专利名称：一种锅炉除灰管和循环流化床锅炉的制作方法
技术领域：
一种锅炉除灰管和循环流化床锅炉技术领域[0001]本实用新型涉及一种锅炉除灰管以及包括该锅炉除灰管的循环流化床锅炉。
技术背景[0002]当固体颗粒中有流体通过时，随着流体速度逐渐增大，固体颗粒开始运动，且 固体颗粒之间的摩擦力也越来越大，当流速达到一定值时，固体颗粒之间的摩擦力与它 们的重力相等，每个颗粒可以自由运动，所有固体颗粒表现出类似流体状态的现象，这 种现象称为流态化。固体颗粒(床料)、流体(流化风)以及完成流态化过程的设备称为 流化床。[0003]在流化床中，固体颗粒随着气流速度的增大分别呈现五种不同的流动状态，分 别称为固定床、紊(湍)流流化床、快速流化床、气力输送。其中，紊(湍)流流化 床是指随着气流速度上升到一定数值，固体颗粒开始流动，床层分界面逐渐消失，固 体颗粒不断被带走，以颗粒团的形式上下运动，产生高度的返混；快速流化床是指当 气流速度进一步增大，固体颗粒被气流均勻带出床层，床内颗粒浓度呈上稀下浓状态。 循环流化床的上升段属于快速流化床。循环流化床处于紊(湍)流流化床与快速流化床 阶段。[0004]典型的循环流化床锅炉结构如图1所示，其基本流程为将床料(即煤和脱硫 剂)送入炉膛1后，在风室2处点火使煤燃烧，同时进行脱硫反应。燃烧的床料在由鼓 风机5吹入风室2继而进入炉膛1的上升烟气流的作用下向炉膛1的上部运动，对水冷壁 3和/或炉内设置的其它受热面放热。较粗大的颗粒进入悬浮区域后在重力及外力作用下 偏离主气流，从而贴着炉膛1的内壁下流。部分气固混合物离开炉膛1后进入旋风分离 器4，大量固体颗粒(煤粒、脱硫剂)被分离出来回送至炉膛1，进行循环燃烧，同时， 炉膛1中燃尽的炉灰经由除灰管9排出炉膛1。未被旋风分离器4分离出来的较细的颗粒 随烟气进入烟道6，用以加热过热器、省煤器和空气预热器，最后经除尘器7排入烟囱8 进入大气。[0005]在循环流化床锅炉的使用过程中，在点火时，风室2内的温度可以达到1300°C 左右，而排出的炉灰的温度约为800-950°C。因此，对于除灰管9来说，其外部要能承 受1300°C的高温，内部又要不断经受800-950°C的高温炉灰的冲刷。如果将耐热塑料 管用作除灰管，则不能长时间经受炉灰的冲刷，如果将钢管用作除灰管，在外部温度为 1300°C左右时又不能保证足够的机械强度。因此，现有技术中使用的除渣管一般为外面 包覆有一层耐热塑料的钢管。但是，在使用一段时间后耐热塑料会开裂并从钢管上脱落 下来。为此，每过一段时间就需要对循环流化床锅炉的除灰管进行维护或者更换，既耗 费人力、物力，又影响锅炉的正常工作。实用新型内容[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术中循环流化床锅炉的除灰管容易发生外层耐热塑料脱落的缺点，提供一种外层耐热层不易脱落的锅炉除灰管，并且提供一种包括 该锅炉除灰管的循环流化床锅炉。[0007]本实用新型提供了一种锅炉除灰管，该锅炉除灰管包括耐热管、包覆在所述耐 热管的外表面上的软隔热层以及包覆在所述软隔热层的表面上的耐火砖层。[0008]本实用新型还提供了一种循环流化床锅炉，该循环流化床锅炉包括炉膛、风室 和至少一根除灰管，所述风室位于所述炉膛的下方，且所述风室与所述炉膛之间由炉床 相隔，每根所述除灰管贯穿所述风室且一端延伸至所述炉膛内，用于将所述炉膛内的灰 渣排出，其中，所述除灰管为本实用新型提供的锅炉除灰管。[0009]本实用新型的发明人经过仔细研究后发现，现有技术中使用的锅炉除灰管在使 用一段时间后耐热塑料会开裂并从钢管上脱落下来的原因在于除灰过程是间歇地进行 的，锅炉除灰管会随着反复地升温和降温而发生热胀冷缩，由于耐热塑料和钢管的热膨 胀系数不同，导致了耐热塑料被撑裂而从钢管上脱落下来。本实用新型提供的所述锅炉 除灰管在耐热管的表面设置有软隔热层，该软隔热层能够在一定程度上根据耐热管的热 胀冷缩程度调整自身的体积，因而能够适应耐热管的体积变化；另外，在所述软隔热层 表面上设置的耐火砖层不仅能够进一步起隔热作用以保护所述软隔热层和所述耐热管， 而且还可以将所述软隔热层局限在初始的位置，从而不会由于多次热胀冷缩而脱落；此 外，由于在所述耐热管热胀冷缩时所述软隔热层的体积能够在一定的范围内进行调节， 因此在所述耐热管热胀冷缩的过程中并不会对所述耐火砖层施加过大的挤压力。因此， 本实用新型提供的所述锅炉除灰管能够防止其表面的隔热层(包括软隔热层和耐火砖层) 脱落，从而保证所述锅炉除灰管具有很长的使用寿命；另外，由于所述锅炉除灰管的隔 热层不易发生脱落，因此，节省了为了维修所述锅炉除灰管而需要额外消耗的人力和物 力，从而提高了包括本实用新型的锅炉除灰管的循环流化床锅炉的工作效率。
[0010]图1为典型的循环流化床锅炉的结构示意图；[0011]图2为本实用新型提供的锅炉除灰管的纵向截面示意图；[0012]图3为在一种优选实施方式下本实用新型提供的锅炉除灰管的耐火砖层的纵向 截面示意图。
具体实施方式
[0013]如图2所示，本实用新型提供的所述锅炉除灰管包括耐热管91、包覆在所述耐 热管91的外表面上的软隔热层92以及包覆在所述软隔热层92的表面上的耐火砖层93。[0014]根据本实用新型提供的所述锅炉除灰管，其中，为了节约空间同时能够达到理 想的隔热效果，所述耐热管91的壁厚与所述软隔热层92的厚度之比可以为1 0.2-20， 优选为1 2-15;所述耐热管91的壁厚与所述耐火砖层93的厚度之比可以为 1 1-100，优选为 1 5-90。[0015]在本实用新型中，所述锅炉除灰管中的所述耐热管91、所述软隔热层92和所述 耐火砖层93的厚度都没有特别的限定，可以根据实际的锅炉的需要而进行适当地选择。 通常情况下，所述耐热管91的壁厚可以为1-25毫米，所述软隔热层92的厚度可以为1-50毫米，所述耐火砖层的厚度可以为10-150毫米。[0016]根据本实用新型提供的所述锅炉除灰管，其中，所述耐热管91的材质没有具体 的限定，本领域技术人员可以在常规用作锅炉除灰管的耐热管的各种材料中进行适当地 选择。通常情况下，所述耐热管91由钢制成。[0017]根据本实用新型提供的所述锅炉除灰管，其中，所述软隔热层92可以由耐 火度为1000-1500°C，优选为1100-1400°C，导热系数为0.01_0.15W/m · k，优选为 0.02-0.lW/m 的材料制成。具体的，所述隔热层92可以由硅酸铝纤维、酚醛泡沫塑 料和聚氨酯泡沫塑料中的至少一种材料制成。所述硅酸铝纤维、酚醛泡沫塑料和聚氨酯 泡沫塑料均可以商购得到。[0018]根据本实用新型提供的所述锅炉除灰管，其中，所述耐火砖层93的耐火度可以 为1580°C以上，优选为1580-2200°C，通常情况下，所述耐火砖层93可以由常规的耐火 砖制成，所述耐火砖可以为高铝砖、硅砖和镁砖中的至少一种。所述高铝砖、硅砖和镁 砖均可以商购得到。[0019]在本实用新型的一种优选实施方式中，如图3所示，所述耐火砖层93与所述软 隔热层92接触的表面上具有凹凸结构。在该优选情况下，所述凹凸结构的存在使得所述 耐火砖层93与所述软隔热层92之间具有一定的间隙，因此，当所述耐热管91发生热胀 时，所述耐热管91体积的扩张使得所述软隔热层92受到压缩，而所述软隔热层92在所 述压缩力的作用下，以及在所述软隔热层92自身发生热胀的推动力下，所述软隔热层92 向所述耐火砖层92的方向扩张，其扩张的体积恰好进入所述耐火砖层93与所述软隔热层 92之间的间隙中，从而显著降低了所述软隔热层92对所述耐火砖层93的挤压；而当所 述耐热管91在热胀后发生收缩时，所述凹凸结构与所述软隔热层92接触的位置仍然能够 对所述软隔热层92起局限作用，从而使得所述软隔热层92不会在多次热胀和冷缩后发生 从所述耐热管91的表面上脱落的现象。[0020]在本实用新型中，所述锅炉除灰管的制造方法没有特别的限定，可以采用各种 常规的方法进行制造。例如，所述软隔热层92可以通过直接在所述耐热管91的外表面 上成型，也可以通过将软隔热层92套在或包在所述耐热管91的表面上，从而制得；所述 耐火砖层93可以通过将管状的耐火砖直接套在所述软隔热层上，也可以通过将多块耐火 砖彼此拼接以形成连续的管状，从而制得。优选情况下，所述耐火砖层93通过将多块形 状相同的耐火砖彼此拼接而成，在该优选情况下，当所述耐火砖层93发生局部破损时， 可以只更换若干块发生破损的耐火砖，而不必更换整个耐火砖层甚至整个除灰管，这样 不但能够节约维护时间及维护成本，而且不会影响锅炉的正常工作。[0021]本实用新型还提供了一种循环流化床锅炉，该循环流化床锅炉包括炉膛1、风室 2和至少一根除灰管9，所述风室2位于所述炉膛1的下方，且所述风室2与所述炉膛1 之间由炉床相隔，每根所述除灰管9贯穿所述风室2且一端延伸至所述炉膛1内，用于将 所述炉膛1内的灰渣排出，其中，所述除灰管9为本实用新型提供的所述锅炉除灰管。[0022]根据本实用新型提供的所述循环流化床锅炉，其中，所述除灰管9的数量没有 特别的限定，具体的数量可以根据实际的生产要求进行适当的选择，例如，所述除灰管 可以为2-10根。所述除灰管的横截面积之和可以为所述炉膛1的底表面积的5-70%，优 选为 10-50% ο[0023]在本实用新型中，将所述风室2与所述炉膛1隔开的所述炉床主要用于阻挡所述 炉膛1内的灰渣进行所述风室2中，同时保证经所述风室2鼓入的空气能够进入所述炉膛 1内。所述炉床的种类没有特别的限定，可以采用在常规的循环流化床锅炉中使用的各种 炉床。[0024]本实用新型提供的所述锅炉除灰管通过在耐热管91的表面设置一层软隔热层 92，并在软隔热层92的表面设置一层耐火砖层93，能够防止所述锅炉除灰管的隔热层 (包括软隔热层92和耐火砖层9 脱落的原因在于所述软隔热层92受到外力时很容易 发生形变，因此能够在一定程度上根据耐热管的热胀冷缩程度调整自身的体积，因而能 够适应耐热管的体积变化，当耐热管体积增大时，软隔热层则变薄，而不对外层的耐火 砖层施加过大的挤压力，因此不会将耐火砖层撑裂，这样就避免了在所述锅炉除灰管经 过多次高温和低温之后所述锅炉除灰管上的隔热层发生脱落的现象，使得所述锅炉除灰 管具有很长的使用寿命。[0025]另外，在所述耐火砖层93由多块形状相同的耐火砖拼接构成的情况下，当所述 耐火砖层93发生局部破损时，可以只更换若干块发生破损的耐火砖，而不必更换整个耐 火砖层甚至整个除灰管，这样不但能够节约维护时间及维护成本，而且不会影响锅炉的正常工作。[0026]此外，在所述耐火砖层93与所述软隔热层92接触的表面上具有凹凸结构的情况 下，所述凹凸结构的存在使得所述耐火砖层93与所述软隔热层92之间具有一定的间隙， 因此，当所述耐热管91发生热胀时，所述软隔热层92向所述耐火砖层92的方向扩张的 体积能够进入所述耐火砖层93与所述软隔热层92之间的间隙中，从而能够进一步降低所 述软隔热层92对所述耐火砖层93的挤压，进而进一步延长所述锅炉除灰管的使用寿命。
权利要求1.一种锅炉除灰管，其特征在于，该锅炉除灰管包括耐热管(91)、包覆在所述耐热 管(91)的外表面上的软隔热层(9 以及包覆在所述软隔热层(9 的表面上的耐火砖层 (93)。
2.根据权利要求1所述的锅炉除灰管，其特征在于，所述耐热管(91)的壁厚与所述 软隔热层(9 的厚度之比为1 0.2-20，所述耐热管(91)的壁厚与所述耐火砖层(93) 的厚度之比为1 1-100。
3.根据权利要求1所述的锅炉除灰管，其特征在于，所述耐热管(91)的壁厚为1-25 毫米，所述软隔热层(9 的厚度为1-50毫米，所述耐火砖层(9 的厚度为10-150毫 米。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的锅炉除灰管，其特征在于，所述软隔热层(92)的耐火度为1000-1500°C，导热系数为 0.01_0.15W/m · k。
5.根据权利要求4所述的锅炉除灰管，其特征在于，所述软隔热层(92)由硅酸铝纤 维、酚醛泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料制成。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的锅炉除灰管，其特征在于，所述耐火砖层(93)的耐火度为1580°C以上。
7.根据权利要求6所述的锅炉除灰管，其特征在于，所述耐火砖层(93)由高铝砖、 硅砖或镁砖制成。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的锅炉除灰管，其特征在于，所述耐火砖层 (93)与所述软隔热层(92)接触的表面上具有凹凸结构。
9.一种循环流化床锅炉，该循环流化床锅炉包括炉膛(1)、风室(2)和至少一根除灰 管(9)，所述风室(2)位于所述炉膛(1)的下方，且所述风室(2)与所述炉膛(1)之间由 炉床相隔，每根所述除灰管(9)贯穿所述风室(2)且一端延伸至所述炉膛(1)内，用于将 所述炉膛(1)内的灰渣排出，其特征在于，所述除灰管(9)为权利要求1-8中任意一项所 述的锅炉除灰管。
10.根据权利要求9所述的循环流化床锅炉，其特征在于，所述除灰管(9)为2-10 根，且所述除灰管(9)的横截面积之和为所述炉膛(1)的底表面积的5-70%。
专利摘要本实用新型提供了一种锅炉除灰管，该锅炉除灰管包括耐热管(91)、包覆在所述耐热管(91)的外表面上的软隔热层(92)以及包覆在所述软隔热层(92)的表面上的耐火砖层(93)。本实用新型还提供了包括该锅炉除灰管的循环流化床锅炉。本实用新型提供的所述锅炉除灰管的隔热层不易发生脱落，因此，节省了为了维修所述锅炉除灰管而需要额外消耗的人力和物力，从而提高了包括本实用新型的锅炉除灰管的循环流化床锅炉的工作效率。
文档编号F23C10/24GK201811228SQ20102016289
公开日2011年4月27日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者严明奕, 岳国君, 柳树海, 王利, 秦鹏里, 贾成国, 邓立康 申请人:中粮集团有限公司, 广西中粮生物质能源有限公司