余热锅炉的防爆门及余热锅炉的制作方法

本发明属于锅炉技术领域，具体是一种余热锅炉的防爆门及余热锅炉。

背景技术：

余热锅炉是有色金属冶炼工艺中的核心设备之一，可回收冶金工业炉排放的高温烟气，利用高温烟气所携带的热量产出工艺生产所需的蒸汽。由于冶金工业炉在冶炼过程中常掺混一定量的煤炭，因此进入余热锅炉的高温烟气中往往含有一定量的碳氢化合物、一氧化碳和微小碳粒等可燃成分，当这些可燃混合物流经通风不畅且较为密闭的烟道时，一旦遇到火源则极易发生爆燃现象，尤其是当这些可燃混合物聚集在烟道的某处时，遇火源更易发生爆燃，导致余热锅炉内或烟道内局部区域压力突增，引发事故。

因而有必要在余热锅炉以及容易聚集可燃混合物的烟道上安装防爆门。当爆燃发生时，防爆门自动开启泄压，以减少爆燃对余热锅炉和烟道的冲击损害，保证余热锅炉安全运行。

现有的燃油工业锅炉、燃气工业锅炉或煤粉工业锅炉上设有防爆门，但流经余热锅炉的高温烟气成分复杂，使这类防爆门对余热锅炉的适应性欠佳。如重力式的防爆门常会出现防爆门起跳频繁，防爆门大幅度转动而无法复位，防爆门的使用寿命降低。有的防爆门虽然可以复位，但泄压复位后密封不严，容易产生漏风现象，使高温烟气中的有害气体和灰尘进入大气而污染环境，同时也导致锅炉的运行效率降低。此外，金属冶炼后产生的高温烟气含尘量高，防爆门设置区域烟温较高时，容易大量结渣，致使防爆门接管堵塞，防爆门失效。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种余热锅炉的防爆门，所述余热锅炉的防爆门可反复开启，复位方便快速，解决了余热锅炉运行时内部超压或发生爆燃时产生的安全问题和长时间停产的问题。

本发明还旨在提出一种具有上述余热锅炉的防爆门的余热锅炉。

根据本发明实施例的一种余热锅炉的防爆门，包括：防爆门接管，所述防爆门接管的顶部形成折弯部，所述折弯部的端部形成顶部管口；防爆门框，所述防爆门框连接在所述折弯部上；防爆门体，所述防爆门体通过转轴连接在所述防爆门框上以打开或者闭合所述顶部管口，所述防爆门体在闭合状态时相对水平面倾斜且重心位于所述转轴的下方，所述防爆门体在自重的作用下常闭于所述防爆门框上；限位组件，所述限位组件阻挡在所述防爆门体上方以限制所述防爆门体的打开角度。

根据本发明实施例的余热锅炉的防爆门，防爆门体通过防爆门框设置在顶部管口处，防爆门体在自重的作用下常闭于防爆门框上，使烟道内或余热锅炉内整体不易漏风。当内部出现爆燃现象或者内部压力满足一定的压力后克服防爆门的重力，防爆门体开启高温烟气从顶部管口向外排，保证了烟道内和余热锅炉内的压力长时间保持稳定，保证余热锅炉安全运行。由于设置有限位组件，当防爆门体向上打开后可在限位组件的阻挡下形成极限开启位置，并在烟气释放完成后在自重的作用下进行快速复位，使得余热锅炉的内部烟道泄压后继续运行。由于防爆门接管的顶部形成折弯部且防爆门体在闭合状态下相对水平面倾斜，因此内部必须达到足够的正压，防爆门体才会打开，有效地防止了防爆门体频发开启；且设置折弯部可适当降低防爆门体的体积和重量。

根据本发明一个实施例的余热锅炉的防爆门，所述折弯部为直管，所述折弯部的轴线与竖直线之间形成的夹角为锐角。

根据本发明一个实施例的余热锅炉的防爆门，所述限位组件包括：限位框，所述限位框连接在所述折弯部上；限位体，所述限位体转动连接在所述限位框上且止挡在所述防爆门体的上方。

可选的，所述限位体形成为在朝向所述限位框的方向上高度逐渐增大的楔形。

可选的，所述限位体的顶部转动连接在所述限位框的顶部，所述限位体的底部敞开形成空壳结构。

根据本发明一个实施例的余热锅炉的防爆门，所述防爆门框上设有一圈密封环，所述防爆门体在闭合状态时紧密配合在所述密封环上。

根据本发明一个实施例的余热锅炉的防爆门，所述防爆门接管的内壁由外向内分别设有保温层和耐热层。

根据本发明一个实施例的余热锅炉的防爆门，所述防爆门框和所述防爆门接管的接触面之间通过石棉密封件密封，所述防爆门框和所述防爆门体的接触面之间通过石棉密封件密封。

根据本发明一个实施例的余热锅炉的防爆门，还包括冷却管，所述冷却管设在所述防爆门接管的入口端以使进入所述防爆门接管的高温气流降温。

根据本发明实施例的一种余热锅炉，包括：烟道；防爆门，所述防爆门为前述的余热锅炉的防爆门，所述防爆门安装在所述烟道上。

根据本发明实施例的余热锅炉，防爆门安装在烟道上，可有效防止烟道内部产生持续的爆燃现象而危及整个余热锅炉系统的安全运行。保证烟道内的爆燃烟气快速从防爆门排出，使烟道内保持安全的运行压力。排出高压烟气后防爆门快速复位，保证烟道内不发生漏气，具有上述防爆门的余热锅炉运行压力稳定，安全性好。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例的防爆门安装在烟道上的示意图。

图2为本发明一个实施例的防爆门的俯视图。

图3为图2中a-a面局部剖视图。

图4为本发明一个实施例的防爆门纵向剖视图(省略部分结构)。

图5为本发明一个实施例的防爆门体的纵向剖视图。

图6为本发明一个实施例的限位组件的侧视图。

图7为本发明一个实施例的防爆门接管的纵向剖视图。

附图标记：

防爆门100；

防爆门接管1；折弯部11；顶部管口111；直筒部12；

防爆门框2；密封环21；固定部22；凸起部23；

防爆门体3；转轴31；环形吊耳32；环形吊耳螺栓孔321；嵌合部33；密封配合边34；

限位组件4；限位框41；限位体42；

保温层5；

耐热层6；

石棉密封件7；

烟道200。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“纵向”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面参考说明书附图描述本发明实施例的余热锅炉的防爆门100。

根据本发明实施例的一种余热锅炉的防爆门100，如图1所示，包括：防爆门接管1、防爆门框2、防爆门体3和限位组件4。

其中，防爆门接管1的顶部形成折弯部11，折弯部11的端部形成顶部管口111。当高温烟气冲入到防爆门接管1后，可从顶部管口111排出。

如图1所示，防爆门框2连接在折弯部11上。方便为防爆门体3提供安装点。

防爆门体3通过转轴31连接在防爆门框2上以打开或者闭合顶部管口111，防爆门体3在闭合状态时相对水平面倾斜且重心位于转轴31的下方，防爆门体3在自重的作用下常闭于防爆门框2上。

限位组件4阻挡在防爆门体3上方以限制防爆门体3的打开角度。

由上述结构可知，本发明实施例的余热锅炉的防爆门100，防爆门体3通过防爆门框2设置在顶部管口111处，使防爆门体3间接的连接在防爆门接管1上，防爆门100在自重的作用下常闭于防爆门框2上。

当内部出现爆燃现象或者内部压力满足一定的压力后克服防爆门体3的重力，防爆门体3以转轴31为旋转轴开启并向上向后打开，高温烟气从顶部管口111向外排，保证了烟道200内和余热锅炉内的超压的烟气快速排出，使余热锅炉运行过程中压力长时间保持稳定，保证余热锅炉安全运行。

本申请中由于设置有限位组件4，当防爆门体3向上打开后可在限位组件4的阻挡下形成极限开启位置，并在烟气释放完成后在自重的作用下快速复位，使得余热锅炉的内部烟道200泄压后能够继续运行，无需停产。

由于防爆门接管1的顶部形成折弯部11且防爆门体3在闭合状态下相对水平面倾斜，因此内部必须达到足够的正压，防爆门体3才会打开，有效地防止了防爆门体3开启频繁，减少了转轴31的转动和磨损，延长了转轴31的使用寿命。

本发明设置折弯部11后，防爆门体3的重力(重力方向铅直向下)与折弯部11的中心线之间形成一个夹角，对防爆门体3进行受力分析，可以发现上述夹角越小，若要使防爆门体3处于闭合状态，所需的防爆门体3越重。当夹角减小为0，即上述折弯部11不存在时，若要保证防爆门体3闭合在顶部管口111上，需要的防爆门体3最重，同时需要的防爆门体3的体积最大。因此，设置具有折弯角的折弯部11能够适当的降低防爆门体3的体积和重量，节约成本。

此外，本发明设置折弯部11后，采用重量较小的限位组件4便可确保在未发生持续爆燃时，防爆门体3和防爆门框2的密封配合；并确保在发生持续爆燃时，防爆门体3在受到大于等于预设的压力值后再开启，避免频繁起跳。

在本发明的一些实施例中，如图1和图7所示，折弯部11为直管，折弯部11的轴线与竖直线之间形成的夹角为锐角。由此，当防爆门框2和防爆门体3设在折弯部11的端部后，防爆门体3与竖直线之间形成一定的锐角夹角，使得防爆门体3能够凭借自身的重力常闭于顶部管口111上。在这些实施例中，折弯部11的端面整体与折弯部11的轴线相垂直，折弯部11的轴线不仅与竖直线之间呈夹角，也与水平面呈夹角。

可选的，如图1所示，折弯部11的下部连接有直筒部12，直筒部12竖向设置，折弯部11与直筒部12一体成型。在这些实施例中，直筒部12沿着竖向布置在烟道200的顶部，折弯部11与直筒部12之间形成的夹角为锐角。

可选的，折弯部11的轴线与竖直线之间形成的夹角为10～80度。在一些具体的示例中，折弯部11的轴线与竖直线之间形成的夹角为35度。这将使得防爆门体3闭合在防爆门框2上后与竖直线之间的夹角形成为55度，在此角度下，当高温烟气冲到防爆门体3的内侧面后，需要达到足够大的冲击力，才能迫使防爆门体3绕转轴31转动使高温烟气从顶部管口111向外排出。

可选的，在一些示例中，折弯部11为直管，直管的端面与竖直线之间形成的夹角为锐角，当防爆门框2和防爆门体3闭合在折弯部11的端面上时，防爆门体3与竖直线之间也同样形成锐角。当折弯部11的端面与竖直线之间形成夹角时，折管的轴线可以平行水平方向延伸。

在本发明的一些实施例中，如图1和图6所示，限位组件4包括：限位框41和限位体42。

如图1和图2所示，限位框41连接在折弯部11上。限位体42转动连接在限位框41上且止挡在防爆门体3的上方。限位框41通过与折弯部11连接，可为限位体42提供转动连接点，以使限位体42相对于防爆门体3形成可靠的限位。

可选的，如图6所示限位体42形成为在朝向限位框41的方向上高度逐渐增大的楔形。通过设计成楔形的形状，楔形的限位体42相当于在防爆门体3上额外设置的配重块，可使得防爆门体3更好地保持在顶部管口111上而不频繁开启，同时可在一定程度上减小防爆门体3的重量。可选的，限位体42的顶部转动连接在限位框41的顶部，限位体42的底部敞开形成空壳结构。限位体42的顶部与限位框41之间的转动连接形式可以为铰链连接、销轴转动连接等形式，这里不做具体限定。限位体42对防爆门体3起到辅助密封的作用，当防爆门体3在打开后与限位体42一起转动，当限位体42继续向后转动一定角度后可增大防爆门体3的最大开启角度，使得内部高温高压烟气快速排出。这里，限位体42的底部敞开成空壳结构，一方面减小成本，使防爆门体3能承受的开启压力在合理范围内，避免防爆门体3超重，而在当炉内压力达到开启压力时，防爆门体3不能正常开启。

可选的，如图5所示，防爆门体3的顶部设置环形吊耳螺栓孔321，环形吊耳螺栓孔321中设置有环形吊耳32。通过设置环形吊耳32，在防爆门体3装配或安装时便于吊装或操作。此外，在发生持续爆燃后，防爆门体3和限位体42共同向上向后转动时，环形吊耳32还可以止抵在限位体42的一侧面上或卡在空壳的限位体42内，以使得防爆门体3相对于顶部管口111形成最大的开启角度。

在本发明的一些实施例中，如图1、图3和图4所示，防爆门框2上设有一圈密封环21，防爆门体3在闭合状态时紧密配合在密封环21上。提高防爆门体3闭合到防爆门框2上之后的密封性，使余热锅炉和烟道200中持续保持较佳的密封状态，系统正常运行时烟气不会泄露。

在本发明的一些实施例中，如图3和图4所示，防爆门接管1的内壁由外向内分别设有保温层5和耐热层6。保温层5可减少内部的高温烟气携带的热量对防爆门接管1的损害，延长防爆门接管1的使用寿命，保温层5的设置也防止了高温烟气携带的热量进一步向着防爆门接管1的外部传递，减少了系统的热量损失。耐热层6设置在防爆门接管1的最内层，直接接触高温烟气，防止防爆门接管1内部起火，同时减小了防爆门接管1过流截面积，增大了高温烟气通过时的气速，加快排烟速率。

可选的，保温层5为保温混凝土层，耐热层6为耐热混凝土层，结构坚硬，无需增设其他的连接剂接合，易于加工，保温层5和耐热层6之间的相对位置不易变动，便于连接防爆门框2。具体连接形式如下：

保温混凝土层和耐热混凝土层的端部与折弯部11的端部平齐，保温混凝土层与耐热混凝土层沿折弯部11的径向方向的厚度增加了防爆门接管1的安装接触面。

可选的，如图3和图4所示，防爆门框2包括设置在保温层5和耐热层6上的固定部22，固定部22与保温层5和耐热层6之间固定连接或可拆卸连接。这里，固定连接可以为螺钉连接，可拆卸连接可以为螺栓螺母连接。

有利的，如图3所示，防爆门框2和防爆门接管1的接触面之间通过石棉密封件7密封。例如，石棉密封件7可采用石棉圆绳或三角形的石棉绳，保证防爆门框2和防爆门接管1之间的密封性能，石棉绳耐高温性能好，使用寿命久，便于围设在接触面之间，形状可控。

可选的，如图3和图4所示，防爆门框2还包括凸起部23，凸起部23连接在固定部22上，凸起部23沿着折弯部11的轴向方向向外延伸，并形成为环状，由此，凸起部23和固定部22之间形成一定的台阶状。环状的凸起部23之间形成的出口为高温烟气的最终出口，防爆门体3紧密配合在凸起部23上，并将出口遮蔽。

有利的，当设有凸起部23时，凸起部23上表面布设一圈密封环21，当防爆门体3闭合在凸起部23和出口上后，防爆门体3与密封环21接触。

可选的，如图3所示，防爆门体3包括密封配合边34，当防爆门体3闭合在防爆门框2上时，密封配合边34抵接在密封环21上形成紧合的接触。

可选的，如图3所示，防爆门体3包括嵌合部33，当防爆门体3闭合在防爆门框2上后，防爆门体3的嵌合部33嵌入到防爆门框2中部的开口上，在一些示例中，嵌合部33紧密配合在凸起部23中间形成的开口上。嵌合部33增加了防爆门框2和防爆门体3之间的契合，使防爆门框2和防爆门体3之间闭合后不歪斜，闭合后不易漏气。

可选的，防爆门框2和防爆门体3的接触面之间也通过石棉密封件7密封。这里的石棉密封件7可采用石棉方绳进行密封，可进一步增强防爆门体3闭合在防爆门框2上的密封性能。在一些示例中，石棉密封件7如图中所示出的密封环21。在另一些示例中，石棉密封件7与密封环21为两个不同的零件，分别对防爆门框2和防爆门体3之间的接触面进行密封。

上述保温层5和耐热层6的厚度与防爆门100安装位置处的烟气温度有关系，温度越高它们的厚度可设计的越厚，温度越低它们的厚度可设计的越薄，可根据实际情况进行合理设计。

在本发明的一些实施例中，还包括冷却管，冷却管设在防爆门接管1的入口端以使进入防爆门接管1的高温气流降温。在一些具体的示例中，冷却管形成为顶棚管，顶棚管布置在防爆门接管1的进口处，使得进入防爆门接管1内的烟气温度降低，有效防止防爆门接管1区域大面积结渣，避免因结渣堵塞防爆门接管1而导致防爆门体3无法正常开启。

可选的，在其他的示例中，冷却管采用水冷管，水冷管中设置循环水，以对进入防爆门接管1中的高温烟气进行冷却。循环水温度为200～300℃之间。

下面参考说明书附图描述本发明实施例的余热锅炉。

根据本发明实施例的一种余热锅炉，如图1所示，包括：烟道200和防爆门100。其中，防爆门100为前述的余热锅炉的防爆门100，防爆门100的结构在此不做赘述。防爆门100安装在烟道200上。

由上述结构可知，本发明实施例的余热锅炉，防爆门100安装在烟道200上，可有效防止烟道200内部产生持续的爆燃现象而危及整个余热锅炉系统的安全运行。保证烟道200内的爆燃烟气快速从防爆门100排出，使烟道200内保持安全的运行压力。排出高温烟气后防爆门100可实现快速复位，并将整个系统再次密封，保证烟道200内不发生漏气，具有上述防爆门100的余热锅炉运行压力稳定，安全性好。

当然，本发明的上述防爆门100也可以用于其他烟气成分更加简单的锅炉上，用于防止锅炉系统内发生爆燃或运行压力激增时的排烟减压。

下面结合说明书附图描述本发明的具体实施例中余热锅炉的防爆门100的具体结构。

实施例

一种余热锅炉的防爆门100，包括：防爆门接管1、防爆门框2、防爆门体3、限位组件4、保温层5、耐热层6、石棉密封件7。

如图1所示，本发明防爆门接管1整体形成为圆筒形结构，其安装于余热锅炉上升烟道200的顶棚烟气流向折转区域。在防爆门接管1的入口端设置有一组顶棚管作为冷却管。

如图1和图7所示，防爆门接管1壁厚约5mm，防爆门接管1包括分别呈圆筒形的直筒部12和圆筒形的折弯部11，直筒部12的轴线与上升烟道200的轴线重合，折弯部11的轴线与直筒部12的轴线之间呈35度锐角。折弯部11与直筒部12一体成型。折弯部11的端部形成顶部管口111。防爆门接管1的整个内壁上由外向内依次加设有层厚50mm的保温混凝土层作为保温层5、层厚50mm的耐热混凝土层作为耐热层6。保温层5和耐热层6的顶端与折弯部11的端面平齐。

如图1所示，折弯部11上连接有防爆门框2。防爆门框2与耐热混凝土层和保温混凝土层之间的接触面上通过石棉密封件7进行密封。防爆门框2包括固定部22、凸起部23和密封环21。其中固定部22通过螺纹螺母连接件设置在保温层5和耐热层6上，凸起部23呈环状并凸出于固定部22表面设置，凸起部23的表面设有一圈密封环21。

如图3、图4和图5所示，防爆门体3包括转轴31、嵌合部33和密封配合边34。防爆门体3通过转轴31转动连接在防爆门框2的一端，防爆门体3可在防爆门框2上转动以打开或闭合顶部管口111。当防爆门体3闭合在防爆门框2上后，嵌合部33紧密配合在凸起部23中间形成的开口上，密封配合边34止抵在密封环21上。

如图2和图6所示，限位组件4包括限位框41和限位体42，限位框41的一端连接在折弯部11上，限位框41具有一定的高度，限位框41沿着折弯部11的轴线方向向上延伸，限位体42的顶部可转动的连接在限位框41的顶端。在余热锅炉和烟道200内未发生爆燃现象，余热锅炉正常运行时，限位体42的自由端与防爆门体3接触并形成一定的辅助密封作用。当烟道200内发生爆燃后，高温高速烟气从顶棚管经过降温并进入到防爆门接管1，之后烟气冲击防爆门体3并克服自重使防爆门体3相对防爆门框2转动并打开顶部管口111，烟气快速释放后余热锅炉系统恢复正常运行压力。在限位体42的限位下，防爆门体3的开合角度有限，并在泄压后使防爆门体3快速向下落并复位到防爆门框2上，保持余热锅炉系统内部运行压力稳定，不发生漏气。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明实施例的余热锅炉的防爆门100及余热锅炉的其他构成例如余热锅炉的结构以及烟道200的结构，爆燃时烟道200内压力温度等变化对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。