CN112856466B - 一种炉烟管内衬 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炉烟管内衬，包括壳体、设置在壳体内侧的绝热层、设置在绝热层内侧的防护层、设置在防护层内侧的耐磨层，耐磨层由若干块耐磨瓦片组合而成，防护层设有若干凹陷结构，左右两邻的两块耐磨瓦片之间设有撑块，撑块位于凹陷结构处，撑块背后的凹陷结构中填充有热胀冷缩的填充模块。炉烟管道处理高温状态时，填充模块受热膨胀，挤压撑块，撑块撑紧在左右相邻两块耐磨瓦片之间，如此，组合成圆环形的耐磨瓦片被撑紧，阻挡和隔绝炉烟管道内的高温烟气，保护耐磨层背后结构的长久稳定。

Description

一种炉烟管内衬
技术领域
本发明涉及锅炉设备，具体涉及锅炉的排烟设备。
背景技术
炉烟管道是锅炉行业输送烟气等介质的重要设备。目前运行中的炉烟管道内衬常见的是内保温形式、外部为钢壳的复合结构，这种典型结构其内衬层的功能性选材由内至外(向火面为内侧)通常为耐磨层、耐火保温层、绝热保温层和钢壳。
耐磨层区分为耐磨浇注料和耐磨砖两种常用形式。
耐火保温层为中质耐火保温浇注料等。
绝热保温层为轻质保温浇注料或高强度纤维板等。
钢壳作为炉烟管的结构主体，形成一个封闭的通道的同时，对内衬材料进行支撑。钢壳存在金属锚固件、支撑板等结构件将内衬材料依附于钢壳上。
一系列的内衬结构所构成的炉烟管内衬，首先是自重较重，其次需要现场加水搅拌并进行养护和烘炉，再次绝热效果差。由于采用了中质耐火保温浇注料、轻质保温浇注料或高强度纤维板等容重较重的材料(相比于轻质保温材料，如岩棉、玻璃棉、硅酸铝纤维制品、硅酸钙绝热制品等)，此内衬结构自重较重，其后果是增加了炉烟管本体支承导向装置的选型难度，增加锅炉钢架重量，且相比于轻质保温材料，这种内衬结构绝热性能较差。加水搅拌后需要养护和烘炉，这些措施增加了整个炉烟管设备的成本和安装工期，且养护和烘炉不当容易导致内衬过早失效。绝热效果差，导致为达到同样的绝热效果，内衬厚度比采用玻璃棉、岩棉、硅酸铝纤维等轻质绝热材料厚度大20％～50％，增加了炉烟管设备整体外部尺寸，对炉烟管设备的布置造成一定难度。
发明内容：
本发明所解决的技术问题：阻挡和隔绝炉烟管道内的高温烟气。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种炉烟管内衬，包括壳体、设置在壳体内侧的绝热层、设置在绝热层内侧的防护层、设置在防护层内侧的耐磨层，耐磨层由若干块耐磨瓦片组合而成，防护层设有若干凹陷结构，左右两邻的两块耐磨瓦片之间设有撑块，撑块位于凹陷结构处，撑块背后的凹陷结构中填充有热胀冷缩的填充模块。
防护层在将绝热层稳固在壳体内侧的同时，其凹陷结构的设计，为填充模块的布置提供了条件。
炉烟管道处理高温状态时，填充模块受热膨胀，挤压撑块，撑块沿炉烟管道的径向位移，撑紧在左右相邻两块耐磨瓦片之间，如此，组合成圆环形的耐磨瓦片被撑紧，阻挡和隔绝炉烟管道内的高温烟气，保护耐磨层背后结构的长久稳定，避免高温烟气冲刷耐磨层背后结构，减少金属件与烟气的直接接触，减缓可能存在的腐蚀。
附图说明：
图1为一种炉烟管内衬的局部结构立体示意图；
图2为图1中从后方观察炉烟管内衬的局部结构所得的示意图；
图3为图2的***图；
图4为一种炉烟管内衬的局部结构平面示意图。
图中符号说明：
10、壳体；11、上拉臂；12、销件；13、下支架；
20、绝热层；
30、防护层；31、凹陷结构；
40、耐磨层；41、耐磨瓦片；411、斜面；42、撑块；43、上下相邻两层耐磨瓦片的分界线；
51、填充模块；52、保温模块；
60、加热面。
具体实施方式：
结合图1、图4，一种炉烟管内衬，包括壳体10、设置在壳体内侧的绝热层20、设置在绝热层内侧的防护层30、设置在防护层内侧的耐磨层40，耐磨层由若干块耐磨瓦片41组合而成，防护层设有若干凹陷结构31，左右两邻的两块耐磨瓦片之间设有撑块42，撑块位于凹陷结构处，撑块背后的凹陷结构中填充有热胀冷缩的填充模块51。
本发明采用预先烧结的耐磨瓦片41和撑块42组成耐磨层40，不采用耐磨砖或耐磨浇注料，由于制造、安装过程中无需添加水分，相较于旧结构其无需采取针对耐火材料的养护和烘炉过程，使炉烟管自重减轻，无需烘炉，缩短工期，降低成本。
组合成圆环形的若干耐磨瓦片41，每两邻两耐磨瓦片之间设有一撑块42，每一撑块背后设有凹陷结构31，该凹陷结构中填充所述填充模块51。高温烟气产生的条件是高温，此时，炉烟管道处理高温状态，所有填充模块51受热膨胀，沿炉烟管道的径向挤压相应的撑块42，撑块发生径向位移，撑紧在左右相邻两块耐磨瓦片41之间。如此，组成耐磨层40的耐磨瓦片被周向撑紧，阻挡和隔绝炉烟管道内的高温烟气。每块耐磨瓦片相互之间独立的同时，又能保证对高温烟气的阻挡和隔绝，保护背部结构的长久稳定。在热膨胀时也可以做到耐磨瓦片41之间互相独立，又整体对热烟气隔绝。
壳体10的内侧焊接有若干上拉臂11，每一凹陷结构31连接一纵列上拉臂，即竖向设置的凹陷结构31，其背部连接一纵列上下分布的上拉臂，作为一种选择，上拉臂采用金属材料。绝热层20设置在防护层30和壳体10之间，上拉臂穿过所述绝热层，如此设计，使绝热层20牢固地依附于壳体10内侧，同时，又使防护层30与壳体牢固连接。作为一种选择，绝热层20采用玻璃棉、岩棉、硅酸铝纤维等轻质绝热材料或超级绝热材料(气凝胶纳米材料、纳米颗粒材料等材料)等材料，实质为复合绝热层，舍弃现有技术中的耐火保温层。由于采用了复合绝热层，在相同保温效果的前提下，其内衬总厚度相较于传统结构减薄30％以上。可以有效减小炉烟管整体尺寸，减少壳体金属耗量，降低成本。
作为一种改进，每一凹陷结构31的底部设有下支架13，下支架与壳体10的内侧焊接。下支架能够进一步加固壳体与防护层30的连接，以及绝热层20与壳体10的连接。
作为结构上的一种设计，结合图3、图4，所述耐磨层40包括上下分布的若干层耐磨瓦片，每一层耐磨瓦片由若干弧形状的耐磨瓦片41以及位于相邻两块耐磨瓦片之间的撑块42组成，每一层耐磨瓦片和撑块42均构成一圆环。上下相邻两层耐磨瓦片左右错位布置，例如，上层的一块耐磨瓦片的中部位置与下层的两块相邻耐磨瓦片的分界处(分界处镶嵌所述撑块42)上下对齐。如此，任一凹陷结构31所面对的是上层的耐磨瓦片的中部位置和下层的两块相邻耐磨瓦片的分界处(即撑块42)。而用于挤压撑块42径向位移的填充模块51仅位于撑块42的背后，不能存在于耐磨瓦片41的背后。因此，任一凹陷结构31需要被上下分割成若干填充区域，仅在撑块42背后的填充区域填充所述填充模块51。为此，本发明对上拉臂11与凹陷结构31的连接结构进行了设计，具体地，上拉臂11与凹陷结构31通过销件12连接，销件穿过凹陷结构，上下相邻两层耐磨瓦片的分界线43与销件等高，位于耐磨瓦片背后的凹陷结构(即填充区域)中填充保温模块52，同一凹陷结构中的保温模块与填充模块通过销件12隔离，即销件在充当连接件的同时，将凹陷结构31的填充区域进行划分，以满足耐磨瓦片41中部位置背后的凹陷结构内填充所述保温模块52，而撑块42背后的凹陷结构内填充所述填充模块51。
如图1，每一耐磨瓦片41的纵向(竖立方向)剖面呈平行四边形，上下相邻的耐磨瓦片在边缘处叠加，如此，上下相邻的耐磨瓦片中，上方的耐磨瓦片的底部边缘能够压紧在下方的耐磨瓦片的顶部边缘上，以保证整个耐磨层40结构的稳定。
每一耐磨瓦片41的左右两侧设有斜面411，撑块42的横截面呈梯形，撑块与左右相邻的耐磨瓦片在撑块的左右两侧边缘处叠加。在填充模块51的驱动下，撑块径向位移，能够撑开位于其两侧的耐磨瓦片，使耐磨瓦片沿周向位移，进而，圆环形的一层耐磨瓦片被撑紧，这种撑紧方向是固定的、特定的，区别于现有技术中瓦片或砖块受热后无方向性地膨胀。
作为一种选择，所述填充模块51包括耐高温布(或耐高温纤维布)以及被耐高温纤维布包裹的石蜡，石蜡固化体积缩小，高温融化时体积膨胀。石蜡的融化温度在47℃-64℃，锅炉烟气的温度在120℃-180℃，即使有耐高温布包裹，石蜡在锅炉运作时会适时地融化成液态。其中，所述耐高温布也可以被其他耐高温复合材料或高分子材料替代。
作为一种选择，所述保温模块52包括耐高温纤维布以及被耐高温纤维布包裹的耐高温保温纤维。
作为一种选择，防护层30包括耐热金属丝网与耐高温纤维布，例如，以钢制的金属丝网为基材，在该基材上涂覆耐高温纤维布，形成防护层。防护层贴合在绝热层20内侧。
本发明所述的炉烟管内衬，在需要局部修补时，相较于旧结构，无需现场浇注料施工、养护、烘炉等工序，维护简单，维护工作量小。
以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种炉烟管内衬，包括壳体(10)、设置在壳体内侧的绝热层(20)、设置在绝热层内侧的防护层(30)、设置在防护层内侧的耐磨层(40)，耐磨层由若干块耐磨瓦片(41)组合而成，其特征在于：防护层设有若干凹陷结构(31)，左右两邻的两块耐磨瓦片之间设有撑块(42)，撑块位于凹陷结构处，撑块背后的凹陷结构中填充有热胀冷缩的填充模块(51)；
炉烟管道处理高温状态时，填充模块受热膨胀，挤压撑块，撑块沿炉烟管道的径向位移，撑紧在左右相邻两块耐磨瓦片之间，如此，组合成圆环形的耐磨瓦片被撑紧，阻挡和隔绝炉烟管道内的高温烟气。
2.如权利要求1所述的一种炉烟管内衬，其特征在于：壳体(10)的内侧焊接有若干上拉臂(11)，每一凹陷结构(31)连接一纵列上拉臂。
3.如权利要求2所述的一种炉烟管内衬，其特征在于：耐磨层(40)包括上下分布的若干层耐磨瓦片，每一层耐磨瓦片由若干弧形状的耐磨瓦片(41)以及位于相邻两块耐磨瓦片之间的撑块(42)组成，上下相邻两层耐磨瓦片左右错位布置；上拉臂(11)与凹陷结构(31)通过销件(12)连接，销件穿过凹陷结构，上下相邻两层耐磨瓦片的分界线(43)与销件等高，位于耐磨瓦片背后的凹陷结构中填充保温模块(52)，同一凹陷结构中的保温模块与填充模块通过销件(12)隔离。
4.如权利要求3所述的一种炉烟管内衬，其特征在于：耐磨瓦片(41)的纵向剖面呈平行四边形，上下相邻的耐磨瓦片在边缘处叠加。
5.如权利要求3所述的一种炉烟管内衬，其特征在于：耐磨瓦片(41)的左右两侧设有斜面(411)，撑块(42)的横截面呈梯形，撑块与左右相邻的耐磨瓦片在边缘处叠加。
6.如权利要求1所述的一种炉烟管内衬，其特征在于：所述填充模块(51)包括耐高温纤维布以及被耐高温纤维布包裹的石蜡。
7.如权利要求3所述的一种炉烟管内衬，其特征在于：所述保温模块(52)包括耐高温纤维布以及被耐高温纤维布包裹的耐高温保温纤维。
8.如权利要求1所述的一种炉烟管内衬，其特征在于：防护层(30)包括耐热金属丝网与耐高温纤维布，防护层贴合在绝热层(20)内侧。
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