一种锅炉高温烟气隔断门及高温烟气在线切换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械技术、锅炉技术领域，具体涉及一种锅炉高温烟气隔断门及高温烟气在线切换装置，可用于火电厂、石化动力站、冶金锅炉等烟气锅炉等高温烟气在线设备切换。
【背景技术】
[0002]在火力发电厂以及冶金锅炉、石化锅炉等增设脱硝装置等设备过程中，都是在冷态状态下实现管道连接，然后再启动锅炉，而不能在锅炉运行状态下进行在线切换。具体来说，目前，在锅炉尾部增设装置(例如脱硝反应器)时，一般采用的方式是:在增设装置施工完成后，锅炉停止运行，待锅炉冷却、满足链接烟道实施条件后，完成烟道(管道)的施工，然后再点火启锅炉。或者在新增装置进、出口以及现有烟道上，装设烟道风门。待新增装置具备条件后，再进行切换操作。这些现有技术存在如下缺点:
[0003]a)不安全。烟道风门设备结构均为百叶窗式，密封差。当锅炉运行负荷波动，尤其是操作偏差，造成烟道内烟气出现正压时，高温烟气喷出烟道，对外部设备或人员造成伤害;
[0004]b)结构复杂。由于设置风门，单个风门重量高达1t以上，需要增设支吊架及锅炉钢架加固。且增加了电控设备，系统复杂。
[0005]c)周期长。风门制作需要I个月时间，现场施工需要20天以上。
[0006]d)需要停炉操作。需要停止锅炉运行，过渡时间至少需要5天以上。电站锅炉机组停运，首先要电网调度许可，同时一次起停，要增加锅炉燃油几十吨甚至上百吨，启停成本增加。如果电厂为周围地区供暖，且切换期在供暖期，需要当地政府的许可，对过渡的要求更为严格，甚至苛刻。
[0007]e)费用高。该方式在单机容量200MW以上实施时，需要6个挡板门，同时风门采用电动操作，增加控制点以及电气设备，需要增加费用200万元以上。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型针对上述问题，提供一种锅炉高温烟气隔断门及高温烟气在线切换装置，可以解决在不停炉状态下的烟气切换问题，无需锅炉启停，既减少了设备运行费用，增加了电厂效益，同时不会对电网及供热造成影响。
[0009]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0010]一种锅炉高温烟气隔断门，为插板式结构，包括一使烟道打开或者关闭的插板，以及设置在烟道侧壁上的齿形密封结构，所述插板通过该齿形密封结构进入或者退出烟道。
[0011]进一步地，所述插板与所述齿形密封结构之间预留膨胀间隙。
[0012]进一步地，根据所述隔断门在冷、热态情况下的膨胀位移设置所述膨胀间隙，所述膨胀位移采用下式计算:
[0013]Δ L = KXLX (Tr-TO),
[0014]其中，Λ L为膨胀位移量；Κ为材料在热态情况下的膨胀系数；L为膨胀体的长度；Tr为切换状态下介质温度；T0为冷态条件下介质温度。
[0015]进一步地，所述齿形密封结构的材料为槽钢，所述插板为钢板，插板边缘采用密封角钢材料。
[0016]进一步地，所述齿形密封结构在插板的入口处设有便于插板推入的坡度。
[0017]进一步地，所述坡度为5°?8°。
[0018]一种锅炉高温烟气在线切换装置，包括锅炉以及与该锅炉连接的附加装置，所述附加装置的进口烟道内，所述附加装置的出口烟道内，以及所述锅炉的烟道内设有如上所述的隔断门。
[0019]进一步地，所述附加装置的进口和出口烟道内、隔断门的两侧设置无缝钢管保护架，在保护架的外部设置岩棉板。
[0020]采用上述装置实现锅炉高温烟气在线切换的过程如下:
[0021]I)将锅炉负荷调整至稳定状态，且将锅炉炉膛出口负压调整至允许值的最大值，稳定运行一定时间；
[0022]2)缓慢开启附加装置的出口隔断门至10?15%，并稳定运行10?15min，同时测量和记录附加装置的进、出口温度和膨胀量；
[0023]3)缓慢开启附加装置的进口隔断门至10?15%，并稳定运行10?15min，同时测量和记录附加装置的进、出口温度和膨胀量；
[0024]4)根据附加装置的温升和膨胀量，在满足附加装置整体膨胀均匀，且与计算膨胀量相吻合条件下，进一步开启附加装置进口、出口隔断门，直至完全开启，并稳定运行一定时间，同时测量和记录附加装置的进、出口温度和膨胀量；
[0025]5)在附加装置的进、出口隔断门全部开启并稳定运行一定时间后，若烟气温度能够达到附加装置需要的温度，且附加装置膨胀合理，则在满足锅炉稳定运行的前提下，缓慢、连续地推入锅炉烟道的隔断门挡板；
[0026]6)对附加装置的进口、出口隔断门和锅炉烟道的隔断门与外部烟道的缝隙进行焊堵及保温处理。
[0027]进一步地，步骤5)中在稳定运行所述一定时间后，若烟气温度能够仍不能达到附加装置需要的温度，则进行如下操作:缓慢推进锅炉的烟道隔断门至5?10%;同时测量和记录附加装置的进、出口温度和膨胀量，在满足附加装置整体膨胀均匀，且与计算膨胀量相吻合条件下，进一步推进锅炉的烟道隔断门直至完全关闭。
[0028]进一步地，上面步骤中提到的所述计算膨胀量为:
[0029]Δ L = KXLX At，
[0030]其中，AL—膨胀量(mm) ,K—材料(如钢板)在热态情况下的膨胀系数(_/m.0C ), L一膨胀标识点至装置支撑点的距离(m)，Δ t一膨胀装置温升值(V))。
[0031]本实用新型可在锅炉负荷率O?100%范围内，实现运行设备和新增(附加)设备之间的顺利切换，而不影响设备的正常运行，同时，工期短，费用低廉。该方案实施后，既降低了锅炉启停燃料成本及施工成本，又保证了系统正常生产。目前，国内外尚无烟气高温、高负荷在线切换的操作技术方案，本实用新型填补了该部分的空白。
【附图说明】
[0032]图1是在附加装置的进出口烟道内以及在锅炉烟道内设置隔断门的示意图。
[0033]图2A是隔断门的齿形密封结构示意图。
[0034]图2B是隔断门结构的进一步放大示意图。
[0035]图3是在附加装置进出口烟道的隔断门设置保护架的示意图。
【具体实施方式】
[0036]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过具体实施例和附图，对本实用新型做进一步说明。
[0037]如图1所示，其中I为锅炉，2为附加装置(该附加装置也可称为新增装置)，本实用新型在附加装置2的入口烟道4内和出口烟道5内设置隔断门6，在锅炉的现有烟道7内也设置隔断门6。图中3为锅炉的省煤器，入口烟道4和出口烟道5内的箭头表示烟气流向，P1、P2为锅炉的隔断门两侧的压力。在冷态状态下，本实用新型可全部利用现场材料(槽钢、钢板等)实现隔断门，在考虑装置在热态在线切换时膨胀量与密封配合以及挡板插入时烟气对插板的影响等条件下，采用齿形密封原理，在费用低、周期短的条件下，可以实现高温烟气的在线切换。
[0038]图2A是隔断门的齿形密封结构示意图。该结构在烟道的侧壁上设置齿形迷宫密封结构8，用于支撑和固定隔断门的插板9，图2A中10为膨胀间隙，11为积灰，通过采用齿形密封、两侧烟气(风)压差以及积灰压差复合作用方式，实现在热态情况下的烟气关断。图2B是隔断门端部的进一步放大图，上下的齿形结构框架可以采用槽钢等材料，插板9的边缘可以采用密封角钢(如图中12所示)等材料，以增加密封效果。在插板的下方设置一定数量的型钢，作为支撑架，如图中13所示，既满足了对插板的支撑，又满足了在热态插板插入时，对插板的滑动导向作用。下面进一步说明隔断门的具体实施内容。
[0039]I)烟道隔断门位置的确定
[0040]a.膨胀位移:隔断门(尤其是烟道隔断门)的位置，必须考虑到冷热态的位置变化，以300MW机组锅炉为例，其膨胀后向下移动大约为250mm，故在冷态状态下设置隔断插板门导轨位置时，必须预留出膨胀位置；
[0041]b.操作位置:隔断门的切换，尽量利用现有锅炉平台，降低工程量。
[0042]2)隔断门两侧压差计算:
[0043]本实用新型应用齿形密封原理，并充分利用两侧烟气压差进行密封，简单易行，安全可靠。在实施时，需要充分考虑隔断门在工作状态下的压差差异，分析隔断门在实施过程中压差的影响。隔断门两侧压差可采用下式计算:
[0044]Δ P = FX (Pl-P2))/104
[0045]其中，ΛΡ-工作状态下，隔断门两侧的压差值(吨)；F_隔断门与介质接触有效面积(m2) ;P1_入口烟道工作状态下的烟气压力值(Pa) ;P2-出口烟道工作状态下的烟气压力值(Pa) ο如图2A所示，其中P1-P2为600?100Pa0
[0046]3)隔断门膨胀间隙的预留
[0047]烟道隔断门在冷、热态情况下的膨胀位移可采用下式计算:
[0048]AL = KXLX (Tr-TO)
[0049]其中，Λ L-膨胀位移量(mm) ;K—材料(如钢板)在热态情况下的膨胀系数(_/m.0C ) ;L-膨胀体的长度(m) ;Tr-切换状态下介质温度(V ) ;T0_冷态条件下介质温度。
[0050]要考虑到隔断门在热态插入时膨胀量，在设置隔断门框架时，应保证的在热态情况下插板与框架留有15_的间隙，如图2Α所示，以便于隔断门的顺利操作。
[0051]4)插板导槽的角度:
[0052]为了便于插板的顺利导入，应在设置导槽(框架)的设置时，向隔断门导入方向有5°?8°的坡度，以便在插板推入时，插板重力助推插板推入。
[0053]5)插板门的材料选择
[0054]插板门的材料选择按照《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》中的要求进行。在实施过程中，可选用与工作条件相同的烟道钢板(型材)即可。
[0055]6)附加装置进、出口隔断门的制作
[0056]附加装置进、出口插板门的材料选择原则与烟道的隔断门相同。为了防止锅炉负荷波动时，烟气压差造成隔断门变形，引起的烟气外泄对外部人员的伤害(烫伤)，在隔断门6的两侧，设置无缝钢管保护架14，如图3所示。在保护架的外部，还可