一種鍋爐高溫煙氣隔斷門及高溫煙氣在線切換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機械技術(shù)、鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鍋爐高溫煙氣隔斷門及高溫煙氣在線切換裝置，可用于火電廠、石化動力站、冶金鍋爐等煙氣鍋爐等高溫煙氣在線設(shè)備切換。
【背景技術(shù)】
[0002]在火力發(fā)電廠以及冶金鍋爐、石化鍋爐等增設(shè)脫硝裝置等設(shè)備過程中，都是在冷態(tài)狀態(tài)下實現(xiàn)管道連接，然后再啟動鍋爐，而不能在鍋爐運行狀態(tài)下進行在線切換。具體來說，目前，在鍋爐尾部增設(shè)裝置(例如脫硝反應器)時，一般采用的方式是:在增設(shè)裝置施工完成后，鍋爐停止運行，待鍋爐冷卻、滿足鏈接煙道實施條件后，完成煙道(管道)的施工，然后再點火啟鍋爐?；蛘咴谛略鲅b置進、出口以及現(xiàn)有煙道上，裝設(shè)煙道風門。待新增裝置具備條件后，再進行切換操作。這些現(xiàn)有技術(shù)存在如下缺點:
[0003]a)不安全。煙道風門設(shè)備結(jié)構(gòu)均為百葉窗式，密封差。當鍋爐運行負荷波動，尤其是操作偏差，造成煙道內(nèi)煙氣出現(xiàn)正壓時，高溫煙氣噴出煙道，對外部設(shè)備或人員造成傷害;
[0004]b)結(jié)構(gòu)復雜。由于設(shè)置風門，單個風門重量高達1t以上，需要增設(shè)支吊架及鍋爐鋼架加固。且增加了電控設(shè)備，系統(tǒng)復雜。
[0005]c)周期長。風門制作需要I個月時間，現(xiàn)場施工需要20天以上。
[0006]d)需要停爐操作。需要停止鍋爐運行，過渡時間至少需要5天以上。電站鍋爐機組停運，首先要電網(wǎng)調(diào)度許可，同時一次起停，要增加鍋爐燃油幾十噸甚至上百噸，啟停成本增加。如果電廠為周圍地區(qū)供暖，且切換期在供暖期，需要當?shù)卣脑S可，對過渡的要求更為嚴格，甚至苛刻。
[0007]e)費用高。該方式在單機容量200MW以上實施時，需要6個擋板門，同時風門采用電動操作，增加控制點以及電氣設(shè)備，需要增加費用200萬元以上。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型針對上述問題，提供一種鍋爐高溫煙氣隔斷門及高溫煙氣在線切換裝置，可以解決在不停爐狀態(tài)下的煙氣切換問題，無需鍋爐啟停，既減少了設(shè)備運行費用，增加了電廠效益，同時不會對電網(wǎng)及供熱造成影響。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0010]一種鍋爐高溫煙氣隔斷門，為插板式結(jié)構(gòu)，包括一使煙道打開或者關(guān)閉的插板，以及設(shè)置在煙道側(cè)壁上的齒形密封結(jié)構(gòu)，所述插板通過該齒形密封結(jié)構(gòu)進入或者退出煙道。
[0011]進一步地，所述插板與所述齒形密封結(jié)構(gòu)之間預留膨脹間隙。
[0012]進一步地，根據(jù)所述隔斷門在冷、熱態(tài)情況下的膨脹位移設(shè)置所述膨脹間隙，所述膨脹位移采用下式計算:
[0013]Δ L = KXLX (Tr-TO),
[0014]其中，Λ L為膨脹位移量；Κ為材料在熱態(tài)情況下的膨脹系數(shù)；L為膨脹體的長度；Tr為切換狀態(tài)下介質(zhì)溫度；T0為冷態(tài)條件下介質(zhì)溫度。
[0015]進一步地，所述齒形密封結(jié)構(gòu)的材料為槽鋼，所述插板為鋼板，插板邊緣采用密封角鋼材料。
[0016]進一步地，所述齒形密封結(jié)構(gòu)在插板的入口處設(shè)有便于插板推入的坡度。
[0017]進一步地，所述坡度為5°?8°。
[0018]一種鍋爐高溫煙氣在線切換裝置，包括鍋爐以及與該鍋爐連接的附加裝置，所述附加裝置的進口煙道內(nèi)，所述附加裝置的出口煙道內(nèi)，以及所述鍋爐的煙道內(nèi)設(shè)有如上所述的隔斷門。
[0019]進一步地，所述附加裝置的進口和出口煙道內(nèi)、隔斷門的兩側(cè)設(shè)置無縫鋼管保護架，在保護架的外部設(shè)置巖棉板。
[0020]采用上述裝置實現(xiàn)鍋爐高溫煙氣在線切換的過程如下:
[0021]I)將鍋爐負荷調(diào)整至穩(wěn)定狀態(tài)，且將鍋爐爐膛出口負壓調(diào)整至允許值的最大值，穩(wěn)定運行一定時間；
[0022]2)緩慢開啟附加裝置的出口隔斷門至10?15%，并穩(wěn)定運行10?15min，同時測量和記錄附加裝置的進、出口溫度和膨脹量；
[0023]3)緩慢開啟附加裝置的進口隔斷門至10?15%，并穩(wěn)定運行10?15min，同時測量和記錄附加裝置的進、出口溫度和膨脹量；
[0024]4)根據(jù)附加裝置的溫升和膨脹量，在滿足附加裝置整體膨脹均勻，且與計算膨脹量相吻合條件下，進一步開啟附加裝置進口、出口隔斷門，直至完全開啟，并穩(wěn)定運行一定時間，同時測量和記錄附加裝置的進、出口溫度和膨脹量；
[0025]5)在附加裝置的進、出口隔斷門全部開啟并穩(wěn)定運行一定時間后，若煙氣溫度能夠達到附加裝置需要的溫度，且附加裝置膨脹合理，則在滿足鍋爐穩(wěn)定運行的前提下，緩慢、連續(xù)地推入鍋爐煙道的隔斷門擋板；
[0026]6)對附加裝置的進口、出口隔斷門和鍋爐煙道的隔斷門與外部煙道的縫隙進行焊堵及保溫處理。
[0027]進一步地，步驟5)中在穩(wěn)定運行所述一定時間后，若煙氣溫度能夠仍不能達到附加裝置需要的溫度，則進行如下操作:緩慢推進鍋爐的煙道隔斷門至5?10%;同時測量和記錄附加裝置的進、出口溫度和膨脹量，在滿足附加裝置整體膨脹均勻，且與計算膨脹量相吻合條件下，進一步推進鍋爐的煙道隔斷門直至完全關(guān)閉。
[0028]進一步地，上面步驟中提到的所述計算膨脹量為:
[0029]Δ L = KXLX At，
[0030]其中，AL—膨脹量(mm) ,K—材料(如鋼板)在熱態(tài)情況下的膨脹系數(shù)(_/m.0C ), L一膨脹標識點至裝置支撐點的距離(m)，Δ t一膨脹裝置溫升值(V))。
[0031]本實用新型可在鍋爐負荷率O?100%范圍內(nèi)，實現(xiàn)運行設(shè)備和新增(附加)設(shè)備之間的順利切換，而不影響設(shè)備的正常運行，同時，工期短，費用低廉。該方案實施后，既降低了鍋爐啟停燃料成本及施工成本，又保證了系統(tǒng)正常生產(chǎn)。目前，國內(nèi)外尚無煙氣高溫、高負荷在線切換的操作技術(shù)方案，本實用新型填補了該部分的空白。
【附圖說明】
[0032]圖1是在附加裝置的進出口煙道內(nèi)以及在鍋爐煙道內(nèi)設(shè)置隔斷門的示意圖。
[0033]圖2A是隔斷門的齒形密封結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2B是隔斷門結(jié)構(gòu)的進一步放大示意圖。
[0035]圖3是在附加裝置進出口煙道的隔斷門設(shè)置保護架的示意圖。
【具體實施方式】
[0036]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面通過具體實施例和附圖，對本實用新型做進一步說明。
[0037]如圖1所示，其中I為鍋爐，2為附加裝置(該附加裝置也可稱為新增裝置)，本實用新型在附加裝置2的入口煙道4內(nèi)和出口煙道5內(nèi)設(shè)置隔斷門6，在鍋爐的現(xiàn)有煙道7內(nèi)也設(shè)置隔斷門6。圖中3為鍋爐的省煤器，入口煙道4和出口煙道5內(nèi)的箭頭表示煙氣流向，P1、P2為鍋爐的隔斷門兩側(cè)的壓力。在冷態(tài)狀態(tài)下，本實用新型可全部利用現(xiàn)場材料(槽鋼、鋼板等)實現(xiàn)隔斷門，在考慮裝置在熱態(tài)在線切換時膨脹量與密封配合以及擋板插入時煙氣對插板的影響等條件下，采用齒形密封原理，在費用低、周期短的條件下，可以實現(xiàn)高溫煙氣的在線切換。
[0038]圖2A是隔斷門的齒形密封結(jié)構(gòu)示意圖。該結(jié)構(gòu)在煙道的側(cè)壁上設(shè)置齒形迷宮密封結(jié)構(gòu)8，用于支撐和固定隔斷門的插板9，圖2A中10為膨脹間隙，11為積灰，通過采用齒形密封、兩側(cè)煙氣(風)壓差以及積灰壓差復合作用方式，實現(xiàn)在熱態(tài)情況下的煙氣關(guān)斷。圖2B是隔斷門端部的進一步放大圖，上下的齒形結(jié)構(gòu)框架可以采用槽鋼等材料，插板9的邊緣可以采用密封角鋼(如圖中12所示)等材料，以增加密封效果。在插板的下方設(shè)置一定數(shù)量的型鋼，作為支撐架，如圖中13所示，既滿足了對插板的支撐，又滿足了在熱態(tài)插板插入時，對插板的滑動導向作用。下面進一步說明隔斷門的具體實施內(nèi)容。
[0039]I)煙道隔斷門位置的確定
[0040]a.膨脹位移:隔斷門(尤其是煙道隔斷門)的位置，必須考慮到冷熱態(tài)的位置變化，以300MW機組鍋爐為例，其膨脹后向下移動大約為250mm，故在冷態(tài)狀態(tài)下設(shè)置隔斷插板門導軌位置時，必須預留出膨脹位置；
[0041]b.操作位置:隔斷門的切換，盡量利用現(xiàn)有鍋爐平臺，降低工程量。
[0042]2)隔斷門兩側(cè)壓差計算:
[0043]本實用新型應用齒形密封原理，并充分利用兩側(cè)煙氣壓差進行密封，簡單易行，安全可靠。在實施時，需要充分考慮隔斷門在工作狀態(tài)下的壓差差異，分析隔斷門在實施過程中壓差的影響。隔斷門兩側(cè)壓差可采用下式計算:
[0044]Δ P = FX (Pl-P2))/104
[0045]其中，ΛΡ-工作狀態(tài)下，隔斷門兩側(cè)的壓差值(噸)；F_隔斷門與介質(zhì)接觸有效面積(m2) ;P1_入口煙道工作狀態(tài)下的煙氣壓力值(Pa) ;P2-出口煙道工作狀態(tài)下的煙氣壓力值(Pa) ο如圖2A所示，其中P1-P2為600?100Pa0
[0046]3)隔斷門膨脹間隙的預留
[0047]煙道隔斷門在冷、熱態(tài)情況下的膨脹位移可采用下式計算:
[0048]AL = KXLX (Tr-TO)
[0049]其中，Λ L-膨脹位移量(mm) ;K—材料(如鋼板)在熱態(tài)情況下的膨脹系數(shù)(_/m.0C ) ;L-膨脹體的長度(m) ;Tr-切換狀態(tài)下介質(zhì)溫度(V ) ;T0_冷態(tài)條件下介質(zhì)溫度。
[0050]要考慮到隔斷門在熱態(tài)插入時膨脹量，在設(shè)置隔斷門框架時，應保證的在熱態(tài)情況下插板與框架留有15_的間隙，如圖2Α所示，以便于隔斷門的順利操作。
[0051]4)插板導槽的角度:
[0052]為了便于插板的順利導入，應在設(shè)置導槽(框架)的設(shè)置時，向隔斷門導入方向有5°?8°的坡度，以便在插板推入時，插板重力助推插板推入。
[0053]5)插板門的材料選擇
[0054]插板門的材料選擇按照《火力發(fā)電廠煙風煤粉管道設(shè)計技術(shù)規(guī)程》中的要求進行。在實施過程中，可選用與工作條件相同的煙道鋼板(型材)即可。
[0055]6)附加裝置進、出口隔斷門的制作
[0056]附加裝置進、出口插板門的材料選擇原則與煙道的隔斷門相同。為了防止鍋爐負荷波動時，煙氣壓差造成隔斷門變形，引起的煙氣外泄對外部人員的傷害(燙傷)，在隔斷門6的兩側(cè)，設(shè)置無縫鋼管保護架14，如圖3所示。在保護架的外部，還可