本實用新型涉及火力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)火力發(fā)電廠鍋爐各系統(tǒng)由于管內(nèi)介質(zhì)和溫度的不同，使各系統(tǒng)的膨脹量和膨脹方向各異，尤其在爐頂大量穿墻管部位存在硬性密封拉裂問題，造成鍋爐的漏風(fēng)、漏灰，引風(fēng)機負荷過大，爐膛內(nèi)無法形成正常負壓等問題。傳統(tǒng)的密封方法是在預(yù)密封部位澆鑄耐火可塑料，或使用鋼板焊接形成一次密封盒，最后做保溫層處理。但實踐證明該工藝不能有效地解決鍋爐正常運行時爐體熱態(tài)膨脹所帶來的漏風(fēng)漏灰問題，會帶來很多不利的后果及經(jīng)濟損失，嚴重的漏風(fēng)會導(dǎo)致煙氣所帶熱量散失或降低煙氣溫度，導(dǎo)致各受熱面換熱不足，使排煙溫度上升。為維持額定蒸發(fā)量的話必須多投煤粉，這又增加了煙氣流量，導(dǎo)致煙氣量大量增加。而鍋爐引風(fēng)機電耗約占廠用電的15％左右，根據(jù)各科研所的研究及各實際電廠試驗考核：0.1(10％)漏風(fēng)系數(shù)對應(yīng)7.5℃排煙溫度的升高，對應(yīng)著約0.7％的熱效率的降低，對應(yīng)10-15A左右引風(fēng)機電機電流的增加。當(dāng)密封結(jié)構(gòu)發(fā)生大規(guī)模泄漏時，外界空氣會大量進入或內(nèi)部煙氣大量漏出爐膛煙風(fēng)系統(tǒng)。二者都一則影響爐膛內(nèi)的負壓工況，二則勢必會大大增加引風(fēng)機電耗和磨損，進而強迫鍋爐機組降負荷運行。雖然目前也出現(xiàn)了一些柔性密封結(jié)構(gòu)，但這些密封結(jié)構(gòu)施工時大多復(fù)雜繁瑣，而且使用的密封部件通常不能再回收利用，造成浪費。

因此，亟需一種新型的密封結(jié)構(gòu)解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種設(shè)計合理、高效回收鍋爐連排裝置余熱、節(jié)能降耗、施工方便的爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)，包括從內(nèi)向外覆蓋在爐頂工作表面的納米薄膜、陶瓷纖維層和菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)，穿過所述納米薄膜、陶瓷纖維層和菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)的不銹鋼螺釘?shù)锥撕附佑跔t頂工作表面，爐頂工作表面與納米薄膜之間、納米薄膜與陶瓷纖維層之間分別通過粘合劑粘合，在不銹鋼螺釘?shù)念^端設(shè)有固定組件，所述固定組件包括螺紋套設(shè)于不銹鋼螺釘外側(cè)的錐形套，在錐形套的外表面涂覆有微膨脹可塑料，所述錐形套的直徑由不銹鋼螺釘?shù)锥讼虿讳P鋼螺釘頭端逐漸增大，所述錐形套的頭端邊緣向外延伸設(shè)有一防脫片，所述防脫片的直徑大于菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)上菱形孔的孔徑。

相鄰兩排不銹鋼螺釘交錯安裝，且所述不銹鋼螺釘之間的間距為20-35cm。

所述不銹鋼螺釘長度為80mm，間距為20-35cm，呈交錯排列布置，每平米不少于12根。

所述粘合劑的厚度為2mm。

所述不銹鋼螺釘與爐頂工作表面相互垂直設(shè)置。

本實用新型的有益效果是：該爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)，采用柔性立體壓膜密封技術(shù)，把可能產(chǎn)生的泄露點置于密封層的中心部位上，首先采用納米薄膜作為初級密封膜，然后用粘合劑把陶瓷纖維層與納米薄膜表面牢固的粘合在一起，形成一個柔性整體。在使用時，密封部位受熱后的金屬膨脹系數(shù)，由多層結(jié)構(gòu)來調(diào)整、吸收，整個密封結(jié)構(gòu)呈可塑性，能動態(tài)的吸收調(diào)整鍋爐必然發(fā)生的膨脹/收縮變量，完整地吸收多方位的膨脹，以解決因熱交變應(yīng)力引起的漏風(fēng)、漏灰現(xiàn)象，避免高溫、震動、等因素產(chǎn)生的拉裂或漏縫，實現(xiàn)高強度的密封效果。

其中，防脫片在錐形套旋緊在不銹鋼螺釘上之后，將菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)壓緊，防止納米薄膜、陶瓷纖維層、菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)從不銹鋼落定上脫落；錐形套的形狀特點保證錐形套對納米薄膜、陶瓷纖維層、菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)有一個斜向下的壓力，進一步防止各層結(jié)構(gòu)脫落，而且錐形套的外表面涂覆有微膨脹可塑料，在施工完后微膨脹可塑料膨脹，使錐形套與其穿過的納米薄膜、陶瓷纖維層、菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)接觸更加緊密，提高了密封性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中不銹鋼螺釘及固定組件部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、爐頂工作表面，2、納米薄膜，3、陶瓷纖維層，4、菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)，5、不銹鋼螺釘，6、錐形套，7、微膨脹可塑料，8、防脫片。

具體實施方式

為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過具體實施方式，并結(jié)合其附圖，對本實用新型進行詳細闡述。

如圖1-圖2中所示，該實施例爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)，包括從內(nèi)向外覆蓋在爐頂工作表面1的納米薄膜2、陶瓷纖維層3和菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)4，穿過所述納米薄膜2、陶瓷纖維層3和菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)4的不銹鋼螺釘5底端焊接于爐頂工作表面，爐頂工作表面1與納米薄膜2之間、納米薄膜2與陶瓷纖維層3之間分別通過粘合劑粘合，在不銹鋼螺釘5的頭端設(shè)有固定組件，所述固定組件包括螺紋套設(shè)于不銹鋼螺釘5外側(cè)的錐形套6，在錐形套6的外表面涂覆有微膨脹可塑料7，所述錐形套6的直徑由不銹鋼螺釘?shù)锥讼虿讳P鋼螺釘頭端逐漸增大，所述錐形套6的頭端邊緣向外延伸設(shè)有一防脫片8，所述防脫片8的直徑大于菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)4上菱形孔的孔徑，防脫片8在錐形套6旋緊在不銹鋼螺釘5上之后，將菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)4壓緊，防止納米薄膜2、陶瓷纖維層3、菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)4從不銹鋼落定5上脫落；錐形套6的形狀特點保證錐形套6對納米薄膜2、陶瓷纖維層3、菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)4有一個斜向下的壓力，進一步防止各層結(jié)構(gòu)脫落，而且錐形套6的外表面涂覆有微膨脹可塑料7，在施工完后微膨脹可塑料7膨脹，使錐形套6與其穿過的納米薄膜2、陶瓷纖維層3、菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)4接觸更加緊密，提高了密封性。

相鄰兩排不銹鋼螺釘5交錯安裝，且所述不銹鋼螺釘5之間的間距為20-35cm。

所述不銹鋼螺釘5長度為80mm，間距為20-35cm，呈交錯排列布置，每平米不少于12根。

所述粘合劑的厚度為2mm。

所述不銹鋼螺釘5與爐頂工作表面1相互垂直設(shè)置，使不銹鋼落定5與納米薄膜2、陶瓷纖維層3、菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)4的作用力更大，能更牢固的鋪設(shè)在爐頂工作表面1。

施工時，按照如下步驟：

(1)對所要修復(fù)的爐頂工作面1在清潔基礎(chǔ)上對拼接縫兩側(cè)400-500mm以內(nèi)部位作除銹打磨工作，使所修復(fù)工作面達到無塵粒、無銹跡狀態(tài)為止，打磨部位大于施工部位10％左右。

(2)將不銹鋼螺釘5垂直焊接在所要修復(fù)的爐頂工作面1，并將焊渣等清除干凈，不銹鋼螺釘5嚴禁焊接在承壓部件或受力部件(如各類懸吊管、桿等引弧、焊接)。

(3)再次清掃工作面污染灰塵后，采用粘合劑作為涂刷層，以納米薄膜2均勻平鋪其上，作為初級密封膜，納米薄膜2可根據(jù)現(xiàn)場情況鋪設(shè)1～2層。

(4)將陶瓷纖維層3鋪設(shè)于納米薄膜2表面，陶瓷纖維層3鋪設(shè)一般為3層，每層陶瓷纖維層3之間要求壓實，鋪設(shè)平整，接縫處要求錯開，錯開尺寸不小于100mm；每層陶瓷纖維層3之間及陶瓷纖維層3與納米薄膜2之間均涂抹粘合劑，粘合劑的涂抹必須均勻全部覆蓋住陶瓷纖維層3接觸面，厚度一致。

(5)陶瓷纖維層3外表面鋪設(shè)菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)4一層，其作用為防止密封面遭受熱沖擊而增加鋼性強度，菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)4鋪設(shè)以完全覆蓋陶瓷纖維層為準。

(6)所鋪設(shè)的菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)4穿過不銹鋼螺釘5，將錐形套6表面涂覆微膨脹可塑料7后，旋緊在不銹鋼螺釘5上，直至防脫片8將菱形鎳鉻錳鋼網(wǎng)4壓緊。

本實施例爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)，采用柔性立體壓膜密封技術(shù)，把可能產(chǎn)生的泄露點置于密封層的中心部位上，首先采用納米薄膜作為初級密封膜，然后用粘合劑把陶瓷纖維層與納米薄膜表面牢固的粘合在一起，形成一個柔性整體。在使用時，密封部位受熱后的金屬膨脹系數(shù)，由多層結(jié)構(gòu)來調(diào)整、吸收，整個密封結(jié)構(gòu)呈可塑性，能動態(tài)的吸收調(diào)整鍋爐必然發(fā)生的膨脹/收縮變量，完整地吸收多方位的膨脹，以解決因熱交變應(yīng)力引起的漏風(fēng)、漏灰現(xiàn)象，避免高溫、震動、等因素產(chǎn)生的拉裂或漏縫，實現(xiàn)高強度的密封效果。

應(yīng)用本實施例爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)前后的量化指標實例分析：

應(yīng)用例1：華能某發(fā)電廠#1機組是從日本三菱集團引進的亞臨界350MW燃煤發(fā)電機組。該機組投產(chǎn)以來運行至今設(shè)備正在逐漸老化，由于爐頂穿墻管部位一次耐火塑料因膨脹問題造成頂部漏灰嚴重，鍋爐的密封性正在逐年下降。#1爐空氣預(yù)熱器入口煙氣流量投產(chǎn)初期考核實驗數(shù)據(jù)是1055278Nm³/h，而1997年中修后已達1214021Nm³/h，增長了15％。近幾年在檢修中已將降低鍋爐的漏風(fēng)系數(shù)作為重點項目，對頂棚聯(lián)箱間的二次密封投入很大的精力進行了詳細的檢查，同時進行了處理，對開焊、變形的部位進行了修補、焊接，但這些措施收效甚微。在采用本實施例爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)后空氣預(yù)熱器入口煙氣流量下降，滿負荷單臺吸風(fēng)機電機電流下降10安培，僅此一項每年就節(jié)省廠用電40萬元人民幣。

應(yīng)用例2：華電國際某發(fā)電廠#1爐系上海鍋爐廠生產(chǎn)的400t/h自然循環(huán)汽包鍋爐。由于所燃燒煤種變化，鍋爐原始本體密封結(jié)構(gòu)的不合理等原因，造成鍋爐大量泄漏，嚴重影響鍋爐的正常運行生產(chǎn)，甚至造成降負荷運行。其電除塵器出口煙氣量到達100×104m³/h左右，總體鍋爐爐膛至空預(yù)器前的漏風(fēng)量達到25％以上。在采用本實施例爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)后經(jīng)西安熱工院及寧夏中試所測試爐本體總體漏風(fēng)率至少減少10％，即電除塵器出口煙氣量降至90×104m3/h以下；熱效率提高0.7％以上。

應(yīng)用例3：聊城某發(fā)電廠#1、#2、#4爐系上海鍋爐廠生產(chǎn)220t/h汽包自然循環(huán)煤粉鍋爐。該廠于2002年4月至2003年5月采用本實施例爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)后，鍋爐漏風(fēng)率由24.7％下降6.67％，熱效率提高2％左右，工程費當(dāng)年即收回。2003年4月至7月，#5、#6爐135MW新建機組全爐頂密封；2005年9月，#7爐300MW新建機組全爐頂密封；2006年5月，#8爐300MW新建機組全爐頂密封。

(1)采用本實施例爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)后產(chǎn)生的節(jié)煤效益：

全爐頂密封施工后，由于爐頂沒有漏風(fēng)漏灰點，可以保證爐頂大包溫度下降，從而減少爐頂散熱損失。根據(jù)以往的經(jīng)驗，1臺1000t/h的爐頂散熱面積400平米左右，溫度下降40攝氏度，按每年運行6000小時計算，可得年減少散熱損失為：

Q＝a2·T·m·h

＝9.8×40×400×6000＝9.4×108(Kcal/年)

折合標煤：9.4×108÷7000＝134.4噸

則每年可以節(jié)約煤耗費為：

134噸×500元/噸＝67000元

(2)采用本實施例爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)后產(chǎn)生的節(jié)電效益：假設(shè)引風(fēng)機電機電流將降低10A，年運行6000小時，電廠成本電價0.3元/(kW·h)，則每年節(jié)電約6000×10×6000÷1000×0.3×2＝216000元。

(3)采用本實施例爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)后減少的熱量損失：假設(shè)一臺配300MW發(fā)電機組的1025T/H的鍋爐為例，其漏風(fēng)量按3％計算，那么一年損失的直接費用粗略如下：

每年運行6000小時，負荷率100％，滿負荷總煙氣流量1.14×106kg/h；環(huán)境溫度：20℃，煙氣比熱＝1.52KJ/(kg·k)；燃量費：RMB 0.052/MJ(按標煤500元/噸，煤耗380克計算)：

3％漏風(fēng)的直接損失為＝煙氣流量×每年運行小時數(shù)×泄漏率×ΔT×比熱×燃量費

＝1.14×106×6000×0.03×110×1.52×0.052×10-3＝1784090元

則一年的直接經(jīng)濟損失粗略為178萬元。

(4)采用本實施例爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)后節(jié)省的爐頂密封費用：

假設(shè)采用傳統(tǒng)金屬密封工藝及其保溫，則在12年范圍內(nèi)可少做3次。密封面積為400平米左右，單價估算為1000元/平米；保溫面積為600平米左右，單價估算為800元/平米，則12年內(nèi)所節(jié)省的費用為：

(400×1000+600×800)×3＝264萬元

(5)采用本實施例爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)后減少搶修工期節(jié)約費用：

如果遇到爐頂搶修，由于爐頂沒有積灰，因此可以有效減少搶修工期，據(jù)保守計算，以一臺300MW機組為例，清灰時間1天，則減少的發(fā)電量為：30萬×24小時＝720萬度電，折合電價約216萬元左右。

性價比分析

一臺1000t/h級鍋爐密封面積一般為400平米左右，采用本實施例爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)的大包造價約120萬元，由經(jīng)濟指標，投資回報可看出：

每年的投資費用為：1200000/12＝10萬元/年

每年的回報為：6.7+21.6+178+108(假設(shè)每兩年有一次搶修)＝314.3萬元/年

每年的產(chǎn)出/投入＝314.3/12＝26.19倍

相當(dāng)于傳統(tǒng)密封保溫比例為

柔性立體壓膜密封技術(shù)/傳統(tǒng)密封保溫技術(shù)＝120/264＝45.4％

注：以上效益分析時未考慮傳統(tǒng)密封所需增加的清灰、拆保溫等人工費及材料耗損費用等。

綜上所述，無論從投資費用上，還是從投資回報上考慮來看采用本實施例爐頂柔性立體壓膜密封結(jié)構(gòu)為鍋爐全爐頂進行密封修復(fù)是優(yōu)異的選擇方案。

本實用新型未詳述之處，均為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。