[實用新型]一種抗落焦沖擊磨損的水冷壁管排結構

有效

• 申請號: 201721833814.9
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN207648844U
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 李振生;袁文兵;劉鐘迅;葉春明
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份公司德州電廠;北京華電宏陽科技有限公司
• 主分類號: F23M5/08
• 分類號: F23M5/08;C23C24/10
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

一種抗落焦沖擊磨損的水冷壁管排結構，屬于表面技術領域。包括耐磨熔覆層、水冷壁管、鰭片和加強筋，水冷壁管表面的部分區域采用激光熔覆制備耐磨熔覆層，在水冷壁管表面無熔覆層處通過焊接鰭片并排連接成水冷壁管排，在每根水冷壁管下表面均焊接豎直加強筋。優點在于，采用本實用新型，既顯著增加水冷壁管排表面的耐磨性、又能提高水冷壁管排的抗彎強度，有效防護落焦造成的沖擊磨損及水冷壁管排的塑性變形。

技術領域

本實用新型屬于表面技術領域，特別是涉及一種抗落焦沖擊磨損的水冷壁管排結構。

背景技術

鍋爐冷灰斗是指火力發電廠煤粉鍋爐爐膛下部由水冷壁管排以一定傾角(一般為50-55°)構成的斗狀爐底結構，主要用以冷卻和匯集煤粉燃燒后產生的灰渣，使其呈固態排出。

我國火力發電燃煤鍋爐內普遍存在結焦現象，結焦的根本原因是熔化狀態下的灰渣沉積在鍋爐內受熱面上(如水冷壁、過熱器、再熱器等)，導致鍋爐內受熱面或爐墻結焦，并且粘附熔融或半熔融狀態的灰顆粒和未燃盡的焦炭使結焦不斷發展。如果鍋爐前后墻和屏式過熱器上結焦情況嚴重，不斷生成的結焦硬塊會在重力作用下掉落。因此位于下方的冷灰斗用水冷壁管排會直接受到來自上方的落焦沖擊，被砸傷砸漏出現爆管泄漏，而且落焦沖擊造成的水冷壁管排損傷往往是突發性的，難以通過正常的鍋爐停機檢修來預防，會造成嚴重的安全隱患甚至是突發性安全生產事故。為確保鍋爐的長期安全運行、降低鍋爐運行及檢修成本，需要對鍋爐冷灰斗用水冷壁管排進行表面耐磨處理，增強其抵抗落焦沖擊磨損的能力。

常規的熱噴涂法所制備的涂層存在與基體結合強度較低(機械結合)、厚度較小(一般小于500微米)、力學性能較差等缺點，難以承受落焦沖擊造成的極大沖擊力，涂層易在落焦塊的沖擊下大面積脫落。激光熔覆技術是一種近年來不斷發展起來的表面技術，利用高能量密度的激光束制備與基體為冶金結合的熔覆層。熔覆層具有組織致密、熱影響區小、稀釋率低、無裂縫、成分及厚度均勻等優點，是熱噴涂、堆焊等表面技術無法匹及的。

水冷壁管排為屏式結構，水冷壁管排的抗彎強度較低，在落焦塊沖擊載荷的反復作用下，水冷壁管易產生塑性變形而使水冷壁管排發生塑性彎曲。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種抗落焦沖擊磨損的水冷壁管排結構，解決了冷灰斗用水冷壁管排的落焦沖擊磨損及變形問題；既能顯著增加水冷壁管排表面的耐磨性、又能提高水冷壁管排的抗彎強度，有效防護落焦造成的沖擊磨損及水冷壁管排的塑性變形，顯著提高水冷壁管排的使用壽命。

本實用新型包擴耐磨熔覆層3、水冷壁管4、鰭片5和加強筋6，水冷壁管4表面的部分區域采用激光熔覆制備耐磨熔覆層3，在水冷壁管4表面無熔覆層處通過焊接鰭片5并排連接成水冷壁管排，在每根水冷壁管4下表面均焊接豎直加強筋6。水冷壁管4的根數為3-20根。

采用陶瓷-金屬復合材料(粉末材料)為熔覆用材料，利用激光熔覆技術在水冷壁管表面所需耐磨防護的區域制備熔覆層，所需熔覆區域見圖2中α₂，其中α₁和α₃分別為預留焊接鰭片的起始角和終止角，且α₁＝α₃，α₂＝180°-2α₁，α₂范圍在152-170°之間，耐磨熔覆層厚度為1-2mm，耐磨熔覆層硬度在600-1000HV之間。

本實用新型的優點在于，

(1)耐磨熔覆層與水冷壁管呈冶金結合、組織結構緊密，耐磨熔覆層在落焦沖擊載荷作用下不會脫落；

(2)陶瓷-金屬復合材料熔覆層具有高耐磨性，不僅能防護煤粉、灰渣等造成的沖刷磨損，而且能有效防護破壞性更大的落焦沖擊，對水冷壁管起到良好的保護作用，可延長冷灰斗用水冷壁管排的使用壽命。

將所述激光熔覆后的單根水冷壁管，用鰭片焊接成水冷壁管排。該水冷壁管排所含水冷壁管的根數為3-20根。