一种锅炉水冷壁的矫正装置及方法与流程

本发明涉及锅炉领域，具体而言，涉及一种锅炉水冷壁的矫正装置及方法。

背景技术：

炉膛爆炸是锅炉炉膛内燃料突然爆燃或熄火，炉膛内压力骤增或骤减，超过炉墙所能承受的内部或外部压力而造成炉膛损坏的事故。炉膛爆炸有外爆和内爆两种，第一者是炉膛内聚集大量的可燃物急剧不可控的爆炸性燃烧，燃烧烟气体积迅速膨胀，使炉膛向外爆裂。第二者是炉膛灭火，烟气体积随温度降低迅速减小，炉膛承受很大的负压力而向内爆裂。炉膛爆炸危害很大，特别是外爆，不仅会造成炉墙破裂，锅炉的钢架弯曲或断裂，也会使受热面管子破裂蒸汽泄漏而造成人员伤亡，修复工作困难，停用时间长，直接和间接损失都很大。

炉膛爆炸、爆燃和缺水等事故导致水冷壁管较严重弯曲待矫正，改变了炉膛水冷壁管布置，影响炉膛燃烧状况、烟气流程和汽水循环状况，锅炉无法正常使用。目前的修理一般采用更换待矫正水冷壁管的方法，不仅延长维修工期、增加维修成本，而且造成极大的资源浪费。

技术实现要素：

本发明的实施例的目的之一在于提供一种针对已变形的水冷壁的锅炉水冷壁的矫正装置，采用机械矫正的方法，解决现有技术中的更换待矫正水冷壁管而导致的延长维修工期、增加维修成本、造成资源浪费的问题。

本发明的实施例的目的之二在于提供一种锅炉水冷壁的矫正方法，基于上述的锅炉水冷壁的矫正装置。

本发明的实施例是这样实现的：

一种锅炉水冷壁的矫正装置，锅炉的炉膛具备相对的第一水冷壁与第二水冷壁，第一水冷壁与第二水冷壁均为膜式水冷壁，分别具备沿壁面轴向延伸的第一中心线与第二中心线；矫正装置包括设于第一水冷壁与第二水冷壁之间的矫正组件；第一水冷壁上连接有第一牵引点，第二水冷壁上设有与第一牵引点对应的第二牵引点；矫正组件包括钢绳件与牵引主件；钢绳件的两端分别连接于第一牵引点与第二牵引点，且钢绳件的中部与牵引主件连接；牵引主件用于向第一牵引点与第二牵引点施加牵引力；矫正装置还包括设于第一水冷壁与第二水冷壁相对两侧的辅助矫正组件；其中，待矫正的第一水冷壁用于在牵引力的作用下向第一中心线靠拢并齐平，待矫正的第二水冷壁用于在牵引力的作用下向第二中心线靠拢并齐平，以恢复锅炉炉膛的可安全使用的尺寸。

发明人发现：炉膛爆炸、爆燃和缺水等事故导致水冷壁管较严重弯曲待矫正，锅炉无法正常使用。目前的修理一般采用更换待矫正水冷壁管的方法，不仅延长维修工期、增加维修成本，而且造成极大的资源浪费。

针对解决上述的情况，发明人设计了一种锅炉水冷壁的矫正装置，矫正装置包括矫正组件与辅助矫正组件。其中矫正组件设于第一水冷壁与第二水冷壁之间，辅助矫正组件设于第一水冷壁与第二水冷壁相对两侧，共同配合采用机械矫正的方法实现矫正已变形的水冷壁。

锅炉炉膛内设有相对的第一水冷壁与第二水冷壁，可以是前水冷壁与后水冷壁，也可是左水冷壁与右水冷壁。具体地，在第一水冷壁上连接有第一牵引点，第二水冷壁上设有与第一牵引点对应的第二牵引点；矫正组件包括钢绳件与牵引主件，牵引主件通过钢绳件分别可以向第一牵引点与第二牵引点施加牵引力，同时辅助矫正组件中的千斤顶，用于在第一牵引点与第二牵引点的相对两侧上对第一水冷壁或第二水冷壁施加推力。在这个牵引与推动的共同过程中，第一水冷壁与第二水冷壁向彼此靠拢的方向缓慢运动着，逐渐恢复平整，使锅炉炉膛达到可正常使用的整体尺寸。该矫正装置采用机械校正将待矫正的水冷壁复原到可继续安全使用程度，简单适用，维修周期短，大量的节约人力物力，具有良好的经济效应。

在本实施例的一种实施方式中：

牵引主件为链葫芦，牵引主件的一端与钢绳件连接，另一端悬挂有重物；牵引组件用于在重物的重力作用下向第一牵引点与第二牵引点施加牵引力。

在本实施例的一种实施方式中：

待矫正的第一水冷壁与第二水冷壁用于在牵引力的作用下保持向彼此靠拢的运动趋势。

在本实施例的一种实施方式中：

辅助矫正组件包括沿预设方向上依次连接的支撑件、钢管件与千斤顶；支撑件与第一水冷壁或第二水冷壁固定连接，千斤顶用于沿预设方向向第一水冷壁或第二水冷壁施加推力。

在本实施例的一种实施方式中：

待矫正的第一水冷壁用于在推力的作用下向第一中心线靠拢并齐平，待矫正的第二水冷壁用于在推力的作用下向第二中心线靠拢并齐平。

在本实施例的一种实施方式中：

膜式水冷壁包括水冷壁管与鳍片；第一牵引点包括设于第一水冷壁上的鳍片上的第一焊耳，第二牵引点包括设于第二水冷壁上的鳍片上的第二焊耳。

一种锅炉水冷壁的矫正方法，包括以下步骤：将待矫正的第一水冷壁与第二水冷壁分别沿第一中心线与第二中心线两侧的的鳍片用气割割开以释放应力；在第一水冷壁与第二水冷壁的鳍片上分别设置第一牵引点与第二牵引点；牵引主件通过与钢绳件连接用于向第一牵引点与第二牵引点施加牵引力；调节牵引主件的牵引力使得待矫正的第一水冷壁向第一中心线靠拢并齐平以及待矫正的第二水冷壁向第二中心线靠拢并齐平，并检验矫正后的水冷壁平整度。

在本实施例的一种实施方式中：

在矫正水冷壁之前，先将围绕在锅炉炉膛外壁的已变形的刚性梁拆除。

在本实施例的一种实施方式中：

通过在第一水冷壁与第二水冷壁的相对两侧设置辅助矫正组件；千斤顶用于沿预设方向向第一水冷壁或第二水冷壁施加推力，使得待矫正的第一水冷壁向第一中心线靠拢并齐平以及待矫正的第二水冷壁向第二中心线靠拢并齐平。

在本实施例的一种实施方式中：

用槽钢对已矫正后的第一水冷壁与第二水冷壁进行反变形加固，再重新安装新的刚性梁使水冷壁水平平整。

本发明的实施例具有以下有益效果：

本发明的实施例提供的一种锅炉水冷壁的矫正装置，包括矫正组件与辅助矫正组件。其中矫正组件设于第一水冷壁与第二水冷壁之间，辅助矫正组件设于第一水冷壁与第二水冷壁相对两侧，共同配合采用机械矫正的方法实现矫正已变形的水冷壁。牵引主件通过钢绳件分别可以向第一牵引点与第二牵引点施加牵引力，同时辅助矫正组件中的千斤顶，用于在第一牵引点与第二牵引点的相对两侧上对第一水冷壁或第二水冷壁施加推力。在这个牵引与推动的共同过程中，第一水冷壁与第二水冷壁向彼此靠拢的方向缓慢运动着，逐渐恢复平整，使锅炉炉膛达到可正常使用的整体尺寸。该矫正装置采用机械校正将待矫正的水冷壁复原到可继续安全使用程度，简单适用，维修周期短，大量的节约人力物力，具有良好的经济效应。

本发明的实施例提供的一种锅炉水冷壁的矫正方法，基于上述的锅炉水冷壁的矫正装置，具有操作简单、运行可靠、节约成本的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的第一提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中矫正装置中的矫正组件的连接结构示意图；

图2为本发明实施例中矫正装置中的辅助矫正组件的连接结构示意图；

图3为本发明实施例中辅助矫正组件处于第一视角下的结构示意图；

图4为本发明实施例中辅助矫正组件处于第二视角下的结构示意图。

图标：100-矫正装置；f-牵引力；t-推力；1-矫正组件；101-第一水冷壁；s1-第一中心线；1011-第一牵引点；1012-第一焊耳；102-第二水冷壁；s2-第二中心线；1021-第二牵引点；1022-第二焊耳；103-钢绳件；104-牵引主件；2-辅助矫正组件；201-支撑件；202-钢管件；203-千斤顶。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动第一提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随第二的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“竖直”、“水平”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”、等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本发明的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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。

实施例

请参照图1，图1示出了本实施例提供的一种锅炉水冷壁的矫正装置100的具体结构，其包括矫正组件1与辅助矫正组件2，其中矫正组件1设于作为待矫正对象的相对的第一水冷壁101与第二水冷壁102之间，辅助矫正组件2设于第一水冷壁101与第二水冷壁102相对两侧，共同配合通过机械矫正的技术达到快速简捷地修复弯曲变形水冷壁的目的。

矫正组件1包括钢绳件103与牵引主件104，第一水冷壁101上连接有第一牵引点1011，第二水冷壁102上设有与第一牵引点1011对应的第二牵引点1021；钢绳件103的两端分别连接于第一牵引点1011与第二牵引点1021，且钢绳件103的中部与牵引主件104连接。

牵引主件104为链葫芦，通过与钢绳件103连接悬挂设于两个水冷壁的中间，优选地，链葫芦的起重量为5t。在链葫芦上悬挂适宜重量的重物，在该重物的重力作用下，第一牵引点1011与第二牵引点1021会同时受到如图1中的箭头所示的牵引力f。其中，待矫正的第一水冷壁101用于在牵引力f的作用下向第一中心线s1靠拢并齐平，待矫正的第二水冷壁102用于在牵引力f的作用下向第二中心线s2靠拢并齐平，在这个牵引过程中，整体上第一水冷壁101与第二水冷壁102用于在牵引力f的作用下保持相对而缓慢地调整的运动趋势，以恢复锅炉炉膛的可安全使用的尺寸。

请参照图2，为了优化矫正的效果，矫正装置100还包括辅助矫正组件2，辅助矫正组件2与矫正组件1共同配合实现水冷壁的矫正作业。辅助矫正组件2设于锅炉炉膛外壁的第一水冷壁101与第二水冷壁102的相对侧壁上，用于调整修复。

请参照图3并结合图4所示，图3示出了辅助矫正组件2的具体结构。

辅助矫正组件2包括千斤顶203、钢管件202与支撑件201，三者沿预设方向上依次连接，其中主要由千斤顶203提供矫正力。优选地，千斤顶203选用液压式。辅助矫正组件2为两组，分别设于第一水冷壁101与第二水冷壁102相对两侧，具体地，设于第一牵引点1011与第二牵引点1021的相对侧壁上。其中一组的千斤顶203通过支撑件201设于与第一牵引点1011相对的侧壁上，同时另一组的千斤顶203通过支撑件201设于与第二牵引点1021相对的侧壁上。千斤顶203用于沿预设方向向第一水冷壁101或第二水冷壁102施加如图2中的箭头所示的推力t。

其中，待矫正的第一水冷壁101用于在推力t的作用下向第一中心线s1靠拢并齐平，待矫正的第二水冷壁102用于在推力t的作用下向第二中心线s2靠拢并齐平，在这个牵引过程中，针对于第一水冷壁101或者是第二水冷壁102，千斤顶203的推力t与链葫芦的牵引力f就第一牵引点1011这个施力点共同沿同一方向将凸出的水冷壁拉直矫正。在这个矫正过程中，因为只依靠作为牵引主件104的链葫芦的拉力是远不够将已变形的水冷壁拉直的，所以千斤顶203提供的用于矫正的推力t是必不可少的。

在本实施例中，第一水冷壁101与第二水冷壁102可以是炉膛前后方的前水冷壁与后水冷壁，也可以使炉膛左右侧的左水冷壁与右水冷壁。第一水冷壁101与第二水冷壁102均为膜式水冷壁，由相互焊接的水冷壁管与鳍片所构成的整体管屏。第一水冷壁101与第二水冷壁102分别具备沿壁面轴向延伸的第一中心线s1与第二中心线s2，在正常工作情况下上述中心线与锅炉的轴向中心线平行，此时的水冷壁管呈竖直平整的状态。如图1中的待矫正的水冷壁，是因为在炉膛爆炸时而导致水冷壁以炉膛中心向外呈球状扩展变形。

在本实施例中，第一牵引点1011包括设于第一水冷壁101上的鳍片上的第一焊耳1012，第二牵引点1021包括设于第二水冷壁102上的鳍片上的第二焊耳1022。当然，第一牵引点1011与第二牵引点1021也可以是其他的固定连接结构。

通过上述结构构成，在沿同一方向上牵引力f与推力t的调节作用下，待矫正的第一水冷壁101向第一中心线s1靠拢并齐平，待矫正的第二水冷壁102向第二中心线s2靠拢并齐平。从整体上看，在这个牵引与推动的共同过程中，呈球状扩展变形的第一水冷壁101与第二水冷壁102向彼此靠拢的方向缓慢运动着，逐渐恢复平整，使锅炉炉膛达到可正常使用的整体尺寸。

为了进一步使本领域的技术人员能够更加清楚的理解本实施例，以下还提供一种锅炉水冷壁的矫正方法，下面将对该方法的具体实施流程进行详细说明。

步骤s1：进行准备工作；首先对水冷壁破坏情况进行检查，其检测内容包括了对于水冷壁的外径检测、壁厚检测、表面探伤、金相检测以及变形量检测等，确定待矫正的水冷壁管；搭建炉膛的脚手架。

步骤s2：对左右侧墙水冷壁进行可靠加固；在左右侧墙水冷壁刚性梁前后两端分别引出加固槽钢用手枪板固定于钢架或刚性平台上。

步骤s3：进行围绕在锅炉炉膛外壁的已变形的刚性梁的拆除工作，以释放应力。将待拆除刚性梁的角部装置销轴焊缝磨开，将销轴拆除，使待拆除刚性梁与两端角部装置脱离。使用倒链将待拆除刚性梁端部与两侧刚性梁端部临时牵引，使倒链受力；并利用卡环将两端刚性梁专用吊装吊耳于左右侧卷扬机钢丝绳连接完毕。将锅炉中心线处刚性梁固定点固定钢板与填板焊缝割开，并将其割缝隙处打磨干净。由锅炉中心线向两侧依次将刚性梁夹销抽出；按刚性梁变形量，由重到轻，将变形刚性梁依次拆除。

步骤s4：准备工作结束。将待矫正的第一水冷壁101与第二水冷壁102分别沿第一中心线s1与第二中心线s2两侧的鳍片用气割割开以释放应力；在第一水冷壁101与第二水冷壁102的鳍片上分别设置第一牵引点1011与第二牵引点1021。

步骤s5：牵引主件104通过与钢绳件103连接用于向第一牵引点1011与第二牵引点1021施加牵引力f，同时千斤顶203用于沿预设方向向第一水冷壁101或第二水冷壁102施加推力t；调节牵引力f与推力t使得待矫正的第一水冷壁101向第一中心线s1靠拢并齐平以及待矫正的第二水冷壁102向第二中心线s2靠拢并齐平；并检验矫正后的水冷壁平整度。

步骤s6：膜式水冷壁初调平后，用槽钢等对已矫正后的第一水冷壁101与第二水冷壁102进行反变形加固，再重新安装新的刚性梁使水冷壁水平平整。

步骤s7：再次调整膜式水冷壁，使用刚性梁夹销能够自锅炉中心线向两侧依次穿入。并保证刚性梁长度方向中心线、管屏中心线、锅炉中心线相对偏差在允许范围内。

步骤s8：复核炉膛整体尺寸，调整完毕可加固。

通过以上实施步骤就可以构成了一种结构简单、布局合理、运行可靠且成本低廉的矫正方法。在实际运用中，因为炉膛剧烈爆燃会导致水冷壁严重变形，此变形属于受外力机械变形范畴。在刚性梁四周铰接部位没有断开的情况下，水冷壁管理想的垂直变形状态是从爆燃中心依次均匀递减受力弯曲变形，不存在局部受力弯折现象。在这种情况下，水冷壁管弯曲部位没有产生材质劣化，只产生部分塑性变形。由于水冷壁悬吊结构为上端固定，下端自由膨胀，所以爆燃后炉膛向外球状变形导致水冷壁下端向上产生位移，由于刚性梁阻碍其变形，一部分能量向锅炉尾部扩散，缓解了爆炸对炉膛的冲击。刚性梁产生塑性变形，使水冷壁弯曲变形，当拆除刚性梁割开水冷壁鳍片后，水冷壁释放一部分弯曲应力，水冷壁成塑性变形状态，需要对其进行机械复位校平。

而发明人经过理论分析、检测与试验论证了利用链葫芦、千斤顶等机械采用应力释放、重组加机械的矫正技术，在汇总所有研究数据后，证明了机械矫正技术对变形的水冷壁管进行修复的可行性，矫正后锅炉运行参数正常。

综上所述，针对解决现有技术中直接更换水冷壁管而产生的工期延长与经济损失等问题，发明人设计了一种结构简单、操作方便且成本低廉的锅炉水冷壁的矫正装置100，能够达到有效地矫正已变形的水冷壁使其修复的目的。矫正装置100包括矫正组件1与辅助矫正组件2。其中矫正组件1设于第一水冷壁101与第二水冷壁102之间，辅助矫正组件2设于第一水冷壁101与第二水冷壁102相对两侧，共同配合采用机械矫正的方法实现矫正已变形的水冷壁。具体地，在第一水冷壁101上连接有第一牵引点1011，第二水冷壁102上设有与第一牵引点1011对应的第二牵引点1021；矫正组件1包括钢绳件103与牵引主件104，牵引主件104通过钢绳件103分别可以向第一牵引点1011与第二牵引点1021施加牵引力f，同时辅助矫正组件2中的千斤顶203，用于在第一牵引点1011与第二牵引点1021的相对两侧上对第一水冷壁101或第二水冷壁102施加推力t。在这个牵引与推动的共同过程中，第一水冷壁101与第二水冷壁102向彼此靠拢的方向缓慢运动着，逐渐恢复平整，使锅炉炉膛达到可正常使用的整体尺寸。该矫正装置100采用机械校正将待矫正的水冷壁复原到可继续安全使用程度，简单适用，维修周期短，大量的节约人力物力，具有良好的经济效应。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。