一种涂覆有复合结晶膜的循环流化床锅炉的制作方法

[0001]
本实用新型总体涉及电力工业领域，具体涉及一种涂覆有复合结晶膜的循环流化床锅炉。


背景技术：

[0002]
20世纪中期,随着工业迅速发展,包括大量燃煤锅炉在内的工业过程产生了严重的污染问题,迫切要求发展洁净煤技术,包括煤的清洁燃烧技术。在60年代末至70年代初期,流化床煤燃烧技术应运而生，作为一项高效、低成本的清洁燃烧技术，它具有燃料适应性强且燃烧效率高、负荷调节范围大、nox排放减少、灰渣便于综合利用等优点，被广泛应用于电力、石油、化工以及垃圾处理等领域，带来了巨大的经济、社会效益。在循环流化床锅炉使用过程中，存在着严重的磨损问题，继而引发了泄露爆管事故频发、锅炉频繁停炉等问题，严重影响了循环流化床锅炉的长周期安全运行及经济、社会效益。


技术实现要素：

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本实用新型的目的是为提高循环流化床锅炉运行的周期性、稳定性、安全性及经济效益，从根本上解决循环流化床锅炉炉膛四周膜式水冷壁、蒸发屏、过热屏及旋风分离器的磨损及结焦积灰等问题，提供一种具有复合结晶膜炉管的循环流化床锅炉。
[0004]
根据本实用新型的涂覆有复合结晶膜的循环流化床锅炉包括锅筒、炉膛、上集箱、下集箱、旋风分离器和后烟井，旋风分离器连接在炉膛和后烟井之间，炉膛四周内壁和顶部内壁布置有膜式水冷壁，炉膛中布置有蒸发屏、中温过热屏和高温过热屏，后烟井中从上往下依次布置低温过热器、省煤器；其中低温过热器、中温过热屏和高温过热屏依次通过管道连接，锅筒上部与低温过热器连接，锅筒下部通过下降管与下集箱连接，下集箱与膜式水冷壁下端连接，膜式水冷壁上端通过上集箱与锅筒连接，锅筒还通过管道与省煤器连接，省煤器连接进水源；所述膜式水冷壁、蒸发屏、中温过热屏、高温过热屏及旋风分离器内壁上涂覆有复合结晶膜。
[0005]
具体情况下，旋风分离器下端通过u型回料器与炉膛下部连接。
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具体情况下，上集箱设置在炉膛顶部周围，下集箱设置在炉膛下部周围。
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具体情况下，高温过热屏设置在炉膛中央，中温过热屏设置在高温过热屏两侧。
[0008]
根据本实用新型的循环流化床锅炉，高温受热面表面涂覆有复合结晶膜，复合结晶膜抗磨损的关键技术是：高结合强度、焙烧后膜层致密化、高硬度及高韧性。
[0009]
高结合强度：复合结晶膜与基材结合类似于“互渗机理”，结合层中的活性原子向基材中扩散，基材表面金属原子也同时向结合层中扩散，形成“钉扎效应”，保证了复合结晶膜能够有足够强的附着力，复合结晶膜还具有与基材相近的热膨胀系数，达到与基材共呼吸的效果，确保使用中不开裂不脱落。
[0010]
焙烧后膜层致密化：复合结晶膜具有玻璃陶瓷的属性，结晶膜表面层结构致密，通过调整功能材料的粒径级配，使其达到最优的紧密堆积状态，一部分鳞片状耐酸材料会形
成迷宫效应，加之部分功能性纳米级材料对膜层微孔的填补，进一步增强了材料间的原子结合力，同时材料中的功能成分无挥发性，降低了成膜过程中因挥发而产生的孔隙，使得膜层更加致密。
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高硬度及高韧性：复合结晶膜具有高硬度，又兼具高韧性，高硬度可以抵抗足够强的正面冲击，高韧性可以抵御不同角度的切削磨损，起到了良好的抗磨损功能，有效地解决了循环流化床锅炉受热面最严重的磨损问题，保障了循环流化床锅炉安全稳定的运行，减少非计划停车，提高经济效益。
附图说明
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图1是根据本实用新型的循环流化床锅炉的结构示意图。
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图2是根据本实用新型的循环流化床锅炉烟气流向示意图。
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图3是根据本实用新型的循环流化床锅炉汽水流向示意图(其中实心箭头代表水流向，空心箭头代表汽流向)。
[0015]
图4是根据本实用新型的循环流化床锅炉蒸发屏及中高温过热屏布置图。
[0016]
图5是根据本实用新型的循环流化床锅炉炉膛四面展开图。
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其中，附图中各标记分别代表：
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1-锅筒，2-蒸发屏，3-中温过热屏，4-高温过热屏，5-左墙膜式水冷壁，6-右墙膜式水冷壁，7-前墙膜式水冷壁，8-后墙膜式水冷壁，9-下集箱，10-上集箱，11-炉膛密相区，12-炉膛，13-烟气连接管，14-旋风分离器，15-u型回料器，16-后烟井，17-省煤器，18-水连接管，19-低温过热器，20-第二蒸汽连接管，21-第一蒸汽连接管，22-下降管，23-顶墙膜式水冷壁，24-蒸汽出口管，25-进水管，26-浇注料，27-复合结晶膜，30-浇注料与复合结晶膜分界线，31-炉膛拐角，32-焊缝。
具体实施方式
[0019]
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。本领域技术人员应当理解，下面描述的实施例仅是对本实用新型的示例性说明，而非用于对其作出任何限制。
[0020]
参照图1和图4，根据本实用新型的涂覆有复合结晶膜的循环流化床锅炉主要由锅筒1、炉膛12、上集箱10、下集箱9、旋风分离器14和后烟井16组成。
[0021]
炉膛12内壁分为前后左右四壁和顶壁，分别设置有前墙膜式水冷壁7、后墙膜式水冷壁8、左墙膜式水冷壁5、右墙膜式水冷壁6和顶墙膜式水冷壁23。炉膛12中上部布置六片蒸发屏2、六片中温过热屏3和六片高温过热屏4；炉膛12与后烟井16之间布置有旋风分离器14；后烟井16从上往下依次布置低温过热器19和省煤器17。上述膜式水冷壁、蒸发屏、中温过热屏、高温过热屏及旋风分离器上涂覆有复合结晶膜。
[0022]
具体的，省煤器17通过进水管25连接水源，并通过水连接管18连接至锅筒1。
[0023]
具体的，前墙膜式水冷壁7折向炉后形成炉顶的顶墙膜式水冷壁23。上集箱10设置在炉膛顶部周围，下集箱9设置在炉膛下部周围。锅筒1通过下降管22连接至下集箱9，下集箱9连接前墙膜式水冷壁7、后墙膜式水冷壁8、左墙膜式水冷壁5、右墙膜式水冷壁6，再连接至上集箱10，上集箱10通过管路连接锅筒1。
[0024]
具体的，六片蒸发屏2沿宽度方向左右对称布置在炉膛12两侧，每侧三片，锅筒1通
过下降管22连接至六片蒸发屏2，六片蒸发屏2连接至上集箱10，上集箱10通过管路连接至锅筒1。
[0025]
具体的，六片中温过热屏3左右对称布置在炉膛12两侧，每侧三片。六片高温过热屏4对称均匀的布置在炉膛12中间。锅筒1顶部通过第一蒸汽连接管21引入至低温过热器19，再通过第二蒸汽连接管20连接至六片中温过热屏3，再引入到六片高温过热屏4。
[0026]
具体的，炉膛12上部通过烟气连接管13连接到旋风分离器14，旋风分离器14下部连接至u型回料器15，u型回料器15下部连接至炉膛12的下部。
[0027]
本实用新型循环流化床锅炉炉膛的前、后、左、右及顶墙膜式水冷壁、蒸发屏2管束、中温过热屏3管束、高温过热屏4管束、旋风分离器5内壁上都涂覆有北京希柯节能环保科技有限公司生产的sec-x型复合结晶膜。其中，复合结晶膜是使用定制化配方，加工制成复合结晶膜浆料，应用于上述基材表面，通过低温焙烧后形成复合结晶膜，在不改变基材内部组织与性能的情况下，实现了抗磨损的作用。
[0028]
参照图1、图2、图4，本实用新型的循环流化床锅炉运行时，烟气循环系统为：炉膛12底部三角区为炉膛密相区11，燃料和空气在炉膛密相区11混合，煤粒在流态化状况下进行燃烧并释放出热量，大颗粒物料被流化悬浮到一定高度后，沿炉膛12四周膜式水冷壁流回到底部的炉膛密相区11，细小颗粒物料则被烟气携带自下而上从炉膛12上部的烟气连接管13进入旋风分离器14，在旋风分离器14中进行烟气和固体颗粒的分离，分离后固体颗粒向下流入到u型回料器15直接送回炉膛12实现循环燃烧，分离后洁净的烟气由旋风分离器14上部出来进入后烟井16内，依次与低温过热器19和省煤器17进行换热，此时烟温降至145℃左右排出锅炉。
[0029]
参照图1、图3、图4，本实用新型的循环流化床锅炉运行时，锅炉汽水工作过程为：水通过进水管25进入省煤器17被后烟井16中流动的烟气预热，预热后的水通过水连接管18流入到锅筒1中。
[0030]
锅筒1中的水通过下降管22，进入到下集箱9中，流经炉膛12前墙膜式水冷壁7、后墙膜式水冷壁8、左墙膜式水冷壁5、右墙膜式水冷壁6、顶墙膜式水冷壁23，水被炉膛12中自下而上流动的烟气辐射加热，部分变成水蒸气，汽水混合物汇集到上集箱10中，上升至锅筒1，形成水循环回路一。
[0031]
锅筒1中的水通过下降管22，流经六片并联的蒸发屏2，被烟气加热后部分变成水蒸气，汽水混合物汇集到上集箱10中上升至锅筒1，形成水循环回路二。
[0032]
锅筒1上部的过热蒸汽通过第一蒸汽连接管21引入到后烟井16内的低温过热器19中加热，加热后的蒸汽通过第二蒸汽连接管20进入到六片并联的中温过热屏3加热后汇集到六片并联的高温过热屏4中，加热使饱和蒸汽变成合格温度和压力的过热蒸汽，通过蒸汽出口管24供给用户使用。
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参照图4、图5，在一具体实施例中，炉膛四周膜式水冷壁的整体高度为20-30米，位于炉膛拐角31处的膜式水冷壁从下至上都涂覆复合结晶膜27，其他部分涂覆复合结晶膜27的高度为浇注料以上4-5米。如果炉膛中部有焊缝32，则在焊缝32上下1-1.5米的膜式水冷壁上涂覆复合结晶膜27。蒸发屏2的整体高度为16-20米，涂覆有复合结晶膜27的高度为浇注料26以上1-2米。中温过热屏3和高温过热屏4的整体高度都为15-18米，涂覆有复合结晶膜27的高度为浇注料26以上1-2米。通过这种优化设置复合结晶膜的方式，能够兼顾热力交
换和管道寿命之间的平衡。
[0034]
由于水冷壁、蒸发屏、中温过热屏、高温过热屏及旋风分离器表面涂覆的复合结晶膜结构致密，本身具有高硬度，又兼具高韧性，高硬度可以抵抗足够强的正面冲击，高韧性可以抵御不同角度的切削磨损，起到了良好的抗磨损功能，有效地解决了循环流化床锅炉旋风分离器、膜式水冷壁、蒸发屏及中温过热屏、高温过热屏严重的磨损问题，保障了循环流化床锅炉安全稳定的运行，减少非计划停车，提高经济效益。
[0035]
以上所示仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求所做的均等变化或修饰，均应属本实用新型权利要求的涵盖范围。

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