一種環(huán)保的保溫?zé)峒魻t

張宏；吳曉梅；張韌

它不同于一般混合爐，一般應(yīng)滿足以下三個要求：

1．能控制拉鑄時液體金屬的溫度，使熔融金屬始終維持作一定溫度范圍內(nèi)，以便保證連續(xù)鑄造的正常生產(chǎn)和鑄錠的質(zhì)蕞。

2．要求爐子在一定范圍內(nèi)進(jìn)行往復(fù)震動，水平連續(xù)鑄造對某些合金必須采取震動才能獲得良好的鑄錠表面質(zhì)量和結(jié)晶組織，振幅范圍為0～15毫米，震動頻率每分鐘0～200次。

3．爐體的前方要便于安裝結(jié)晶器，才能使?fàn)t內(nèi)的液體金屬以較短的距離直接進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)。

因此保溫爐被制成略呈方形爐身的臥式有鐵芯的工頻感應(yīng)電爐，這種爐子有可以傾斜轉(zhuǎn)動的和不能傾斜轉(zhuǎn)動的工種，可以傾斜轉(zhuǎn)動的爐子在結(jié)構(gòu)上雖然比較復(fù)雜些，但是可以防止因泄漏時液體金屬沖擊來的危險。

低壓鑄造過程中爐體要承受較大的負(fù)荷，爐殼必須有足夠的剛度和密封性。

在采用電阻加熱保溫爐時，為了補(bǔ)充鋁液方便，可采用坩堝結(jié)構(gòu)。坩堝除了耐高溫外，還要承受壓力，因此要求坩堝材料有一定的高溫強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及抗鋁液的侵蝕能力，一般采用合金鑄鐵或中硅球鐵。坩堝容量主要根據(jù)鑄件大小，產(chǎn)量和每班次的批量進(jìn)行計算．

電熱反射爐的熔池較大，為了提高效率，必須有較大的加熱面積，故熔池不能太深。為了使鑄型開合機(jī)架與保溫爐連接方便，并使修爐方便，在頂鑄式低壓鑄造機(jī)上，可使用移動式的機(jī)架，也可將保溫爐設(shè)計成移動式。但移動式保溫爐的加熱元件易受震動損壞，必需注意維護(hù)。

它和一般有鐵芯低頻感應(yīng)電爐的結(jié)構(gòu)基本上相同，只是將熔溝部分由立式改為臥式，爐身部份用10毫米厚的鋼板焊成一個1.2米的方形箱體，箱體的后部與爐底殼連接，爐底石內(nèi)要放溶溝，水冷耐火套，鐵芯和一次線圈，爐底石用石英砂搗固筑成，熔池部份用一般粘土耐火磚砌成，在爐子的底部裝有4個滾動輪，使整個爐子安放在地平面上的鐵軌上，爐底殼與震動機(jī)構(gòu)的偏心軸桿連接，可以使?fàn)t身通過震動機(jī)構(gòu)在鐵軌上往復(fù)移動，爐身的上口用20毫米厚的鑄鐵板作爐蓋，開有φ500毫米的金屬液流入孔，爐蓋前方尚有能夠安裝石墨塞桿的缺口，爐身前面用以安裝結(jié)晶器。

一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐專利目的

《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》的目的是提供一種具有兩次再熱器的鍋爐，它的過熱器、一次再熱器、二次再熱器的出口溫度都能夠達(dá)到600攝氏度-695攝氏度范圍內(nèi)，根據(jù)工程需要，溫度優(yōu)選610攝氏度-620攝氏度和630攝氏度-650攝氏度。

一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐技術(shù)方案

一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐，鍋爐為超臨界鍋爐，鍋爐的受熱面包括過熱器、一次再熱器、二次再熱器；過熱器包括低溫過熱器、高溫過熱器；主汽系統(tǒng)流程為：給水進(jìn)入前、后煙道省煤器，前后煙道省煤器為并聯(lián)布置，省煤器出口水由爐膛下部進(jìn)入水冷壁，水冷壁出口連接分離器，分離器出口蒸汽依次進(jìn)入低溫過熱器和高溫過熱器中，最終進(jìn)入汽機(jī)做功；一次再熱器的蒸汽來自汽機(jī)排汽，從蒸汽側(cè)溫度由低到高流向看，一次再熱器依次包括一次再熱低溫再熱器、一次再熱高溫再熱器；最后該蒸汽進(jìn)入汽機(jī)中做功；一次再熱器的蒸汽在汽機(jī)做功后，即成為汽機(jī)的排汽；二次再熱器的蒸汽來自該汽機(jī)的排汽，從蒸汽側(cè)溫度由低到高流向看，包括二次再熱低溫再熱器、二次再熱高溫再熱器；最后該蒸汽進(jìn)入汽機(jī)做功；一次再熱器和二次再熱器在爐膛垂直煙道中并聯(lián)布置。

優(yōu)選的，一次再熱高溫再熱器分為冷段和熱段，二次再熱高溫再熱器分為冷段和熱段；低溫過熱器從蒸汽流向看，包括低溫過熱器懸吊進(jìn)口管，低溫過熱器垂直段受熱面和低溫過熱器屏管段；一、二次再熱高溫再熱器冷段提前布置，即放在高溫過熱器下方布置，處在輻射特性強(qiáng)的區(qū)域，吸收部分輻射熱，一、二次再熱高溫再熱器熱段放在高溫過熱器上方布置；爐膛上部垂直煙道沿?zé)煔饬飨蛞来未?lián)布置有低溫過熱器屏管段，一、二次再熱高溫再熱器冷段，高溫過熱器，一、二次再熱高溫再熱器熱段，一、二次再熱低溫再熱器，省煤器及低溫過熱器懸吊進(jìn)口管；一次再熱器冷段和二次再熱器冷段并聯(lián)布置，一次再熱器熱段和二次再熱器熱段并聯(lián)布置，一次再熱低溫再熱器和二次再熱低溫再熱器并聯(lián)布置。

優(yōu)選的，低溫過熱器屏管段，屏與屏之間的距離較大，能夠透過熱輻射；低溫過熱器垂直段受熱面還可懸吊在低溫過熱器屏管段上方的省煤器、再熱器、高溫過熱器上；一、二次再熱高溫再熱器冷段設(shè)計成屏管式，部分布置在低溫過熱器的屏與屏之間空擋處的上方，能夠接受熱輻射；一、二次再熱高溫再熱器冷段還包括垂直段受熱面，冷段和熱段之間通過設(shè)置在垂直煙道內(nèi)的垂直段受熱面連接。

優(yōu)選的，煙氣流過一、二次再熱高溫再熱器熱段后，煙氣通道被分隔煙道隔墻分隔為前、后煙道，前煙道布置有一次再熱低溫再熱器和前煙道省煤器，后煙道布置有二次再熱低溫再熱和后煙道省煤器；分隔煙道隔墻延伸到第二煙道入口處，并在此處設(shè)置煙氣擋板用于調(diào)節(jié)前后煙道煙氣流量；分隔煙道隔墻由懸吊管膜式壁構(gòu)成，該懸吊管膜式壁作為低溫過熱器的一部分，從低溫過熱器進(jìn)口集箱引出，回到低溫過熱器出口集箱或者回到中間混合集箱；一次再熱器靠近前墻布置，二次再熱器靠近后墻布置。

優(yōu)選的，過熱器、一次再熱器和二次再熱器出口蒸汽溫度達(dá)到600攝氏度至695攝氏度；二次再熱鍋爐過熱器和一次再熱器和二次再熱器的吸熱百分比為，過熱器吸熱量為65%-75%，一次再熱器吸熱量為15%-25%，二次再熱器吸熱量為10%-15%，三者之和為100%。

優(yōu)選的，過熱器內(nèi)的蒸汽壓力為28兆帕-35兆帕；一次再熱器內(nèi)的蒸汽壓力為5兆帕-14兆帕；二次再熱器內(nèi)的蒸汽壓力為2兆帕-5兆帕。

優(yōu)選的，爐膛由膜式水冷壁組成，下部水冷壁采用螺旋管；上部水冷壁采用垂直管的布置方式；給水進(jìn)入前、后煙道省煤器之后，然后依次進(jìn)入爐膛下部螺旋圍繞管圈、進(jìn)入中間混合集箱、爐膛上部垂直管屏、分離器、低溫過熱器和高溫過熱器，最后蒸汽進(jìn)入汽機(jī)高壓缸做功。

優(yōu)選的，過熱器汽溫通過煤水比調(diào)節(jié)和兩級噴水來控制；一、二次再熱器汽溫同步采用燃燒器擺動調(diào)節(jié)，通過煙氣擋板調(diào)節(jié)一、二次再熱器間吸熱平衡；低溫再熱器出口連接管道上設(shè)置微量噴水。

因此，《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》將部分再熱器受熱面置于靠近爐膛部分的煙道中，借以吸收部分爐膛的輻射熱量，從而達(dá)到用較少面積獲得足夠溫升的目的。同時，再熱器具有輻射受熱面特性對負(fù)荷降低時保證再熱器出口額定溫度也有益處。

由于輻射熱量在穿過受熱面后有很大的下降。為使兩次出口溫度在600攝氏度以上的再熱器都能吸收部分輻射熱，且保證都能獲得較高的傳熱溫差?！兑环N具有兩次再熱器的塔式鍋爐》不采用通常采用的串聯(lián)形式，而采用將兩次再熱器并聯(lián)布置的方式。

該二次再熱方案與常規(guī)一次再熱方案的不同點(diǎn)就是增加了一路要求達(dá)到600攝氏度以上的蒸汽，就是說一般的，鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣溫度不變，要多一個高溫的受熱面來吸熱，如何布置。因?yàn)閭鳠崾且幸欢夭畹?，一般連續(xù)串聯(lián)放兩個出口溫度達(dá)到600攝氏度的受熱面，其后的煙氣溫度就不足以將第三個受熱面加熱到600攝氏度了，所以《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》采用了并聯(lián)的方案，讓兩個受熱面共享比較高的煙溫。再熱器部分提前的目的一是為了提高傳熱效率，二是為了擺動燃燒器這個調(diào)溫手段有較高的靈敏性。但提前再熱器也不是簡單的提前就可以的，而是有風(fēng)險的。在常規(guī)超超臨界常用材料的選擇范圍內(nèi)，為保證安全性，受輻射熱的再熱器的蒸汽溫度不能太高，否則金屬壁溫會很高，導(dǎo)致沒有可選擇的材料。至于低溫過熱器更靠前卻不存在安全性問題，這是因?yàn)檫^熱器的壓力比再熱器高的多，蒸汽傳熱特性更好，蒸汽的特性決定了同樣的蒸汽溫度下，再熱器的金屬管壁溫度比過熱器要更高，所以再熱器不能盲目提前。而高參數(shù)二次再熱方案，就要精確地計算受熱面布置，既滿足達(dá)到溫度又達(dá)到安全可靠。

再熱器的調(diào)溫特性由擺動燃燒器，調(diào)節(jié)過量空氣系數(shù)和煙氣擋板調(diào)節(jié)結(jié)合完成。通過燃燒器的擺動使?fàn)t膛內(nèi)火焰中心抬高或降低，具有輻射特性的再熱器出口溫度會因此升高或降低。由于兩次再熱器并聯(lián)布置，并處于同樣的煙溫區(qū)域，所以它們的變化趨勢是相同的。增大過量空氣系數(shù)使通過受熱面的煙氣流速增大，也具有提高再熱器換熱的作用。上部煙道由懸吊管膜式壁中間隔墻分隔為前后兩個煙道，兩個煙道中分別布置有一次再熱器的低溫段和二次再熱器的低溫段，該懸吊管膜式壁作為低溫過熱器的一部分，是從低溫過熱器進(jìn)口集箱引出的，回到低溫過熱器出口集箱或者回到中間混合集箱。中間隔墻一直延伸到尾部煙道入口處，并在此處設(shè)置兩個煙氣流量調(diào)節(jié)擋板。其目的在于通過調(diào)節(jié)擋板的開度來控制前后兩個煙道的煙氣流量，以達(dá)到調(diào)節(jié)前后兩個煙道內(nèi)一、二次低溫再熱器的蒸汽溫升的目的。一次再熱低溫段溫升提高，則二次再熱低溫段溫升降低，反之依然。結(jié)合擺動燃燒器、調(diào)節(jié)過量空氣系數(shù)和煙氣擋板的調(diào)節(jié)幾種手段，可保證低負(fù)荷或燃料變化時，兩次再熱器都達(dá)到額定溫度。

優(yōu)選的，一次再熱器靠近前墻布置，二次再熱器靠近后墻布置，由于后墻煙道靠近水平煙道，流速相對于前墻煙道快一些，而二次再熱器的蒸汽壓力要比一次再熱器壓力小，傳熱特性要差一些，因此二次再熱器布置在靠近后墻，有利于吸熱，使得一、二次再熱器吸熱平衡。

《一種具有兩次再熱器的塔式鍋爐》的二次再熱鍋爐過熱器和一次再熱器和二次再熱器的吸熱百分比為，過熱器吸熱量為65%-75%，一次再熱器吸熱量為15%-25%，二次再熱器吸熱量為10%-15%，三者之和為100%，優(yōu)選比例約為71:17:12，各個比例數(shù)在正負(fù)1內(nèi)浮動，各個比例數(shù)之和為100。過熱器內(nèi)的蒸汽壓力為30兆帕-35兆帕，一次再熱器內(nèi)的蒸汽壓力為5兆帕-13兆帕，二次再熱器內(nèi)的蒸汽壓力為2兆帕-5兆帕。一、二次再熱器的材料相同，均為高等級不銹鋼，牌號例如為：SA-213TP347HFG、SA-213TP310HcbN、SA-213S304H、SA-335pg1、15CrMoG、12Cr1MoVG、SA213T12、SA213T23、SA-335T91、SA210C。