多維雨簾式金屬防磨構件的製作方法

2023-05-22 23:02:26 1

本實用新型涉及燃煤鍋爐的配套設備，特別涉及CFB鍋爐膜式壁、CFB鍋爐密相區、CFB鍋爐旋風分離器及其入口煙道、煤粉(或CFB)鍋爐出口煙道、粉煤灰管道等設備或部位防止磨損而設計的多維雨簾式金屬防磨構件。

背景技術：

中國的煤炭利用以燃燒為主，在火力發電廠中燃煤利用主要包括煤粉鍋爐、循環流化床鍋爐(CFB鍋爐)。

CFB鍋爐膜式壁、CFB鍋爐密相區、CFB鍋爐旋風分離器及其入口煙道、煤粉(或CFB)鍋爐出口煙道、粉煤灰管道等設備或部位因粉煤灰高速流動長時間衝刷磨損而造成缺陷頻發，甚至引起機組降出力運行或被迫停運，給火電廠帶來了較大損失。

目前，CFB鍋爐膜式壁多採用被動防磨與主動防磨兩種方式。被動防磨主要有電噴塗、火焰噴塗、熔覆等幾種方式。這幾種方式的優點是保護層存在的情況下管子不直接受到磨損。缺點是施工過程質量控制難度高、使用壽命短，綜合投資大，二次施工難度高、施工工期長等。主動防磨主要有砌築料防磨梁、金屬防磨梁。這幾種方式的優點是施工工藝簡單。缺點是影響受熱面換熱，存在局部磨損等問題。

CFB鍋爐密相區、CFB鍋爐旋風分離器及入口煙道一般採用砌築料(或可塑料)的防磨方式。這種防磨方式的優點是施工工藝簡單。 缺點是施工過程質量控制難度高、影響受熱面的吸熱效果、材料及施工造價高、施工工期長等問題。

煤粉(或CFB)鍋爐出口煙道、粉煤灰管道等一般採用耐磨金屬成型製品或陶瓷片、砌築料的防磨方式。這幾種防磨方式的優點是施工工藝簡單。缺點是施工過程質量控制難度高、材料及施工造價高、施工工期長、使用壽命短等問題。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的缺陷，本實用新型的目的在於提供一種多維雨簾式金屬防磨構件，將各個雨簾式防磨單元以不同規格、不同角度、不同方向、相互間距的序列組合，有效的解決了施工過程質量控制難度高、材料及施工造價高、施工工期長、使用壽命短等問題。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案為：

多維雨簾式金屬防磨構件，由多個雨簾式防磨單元橫向、縱向或軸向布置在被保護對象上，每個雨簾式防磨單元包括腹板1，腹板1一側連接被保護對象的被保護面5，形成第一夾角3，腹板1另一側整體連接翼板2，形成第二夾角4。

所述的第一夾角3角度取值75°～105°。

所述的腹板1與被保護面5的間隙10取值0～5mm。

所述的相鄰兩個雨簾式防磨單元之間的距離9取值0～1500mm。

所述的腹板1或翼板2的長度6取值10mm～500mm。

所述的腹板1的寬度7取值10mm～80mm。

所述的翼板2長度6的取值10mm～500mm。

所述的翼板2的寬度8取值10mm～50mm。

本實用新型的特點：

1、每個雨簾式防磨單元可根據被保護面的外型構造改變，可直線、可圓弧及其他特定形狀，防磨應用範圍廣。

2、根據被防磨對象周圍流場情況，每個雨簾式防磨單元可橫向、可縱向、可軸向多維度的起到防護目的。

3、根據被防磨對象材質、表層物料流的溫度、顆粒硬度、粒徑，雨簾式防磨單元選材範圍廣。

4、根據被防磨對象表層的物料流的濃度、速度，通過調整每個雨簾式防磨單元規格尺寸、安裝角度、方向間距以及各個雨簾式防磨單元的有序組合形成多維雨簾式防磨裝置，通過調整每個雨簾式防磨元素的腹板1長度6、腹板1寬度7、翼板2長度6、翼板2寬度8、腹板1與被保護面5的第一夾角3、腹板1與翼板2的第二夾角4、腹板1與被保護面5間隙10以及相鄰雨簾式防磨元素之間的距離9，一部位一設計，針對性強。

5、通過調整每個雨簾式防磨單元腹板1與被保護面5間隙10，可主動微調被防護對象的換熱效果。

6、每個防磨單元與被保護面5的焊接可根據被保護面材質、膨脹情況確定焊接方式。

7、多維雨簾式金屬防磨構件整體施工工藝簡單，可操作性強，施工周期短，使用壽命長，防磨效果佳。

8、每一個雨簾式防磨單元對物料流有反作用力，根據碰撞原理， 翼板直接對物料流反彈，對物料流起導向作用，腹板與被保護面的間隙、夾角主要調整貼壁物流濃度並控制形成「海綿區」或「禁停區」，通過腹板與翼板共同作用，經過一道一道的雨簾式防磨單元來「擊碎」保護面附近流場，達到防磨效果，同時可以微調被保護對象的換熱效果。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2為腹板1與被保護面5以及翼板2之間形成的各種參數示意圖。

圖3為腹板1分別與被保護面5和翼板2之間夾角示意圖。

圖4為本發明在CFB鍋爐膜式壁上的應用示意圖。

圖5為本發明在CFB鍋爐密相區上的應用示意圖。

圖6為本發明在CFB鍋爐旋風分離器及其入口煙道上的應用示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的結構原理、工作原理、應用實例作詳細敘述。

參照圖1，多維雨簾式金屬防磨構件，由多個雨簾式防磨單元橫向、縱向或軸向布置在被保護對象上，每個雨簾式防磨單元包括腹板1，腹板1一側連接被保護對象的被保護面5形成第一夾角3，腹板1另一側整體連接翼板2，形成第二夾角4。

參照圖2、圖3，根據被保護面5附近物料流的濃度、流速、流 場，各部位一般取值範圍如下：

每個雨簾式防磨單元中的腹板1與被保護面5夾角3一般取值75°～105°；腹板1、翼板2長度6一般取值10mm～500mm；腹板1寬度7一般取值10mm～80mm；翼板2長度6一般取值10mm～500mm；翼板2寬度8一般取值10mm～50mm；腹板1與被保護面5間隙10一般取值0～5mm；相鄰雨簾式防磨單元之間的距離9一般取值0～1500mm。

工作原理

每一個雨簾式防磨單元腹板1與翼板2對物料流有反作用力。根據碰撞原理，翼板2的主要作用是直接對物料流反彈，對物料流的導向起主要作用，極大的降低翼板2背向側物料流的濃度。第一夾角3≤90°時，腹板1積聚物料顆粒，使之形成附近物料流著陸的「海綿區」，削弱腹板1上物料流顆粒的反彈力度，降低反彈物料濃度與速度，從而降低反彈物料顆粒對被保護面5的衝蝕磨損；第一夾角3>90°時，腹板1直接對物料流反向彈出，腹板成為附近物料流的「禁停區」，使物料流顆粒基本不直接接觸被保護面5；通過腹板1與翼板2共同作用，經過一道一道防磨單元來「擊碎」保護面5附近流場，降低保護面5附近物料流的濃度、速度，從而達到防磨效果。

實施例一

1、本實用新型在CFB鍋爐膜式壁上的應用，圖4為示意圖。

每個雨簾式防磨單元防護2～4根管子，避免因管子膨脹引起防磨單元變形脫落或管子膨脹受阻；腹板1中間凹槽11與管子鰭片之 間焊接，焊接施工方便，避免在管子上誤焊；腹板圓弧與管子之間留有間隙10，一般取值0.5mm～3mm，避免腹板上積灰板結影響管子吸熱，另一方面間隙10的作用是提高管壁低速灰流的濃度，提高管子換熱效率；腹板1與膜式壁間的第一夾角3一般取值75°～90°，積灰在夾角處短時間停留，使飛灰「海綿式」著陸，降低反彈灰濃度與速度，減少對管子的衝蝕磨損；腹板1與翼板2第二夾角4一般取值120°～180°，通過翼板2大幅度的將附近的飛灰反彈背向管子側。

實施例二

本實用新型在CFB鍋爐密相區上的應用，圖5為示意圖。

CFB鍋爐密相區通常採用管子上焊接銷釘敷設可塑料(或耐磨砌築料)的方式。多維雨簾式金屬防磨構件在CFB鍋爐密相區使用，管子上不必焊接銷釘以及敷設可塑料(或耐磨砌築料)。按照本防磨裝置的基本原理，調整雨簾式防磨單元的相關參數。密相區垂直水冷壁的防磨採用圖4示意圖的模式；密相區斜向水冷壁，腹板1與膜式壁夾角3一般取值90°～120°，腹板1與管子表面(或鰭片)間隙10一般取值0～1mm，通過流線型多維雨簾式防磨設計，在密相區斜向水冷壁上形成較薄的「物料沙丘」保護層，增加管子迎火面的粗糙度，削弱密相區管子上固體顆粒(燃燒不充分的灰)的流動性，起到防磨的效果，同時將大幅度增加密相區管子的換熱效果，提高鍋爐效率。

實施例三

本實用新型在CFB鍋爐旋風分離器及其入口煙道上的應用，圖6為示意圖。

雨簾式防磨單元腹板1分為豎向和橫向設計。旋風分離器垂直管子及分離器入口煙道防護用的腹板1橫向設計同圖4，斜向管子橫向設計防護用的腹板1橫向設計同圖5；豎向設計，要求腹板1與管子平行，相鄰防磨單元間距9一般為管子節距的2～4倍。

實施例四

本實用新型在在煤粉(或CFB)鍋爐出口煙道、粉煤灰管道等設備或部位上的應用。

腹板與被保護面間隙10一般取值0～0.5mm，其餘設計按照圖1、圖2、圖3的基本原理設計即可。

本防磨裝置根據被防磨對象外型構造、周圍流場、介質特性等因素的情況，一部位一設計，針對性強，能夠廣泛應用於CFB鍋爐膜式壁、CFB鍋爐密相區、CFB鍋爐旋風分離器及其入口煙道、煤粉(或CFB)鍋爐出口煙道、粉煤灰管道等設備或部位，有效的解決了物料流對被保護對象直接磨損嚴重的問題，降低了防護區域的缺陷率，特別是CFB鍋爐密相區、CFB鍋爐旋風分離器及其入口煙道的應用，能夠大幅度的提升管子換熱效果，提高鍋爐效率，降低煤耗，社會效益巨大。