專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鍋爐除灰管和循環(huán)流化床鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及一種鍋爐除灰管以及包括該鍋爐除灰管的循環(huán)流化床鍋爐。
背景技術(shù)：
當(dāng)固體顆粒中有流體通過(guò)時(shí)，隨著流體速度逐漸增大，固體顆粒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，且固體顆粒之間的摩擦力也越來(lái)越大，當(dāng)流速達(dá)到一定值時(shí)，固體顆粒之間的摩擦力與它們的重力相等，每個(gè)顆粒可以自由運(yùn)動(dòng)，所有固體顆粒表現(xiàn)出類(lèi)似流體狀態(tài)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱(chēng)為流態(tài)化。固體顆粒(床料)、流體(流化風(fēng))以及完成流態(tài)化過(guò)程的設(shè)備稱(chēng)為流化床。在流化床中，固體顆粒隨著氣流速度的增大分別呈現(xiàn)五種不同的流動(dòng)狀態(tài)，分別稱(chēng)為固定床、紊(湍)流流化床、快速流化床、氣力輸送。其中，紊(湍)流流化床是指 隨著氣流速度上升到一定數(shù)值，固體顆粒開(kāi)始流動(dòng)，床層分界面逐漸消失，固體顆粒不斷被帶走，以顆粒團(tuán)的形式上下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生高度的返混；快速流化床是指當(dāng)氣流速度進(jìn)一步增大，固體顆粒被氣流均勻帶出床層，床內(nèi)顆粒濃度呈上稀下濃狀態(tài)。循環(huán)流化床的上升段屬于快速流化床。循環(huán)流化床處于紊(湍)流流化床與快速流化床階段。典型的循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)如圖1所示，其基本流程為將床料(即煤和脫硫劑) 送入爐膛1后，在風(fēng)室2處點(diǎn)火使煤燃燒，同時(shí)進(jìn)行脫硫反應(yīng)。燃燒的床料在由鼓風(fēng)機(jī)5吹入風(fēng)室2繼而進(jìn)入爐膛1的上升煙氣流的作用下向爐膛1的上部運(yùn)動(dòng)，對(duì)水冷壁3和/或爐內(nèi)設(shè)置的其它受熱面放熱。較粗大的顆粒進(jìn)入懸浮區(qū)域后在重力及外力作用下偏離主氣流，從而貼著爐膛1的內(nèi)壁下流。部分氣固混合物離開(kāi)爐膛1后進(jìn)入旋風(fēng)分離器4，大量固體顆粒(煤粒、脫硫劑)被分離出來(lái)回送至爐膛1，進(jìn)行循環(huán)燃燒，同時(shí)，爐膛1中燃盡的爐灰經(jīng)由除灰管9排出爐膛1。未被旋風(fēng)分離器4分離出來(lái)的較細(xì)的顆粒隨煙氣進(jìn)入煙道6， 用以加熱過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器，最后經(jīng)除塵器7排入煙@ 8進(jìn)入大氣。在循環(huán)流化床鍋爐的使用過(guò)程中，在點(diǎn)火時(shí)，風(fēng)室2內(nèi)的溫度可以達(dá)到1300°C左右，而排出的爐灰的溫度約為800-950°C。因此，對(duì)于除灰管9來(lái)說(shuō)，其外部要能承受1300°C 的高溫，內(nèi)部又要不斷經(jīng)受800-950°C的高溫爐灰的沖刷。如果將耐熱塑料管用作除灰管， 則不能長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受爐灰的沖刷，如果將鋼管用作除灰管，在外部溫度為1300°C左右時(shí)又不能保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度。因此，現(xiàn)有技術(shù)中使用的除渣管一般為外面包覆有一層耐熱塑料的鋼管。但是，在使用一段時(shí)間后耐熱塑料會(huì)開(kāi)裂并從鋼管上脫落下來(lái)。為此，每過(guò)一段時(shí)間就需要對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的除灰管進(jìn)行維護(hù)或者更換，既耗費(fèi)人力、物力，又影響鍋爐的正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中循環(huán)流化床鍋爐的除灰管容易發(fā)生外層耐熱塑料脫落的缺點(diǎn)，提供一種外層耐熱層不易脫落的鍋爐除灰管，并且提供一種包括該鍋爐除灰管的循環(huán)流化床鍋爐。本發(fā)明提供了一種鍋爐除灰管，該鍋爐除灰管包括耐熱管、包覆在所述耐熱管的外表面上的軟隔熱層以及包覆在所述軟隔熱層的表面上的耐火磚層。本發(fā)明還提供了一種循環(huán)流化床鍋爐，該循環(huán)流化床鍋爐包括爐膛、風(fēng)室和至少一根除灰管，所述風(fēng)室位于所述爐膛的下方，且所述風(fēng)室與所述爐膛之間由爐床相隔，每根所述除灰管貫穿所述風(fēng)室且一端延伸至所述爐膛內(nèi)，用于將所述爐膛內(nèi)的灰渣排出，其中， 所述除灰管為本發(fā)明提供的鍋爐除灰管。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中使用的鍋爐除灰管在使用一段時(shí)間后耐熱塑料會(huì)開(kāi)裂并從鋼管上脫落下來(lái)的原因在于除灰過(guò)程是間歇地進(jìn)行的，鍋爐除灰管會(huì)隨著反復(fù)地升溫和降溫而發(fā)生熱脹冷縮，由于耐熱塑料和鋼管的熱膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致了耐熱塑料被撐裂而從鋼管上脫落下來(lái)。本發(fā)明提供的所述鍋爐除灰管在耐熱管的表面設(shè)置有軟隔熱層，該軟隔熱層能夠在一定程度上根據(jù)耐熱管的熱脹冷縮程度調(diào)整自身的體積，因而能夠適應(yīng)耐熱管的體積變化；另外，在所述軟隔熱層表面上設(shè)置的耐火磚層不僅能夠進(jìn)一步起隔熱作用以保護(hù)所述軟隔熱層和所述耐熱管，而且還可以將所述軟隔熱層局限在初始的位置，從而不會(huì)由于多次熱脹冷縮而脫落；此外，由于在所述耐熱管熱脹冷縮時(shí)所述軟隔熱層的體積能夠在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此在所述耐熱管熱脹冷縮的過(guò)程中并不會(huì)對(duì)所述耐火磚層施加過(guò)大的擠壓力。因此，本發(fā)明提供的所述鍋爐除灰管能夠防止其表面的隔熱層(包括軟隔熱層和耐火磚層)脫落，從而保證所述鍋爐除灰管具有很長(zhǎng)的使用壽命；另外，由于所述鍋爐除灰管的隔熱層不易發(fā)生脫落，因此，節(jié)省了為了維修所述鍋爐除灰管而需要額外消耗的人力和物力，從而提高了包括本發(fā)明的鍋爐除灰管的循環(huán)流化床鍋爐的工作效率。


圖1為典型的循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的鍋爐除灰管的縱向截面示意圖；圖3為在一種優(yōu)選實(shí)施方式下本發(fā)明提供的鍋爐除灰管的耐火磚層的縱向截面示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，本發(fā)明提供的所述鍋爐除灰管包括耐熱管91、包覆在所述耐熱管91 的外表面上的軟隔熱層92以及包覆在所述軟隔熱層92的表面上的耐火磚層93。根據(jù)本發(fā)明提供的所述鍋爐除灰管，其中，為了節(jié)約空間同時(shí)能夠達(dá)到理想的隔熱效果，所述耐熱管91的壁厚與所述軟隔熱層92的厚度之比可以為1 0.2-20，優(yōu)選為 1 2-15;所述耐熱管91的壁厚與所述耐火磚層93的厚度之比可以為1 1_100，優(yōu)選為 1 5-90。在本發(fā)明中，所述鍋爐除灰管中的所述耐熱管91、所述軟隔熱層92和所述耐火磚層93的厚度都沒(méi)有特別的限定，可以根據(jù)實(shí)際的鍋爐的需要而進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇。通常情況下，所述耐熱管91的壁厚可以為1-25毫米，所述軟隔熱層92的厚度可以為1-50毫米，所述耐火磚層的厚度可以為10-150毫米。根據(jù)本發(fā)明提供的所述鍋爐除灰管，其中，所述耐熱管91的材質(zhì)沒(méi)有具體的限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在常規(guī)用作鍋爐除灰管的耐熱管的各種材料中進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇。通常情況下，所述耐熱管91由鋼制成。根據(jù)本發(fā)明提供的所述鍋爐除灰管，其中，所述軟隔熱層92可以由耐火度為 1000-1500°C，優(yōu)選為 1100-1400°C，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 01-0. 15ff/m · k，優(yōu)選為 0. 02-0. lff/m · k 的材料制成。具體的，所述隔熱層92可以由硅酸鋁纖維、酚醛泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料中的至少一種材料制成。所述硅酸鋁纖維、酚醛泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料均可以商購(gòu)得到根據(jù)本發(fā)明提供的所述鍋爐除灰管，其中，所述耐火磚層93的耐火度可以為 15800C以上，優(yōu)選為1580-2200°C，通常情況下，所述耐火磚層93可以由常規(guī)的耐火磚制成，所述耐火磚可以為高鋁磚、硅磚和鎂磚中的至少一種。所述高鋁磚、硅磚和鎂磚均可以商購(gòu)得到。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖3所示，所述耐火磚層93與所述軟隔熱層 92接觸的表面上具有凹凸結(jié)構(gòu)。在該優(yōu)選情況下，所述凹凸結(jié)構(gòu)的存在使得所述耐火磚層 93與所述軟隔熱層92之間具有一定的間隙，因此，當(dāng)所述耐熱管91發(fā)生熱脹時(shí)，所述耐熱管91體積的擴(kuò)張使得所述軟隔熱層92受到壓縮，而所述軟隔熱層92在所述壓縮力的作用下，以及在所述軟隔熱層92自身發(fā)生熱脹的推動(dòng)力下，所述軟隔熱層92向所述耐火磚層92 的方向擴(kuò)張，其擴(kuò)張的體積恰好進(jìn)入所述耐火磚層93與所述軟隔熱層92之間的間隙中，從而顯著降低了所述軟隔熱層92對(duì)所述耐火磚層93的擠壓；而當(dāng)所述耐熱管91在熱脹后發(fā)生收縮時(shí)，所述凹凸結(jié)構(gòu)與所述軟隔熱層92接觸的位置仍然能夠?qū)λ鲕浉魺釋?2起局限作用，從而使得所述軟隔熱層92不會(huì)在多次熱脹和冷縮后發(fā)生從所述耐熱管91的表面上脫落的現(xiàn)象。在本發(fā)明中，所述鍋爐除灰管的制造方法沒(méi)有特別的限定，可以采用各種常規(guī)的方法進(jìn)行制造。例如，所述軟隔熱層92可以通過(guò)直接在所述耐熱管91的外表面上成型，也可以通過(guò)將軟隔熱層92套在或包在所述耐熱管91的表面上，從而制得；所述耐火磚層93 可以通過(guò)將管狀的耐火磚直接套在所述軟隔熱層上，也可以通過(guò)將多塊耐火磚彼此拼接以形成連續(xù)的管狀，從而制得。優(yōu)選情況下，所述耐火磚層93通過(guò)將多塊形狀相同的耐火磚彼此拼接而成，在該優(yōu)選情況下，當(dāng)所述耐火磚層93發(fā)生局部破損時(shí)，可以只更換若干塊發(fā)生破損的耐火磚，而不必更換整個(gè)耐火磚層甚至整個(gè)除灰管，這樣不但能夠節(jié)約維護(hù)時(shí)間及維護(hù)成本，而且不會(huì)影響鍋爐的正常工作。本發(fā)明還提供了一種循環(huán)流化床鍋爐，該循環(huán)流化床鍋爐包括爐膛1、風(fēng)室2和至少一根除灰管9，所述風(fēng)室2位于所述爐膛1的下方，且所述風(fēng)室2與所述爐膛1之間由爐床相隔，每根所述除灰管9貫穿所述風(fēng)室2且一端延伸至所述爐膛1內(nèi)，用于將所述爐膛1 內(nèi)的灰渣排出，其中，所述除灰管9為本發(fā)明提供的所述鍋爐除灰管。根據(jù)本發(fā)明提供的所述循環(huán)流化床鍋爐，其中，所述除灰管9的數(shù)量沒(méi)有特別的限定，具體的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，例如，所述除灰管可以為2-10 根。所述除灰管的橫截面積之和可以為所述爐膛1的底表面積的5-70%，優(yōu)選為10-50%。在本發(fā)明中，將所述風(fēng)室2與所述爐膛1隔開(kāi)的所述爐床主要用于阻擋所述爐膛 1內(nèi)的灰渣進(jìn)行所述風(fēng)室2中，同時(shí)保證經(jīng)所述風(fēng)室2鼓入的空氣能夠進(jìn)入所述爐膛1內(nèi)。 所述爐床的種類(lèi)沒(méi)有特別的限定，可以采用在常規(guī)的循環(huán)流化床鍋爐中使用的各種爐床。本發(fā)明提供的所述鍋爐除灰管通過(guò)在耐熱管91的表面設(shè)置一層軟隔熱層92，并在軟隔熱層92的表面設(shè)置一層耐火磚層93，能夠防止所述鍋爐除灰管的隔熱層(包括軟隔熱層92和耐火磚層93)脫落的原因在于所述軟隔熱層92受到外力時(shí)很容易發(fā)生形變，因此能夠在一定程度上根據(jù)耐熱管的熱脹冷縮程度調(diào)整自身的體積，因而能夠適應(yīng)耐熱管的體積變化，當(dāng)耐熱管體積增大時(shí)，軟隔熱層則變薄，而不對(duì)外層的耐火磚層施加過(guò)大的擠壓力，因此不會(huì)將耐火磚層撐裂，這樣就避免了在所述鍋爐除灰管經(jīng)過(guò)多次高溫和低溫之后所述鍋爐除灰管上的隔熱層發(fā)生脫落的現(xiàn)象，使得所述鍋爐除灰管具有很長(zhǎng)的使用壽命。

另外，在所述耐火磚層93由多塊形狀相同的耐火磚拼接構(gòu)成的情況下，當(dāng)所述耐火磚層93發(fā)生局部破損時(shí)，可以只更換若干塊發(fā)生破損的耐火磚，而不必更換整個(gè)耐火磚層甚至整個(gè)除灰管，這樣不但能夠節(jié)約維護(hù)時(shí)間及維護(hù)成本，而且不會(huì)影響鍋爐的正常工作。此外，在所述耐火磚層93與所述軟隔熱層92接觸的表面上具有凹凸結(jié)構(gòu)的情況下，所述凹凸結(jié)構(gòu)的存在使得所述耐火磚層93與所述軟隔熱層92之間具有一定的間隙，因此，當(dāng)所述耐熱管91發(fā)生熱脹時(shí)，所述軟隔熱層92向所述耐火磚層92的方向擴(kuò)張的體積能夠進(jìn)入所述耐火磚層93與所述軟隔熱層92之間的間隙中，從而能夠進(jìn)一步降低所述軟隔熱層92對(duì)所述耐火磚層93的擠壓，進(jìn)而進(jìn)一步延長(zhǎng)所述鍋爐除灰管的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐除灰管，其特征在于，該鍋爐除灰管包括耐熱管(91)、包覆在所述耐熱管(91)的外表面上的軟隔熱層(92)以及包覆在所述軟隔熱層(92)的表面上的耐火磚層 (93)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐除灰管，其中，所述耐熱管(91)的壁厚與所述軟隔熱層(92)的厚度之比為1 0.2-20，所述耐熱管(91)的壁厚與所述耐火磚層(93)的厚度之比為 1 1-100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐除灰管，其中，所述耐熱管(91)的壁厚為1-25毫米，所述軟隔熱層(92)的厚度為1-50毫米，所述耐火磚層(93)的厚度為10-150毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的鍋爐除灰管，其中，所述軟隔熱層(92)的耐火度為 1000-1500°C，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 01-0. 15ff/m · k。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鍋爐除灰管，其中，所述軟隔熱層(92)由硅酸鋁纖維、酚醛泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料中的至少一種材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的鍋爐除灰管，其中，所述耐火磚層(93)的耐火度為1580°C以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鍋爐除灰管，其中，所述耐火磚層(93)由高鋁磚、硅磚和鎂磚中的至少一種制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的鍋爐除灰管，其中，所述耐火磚層(93)與所述軟隔熱層(92)接觸的表面上具有凹凸結(jié)構(gòu)。
9.一種循環(huán)流化床鍋爐，該循環(huán)流化床鍋爐包括爐膛(1)、風(fēng)室(2)和至少一根除灰管 (9)，所述風(fēng)室(2)位于所述爐膛(1)的下方，且所述風(fēng)室(2)與所述爐膛(1)之間由爐床相隔，每根所述除灰管(9)貫穿所述風(fēng)室(2)且一端延伸至所述爐膛(1)內(nèi)，用于將所述爐膛(1)內(nèi)的灰渣排出，其特征在于，所述除灰管(9)為權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的鍋爐除灰管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中，所述除灰管(9)為2-10根，且所述除灰管(9)的橫截面積之和為所述爐膛(1)的底表面積的5-70%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鍋爐除灰管，該鍋爐除灰管包括耐熱管(91)、包覆在所述耐熱管(91)的外表面上的軟隔熱層(92)以及包覆在所述軟隔熱層(92)的表面上的耐火磚層(93)。本發(fā)明還提供了包括該鍋爐除灰管的循環(huán)流化床鍋爐。本發(fā)明提供的所述鍋爐除灰管的隔熱層不易發(fā)生脫落，因此，節(jié)省了為了維修所述鍋爐除灰管而需要額外消耗的人力和物力，從而提高了包括本發(fā)明的鍋爐除灰管的循環(huán)流化床鍋爐的工作效率。
文檔編號(hào)F23C10/24GK102221200SQ201010149670
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者嚴(yán)明奕, 岳國(guó)君, 柳樹(shù)海, 王利, 秦鵬里, 賈成國(guó), 鄧立康 申請(qǐng)人:中糧集團(tuán)有限公司, 廣西中糧生物質(zhì)能源有限公司