專利名稱：一種防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，屬于循環(huán)流化床鍋爐防磨減磨技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
利用固相與氣相兩相的流動(dòng)，使?fàn)t膛內(nèi)燃燒的固體物料在風(fēng)的作用下不斷沸騰膨脹，其中一些顆粒被設(shè)在爐膛出口的氣固分離裝置所收集，并通過返料裝置送回爐膛反復(fù)循環(huán)的燃燒，這種燃燒循環(huán)過程的鍋爐稱之為循環(huán)流化床鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐相對(duì)于傳統(tǒng)鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒充分、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、調(diào)節(jié)速度快、灰渣綜合利用率高、二氧化硫及氮氧化物等氣體排放量較低等優(yōu)點(diǎn)，因此，具有良好的發(fā)展前景。但在循環(huán)流化床鍋爐的使用中，由于循環(huán)流化床鍋爐固有的流態(tài)化燃燒形式，使得鍋爐內(nèi)不可避免的存在承壓部件磨損嚴(yán)重的問題，從而造成爐膛內(nèi)的壁管減薄，進(jìn)而造成安全隱患。而造成爐膛內(nèi)的壁管磨損的主要原因有:1)燃燒的固體顆粒在爐膛內(nèi)具有環(huán)核分布的流動(dòng)場，部分顆粒為貼管壁運(yùn)動(dòng)，顆粒沖刷水冷壁管造成磨損；2)貼壁管運(yùn)動(dòng)的顆粒在遇到水冷壁表面凸出物(如焊接縫、焊疤等)時(shí)，會(huì)在附近產(chǎn)生局部“渦流”和“支流疊力口”效應(yīng)，在凸出物兩側(cè)約45°方向的水冷壁管上“刨削”出深溝，極易造成水冷壁管爆破；3)密相區(qū)澆筑料與水冷壁過渡區(qū)的高濃度含塵煙氣由于截面關(guān)系變化而形成局部的“渦流”、“紊流”和“漩流”，對(duì)水冷壁管產(chǎn)生劇烈沖擊式的切削磨損，造成此區(qū)域磨損特別嚴(yán)重，爆管時(shí)常發(fā)生；4)水冷屏和過熱屏等區(qū)域由于爐膛截面積變化造成煙氣速度改變也容易引起異常磨損；5)四周角由于存在顆粒流“集角”效應(yīng)，使得角部水冷壁管磨損明顯大于其它部位；6)爐膛出口區(qū)域由于煙氣偏流造成顆粒物偏聚，常引起出口附近水冷壁管側(cè)向磨損。中國專利文獻(xiàn)CN201680361U公開了循環(huán)流化床鍋爐爐膛稀相區(qū)的防磨裝置，包括設(shè)置于爐膛稀相區(qū)側(cè)壁上的數(shù)級(jí)環(huán)形的防磨臺(tái)階，每級(jí)防磨臺(tái)階包括固設(shè)于爐膛水冷壁上的抓釘，以及敷設(shè)于抓釘外的耐火層。相鄰兩防磨臺(tái)階之間的間距從上至下依次減小。在爐膛稀相區(qū)四個(gè)轉(zhuǎn)角處相鄰的兩水冷壁管上敷設(shè)有與其內(nèi)側(cè)管外緣平齊的弧形耐火層。影響爐膛內(nèi)壁沖刷磨損的主要因素為磨粒速度、磨粒濃度和磨粒直徑。上述循環(huán)流化床鍋爐爐膛稀相區(qū)的防磨裝置，通過設(shè)置防磨臺(tái)階使貼壁運(yùn)動(dòng)的固體顆粒運(yùn)動(dòng)速度降低，達(dá)到減小磨損的效果，并在轉(zhuǎn)角處相鄰的兩水冷壁管上敷設(shè)弧形耐火層，在一定程度上減弱了“集角”效應(yīng)對(duì)內(nèi)壁角部的磨損。上述防磨裝置通過在爐膛稀相區(qū)設(shè)置多級(jí)環(huán)形防磨臺(tái)階，且相鄰兩防磨臺(tái)階之間的間距從上至下依次減小的布置方式來達(dá)到防磨效果。而中國專利文獻(xiàn)CN201382411Y進(jìn)一步公開了一種阻流架，特別是一種用于循環(huán)流化床鍋爐水冷壁減磨的指數(shù)阻流架。它包含若干水冷壁管和鰭片，各相鄰水冷壁管之間由鰭片連接，在水冷壁管和鰭片的壁上設(shè)有若干個(gè)組水平布置或垂直布置的阻流梁，每個(gè)阻流梁的梁身內(nèi)設(shè)有若干個(gè)抓釘，抓釘內(nèi)端沿阻流梁布置方向焊接在鰭片上。其目的是為了設(shè)計(jì)一種能夠顯著降低貼壁流速度，有效阻止和減輕床料及飛灰對(duì)水冷壁管磨損的指數(shù)阻流架。與現(xiàn)有技術(shù)技術(shù)相比，磨損率下降50-80%，阻流梁支撐牢固，不會(huì)對(duì)床溫造成明顯的影響，也不會(huì)影響蒸汽溫度和排煙溫度；可與噴涂層配合使用，形成爐本體無磨損效果。上述阻流架相對(duì)于上述防磨裝置不僅進(jìn)一步公開了水平阻流梁的排布符合指數(shù)規(guī)律分布原則，而且還公開了豎直局部阻流梁的設(shè)置，使得阻流架的防磨效果更佳顯著，但是還是存在如下問題:1)阻流梁的防磨損效果主要是改變鍋爐內(nèi)緊貼水冷壁沖刷的磨粒子流的速度和方向來降低磨粒子流對(duì)鍋爐內(nèi)水冷壁的磨損，由于鍋爐內(nèi)水冷壁上、下方向的磨粒子流濃度和速度不一樣，因此，在鍋爐內(nèi)水冷壁上下位置設(shè)置的阻流梁的疏密程度也不一致，而在該現(xiàn)有技術(shù)中僅公開了防磨裝置中的水平阻流梁遵循上疏下密的指數(shù)布置原貝U，豎直局部阻流梁根據(jù)需要設(shè)置間距、道數(shù)和長度；并沒有明確水平阻流梁上疏下密的疏密程度，以及水平阻流梁和豎直梁在鍋爐內(nèi)水冷壁的具體位置，而阻流梁在鍋爐內(nèi)的疏密程度以及具體位置關(guān)系到鍋爐的供熱與防磨。鍋爐內(nèi)設(shè)置的水平阻流梁過密會(huì)影響鍋爐的供熱效果；而設(shè)置過稀，又達(dá)不到較好的防磨效果，因此，阻流梁的具體分布對(duì)鍋爐的性能非常重要；2)該現(xiàn)有技術(shù)對(duì)水冷壁表面凸出物(如焊接縫、焊疤等)的局部“渦流”、“支流疊力口”效應(yīng)、以及爐膛各區(qū)域截面積變化所造成的磨損問題并沒有解決。

實(shí)用新型內(nèi)容為此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐的防磨減磨裝置的布置方法籠統(tǒng)不清楚，不利于實(shí)現(xiàn)在不影響鍋爐供熱性能的同時(shí)達(dá)到最佳防磨效果，此外，不能解決焊接縫等凸出物處的磨損問題、無法對(duì)鍋爐內(nèi)壁的各個(gè)部分都進(jìn)行良好的防護(hù)，進(jìn)而提供一種易于操作、能很好的兼顧焊接縫等凸出物處的磨損、整個(gè)鍋爐內(nèi)壁都能實(shí)現(xiàn)良好防護(hù)的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，包括若干形成爐膛水冷壁的水冷壁管，所述水冷壁上自下而上設(shè)有數(shù)道與所述水冷壁管長度方向垂直的水平阻流梁，所述水平阻·流梁在所述水冷壁上的位置滿足指數(shù)公式an+1-(L+l)a+L=0，其中，所述a為底數(shù)，所述η為所述水平阻流梁的道數(shù)，所述L為密相區(qū)耐磨可塑料上沿至爐膛出口下沿的距離；用數(shù)學(xué)牛頓割線法求得a值，舍去a=l的根，得到第一道水平阻流梁離所述密相區(qū)耐磨可塑料上沿的距離為a ;第二道水平阻流梁離第一道水平阻流梁的距離為a2 ;第三道水平阻流梁離所述第二道水平阻流梁的距離為a3 ;依此類推，第η道水平阻流梁與第η-1道水平阻流梁的距離為a11。優(yōu)選地，L彡10米時(shí)，η取3 5道；10 < L彡15米時(shí)，η取4 6道；15 < L彡20米時(shí)，η取5 7道；20 < L彡25米時(shí)，η取6 8道；L >25米時(shí)，η取7 9道。進(jìn)一步優(yōu)選地，L彡10米時(shí)，η取4道；10 < LS 15米時(shí)，η取5道；15 < L彡20米時(shí)，η取6道；20 < L < 25米時(shí)，η取7道；L > 25米時(shí)，η取8道。所述水平阻流梁在所述水冷壁上的位置可向上或向下微調(diào)，其微調(diào)規(guī)律滿足:第η道水平阻流梁的位置比按指數(shù)公式得出的標(biāo)準(zhǔn)位置每上移或下移lm，所述第η道水平阻流梁的D尺寸將增大或減小10毫米、第η+1道水平阻流梁的D尺寸將減小或增大10毫米。所述D尺寸為與所述水冷壁平行的，且與所述水冷壁管相切的平面至所述水平阻流梁的遠(yuǎn)離所述水冷壁一端表面的距離。所述D尺寸滿足:循環(huán)流化床鍋爐的額定蒸發(fā)量< 130t/h時(shí)，D取40 45毫米；蒸發(fā)量為130 410t/h時(shí)，D取45 55暈米；蒸發(fā)量> 670t/h時(shí)，D取50 65暈米。所述水平阻流梁處于爐膛墻角處的部分由圓弧段阻流段過渡。所述圓弧阻流段以爐膛墻角處的豎直交線為中心兩側(cè)各覆蓋所述水冷壁管3 5根。所述圓弧阻流段上端還形成一斜坡，所述斜坡由所述圓弧阻流段上的各點(diǎn)向所述交線上的同一點(diǎn)聚集形成。所述圓弧半徑R為100 150毫米，所述斜坡相對(duì)于所述圓弧阻流段上端的高度H為60 120毫米。所述水冷壁上還設(shè)有數(shù)道沿所述水冷壁管長度方向設(shè)置的豎直局部阻流梁和/或數(shù)道沿垂直于所述水冷壁長度方向設(shè)置的水平局部阻流梁，其中所述豎直局部阻流梁設(shè)置在水平較強(qiáng)氣流處，所述水平局部阻流梁設(shè)置在豎直較強(qiáng)氣流處。所述豎直局部阻流梁的橫切截面呈梯形，且所述梯形的較長的底邊嵌入所述水冷壁內(nèi)。所述梯形兩腰與所述第一底邊之間呈45 75°夾角。所述豎直局部阻流梁設(shè)有兩道，分居于爐膛口兩側(cè)的所述水冷壁中心。所述豎直局部阻流 梁處于所述爐膛內(nèi)位置最高的所述水平阻流梁上方。所述爐膛內(nèi)的水冷屏、過熱屏外壁上也分別設(shè)有與所述水平阻流梁布置規(guī)律一致的屏水平阻流梁。所述屏水平阻流梁設(shè)置有2至3道。本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)本實(shí)用新型的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，用數(shù)學(xué)牛頓割線法求得指數(shù)公式an+1- (L+l)a+L=0中的a值，將水平阻流梁之間的間距分別設(shè)置為a、a2、a3……，依此類推，明確了各個(gè)所述水平阻流梁在所述水冷壁上設(shè)置位置的規(guī)律，經(jīng)多次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，按照本實(shí)用新型所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐的位置分布規(guī)律得到的鍋爐，可在達(dá)到較好的防磨效果的同時(shí)不影響鍋爐的供熱效果，實(shí)現(xiàn)了在設(shè)置同樣道數(shù)的水平阻流梁時(shí)達(dá)到最佳防磨效果。(2)本實(shí)用新型的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，進(jìn)一步限定了密相區(qū)耐磨可塑料上沿至爐膛出口下沿的距離L與所述水平阻流梁的道數(shù)η之間的取值關(guān)系，得到了在不同尺寸規(guī)格的鍋爐內(nèi)，設(shè)置所述水平阻流梁的道數(shù)的最佳值，保證了在不同尺寸規(guī)格的鍋爐內(nèi)應(yīng)用本實(shí)用新型的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐的位置分布規(guī)律都能得到最佳防磨效果。(3)本實(shí)用新型的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐中，水平阻流梁的位置設(shè)置根據(jù)鍋爐內(nèi)的焊縫、水冷屏、過熱屏、耐火材料等位置設(shè)置情況，再進(jìn)一步進(jìn)行水平阻流梁所處位置和D尺寸上的配合微調(diào)，能夠兼顧鍋爐內(nèi)的焊縫、水冷屏、過熱屏、耐火材料等處的防磨，即可避免上述位置處出現(xiàn)磨損，對(duì)鍋爐起到更充分的防磨減磨作用。(4)本實(shí)用新型的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，進(jìn)一步限定了水平阻流梁的D尺寸與循環(huán)流化床鍋爐的額定蒸發(fā)量的取值關(guān)系，使本實(shí)用新型的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐可適用于不同蒸發(fā)量的循環(huán)流化床鍋爐，并達(dá)到良好的防磨減磨效果。[0032](5)本實(shí)用新型的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，水平阻流梁處于爐膛墻角處的部分由圓弧段阻流段過渡，圓弧段阻流段可防止由于四周角部分的水冷壁管存在顆粒流“集角”效應(yīng)而造成的磨損。(6)本實(shí)用新型的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，根據(jù)爐膛內(nèi)某些部位的風(fēng)向特殊，如爐膛口兩側(cè)，在該特殊部位的所述水冷壁上還設(shè)有數(shù)道豎直局部阻流梁和/或水平局部阻流梁。所述豎直局部阻流梁和水平局部阻流梁設(shè)置在水冷壁磨損嚴(yán)重處，對(duì)該位置處的磨粒進(jìn)行方向改變和速度降低，進(jìn)一步保證本實(shí)用新型的循環(huán)流化床鍋爐對(duì)整個(gè)鍋爐內(nèi)壁都能實(shí)現(xiàn)良好防護(hù)。(7)本實(shí)用新型的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，所述豎直局部阻流梁設(shè)有兩道，分居于爐膛口兩側(cè)的所述水冷壁中心。爐膛出口區(qū)域由于煙氣偏流造成顆粒物偏聚，常引起出口附近水冷壁管側(cè)向磨損，在爐膛口兩側(cè)的所述水冷壁中心設(shè)置豎直局部阻流梁可加強(qiáng)這一區(qū)域的防磨減磨效果。( 8 )本實(shí)用新型的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，所述爐膛內(nèi)的水冷屏、過熱屏外壁上也分別設(shè)有與所述水平阻流梁布置規(guī)律一致的屏水平阻流梁。由于水冷屏、過熱屏等區(qū)域存在爐膛截面積的變化，容易引起異常磨損，屏水平阻流梁的設(shè)置可以對(duì)該部分起到很好的防護(hù)作用。(9)在本實(shí)用新型中，所述水平阻流梁處于爐膛墻角處的部分由圓弧段阻流段過渡，且該圓弧阻流段上端還形成一斜坡，圓弧段阻流段與斜坡結(jié)構(gòu)的配合設(shè)置能夠消除鍋爐墻角的磨粒“集角效應(yīng)”。

為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖1是安裝有本實(shí)用新型的防磨減磨裝置的循環(huán)流化床鍋爐的立體透視圖；圖2是圖1的側(cè)視方向的局部剖視圖；圖3是圖1的A方向的剖視圖；圖4是圓弧阻流段的首I]視圖；圖5是圖4的B方向的示意圖；圖6是圖5的局部剖視圖；圖中附圖標(biāo)記表示為:1_水冷壁；11_水冷壁管；2_水平阻流梁；21_第一道水平阻流梁；22_第二道水平阻流梁；23_第三道水平阻流梁；3_屏水平阻流梁；4_密相區(qū)耐磨可塑料上沿；4’ -耐磨可塑料上沿；5_爐膛出口 ；6_圓弧阻流段；7_豎直局部阻流梁；8-水冷屏、過熱屏；9_焊接縫；E-交線；L-密相區(qū)耐磨可塑料上沿至爐膛出口下沿的距離；L1-密相區(qū)耐磨可塑料上沿至第一道水平阻流梁的距離；L2-第二道水平阻流梁離第一道水平阻流梁的距離；L3-第三道水平阻流梁離所述第二道水平阻流梁的距離；D-與水冷壁平行且與水冷壁管相切的平面至水平阻流梁的遠(yuǎn)離水冷壁一端表面的距離；H-斜坡相對(duì)于圓弧阻流段上端的高度。
具體實(shí)施方式
[0045]以下將結(jié)合附圖，使用以下實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步闡述。如圖1所示，本實(shí)施例所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，包括若干形成爐膛水冷壁I的水冷壁管11，所述水冷壁I上自下而上設(shè)有數(shù)道與所述水冷壁管11長度方向垂直的水平阻流梁2，所述水平阻流梁2在所述水冷壁I上的位置滿足指數(shù)公式a11+1- (L+1)a+L=0，其中，所述a為底數(shù)，所述η為所述水平阻流梁2的道數(shù)，所述L為密相區(qū)耐磨可塑料上沿4至爐膛出口 5下沿的距離。本實(shí)施例中，循環(huán)流化床鍋爐的密相區(qū)耐磨可塑料上沿至爐膛出口下沿的距離L取18米，所述水平阻流梁的道數(shù)η取6道，根據(jù)指數(shù)公式a11+1- (L+l)a+L=0，用數(shù)學(xué)牛頓割線法求得a值的根為a=l.326和a=l，舍去a=l的根，得到第一道水平阻流梁21離所述密相區(qū)耐磨可塑料上沿4的距離為a，即1.326米；第二道水平阻流梁22離第一道水平阻流梁21的距離為a2，即1.758米；第三道水平阻流梁23離所述第二道水平阻流梁22的距離為a3，即2.331米；第四道水平阻流梁與第三道水平阻流梁23的距離為a4，即3.092米；第五道水平阻流梁與第四道水平阻流梁的距離為a5，即4.099米；第六道水平阻流梁與第五道水平阻流梁的距離為a6，即5.436米。需要說明的是，在不同尺寸規(guī)格的鍋爐內(nèi)，L與η的取值并不唯一，包括但不限于以下范圍:L彡10米時(shí)，η取3 5道；10 <L< 15米時(shí)，η取4 6道；15 <L< 20米時(shí)，η取5 7道；20 < L彡25米時(shí)，η取6 8道；L >25米時(shí)，η取7 9道。上述取值關(guān)系只是提供一種較優(yōu)的設(shè)計(jì)方式，并且可進(jìn)一步的優(yōu)選為:L< 10米時(shí)，η取4道；10< L彡15米時(shí)，η取5道；15 <L< 20米時(shí)，η取6道；20 < L彡25米時(shí)，η取7道；L >25米時(shí)，η取8道。同樣的，不同規(guī)格的循環(huán)流化床鍋爐具有不同的的額定蒸發(fā)量，對(duì)于實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的來說，循環(huán)流化床鍋爐的額定蒸發(fā)量與水平阻流梁2的尺寸取值也不唯一，包括但不限于以下范圍:循環(huán)流化床鍋爐的額定蒸發(fā)量< 130t/h時(shí)，D取40 45毫米；蒸發(fā)量為130 410t/h時(shí)，D取45 55毫米；蒸發(fā)量> 670t/h時(shí)，D取50 65毫米。其中，所述D尺寸為與所述水冷壁·I平行的，且與所述水冷壁管11相切的平面至所述水平阻流梁的遠(yuǎn)離所述水冷壁一端表面的距離。循環(huán)流化床鍋爐的額定蒸發(fā)量與水平阻流梁2的尺寸D可取上述范圍內(nèi)的任意值,在本實(shí)施例中，循環(huán)流化床鍋爐的額定蒸發(fā)量為410t/h,所述水平阻流梁2的D尺寸取50毫米。水平阻流梁的位置設(shè)置根據(jù)鍋爐內(nèi)的焊縫、水冷屏、過熱屏、耐火材料等位置設(shè)置情況，再進(jìn)一步進(jìn)行水平阻流梁所處位置和D尺寸上的配合微調(diào)，能夠兼顧鍋爐內(nèi)的焊縫、水冷屏、過熱屏、耐火材料等處的防磨。所述水平阻流梁2在所述水冷壁I上的位置可向上或向下微調(diào)，其微調(diào)規(guī)律滿足:第η道水平阻流梁2的位置比按指數(shù)公式得出的標(biāo)準(zhǔn)位置每上移或下移I米，所述第η道水平阻流梁2的D尺寸將增大或減小10毫米、第η+1道水平阻流梁2的D尺寸將減小或增大10毫米。如圖2所示，焊接縫9位于第三道水平阻流梁23上方0.5米處，而所述第三道水平阻流梁23在所述水冷壁I上的位置可向上微調(diào)，根據(jù)微調(diào)規(guī)律，將所述水平阻流梁23向上微調(diào)0.5米，以便蓋住焊接縫9，第一道水平阻流梁21離所述密相區(qū)耐磨可塑料上沿4的距離LI仍為1.326米，第二道水平阻流梁離第一道水平阻流梁的距離L2仍為1.758米，而第三道水平阻流梁離所述第二道水平阻流梁的距離L3增加0.5米，變?yōu)?.831米，第四道水平阻流梁離第三道水平阻流梁23的距離減少0.5米，變位2.592米，所述第三道水平阻流梁的D尺寸增加為55毫米，第四道水平阻流梁的D尺寸減小為45毫米。為防止由于四周角部分的水冷壁管存在顆粒流“集角”效應(yīng)而造成的磨損，水平阻流梁2處于爐膛墻角處的部分由圓弧段阻流段6過渡，如圖4-6所示，需要說明的是，對(duì)于實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的來說，所述圓弧阻流段6的設(shè)計(jì)方式并不唯一，本實(shí)施例中，提供一種具體的設(shè)計(jì)方式，所述圓弧阻流段6以爐膛墻角處的豎直交線E為中心兩側(cè)各覆蓋所述水冷壁管11為3 5根，本實(shí)施例中，進(jìn)一步具體為4根。同樣的，所述圓弧半徑R也不唯一，包括但不限于100 150毫米，本實(shí)施例中，提供一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述圓弧半徑R為150毫米。所述圓弧阻流段6上端還形成一斜坡，所述斜坡由所述圓弧阻流段6上的各點(diǎn)向所述交線E上的同一點(diǎn)聚集形成。當(dāng)然，所述斜坡相對(duì)于所述圓弧阻流段6上端的高度H也不唯一，可取60 120毫米中的任意值，本實(shí)施例中，所述斜坡相對(duì)于所述圓弧阻流段6上端的高度H取100毫米。為了加強(qiáng)受磨損嚴(yán)重部分的防磨與減磨效果，所述水冷壁I上還設(shè)有數(shù)道沿所述水冷壁管11長度方向設(shè)置的豎直局部阻流梁7和數(shù)道沿垂直于所述水冷壁11長度方向設(shè)置的水平局部阻流梁，其中所述豎直局部阻流梁7設(shè)置在水平較強(qiáng)氣流處，所述水平局部阻流梁設(shè)置在豎直較強(qiáng)氣流處。需要說明的是，所述豎直局部阻流梁7的設(shè)置方式并不唯一，本實(shí)施例提供一種具體的實(shí)現(xiàn)方式，如圖3所示，所述豎直局部阻流梁7的橫切截面呈梯形，且所述梯形的較長的底邊嵌入所述水冷壁I內(nèi)。對(duì)于實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的來說，所述梯形兩腰與所述第一底邊之間的夾角并不唯一，本實(shí)施例提供較優(yōu)選的取值范圍，所述梯形兩腰與所述第一底邊之間呈45 75°夾角，本實(shí)施例中，所述梯形兩腰與所述第一底邊之間的夾角取60°。為解決爐膛出口區(qū)域由于煙氣偏流造成顆粒物偏聚，易引起出口附近水冷壁管側(cè)向磨損的問題，所述豎直局部阻流梁7設(shè)有兩道，分居于爐膛口兩側(cè)的所述水冷壁I中心。所述豎直局部阻流梁7可以設(shè)置在處于所述爐膛內(nèi)位置最高的所述水平阻流梁上方，即當(dāng)所述水平阻流梁設(shè)有六道時(shí)，所述豎直局部阻流梁7處于所述第六道水平阻流梁上方。為避免水冷屏、過熱屏等區(qū)域存在爐膛截面積的變化引起的異常磨損，所述爐膛內(nèi)的水冷屏、過熱屏8外壁上也分別設(shè)有與所述水平阻流梁2布置規(guī)律一致的屏水平阻流梁3。當(dāng)然，所述屏水平阻流梁3設(shè)置的道數(shù)并不唯一，本實(shí)施例中，所述屏水平阻流梁3設(shè)置有2道，第一道屏水平阻流梁與耐磨可塑料上沿4’的距離為1.326米；第二道屏水平阻流梁與第一道屏水平阻流梁的距離為1.758米。實(shí)施效果對(duì)比利用含粘彈性結(jié)構(gòu)的有限元方法的專用流場計(jì)算分析軟件對(duì)循環(huán)流化床內(nèi)各相區(qū)的流場進(jìn)行模擬計(jì)算，獲得氣體和顆粒的流動(dòng)結(jié)構(gòu)；同時(shí)采用循環(huán)流化床總體數(shù)學(xué)模型對(duì)爐內(nèi)傳熱狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，通過模擬計(jì)算結(jié)果和實(shí)際使用效果進(jìn)行驗(yàn)證。(I)防磨減磨效果對(duì)比:鍋爐爐膛邊壁下行區(qū)顆粒(床料與飛灰)的下降速度從7m/s (安裝防磨減磨結(jié)構(gòu)前最大速度)降到2m/s (安裝防磨減磨結(jié)構(gòu)后最大速度)；稀相區(qū)的顆粒濃度從30kg/m3 (安裝防磨減磨結(jié)構(gòu)前前)降至10kg/m3 (安裝防磨減磨結(jié)構(gòu)前后)。[0060]管壁厚度減薄量:在鍋爐額定負(fù)荷和設(shè)計(jì)煤種運(yùn)行條件下運(yùn)行一年，在爐膛水冷壁管上隨機(jī)抽查1000個(gè)點(diǎn)，經(jīng)檢測，本實(shí)用新型的鍋爐較安裝防磨減磨結(jié)構(gòu)前，100%抽查點(diǎn)水冷壁管壁厚減薄量< 0.6毫米，80%抽查點(diǎn)水冷壁管壁厚減薄量為< 0.5毫米。通常能夠達(dá)到100%抽查點(diǎn)水冷壁管壁厚減薄量0.3毫米，80%抽查點(diǎn)水冷壁管壁厚減薄量為0.2毫米。與現(xiàn)有技術(shù)中的鍋爐每年減薄量3至5毫米相比，可知磨粒對(duì)水冷壁管的磨損顯著減輕，“渦流”、“紊流”、“漩流”、“集角”、“偏流”等效應(yīng)也明顯減弱。(2)本實(shí)用新型中防磨減磨的阻流梁對(duì)鍋爐的影響本實(shí)用新型的防磨減磨裝置鍋爐的額定工況運(yùn)行參數(shù)變化情況:負(fù)荷無變化，爐膛差壓變化< 1%，一次風(fēng)量變化< 3%，總風(fēng)量變化< 3%，蒸汽溫度無變化，爐膛床溫變化(12°C，排煙溫度變化彡3°C。結(jié)論本實(shí)用新型的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，明顯減慢了鍋爐內(nèi)沿水冷壁下滑的顆粒的運(yùn)動(dòng)速度，通過改變顆粒運(yùn)動(dòng)方向降低了沿水冷壁下滑顆粒的濃度，從而減輕了顆粒對(duì)水冷壁管的沖刷磨損，減弱了“渦流”、“紊流”、“漩流”、“集角”、“偏流”等效應(yīng)，且對(duì)鍋爐的供熱性能影響較小。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本 實(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1.一種防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，包括若干形成爐膛水冷壁(I)的水冷壁管(11)，所述水冷壁(I)上自下而上設(shè)有數(shù)道與所述水冷壁管(11)長度方向垂直的水平阻流梁(2)，其特征在于，所述水平阻流梁(2)在所述水冷壁(I)上的位置滿足指數(shù)公式a11+1- (L+1)a+L=0，其中，所述a為底數(shù)，所述η為所述水平阻流梁(2)的道數(shù)，所述L為密相區(qū)耐磨可塑料上沿(4)至爐膛出口(5)下沿的距離； 用數(shù)學(xué)牛頓割線法求得a值，舍去a=l的根，得到第一道水平阻流梁(21)離所述密相區(qū)耐磨可塑料上沿(4)的距離為a;第二道水平阻流梁(22)離第一道水平阻流梁(21)的距離為a2 ;第三道水平阻流梁(23 )離所述第二道水平阻流梁(22)的距離為a3 ;依此類推，第η道水平阻流梁與第η-1道水平阻流梁的距離為a11。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，L< 10米時(shí)，η取3 5道；10<L< 15米時(shí)，η取4 6道；15 < L彡20米時(shí)，η取5 7道；20 < L彡25米時(shí)，η取6 8道；L >25米時(shí)，η取7 9道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，L< 10米時(shí)，η取4道；10 < L彡15米時(shí)，η取5道；15 <L< 20米時(shí)，η取6道；20 < L彡25米時(shí)，η取7道；L > 25米時(shí)，η取8道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，所述水平阻流梁(2 )在所述水冷壁(I)上的位置可向上或向下微調(diào)，其微調(diào)規(guī)律滿足: 第η道水平阻流梁(2)的位置比按指數(shù)公式得出的標(biāo)準(zhǔn)位置每上移或下移lm，所述第η道水平阻流梁(2)的D尺寸將增大或減小10毫米、第η+1道水平阻流梁(2)的D尺寸將減小或增大10毫米； 所述D尺寸為與所述水冷壁(I)平行的，且與所述水冷壁管(11)相切的平面至所述水平阻流梁的遠(yuǎn)離所述水冷壁一端表面的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，所述D尺寸滿足:循環(huán)流化床鍋爐的額定蒸發(fā)量< 130t/h時(shí)，D取40 45毫米；蒸發(fā)量為130 410t/h時(shí)，D取45 55毫米；蒸發(fā)量> 670t/h時(shí)，D取50 65毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于，所述水平阻流梁(2)處于爐膛墻角處的部分由圓弧段阻流段(6)過渡。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于:所述圓弧阻流段(6)以爐膛墻角處的豎直交線(E)為中心兩側(cè)各覆蓋所述水冷壁管(11) 3 5根。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于:所述圓弧阻流段(6)上端還形成一斜坡，所述斜坡由所述圓弧阻流段(6)上的各點(diǎn)向所述交線(E)上的同一點(diǎn)聚集形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于:所述圓弧半徑R為100 150毫米，所述斜坡相對(duì)于所述圓弧阻流段(6)上端的高度H為60 120毫米。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于:所述水冷壁(I)上還設(shè)有數(shù)道沿所述水冷壁管(11)長度方向設(shè)置的豎直局部阻流梁(7 )和/或數(shù)道沿垂直于所述水冷壁(11)長度方向設(shè)置的水平局部阻流梁，其中所述豎直局部阻流梁(7)設(shè)置在水平較強(qiáng)氣流處，所述水平局部阻流梁設(shè)置在豎直較強(qiáng)氣流處。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于:所述豎直局部阻流梁(7)的橫切截面呈梯形，且所述梯形的較長的底邊嵌入所述水冷壁(I)內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于:所述梯形兩腰與所述第一底邊之間呈45 75°夾角。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于:所述豎直局部阻流梁(7 )設(shè)有兩道，分居于爐膛口兩側(cè)的所述水冷壁(I)中心。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于:所述豎直局部阻流梁(7)處于所述爐膛內(nèi)位置最高的所述水平阻流梁上方。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于:所述爐膛內(nèi)的水冷屏、過熱屏(8)外壁上也分別設(shè)有與所述水平阻流梁(2)布置規(guī)律一致的屏水平阻流梁(3)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，其特征在于:所述屏水平阻流梁(3)設(shè)置有2至3 道。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種防磨減磨的循環(huán)流化床鍋爐，包括若干形成爐膛水冷壁的水冷壁管，水冷壁上設(shè)有數(shù)道與水冷壁管長度方向垂直的水平阻流梁，水平阻流梁在水冷壁上的位置滿足指數(shù)公式an+1-(L+1)a+L=0；用數(shù)學(xué)牛頓割線法求得a值，舍去a=1的根，得到第一道水平阻流梁離所述密相區(qū)耐磨可塑料上沿的距離為a；第二道水平阻流梁離第一道水平阻流梁的距離為a2；依此類推，第n道水平阻流梁與第n-1道水平阻流梁的距離為an。本實(shí)用新型的鍋爐設(shè)置阻流梁后不僅不會(huì)對(duì)鍋爐的額定運(yùn)行參數(shù)產(chǎn)生明顯影響，而且還能顯著減低磨粒對(duì)水冷壁管的磨損，以及鍋爐內(nèi)“渦流”、“紊流”、“漩流”、“集角”等磨損效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鍋爐內(nèi)壁良好的防護(hù)作用。
文檔編號(hào)F23C10/18GK203162935SQ201320161969
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者劉少光, 劉沁昱 申請(qǐng)人:劉少光