專利名稱：避免管板損壞的鍋殼式臥式鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鍋殼式臥式外燃鍋爐，特別是快裝鍋爐，一般稱為LZ型鍋爐。這種鍋爐的鍋殼內(nèi)設(shè)有煙火管，鍋殼與集箱間有下降管導(dǎo)通，燃燒室兩側(cè)設(shè)有連通集箱與鍋殼的水冷壁管。
鍋殼式臥式外燃鍋爐原為蒸汽鍋爐，自八十年代以來，由于節(jié)能的需要這類鍋爐被改裝為熱水鍋爐，其改裝方案是采用從下集箱進(jìn)水由鍋殼頂部出水的強(qiáng)制循環(huán)結(jié)構(gòu)。在實(shí)際運(yùn)行中這類鍋爐普通存在著管板損壞的弊病，如管板裂紋或泄漏。為克服這一弊病，這類鍋爐已普通改為由下降管引入回水由鍋爐頂部引出熱水的自然循環(huán)方式。幾年的運(yùn)行實(shí)踐表明，雖然自然循環(huán)優(yōu)于強(qiáng)制循環(huán)，但仍無法解決管板損壞的弊端。據(jù)《江蘇鍋爐》1987年第1期刊載新疆勞動(dòng)人事廳的“關(guān)于KZL蒸汽鍋爐改裝熱水鍋爐運(yùn)行情況的調(diào)查及處理意見”一文披露，KZL蒸汽鍋爐改為熱水鍋爐后運(yùn)行中管板損壞率1－5年內(nèi)為35.3～76.0％，平均為50.8％。國內(nèi)各省的這類鍋爐運(yùn)行情況均有類似結(jié)果。正是由于這一原因，我國勞動(dòng)部一九九一年五月二十日頌發(fā)并于一九九二年一月一日起執(zhí)行的《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第26條中明確提出“對(duì)于鍋殼式臥式外燃鍋爐，設(shè)計(jì)、制造單位必須采取技術(shù)措施解決管板裂紋或泄漏及鍋殼鼓包等問題?！倍覈鴥?nèi)部分省市的勞動(dòng)人事部門已原則上不再允許將在用的KZL型鍋爐改裝為熱水鍋爐使用；在可靠地是以保證管板不發(fā)生裂紋和泄漏的改裝方式之前不準(zhǔn)再將KZL型蒸汽鍋爐改裝為熱水鍋爐使用。
鍋殼式臥式外燃鍋爐改為熱水鍋爐在運(yùn)行中發(fā)生管板損壞的主要原因是管板區(qū)水循環(huán)極為不良，致使水對(duì)管板的沖刷、冷卻不利，造成管板過熱。同時(shí)由于水循環(huán)不良，在高溫?zé)熁鸸苤車墓馨鍏^(qū)造成過冷沸騰而結(jié)垢，產(chǎn)生管板損壞弊端。其次，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)下鍋殼內(nèi)水循環(huán)不良，使管板自下而上產(chǎn)生較大的溫度梯度。鍋殼內(nèi)沿高度方向水溫也存在較大溫度梯度。在鍋爐運(yùn)行中因熱負(fù)工況的變化使鍋爐燃燒工況隨之改變，相應(yīng)導(dǎo)致煙溫、管板壁溫、煙管壁溫、水溫的頻繁改變。由于溫度的多變使煙火管線膨脹量多變，膨脹量不一致。這種頻繁的應(yīng)力變化作用于管板，加之煙火管的的脹口或焊口處本來就是應(yīng)力集中區(qū)，所以造成管板的損壞。
本實(shí)用新型的目的是提供一種必要的技術(shù)措施以解決現(xiàn)有的鍋殼式臥式外燃鍋爐改為熱水鍋爐后產(chǎn)生管板壞損的問題。
本實(shí)用新型的目的采用下述措施實(shí)現(xiàn)在鍋殼內(nèi)水冷壁出口位置設(shè)置使由水冷壁流出的水流向鍋殼下部流動(dòng)的導(dǎo)流板，以大大改善鍋殼內(nèi)的水循環(huán)，減小沿鍋殼高度所存在的溫度梯度，進(jìn)而減小各煙火管間的不一致的線膨脹量，改善管板受力狀態(tài)，以避免管板損壞。
本實(shí)用新型的目的還可通過以下措施實(shí)現(xiàn)在鍋殼內(nèi)上部設(shè)置沿鍋殼縱向布置的取水管，取水管兩端口敞開，取水管出水口位于取水管中部，取水管上部開有數(shù)個(gè)小孔，這些小孔截面積總和應(yīng)小于或等于取水管出水口截面積的三分之一。采用這種結(jié)構(gòu)使大量的熱水從取水管靠近管板的兩端敞口進(jìn)入取水管，同時(shí)改善了管板處的水循環(huán)，改善管板的過熱傾向，避免局部過冷沸騰。而取水管上的各小孔可保證鍋殼內(nèi)正常水循環(huán)。
本實(shí)用新型還可在鍋殼內(nèi)位于管板處的水冷壁口各設(shè)置有分流室，分流室開口位于管板旁最底層煙火管所在的位置，各分流室與鍋殼導(dǎo)通的通道位于管板旁最底層煙火管所在的位置，且各分流室通道截面積小于位于分流室內(nèi)的各水冷壁出水口截面積之和。這樣使分流室的水流經(jīng)通道直接沖刷管板，特別是沖刷位于最底層的高溫?zé)熁鸸埽构馨鍏^(qū)水循環(huán)加劇，減小沿管板區(qū)高度方向上的溫度梯度。進(jìn)一步改善管板的過熱和局部過冷沸騰的現(xiàn)象。
考慮到對(duì)在用鍋爐的改造，可采用權(quán)利要求4所述的技術(shù)方案。這一方案是為適合現(xiàn)有鍋爐前管板處開有人孔的結(jié)構(gòu)。這方案是將位于前管板處的前分流室的前壁與前管板間留有足夠檢修人員進(jìn)入的距離，前分流室前壁下端設(shè)開口通道。后分流室結(jié)構(gòu)與前述結(jié)構(gòu)相同。同樣，前分流室的開口通道和后分流室通道口的截面積小于位于相應(yīng)分流室內(nèi)水冷壁管出口截面之和，以造成射流，加強(qiáng)水對(duì)管板的沖刷效果。
附


圖1為本實(shí)用新型縱向剖面圖。本圖亦為摘要附圖。
圖2為本實(shí)用新型橫向剖面圖。
圖3是取水管俯視圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)解說
圖1所給出的鍋殼式臥式外燃鍋爐其鍋殼1與集箱5間用下降管4導(dǎo)通。這種結(jié)構(gòu)的鍋爐后部設(shè)有與集箱5導(dǎo)通的后集箱13，后集箱13與鍋殼內(nèi)部用后棚管6導(dǎo)通。在燃燒室兩側(cè)設(shè)有連通集箱5和鍋殼1內(nèi)部的水冷壁管3。在鍋殼內(nèi)水冷壁管出口位置設(shè)置有導(dǎo)流板8，導(dǎo)流板8下端開口15位于鍋殼下部(見圖2示)。在運(yùn)行中由水冷壁3流出的高溫水由于導(dǎo)流板8的限制無法直接上升，而被強(qiáng)制從導(dǎo)流板8的下端開口15流出，使鍋殼內(nèi)水循環(huán)加劇。這就避免了現(xiàn)有技術(shù)中高溫水直接上升，而鍋殼底部水溫偏低，形成的沿鍋殼高度方向的較大溫度梯度。另外，在鍋殼上部沿縱向布置取水管7。由圖3可見，取水管7上部開有小孔16。管7兩端敞開，并靠近鍋殼前后管板12和17。數(shù)個(gè)小孔16的橫截面積小于或等于管7上取水口18面積，這樣大量熱水被迫自管7兩端進(jìn)入管7內(nèi)，同時(shí)使管板區(qū)的水循環(huán)得以改善。少量熱水自孔16進(jìn)入管7，使整個(gè)鍋殼內(nèi)的循環(huán)各以保證，小孔16的孔徑和數(shù)量可視具體情況而定。為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)管板處水循環(huán)的作用，在鍋殼內(nèi)位于靠近兩端管板處的水冷壁管出口處各設(shè)置有分流室9，后分流室9″用通道10將水流導(dǎo)向后管壁17旁并位于最底層煙火管(通常也是溫度最高的煙管)下，通道口11的橫截面積應(yīng)小于位于分流室9″內(nèi)所擁有的水冷壁管出口面積之和。以在出口11處形成射流沖刷后管板。由于現(xiàn)在用鍋爐的前管板下方設(shè)有供維修人員進(jìn)入的人孔。故而前分流室9′的通道開口19按
圖1示情況在前分流室9′的前壁20的下部開設(shè)。前壁20與前管板12間的距離應(yīng)能滿足供檢修人員進(jìn)出。這里所述的通道開口19的面積也應(yīng)小于前分流室9′內(nèi)所有的水冷壁管出口截面積之和，以使從前分流室9′的通道開口19流出的水流可形成射流，有效的沖刷前管板，改善前管板區(qū)的水循環(huán)狀況。
如果新設(shè)計(jì)的鍋爐可將人孔位置置于其它的適當(dāng)位置，這樣前分流室處可采用
圖1中后分流室通道的結(jié)構(gòu)。這將有最佳效果。
此外，對(duì)無后棚管6的鍋爐，同樣可采用前述措施改造。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下1、采用本實(shí)用新型的技術(shù)措施可有效改善鍋殼內(nèi)的水循環(huán)狀況，特別是能加強(qiáng)前后管板區(qū)的水循環(huán)，減小管板的溫度梯度和沿鍋殼高度方向存在的溫度梯度，減小煙火管線膨脹量不一的差值，從而達(dá)到避免管板發(fā)生裂紋或泄漏的損壞，解決現(xiàn)存的技術(shù)難題。
2、本實(shí)用新型是在鍋殼內(nèi)設(shè)置部分內(nèi)裝構(gòu)件，并不影響鍋爐的耐壓、水密、熱況等指標(biāo)，可實(shí)施性強(qiáng)。
3、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，用材少，成本低，既可用于在用鍋爐的改造，又可適用于新型鍋爐的設(shè)計(jì)制造。特別是本實(shí)用新型用于對(duì)在用鍋爐的改造時(shí)將可為國家節(jié)約巨額資金，產(chǎn)生較大的效益。
實(shí)施例在一九八九年，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)人曾對(duì)五臺(tái)鍋殼式臥式外燃式(KZ型)在用鍋爐用本實(shí)用新型的技術(shù)措施進(jìn)行了改造。這五臺(tái)鍋爐在改造前均已發(fā)生了管板損壞，其有幾臺(tái)鍋爐的煙火管是焊接結(jié)構(gòu)的，其余鍋爐的煙火管是脹管結(jié)構(gòu)。改造中對(duì)鍋爐管板進(jìn)行了修復(fù)。其結(jié)構(gòu)中取水管上小孔面積和與取水口面積之比為三分之一，分流室通道開口面積與分流室內(nèi)水冷壁管出口面積和之比為二分之一。改造后經(jīng)三年正常使用，至今五臺(tái)鍋爐均未發(fā)現(xiàn)有任何損壞(包括管板在內(nèi))。
權(quán)利要求1.鍋殼式臥式外燃鍋爐，內(nèi)設(shè)有煙火管的鍋殼與集箱用下降管導(dǎo)通，燃燒室兩側(cè)設(shè)有連通集箱與鍋殼的水冷壁管，其特征在于鍋殼內(nèi)水冷壁出口位置設(shè)置使由水冷壁流出的水流向鍋殼下部流動(dòng)的導(dǎo)流板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐，其特征在于鍋殼內(nèi)上部設(shè)置沿鍋殼縱向布置的取水管，取水管兩端敞開，取水管出水口位于其中部，取水管上部開有數(shù)個(gè)小孔，這些小孔面積總和小于或等于取水口面積的三分之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐，其特征在于鍋殼內(nèi)位于靠近管板處的水冷壁出口設(shè)置有分流室，分流室與鍋殼內(nèi)導(dǎo)通的通道口位于管板處，并設(shè)置于最底層煙火管所在的位置，分流室通道口截面積小于位于分流室內(nèi)的各水冷壁管出水口截面積之和。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐，其特征在于鍋殼內(nèi)位于靠近管板處的水冷壁出口設(shè)置分流室，其中位于后管板處的后分流室與鍋殼內(nèi)導(dǎo)通的通道口位于后管板處，并設(shè)置于最底層煙火管所在位置，位于前管板處的前分流室的前壁與前管板間距離足夠檢修人員進(jìn)入，前分流室前壁下端設(shè)有開口通道，所述的后分流室通道口和前分流室開口通道的截面積分別小于位于后分流室和前分流室內(nèi)的各水壁管出水口截面積之和。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種可避免管板發(fā)生損壞的鍋殼式臥式外燃鍋爐(通稱KZ型鍋爐)。本實(shí)用新型是在鍋殼內(nèi)水冷壁出口位置設(shè)置使流出水冷壁的水流向鍋殼下部流動(dòng)的導(dǎo)流板，在鍋殼上沿縱向布置其上有小孔的取水管。鍋殼內(nèi)兩端還設(shè)有分流室，并使其出口位于或靠近管板區(qū)。本實(shí)用新型可改善鍋殼內(nèi)水的循環(huán)，加強(qiáng)管板區(qū)的水循環(huán)，降低鍋殼內(nèi)沿高度方向的和管板上的溫度梯度。本實(shí)用新型既可適用于制造新型鍋爐也適用于對(duì)在用鍋爐的改造。
文檔編號(hào)F22B9/00GK2134589SQ9220350
公開日1993年5月26日 申請(qǐng)日期1992年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1992年2月27日
發(fā)明者葉初碧 申請(qǐng)人:葉初碧