锅炉管排的防磨装置及系统的制作方法

1.本技术涉及锅炉防磨技术，尤其涉及一种锅炉管排的防磨装置及系统。


背景技术：

2.火力发电厂目前是我国最主要的供电地点之一，锅炉是火力发电厂最重要的设备之一，其运行的稳定性对于发电厂的稳定运营有至关重要的作用。然而，在火力发电厂锅炉实际运行过程中，各类故障时有发生；甚至可以说在火力发电厂各类事故中锅炉的原因占据大多数，这其中锅炉受热面失效又是引发锅炉事故的重要原因。因此，各发电厂对于锅炉受热面失效问题的重视程度越来越高，如何有效防护锅炉受热面失效，具有十分重要的现实意义。
3.锅炉换热面主要指锅炉的水冷壁、过热器、省煤器、再热器等烟气换热器。烟气换热器主要由各种直径的换热管组成，其外部是烟气，通过辐射或对流将换热量传递给内部流动的高压气水介质，火力发电厂一旦发生受热面泄漏，采取停炉抢修措施，会严重影响到电厂的正常发电，造成一定的经济损失，将泄漏换热器隔离，烟气正常通过烟道，烟道内泄漏的水与烟气混合，造成换热器锈蚀，加速换热器损坏，也造成相应的经济损失，并且，换热器泄漏的水对空预器、电除尘器、引风机等设备也造成不同程度的不良影响。而目前发现的换热器磨损泄漏主要发生在换热器迎烟侧换热管上。
4.现有的锅炉防磨装置，通常采用对一级再热器和省煤器的管排逐一加装防磨瓦来避免管排的受热面受损，而由于一级再热器、省煤器管排布置限制，对管排逐个加装防磨瓦的方案施工工作量巨大，而检查发现的隐患管多处于穿墙管和中间管排部位，逐个加装需将管排逐一割开后实施，施工难度大。


技术实现要素：

5.本技术提供一种锅炉管排的防磨装置及系统，用以解决现有的锅炉防磨装置，通常采用对一级再热器和省煤器的管排逐一加装防磨瓦来避免管排的受热面受损，而由于一级再热器、省煤器管排布置限制，对管排逐个加装防磨瓦的方案施工工作量巨大，而检查发现的隐患管多处于穿墙管和中间管排部位，逐个加装需将管排逐一割开后实施，施工难度大的问题。
6.为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：
7.第一方面，本技术提供一种锅炉管排的防磨装置，包括多个第一防磨盒和多个穿墙管排防磨组件；
8.多个所述第一防磨盒分别套设在锅炉管排的u型管排上，用于防止所述锅炉管排中的所述u型管排处发生磨损；
9.所述锅炉管排贯穿炉墙且位于所述炉墙两侧的所述锅炉管排上分别设置有一个所述穿墙管排防磨组件，所述穿墙管排防磨组件用于防止贯穿所述炉墙的所述锅炉管排发生磨损；
10.每个所述穿墙管排防磨组件包括多个两端开口的第二防磨盒、多个t 型连接板和两个阻隔板；每个贯穿所述炉墙的所述锅炉管排上套设一个所述第二防磨盒；所述t型连接板竖直设置在相邻的两个所述第二防磨盒之间，用于将相邻的两个所述第二防磨盒连接在一起，位于所述炉墙同侧的所述锅炉管排的顶面和底面均设置有一个所述阻隔板，所述阻隔板垂直于所述炉墙且其一侧与所述炉墙的表面抵接。
11.可选的，所述穿墙管排防磨组件还包括两个密封板；
12.两个所述密封板分别设置在贯穿所述炉墙的所述锅炉管排的顶部和底部，每个所述密封板与所述炉墙、所述阻隔板和所述第二防磨盒合围成密闭空间，所述密闭空间内填充有密封材料。
13.可选的，所述第一防磨盒、所述第二防磨盒、所述t型连接板和所述阻隔板和所述密封板的外表面上均设置有防磨层。
14.可选的，所述防磨层为陶瓷橡胶复合耐磨板。
15.可选的，每个所述阻隔板上沿其长度方向等间距开设有多个u型槽，多个所述u型槽的槽口固定在所述炉墙上。
16.可选的，还包括烟气均流板；
17.所述烟气均流板垂直于烟气流通方向且所述烟气均流板的一侧固定在所述炉墙上；所述烟气均流板上等间距开设有多个均流孔，多个所述均流孔用于对流经所述烟气均流板的烟气进行分散。
18.可选的，所述第一防磨盒、所述第二防磨盒、所述t型连接板、所述阻隔板和所述密封板均为不锈钢材质。
19.第二方面，本技术提供一种锅炉管排的防磨系统，包括：如上述任一项所述的防磨装置，以及包含所述锅炉管排的一级省煤器或锅炉再热器。
20.本技术提供的锅炉管排的防磨装置及系统，将第一防磨盒套设在锅炉管排的u型管排处，使得烟气直接冲刷在第一防磨盒的外表面上，避免了烟气直接与锅炉管排的u型管排处发生接触，通过第一防磨盒防止了烟气对锅炉管排的u型管排处造成冲刷，避免了锅炉管排的u型管排处发生磨损，进而降低了锅炉管排的u型管排处的磨损率，提高了u型锅炉管排的使用寿命；另外，在锅炉管排贯穿炉墙且位于炉墙两侧的锅炉管排上分别安装一个第二防磨组件，具体的，在每个锅炉管排上套设一个第二防磨盒，每相邻两个第二防磨盒之间竖直安装一个t型连接板，t型连接板将两个相邻的第二防磨盒固定在一起，位于炉墙同侧的锅炉管排的顶面和底面各设置一个阻隔板，这样避免了锅炉管排贯穿炉墙的管排处与烟气直接接触，防止烟气对贯穿炉墙的锅炉管排造成冲刷，进而提高了贯穿炉墙的锅炉管排处的磨损率，提高了锅炉管排的使用寿命，确保了锅炉的正常运行，且第一防磨盒和第二防磨组件的安装较为简单。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本技术一实施例提供的锅炉管排的防磨装置的结构示意图；
23.图2为本技术一实施例提供的第二防磨组件的安装后的结构示意图；
24.图3为本技术一实施例提供的第二防磨组件的安装前各部件的结构示意图；
25.图4为本技术一实施例提供的一级再热器上的u型管排和穿墙管排的结构示意图；
26.图5为本技术一实施例提供的省煤器上的u型管排和穿墙管排的结构示意图。
27.图中：100、锅炉管排；101、u型管排；200、第一防磨盒；300、穿墙管排防磨组件；301、第二防磨盒；302、密封板；303、阻隔板；3031、 u型槽；304、t型连接板；305、烟气均流板；3051、均流孔；400、炉墙。
具体实施方式
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本技术保护的范围。
29.锅炉管排100的受热面磨损机理具体如下：
30.锅炉受热面金属管壁的飞灰磨损，是由于高温烟气携带的飞灰颗粒具有的动能所引起，飞灰颗粒冲击受热而金属表而时，消耗了动能并对金属表而产生冲击和切削作用，也就是锅炉烟气中的飞灰在一定温度下有足够硬度和动能，对受热而管子产生磨削作用造成的。
31.微观的描述能更直观明了的解释磨损的过程，磨损分为两种基本类型，一种叫冲刷磨损，另一种叫撞击磨损。
32.具体的，冲刷磨损是颗粒相对于固体表面冲击角较小，甚至接近平行。颗粒垂直于固体表面的分速度使得它锲入被冲击的物体，而颗粒与固体表面相切的分速度使得它沿物体表面滑动，两个分速度合成的效果即起到一种刨削作用。如果被冲击的物体经不起这种作用，即被切削掉一小块。如此经过大量的、反复的作用，固体表面就将产生磨损。
33.撞击磨损是指颗粒相对于固体表面冲击角度较大，或接近于垂直时，以一定的运动速度撞击固体表面使其产生微小的塑性变形或显微裂纹，在长期、大量的颗粒反复撞击之下，逐渐使塑性变形层整片脱落而形成的磨损。一般在锅炉受热面的磨损中，煤灰颗粒与受热面的冲击角度在0-90
°
之间。
34.综上，锅炉受热面的磨损是上述两类磨损基本类型的综合结果。
35.具体参考图1至图3，第一方面，本技术提供一种锅炉管排的防磨装置，包括多个第一防磨盒200和多个穿墙管排防磨组件300；其中，锅炉管排100包括u型管排101和穿墙管排。多个第一防磨盒200分别套设在锅炉管排100的u型管排101上，用于防止锅炉管排100的u型管排101 处发生磨损，第一防磨盒200的开口端与锅炉管排100的u型管排101相匹配，将第一防磨盒200的开口端套设在锅炉管排100的u型管排101上，使得烟气直接冲刷在第一防磨盒200的外表面上，避免了烟气直接与锅炉管排100的u型管排101处发生接触，通过第一防磨盒200防止了烟气对锅炉管排100的u型管排101处造成冲刷，避免了锅炉管排100的u型管排101处发生磨损，进而降低了锅炉管排100的u型管排101处的磨损率，提高了锅炉管排100的u型管排101的使用寿命。
36.锅炉管排100贯穿炉墙400且位于炉墙400两侧的锅炉管排100上分别设置有一个穿墙管排防磨组件300，穿墙管排防磨组件300用于防止贯穿炉墙400的锅炉管排100发生磨损；具体的，每个穿墙管排防磨组件300 包括多个两端开口的第二防磨盒301、多个t型连接板304和两个阻隔板 303；每个贯穿炉墙400的锅炉管排100上套设一个第二防磨盒301；t型连接板304竖直设置在相邻的两个第二防磨盒301之间，用于将相邻的两个第二防磨盒301连接在一起，位于炉墙400同侧的锅炉管排100的顶面和底面均设置有一个阻隔板303，阻隔板303垂直于炉墙400且其一侧与炉墙400的表面抵接，这样避免了锅炉管排100贯穿炉墙400的锅炉管排 100处与烟气直接接触，防止烟气对贯穿炉墙400的锅炉管排100造成冲刷，进而提高了贯穿炉墙400的锅炉管排100处的磨损率，提高了贯穿炉墙400的锅炉管排100的使用寿命。
37.本技术中的锅炉管排的防磨装置，避免了烟气对锅炉管排100的u型管排101处以及贯穿炉墙400且位于炉墙400两侧的锅炉管排100处造成冲刷致使其发生磨损，进而延长了锅炉管排100的使用寿命，确保了锅炉的正常运行，且第一防磨盒200和穿墙管排防磨组件300的安装较为简单。
38.本技术中的锅炉管排100以图2中的三个锅炉管排100为例，其中，每个锅炉管排100中以五个管子为例，每个管子存在穿墙管处和u型弯管处，五个管子的穿墙管处组成一个穿墙管排，五个管子的u型弯管处组成一个u型管排101。
39.在一些实施例中，本技术中的穿墙管排防磨组件300还包括两个密封板302；具体的，两个密封板302分别设置在贯穿炉墙400的锅炉管排100 的顶部和底部，每个密封板302与炉墙400、阻隔板303和第二防磨盒301 合围成密闭空间，密闭空间内填充有密封材料。
40.上述实施例中，密封空间以及密封空间内填充的密封材料可以避免烟气流窜到阻隔板303、第二防磨盒301以及密封板302之间的间隙内，并对阻隔板303、第二防磨盒301以及密封板302的空隙部分造成冲刷，延长了阻隔板303、第二防磨盒301以及密封板302的使用寿命。另外，密封材料可以为硅酸铝保温材料，硅酸铝保温材料以天然钎维为主要原料，添加一定量的无机辅料经复合加工制成的一种新型绿色无机单组份包装干粉保温涂料，施工前将保温涂料用水调配后批刮在被保温的墙体表面，干燥后可形成一种微孔网状具有高强度结构的保温绝热层，具有绿色无害、吸水阻燃、密封稳固等优点。因此，密封材料进一步提高了锅炉管排100 的使用寿命并提高了火力发电长的运行效率。
41.在一些实施例中，本技术中的第一防磨盒200、第二防磨盒301、t 型连接板304、阻隔板303和密封板302的外表面上均设置有防磨层，其中，防磨层可以对第一防磨盒200的外表面、第二防磨盒301的外表面、 t型连接板304的表面、阻隔板303的表面和密封板302的表面进行保护，可以避免烟气对第一防磨盒200、第二防磨盒301、t型连接板304、阻隔板303和密封板302直接造成冲刷，减缓烟气对第一防磨盒200、第二防磨盒301、t型连接板304、阻隔板303和密封板302的直接冲刷，进而减缓了因烟气冲刷造成了第一防磨盒200、第二防磨盒301、t型连接板 304、阻隔板303和密封板302的磨损，增加了第一防磨盒200、第二防磨盒301、t型连接板304、阻隔板303和密封板302的使用寿命，提高了锅炉管排100的使用寿命，确保了火力发电厂的正常运作。
42.在一些实施例中，本技术中的防磨层为陶瓷橡胶复合耐磨板，具体的，陶瓷以及橡胶本身具有耐高温的性质，且橡胶的弹性较好，即具有较好的缓冲性能，陶瓷橡胶复合耐磨
板是将耐磨陶瓷镶嵌在特种橡胶内，构成耐磨陶瓷橡胶衬板，再通过高强度有机粘合剂将耐磨陶瓷橡胶衬板固定在第一防磨盒200、第二防磨盒301、t型连接板304、阻隔板303和密封板 302的外表面上，形成坚固且有缓冲力的防磨层，可以起到保护第一防磨盒200、第二防磨盒301、t型连接板304、阻隔板303和密封板302的作用，进一步增加了锅炉管排100的使用寿命。
43.在一些实施例中，本技术中的每个阻隔板303上沿其长度方向等间距开设有多个u型槽3031，多个u型槽3031的槽口固定在炉墙400上，在安装第二防磨组件300时，需要将锅炉管排100贯穿炉墙400处的水冷壁割开，由于每相邻两组锅炉管排100之间具有一定的间隙，因此在割除炉墙400的过程中，每相邻两组锅炉管排100之间的炉墙400相比锅炉管排 100贯穿炉墙400的割开炉墙400后的区域具有凸起，而该凸起与阻隔板 303上开设的u型槽3031相匹配，使得在安装第二防磨组件300的过程中可以将阻隔板303中的u型槽3031与炉墙400上的凸起卡接在一起，进而稳固的将阻隔板303固定在炉墙400上，确保阻隔板303可以有效的起到阻隔烟气的作用。
44.在一些实施例中，本技术中的火力发电厂用锅炉管排的防磨装置还包括烟气均流板305，其中，烟气均流板305可以对经过穿墙管排防磨组件 300的烟气进行均流，减缓了烟气对穿墙管排防磨组件300中的第二防磨盒301、t型连接板304、阻隔板303和密封板302的表面的冲刷力。
45.烟气均流板305垂直于烟气流通方向且烟气均流板305的一侧固定在炉墙400上；烟气均流板305上等间距开设有多个均流孔3051，多个均流孔3051用于对流经烟气均流板305的烟气进行分散，其中，烟气均流板 305上的多个均流孔3051可以降低烟气的通过面积，使烟气更加均匀的通过烟气均流板305，从而大大降低锅炉内的烟气流速差异，降低了烟气对第二防磨盒301、t型连接板304、阻隔板303和密封板302的表面的冲刷力度，减缓了第二防磨盒301、t型连接板304、阻隔板303和密封板 302受磨损的速度。
46.在一些实施例中，本技术中的第一防磨盒200、第二防磨盒301、t 型连接板304、阻隔板303和密封板302均为不锈钢材质，其中，不锈钢是以不锈、耐蚀性为主要特性，且铬含量至少为10.5％，碳含量最大不超过1.2％的钢，其中，不锈钢分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢及沉淀硬化不锈钢等多种形成，在实际使用过程中可根据实际需要进行订制上述任一种不锈钢材质，因此，本技术在此不对不锈钢的具体种类作进一步限定。
47.上述实施例中，不锈钢材质提高了第一防磨盒200、第二防磨盒301、 t型连接板304、阻隔板303和密封板302耐烟气冲刷的能力，提高了第一防磨盒200、第二防磨盒301、t型连接板304、阻隔板303和密封板 302的使用寿命，进而提高了锅炉管排100的u型管排101以及位于炉墙 400两侧的锅炉管排100的使用寿命，保证了火力发电厂的正常运作。
48.第二方面，本技术提供一种锅炉管排的防磨装置的用途，如上述中任一项的防磨装置用于包括锅炉管排100的一级省煤器或再热器。其中，省煤器是安装于锅炉尾部烟道下部用于回收所排烟的余热的一种装置，将锅炉给水加热成汽包压力下的饱和水的受热面，由于它吸收高温烟气的热量，降低了烟气的排烟温度，节省了能源，提高了效率，所以称之为省煤器。
49.一级省煤器处于低温烟气区域；再热器实质上是一种把做过功的低压蒸汽再进行
加热并达到一定温度的蒸汽过热器，再热器的作用进一步提高了电厂循环的热效率，并使汽轮机末级叶片的蒸汽温度控制在允许的范围内。再热器就是锅炉中将从汽轮机中出来的水蒸气加热成过热蒸汽的加热器。再热器的作用有两个：一是降低水蒸气的湿度，有利于保护汽轮机叶片；二是可以提高汽轮机的相对内效率和绝对内效率。
50.第三方面，本技术提供一种锅炉管排的防磨系统，包括：如上述中任一项的防磨装置，以及包含所述锅炉管排100的一级省煤器或锅炉再热器。
51.将本技术所公开的防磨装置应用于一级省煤器和再热器中，可以有效缓解一级省煤器的u型管排和贯穿墙壁的管排处发生磨损、再热器的u 型管排和贯穿墙壁的管排处发生磨损，进而提高了一级省煤器和再热器的使用寿命，确保了火力发电厂的正常运行。
52.参考图4，第四方面，本技术提供一种锅炉管排的防磨装置的安装方法，用于已安装在锅炉炉膛内的如上述的一级再热器，安装方法包括：
53.割除炉墙400的前墙区域的水冷壁和后墙区域的水冷壁，用倒链将u 型管排朝远离锅炉管排100中的穿墙管排的方向拉开；
54.在贯穿水冷壁的一级再热器的每个管排上套设一个第二防磨盒301，在每相邻两个第二防磨盒301之间焊接一个t型连接板304，将阻隔板303 上的u型槽3031焊接在水冷壁上；
55.在水冷壁、阻隔板303和第二防磨盒301之间的空隙内填充密封材料，将密封板302焊接在阻隔板303远离炉墙400的一侧与第二防磨盒301的表面之间，其中，第二防磨盒301可以通过焊接的方式将其固定在一级再热器位于炉墙400两侧的锅炉管排100处，阻隔板303也可通过焊接的方式与炉墙400、锅炉管排100焊接杂一起，密封板302通过焊接的方式与阻隔板303以及第二防磨盒301固定在一起。
56.在炉墙400的前墙区域、后墙区域的一级再热器的u型管排处安装一个第一防磨盒200，其中，第一防磨盒200可以通过焊接的方式将其固定在一级再热器上的u型管排处。
57.将割除的水冷壁重新安装至炉墙上。
58.上述安装方法只需将炉墙400割开，通过倒链将一级再热器的u型管排拉开，再将第一防磨盒200安装在一级再热器上的u型管排处，再将第二防磨盒301、t型连接板304、阻隔板303、密封板302安装在位于炉墙 400两侧的一级再热器上的锅炉管排101上，安装方法简单，且安装后的第一防磨盒200、第二防磨盒301、t型连接板304、阻隔板303、密封板 302可以有效防止烟气对一级再热器上的u型管排处和位于炉墙400两侧的一级再热器上的锅炉管排100造成冲刷致使其产生磨损，进而提高了一级再热器的使用寿命。
59.参考图5，第五方面，本技术提供一种锅炉管排的防磨装置的安装方法，用于已安装在锅炉炉膛内的如上述的省煤器，安装方法包括：
60.割除炉墙400的前墙区域的水冷壁，用倒链将u型管排朝远离锅炉管排100中的穿墙管的方向拉开；
61.在贯穿水冷壁的省煤器的每个管排上套设一个第二防磨盒301，在每相邻两个第二防磨盒301之间焊接一个t型连接板304，将阻隔板303上的u型槽3031焊接在水冷壁上；
62.在水冷壁、阻隔板303和第二防磨盒301之间的空隙内填充密封材料，将密封板302焊接在阻隔板远离炉墙400的一侧与第二防磨盒301的表面之间，其中，第二防磨盒301可以通过焊接的方式将其固定在省煤器位于炉墙400两侧的锅炉管排100处，阻隔板303也可通
过焊接的方式与炉墙 400、锅炉管排100焊接在一起，密封板302通过焊接的方式与阻隔板303 以及第二防磨盒301固定在一起。
63.在位于炉墙400的前墙区域和后墙区域的省煤器的u型管排处安装第一防磨盒200，其中，第一防磨盒200可以通过焊接的方式将其固定在省煤器上的u型管排处。
64.将割除的水冷壁重新安装至炉墙上。
65.上述安装方法只需将炉墙割开，通过倒链将省煤器的u型管排拉开，再将第一防磨盒200安装在省煤器上的u型管排处，再将第二防磨盒301、 t型连接板304、阻隔板303、密封板302安装在位于炉墙400两侧的省煤器上的管排上，安装方法简单，且安装后的第一防磨盒200、第二防磨盒301、t型连接板304、阻隔板303、密封板302可以有效防止烟气对省煤器上的u型管排处和位于炉墙400两侧的省煤器上的锅炉管排100造成冲刷致使其产生磨损，进而提高了省煤器的使用寿命。
66.最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。