流化床气化余热锅炉用管板热防护结构的制作方法

本实用新型属于工业锅炉装置技术领域，主要涉及流化床气化余热锅炉用管板热防护结构。

背景技术：

在现代社会强调“循环利用、节约资源”的大背景下，余热锅炉在回收热能、提高经济效益等方面的作用显得更为重要。火管式余热锅炉的烟气温度高达900℃-1000℃，而换热管外部冷却水及蒸汽的温度只有200℃左右，烟气进口端管板处存在极大的温差，势必会造成管板与换热管接头处的应力集中，导致管接头开裂；余热锅炉烟气中一般都含有h2、h2s、nh3、少量煤粉等介质，烟气进口端换热管长期处于900℃以上高温环境中，实际生产中为节约成本，一般管板及换热管都选用低合金钢材料，此时极易造成管接头高温腐蚀、煤粉冲蚀等现象，从而导致换热管损坏，高温侧管板与换热管的热防护质量将直接影响整台余热锅炉的使用期限。

现代工业中，对于900℃以上的高温气体，一般都采用在高温管板侧浇注耐火材料，并采用刚玉陶瓷套管作为防护套管，但由于耐火材料、管板、刚玉套管三者的热膨胀系数不同，在温度变化时三者之间必然相互挤压，此时易造成陶瓷套管的碎裂；陶瓷套管位于耐火材料段的温度与其插入至换热管段之间的温差较大，刚玉陶瓷热震性能不足易造成热冲击碎裂，这都将增加余热锅炉停车检修的次数，影响经济效益。

技术实现要素：

本申请针对现有技术的上述不足，提供一种在高温下具有高的强度和蠕变强度，可以长期工作在1000℃左右的温度下，能防止换热管局部超温的流化床气化余热锅炉用管板热防护结构。

为解决以上问题，本实用新型采用的技术方案为：一种流化床气化余热锅炉用管板热防护结构，该结构包括设置于余热锅炉壳体内的挠性管板，所述的挠性管板横向固定于壳体内，所述的挠性管板与壳体之间通过过渡段进行连接；所述的管板上设置有若干管孔，管孔内穿设有换热管，换热管内套设有金属套管、且金属套管的上端突出于换热管的上端；所述的金属套管外壁径向向外设置有用以与管板承接的凸台，金属套管上端内开口为扩口设置；所述的金属套管的上端开口与高温进气口连通，所述的高温进气口为由余热锅炉壳体内浇注浇注料而形成的腔室构成，且该浇注料包裹金属套管突出于换热管部。

采用上述结构，通过金属套管作为耐高温材料套合在换热管的内壁，既可以避免被挤压损坏及热冲击碎裂，又可以耐受烟气进口端的高温；金属套管上端内开口采用扩口结构，在壳体内浇注浇注材料时扩口上表面与浇注料表面平齐，从而可以使得金属套管可以很好地嵌在浇注料中，增加金属套管的稳定性及强度。

优选的，所述的金属套管为s31008材质的金属套管，这种材料制备的金属套管既可以避免被挤压损坏及热冲击碎裂，又可以耐受烟气进口端的高温

优选的，所述的金属套管的凸台与管板之间设有环形垫片，所述的环形垫片为由陶瓷纤维制作而成的垫片；该垫片可以减轻由管板、浇注料、金属套管三者变形协调引起的对金属套管的挤压，另一方面也可以进一步减缓金属套管在管板上的热传递、对控制管板处的高温有积极作用。

优选的，所述的金属套管伸入至换热管的部分的外表面上设有环形凹槽，所述的凹槽内缠绕有陶瓷纤维、且陶瓷纤维突出于金属套管的外表面；该结构的设置，其中凹槽可以增加陶瓷纤维纸与金属套管之间的摩擦力，防止在高气速的震动下陶瓷纤维纸自然脱落，因为陶瓷纤维纸一旦脱落，会引起换热管局部超温，造成换热管损坏；而且突出一定厚度在金属套管的外表面上，可以防止金属套管与换热管之间热量传递过快。

进一步优选的，所述的陶瓷纤维纸外侧缠绕有不锈钢钢丝；该设置可以进一步防止高气速的震动下陶瓷纤维纸自然脱落，从而避免换热管局部超温，造成换热管损坏。

优选的，所述的金属套管与换热管之间设置有间隙，所述间隙的宽度为2.5～3mm；该结构可以防止金属套管与换热管之间热量传递过快。

优选的，所述的余热锅炉壳体内的浇注料与管板处的浇注料设置有伸缩缝，以避免温差引起浇注料的胀缩，从而形成裂纹。

附图说明

图1本申请的流化床气化余热锅炉用管板热防护结构的结构示意图。

图2本申请的金属套管结构示意图(无陶瓷纤维和不锈钢钢丝)。

图3本申请缠绕有陶瓷纤维的金属套管结构示意图。

图4本申请缠绕有不锈钢钢丝的金属套管结构示意图。

如图所示：1-余热锅炉壳体，2-管板，3-过渡段，4-浇注料，5-金属套管，5.1.凸台，5.2环形凹槽，6-环形垫片，7-换热管，,8.陶瓷纤维，9.不锈钢钢丝。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图，进一步详细描述本申请，但是本申请不仅仅局限于以下实施例。

本申请涉及的材料不做特殊说明，均为市售行业常规的产品，如陶瓷纤维为市售的耐高温的陶瓷纤维。

如图1所示，本实用新型的一种流化床气化余热锅炉用管板热防护结构，该结构包括设置于余热锅炉壳体1内的管板2，所述的管板横向固定于壳体内，所述的管板与壳体之间通过过渡段3进行连接；所述的管板上设置有若干管孔，管孔内穿设有换热管7，换热管内套设有金属套管5、且金属套管的上端突出于换热管的上端；所述的金属套管外壁径向向外设置有用以与管板承接的凸台5.1，金属套管上端内开口为扩口设置；所述的金属套管的上端开口与高温进气口连通，所述的高温进气口为由余热锅炉壳体内浇注浇注料4而形成的腔室构成，且该浇注料包裹金属套管突出于换热管部的位置。

本申请的金属套管5可以采用s31008材质，既可以避免被挤压损坏及热冲击碎裂，又可以耐受烟气进口端的高温。金属套管5顶部开口采用扩口结构(上端口内部为自下向上的逐渐向外的扩口设置)，浇注耐火材料时应保证扩口上表面与浇注料表面平齐，以使金属套管可以很好地嵌在浇注料中，增加金属套管的牢固度和耐温差冲击。

如图1所示的结构，金属套管5上设置的凸台结构，该凸台结构外径略大于换热管外径，以保证金属套管安装时可以卡在管板的上端面上，起到进一步固定金属套管的作用，此时要求换热管7与管板2处的管头处焊肉应饱满、平整、光滑。

如图1所示的结构，金属套管5上的凸台与管板间设有环形垫片6，即环形垫片6位于凸台下表面与管板上表面直接，环形垫片由陶瓷纤维制作而成，该垫片6可以减轻由管板2、浇注料4、金属套管5三者变形协调引起的对金属套管5的挤压，另一方面也可以进一步减缓金属套管在管板上的热传递，对控制管板处的高温有积极作用。本申请的凸台结构可以采用附图2所示的局部凸台结构，也可以采用环绕金属套管一周的环形凸台结构。

如图2-3所示结构，金属套管5下端伸入换热管7的部分，外表面设有环形凹槽5.2，并在凹槽外部缠绕陶瓷纤维8、且陶瓷纤维突出于金属套管的外表面；凹槽可以增加陶瓷纤维纸与金属套管5之间的摩擦力，防止在高气速的震动下陶瓷纤维纸自然脱落。陶瓷纤维纸一旦脱落，会引起换热管局部超温，造成换热管损坏。如图4所示，为进一步防止此现象的发生，陶瓷纤维纸缠绕完毕后外部可加绕不锈钢钢丝9。

为防止金属套管5与换热管7之间热量传递过快，除了如上所述缠绕陶瓷纤维，在设备生产制造过程中应严格控制金属套管5与换热管7之间的间隙，间隙控制在2.5～3mm。这个间隙内就填充陶瓷纤维，即上述突出于金属套管的外表面的陶瓷纤维。

另外，本实用新型中壳体内浇注料与管板处浇注料应留有伸缩缝，以避免温差引起浇注料的胀缩，从而形成裂纹。

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