爐體殼分解組合而成的七個工藝模塊，其中所述的第一模塊、第二模塊和第三模塊的前牆和前拱殼，兩側牆、頂棚及中拱殼、後牆及後拱殼均由彈性膜式壁組成；中拱殼則由閃字形的平面彎管單元構成，使製造工藝簡化，體積縮小，可在工廠內總裝出廠，適於大批量生產。
文檔編號E21B43/24GK201103889SQ20062014249
公開日2008年8月20日 申請日期2006年12月29日 優先權日2006年12月29日
發明者劉廣發, 劉賀武, 靜 王 申請人:劉廣發;劉賀武