本发明涉及一种氧化皮清除的装置及方法，特别是涉及一种用于消除锅炉高温受热面U型管弯头处氧化皮堵塞的装置及方法。
背景技术：
电站锅炉高温受热面内壁氧化皮剥落后在弯头底部沉积而引起的超温乃至过热爆管问题是近几年来困扰其安全与经济运行的主要问题之一。高温过热器和再热器管内壁的氧化皮层脱落，聚积在U型管弯头处底部，减小了管道的通流截面，增加了蒸汽的流通阻力，管子内蒸汽流量相对减小，严重减弱了对管子的冷却效果，造成了高温过热器和再热器管短期过热爆管。
随着机组运行时间的延长，氧化膜的厚度增加，在锅炉的频繁启动、停炉或升降负荷过程中，管子温度变化幅度很大，由于母材和氧化膜的热膨胀能力不同，基体会对表面的氧化膜产生拉或压的作用，这些作用都会导致氧化膜开裂。在锅炉的启动初期，由于受热面温变速率大，氧化皮脱落量大，同时蒸汽的流速低，氧化皮就会在受热面的弯头处沉积。目前高温过热器和再热器U型弯底部氧化皮聚积较多，且个别管子内氧化皮结成核状，无法用高压空气或蒸汽吹管的方法处理，而用化学方法处理会造成锅炉管子的损坏，如申请号为201611019960.8的中国专利。因此，只能使用割管机械清理，这种方法工作量大、检修耗时多，存在重新焊接质量等问题。
为了解决这个问题，目前传统的技术主要有两种方式：一是升级高温过热器和再热器的材质，选用耐高温氧化的材料，但是升级材质带来昂贵的成本；二是优化机组正常运行调整，严格控制升降负荷速率，避免减温水过早投入等，减少氧化皮的生成速率和脱落的速度，但是机组的频繁启停和响应电网调峰导致的负荷快速波动等情况会加剧氧化皮的生成速率和脱落的速度，并对运行人员的精细操作带来了更大的挑战。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理用于消除锅炉高温受热面U型管弯头处氧化皮堵塞的装置及方法，目的是解决高温受热面氧化皮剥落后在U型管弯头底部沉积而引起过热爆管问题，采用U型管弯头扩容原理，增加U型管弯头处流通面积，大大降低弯头处氧化皮堵塞所带来的问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于消除锅炉高温受热面U型管弯头处氧化皮堵塞的装置，其特征在于，包括进口集箱、换热管、出口集箱和氧化皮防堵器；所述换热管包括换热管弯头段、换热管进口端和换热管出口端，所述换热管进口端与进口集箱连接，所述换热管出口端与出口集箱连接；所述氧化皮防堵器设置在换热管弯头段处，该氧化皮防堵器为空心结构，该氧化皮防堵器与换热管连通。结构设计合理，在换热管的弯头处设置氧化皮防堵器增大了此处的流通面积，氧化皮在弯头处沉积不会对流经此处的蒸汽流动带来影响，不会减小蒸汽的流通速度，可使换热管进行有效的冷却降温。
进一步而言，所述换热管为U型结构，该换热管设置有多个，多个所述换热管组成换热管束。
进一步而言，所述氧化皮防堵器与外层换热管连通。根据实际需要氧化皮防堵器可只与最外层换热管连通，也可同时与最外层换热管和最次外层换热管，连接换热管的数量取决于氧化皮堵塞的实际情况。
进一步而言，所述氧化皮防堵器包括防堵器进口、防堵器出口和防堵器氧化皮清除口；所述防堵器进口与换热管进口端连通，所述防堵器出口与换热管出口端连通。
进一步而言，所述氧化皮防堵器为立方体结构，所述防堵器进口设置在氧化皮防堵器的顶部，所述防堵器出口设置在氧化皮防堵器的右侧，所述防堵器氧化皮清除口设置在氧化皮防堵器的底部左侧。立方体结构的氧化皮防堵器其表面便于与换热管进行固定，防堵器氧化皮清除口的位置设计利于对其中的氧化皮进行清理。
进一步而言，所述氧化皮防堵器为球体结构，所述防堵器进口设置在氧化皮防堵器的顶部，所述防堵器出口设置在氧化皮防堵器的右侧，所述防堵器氧化皮清除口设置在氧化皮防堵器的底部中央。
进一步而言，所述氧化皮防堵器的外表面具有隔热层，所述隔热层由隔热材料制成。增加其使用寿命。
进一步而言，所述氧化皮防堵器内部的平均流通截面积为所连通换热管截面积的5～8倍。通过在换热管弯头段设置氧化皮防堵器，代替了部分外圈换热管的弯头部分，增大了弯头部分的流通面积，避免了氧化皮的堵塞。
一种用于消除锅炉高温受热面U型管弯头处氧化皮堵塞的方法，其特征在于，使用如上所述的用于消除锅炉高温受热面U型管弯头处氧化皮堵塞的装置；所述方法如下：在机组运行期间，换热管内壁氧化皮剥落后，落入氧化皮防堵器中，并在氧化皮防堵器中沉积；蒸汽通过进口集箱进入换热管中，并依次通过换热管进口端、氧化皮防堵器以及换热管出口端，最后经出口集箱离开，对换热管进行冷却使其降温，在此过程中，防堵器氧化皮清除口为关闭状态；在机组停运时，打开防堵器氧化皮清除口，对氧化皮防堵器内部的氧化皮进行清理。采用U型管弯头扩容原理，增加U型管弯头处流通面积，有效避免了弯头处氧化皮的沉积导致其堵塞的问题。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1）氧化皮防堵器采用扩容原理，通过增大U型管弯头处流通面积，大大降低了氧化皮堵塞的可能性，保障了机组的安全稳定运行。
2）氧化皮防堵器具有专门的氧化皮清除口，有效地避免了割管机械清理氧化皮工作量大和重新焊接质量难以保证等问题。
3）氧化皮防堵器成本较低，结构简单，安装方便，不仅可以避免高温受热面升级材质带来的昂贵成本，也可以适应电网调峰导致的负荷快速波动的情况，降低运行人员的负担，并且有效降低因氧化皮阻塞爆管造成的非停次数。
附图说明
图1是本发明实施例中立方体结构的氧化皮防堵器的布置结构示意图。
图2是本发明实施例中立方体结构的氧化皮防堵器的结构示意图。
图3是本发明实施例中球体结构的氧化皮防堵器的布置结构示意图。。
图4是本发明实施例中球体结构的氧化皮防堵器的结构示意图。
图中：进口集箱1、换热管2、换热管弯头段3、换热管进口端4、换热管出口端5、出口集箱6、氧化皮防堵器7、防堵器进口71、防堵器出口72、防堵器氧化皮清除口73。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图4，一种用于消除锅炉高温受热面U型管弯头处氧化皮堵塞的装置，包括进口集箱1、换热管2、出口集箱6和氧化皮防堵器7。
换热管2包括换热管弯头段3、换热管进口端4和换热管出口端5，换热管进口端4与进口集箱1连接，换热管出口端5与出口集箱6连接；氧化皮防堵器7设置在换热管弯头段3处，代替了部分外圈换热管2的弯头部分，增大了弯头部分的流通面积，避免了氧化皮的堵塞，该氧化皮防堵器7为空心结构，该氧化皮防堵器7与换热管2连通。
换热管2为U型结构，该换热管2设置有多个，多个换热管2组成换热管束。氧化皮防堵器7与外层换热管2连通, 连接换热管2的数量取决于氧化皮堵塞的实际情况。
氧化皮防堵器7包括防堵器进口71、防堵器出口72和防堵器氧化皮清除口73；防堵器进口71与换热管进口端4连通，防堵器出口72与换热管出口端5连通。
氧化皮防堵器7可以是立方体结构，也可以是球体结构。当氧化皮防堵器7为立方体结构时，防堵器进口71设置在氧化皮防堵器7的顶部，防堵器出口72设置在氧化皮防堵器7的右侧，防堵器氧化皮清除口73设置在氧化皮防堵器7的底部左侧。当氧化皮防堵器7为球体结构时，防堵器进口71设置在氧化皮防堵器7的顶部，防堵器出口72设置在氧化皮防堵器7的右侧，防堵器氧化皮清除口73设置在氧化皮防堵器7的底部中央。除此之外，氧化皮防堵器7也可以是其他的合理结构。
氧化皮防堵器7的外表面具有隔热层，隔热层由隔热材料制成，可以耐高温，增加其使用寿命。氧化皮防堵器7内部的平均流通截面积为所连通换热管2截面积的5～8倍，蒸汽通过时，沉积的氧化皮不会对蒸汽流动产生阻力影响。
一种用于消除锅炉高温受热面U型管弯头处氧化皮堵塞的方法，使用上述的用于消除锅炉高温受热面U型管弯头处氧化皮堵塞的装置；其方法如下：在机组运行期间，换热管2内壁氧化皮剥落后，落入氧化皮防堵器7中，并在氧化皮防堵器7中沉积；蒸汽通过进口集箱1进入换热管2中，并依次通过换热管进口端4、氧化皮防堵器7以及换热管出口端5，最后经出口集箱6离开，对换热管2进行冷却使其降温，在此过程中，防堵器氧化皮清除口73为关闭状态；在机组停运时，打开防堵器氧化皮清除口73，对氧化皮防堵器7内部的氧化皮进行清理。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。