專利名稱：：注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)一、
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是油田采油生產(chǎn)蒸汽用的注汽鍋爐內(nèi)襯保溫結(jié)構(gòu)，具體涉及的是注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)。二、
背景技術(shù)：
目前，中國已成為世界第二能源消費(fèi)大國，對石油、煤炭等能源的需求量口益增大。我國稠油儲量十分豐富，目前主要釆用熱力采油的方法進(jìn)行開采，即將注汽鍋爐生產(chǎn)的蒸汽注入地下，降低稠油黏度，進(jìn)行注蒸汽開采。通過進(jìn)行保溫現(xiàn)狀測試分析，發(fā)現(xiàn)注汽鍋爐內(nèi)燃料燃燒放出熱能，首先通過輻射換熱及對流換熱的復(fù)合換熱將熱量傳遞給水冷壁的外壁及保溫材料結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁。絕大部分熱量通過導(dǎo)熱傳遞給水冷壁的內(nèi)壁，然后通過沸騰換熱傳遞給水，使水汽化。還有一小部分熱量通過導(dǎo)熱從保溫結(jié)構(gòu)內(nèi)壁傳到爐筒外壁，再通過對流及輻射換熱將熱量從爐筒外壁傳遞給周圍環(huán)境，這部分熱量即是注汽鍋爐的散熱損失。實(shí)施良好的保溫，是減少散熱損失，降低鍋爐外表面溫度提高注汽鍋爐效率的主要措施之一?，F(xiàn)有注汽鍋爐保溫結(jié)構(gòu)多采用復(fù)合硅酸鋁纖維毯保溫結(jié)構(gòu)，其由熱面到冷面依次為高純纖維毯+普通型纖維毯的復(fù)合材料爐襯結(jié)構(gòu)，最外層平鋪0.5mm厚的鋁箔，內(nèi)層的高純纖維毯又有平鋪和折疊塊兩種敷設(shè)方式，由于爐筒尺寸的限制，總保溫厚度一般為180mm左右。經(jīng)試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)上述保溫結(jié)構(gòu)主要存在著如下幾個問題，①保溫結(jié)構(gòu)中存在管卡及保溫釘?shù)葻針虿课弧ｅ仩t煙氣溫度高，現(xiàn)有保溫結(jié)構(gòu)由于保溫釘及加強(qiáng)筋的存在，導(dǎo)致局部溫度過高，形成熱橋，使該部分保溫性能降低，影響了保溫效果。②保溫施工平鋪部分可能存在沒有完全按保溫材料的線收縮進(jìn)行搭接的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行一段時間之后，高溫?zé)煔鈺谋亟Y(jié)構(gòu)裂縫或破損處直接到達(dá)爐壁，導(dǎo)致外表面溫度偏高;③保溫材料受熱收縮后，產(chǎn)生縫隙，造成局部漏熱，保溫結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)大，散熱損失大；④保溫材料受熱強(qiáng)度變小，穩(wěn)定性及長效性差；⑤保溫施工難度大，施工質(zhì)量難以保證。這些問題導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行一段時間之后，保溫結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破損或變形，鍋爐外表面溫度和散熱損失偏大。為了控制注汽鍋爐外表面溫度，保證蒸汽的干度，減少注汽鍋爐的散熱損失，3必須加強(qiáng)注汽鍋爐的爐壁的保溫。因此，有必要對現(xiàn)有注汽鍋爐保溫結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造或者研究新型有效的復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)。三、
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，這種注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)用于解決現(xiàn)有注汽鍋爐散熱損失大的問題。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是這種注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)由外層普鋁硅酸鋁涂料與內(nèi)層高鋁硅酸鋁涂料復(fù)合構(gòu)成，外層普鋁硅酸鋁涂料噴涂在注汽鍋爐爐壁上，內(nèi)層高鋁硅酸鋁涂料噴涂于外層普鋁硅酸鋁涂料上。上述方案中的注汽鍋爐爐壁上固定保溫釘，內(nèi)層高鋁硅酸鋁涂料與外層普鋁硅酸鋁涂料之間有一層鐵絲網(wǎng)。有益效果1、本實(shí)用新型整體噴涂于注汽鍋爐的爐壁后無接縫，纖維成三維空間排列，不會產(chǎn)生定向收縮和裂痕，避免了熱量的損失和爐體的腐蝕。經(jīng)測試，注汽鍋爐使用木保溫結(jié)構(gòu)后，其外表面溫度比現(xiàn)有鍋爐的外表面溫度降低成l(TC左右。2、噴涂后的保溫結(jié)構(gòu)不分層、不下沉、不脫落。四、圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。1內(nèi)層高鋁硅酸鋁涂料2外層普鋁硅酸鋁涂料3爐壁4鐵絲網(wǎng)5保溫釘6輻射段7過渡段五具體實(shí)施方式如圖1所示，這種注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)由外層普鋁硅酸鋁涂料2與內(nèi)層高鋁硅酸鋁涂料1復(fù)合構(gòu)成，注汽鍋爐爐壁3上焊接有V型保溫釘5，V型保溫釘5的尖角處與爐壁3焊接在一起，通過纖維噴機(jī)，將外層普鋁硅酸鋁涂料2噴涂在爐壁3上，內(nèi)層高鋁硅酸鋁涂料1噴涂于外層普鋁硅酸鋁涂料2上，內(nèi)層高鋁硅酸鋁涂料1與外層普鋁硅酸鋁涂料2之間有一層鐵絲網(wǎng)4,鐵絲網(wǎng)4和保溫釘5在噴涂時被自然噴涂在中間，保溫釘5的長度小丁內(nèi)層高鋁硅酸鋁涂料1和外層普鋁硅酸鋁涂料2的厚度，保溫釘5和鐵絲網(wǎng)4能夠增強(qiáng)保溫結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。本實(shí)用新型噴涂時散狀礦物纖維噴射到爐壁3上，纖維層呈三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，噴涂完成后可在注汽鍋爐整個內(nèi)襯形成一個厚度均勻、整體密封無縫隙、強(qiáng)度高的保溫結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中，這種注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)被噴涂在注汽鍋爐輻射段6和過渡段7的爐壁3上，其它部分沒有使用本實(shí)用新型保溫。為了驗(yàn)證本實(shí)用新型方案的可行性，分別進(jìn)行了復(fù)合硅酸鋁涂料性能室內(nèi)試驗(yàn)研究和鍋爐采用復(fù)合硅酸鋁噴涂保溫結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場保溫效果測試，如下一、復(fù)合硅酸鋁涂料性能室內(nèi)試驗(yàn)研究本次試驗(yàn)研究內(nèi)容包括復(fù)合硅酸鋁涂料的導(dǎo)熱系數(shù)、密度、體積收縮率、粘結(jié)強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度測定。噴涂硅酸鋁纖維性能匯總見表1。表1噴涂硅酸鋁纖維性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表l中可以看出，噴涂硅酸鋁n的綜合性能較好，在20(TC時，導(dǎo)熱系數(shù)為0.082W/(m.K)，在50(TC時，導(dǎo)熱系數(shù)為0.127W/(m.K)。現(xiàn)用普通纖維毯在20(TC時，導(dǎo)熱系數(shù)為0.09w/(m.K)，現(xiàn)用高純纖維毯在200。C時，導(dǎo)熱系數(shù)為0.138w/(m.K)。復(fù)合硅酸鹽涂料的抗拉強(qiáng)度為140kPa，現(xiàn)用普通纖維毯抗拉強(qiáng)度為50.2kPa。由此可見，無論從保溫性能還是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度角度講，復(fù)合硅酸鹽涂料都優(yōu)于現(xiàn)用鍋爐內(nèi)襯保溫材料。二、鍋爐采用復(fù)合硅酸鋁噴涂保溫結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場保溫效果測試測試人員在鍋爐不同位置測試了三個點(diǎn)，測試結(jié)果如下測點(diǎn)①熱流密度370W/m2，外表面溫度為58X:;測點(diǎn)②熱流密度510W/m2，外表面溫度為63。C;測點(diǎn)③熱流密度480W/m2，外表面溫度為59匸；測試環(huán)境溫度為27。C，注汽鍋爐內(nèi)壁溫度為75(TC，環(huán)境風(fēng)速為2m/s。保溫效果分析被測鍋爐的直徑為5m，因此，可按照平板導(dǎo)熱來計(jì)算保溫結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)。計(jì)算公式為《=^^式中《——鍋爐外表面熱流密度，W/m2;/1——保溫結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m.K);5——保溫厚度，m;^——爐膛內(nèi)表面溫度，°C;C——爐膛外表面溫度，°c。被測鍋爐內(nèi)表面溫度為750°C，保溫厚度為200mm，通過三個測點(diǎn)的測試數(shù)據(jù)，可以分別計(jì)算得到該保溫結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)為0.115、0.148和0.139W/(m.K)。因此，可知該保溫結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)約為0.14W/(m.K)?，F(xiàn)有注汽鍋爐保溫結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)為0.20W/(m.K)左右，可見采用復(fù)合硅酸鋁噴涂保溫結(jié)構(gòu)對鍋爐保溫的效果是非常理想的。總之，從室內(nèi)試驗(yàn)測試結(jié)果來看，復(fù)合硅酸鋁噴涂保溫材料的保溫性能和強(qiáng)度都是比較理想的；從現(xiàn)場測試結(jié)果來看，復(fù)合硅酸鋁噴涂保溫的測試效果與室內(nèi)試驗(yàn)測試結(jié)果比較接近，比原有鍋爐內(nèi)襯保溫效果好。這是由于復(fù)合硅酸鋁噴涂保溫結(jié)構(gòu)接縫少，且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很大，因此，在鍋爐投入使用后，保溫結(jié)構(gòu)不易破壞，保溫效果理想。可見，復(fù)合硅酸鋁噴涂保溫結(jié)構(gòu)用于注汽鍋爐的保溫可行性很大。為了驗(yàn)證本實(shí)用新型方案的可行性而進(jìn)行的試驗(yàn)研究及測試均保密進(jìn)行。權(quán)利要求1、一種注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，其特征在于這種注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)由外層普鋁硅酸鋁涂料(2)與內(nèi)層高鋁硅酸鋁涂料(1)復(fù)合構(gòu)成，外層普鋁硅酸鋁涂料(2)噴涂在注汽鍋爐爐壁(3)上，內(nèi)層高鋁硅酸鋁涂料(1)噴涂于外層普鋁硅酸鋁涂料(2)上。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的注汽鍋爐爐壁(3)上固定保溫釘(5)，內(nèi)層高鋁硅酸鋁涂料(1)與外層普鋁硅酸鋁涂料(2)之間有一層鐵絲網(wǎng)(4)。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，其特征在于這種注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)噴涂在注汽鍋爐輻射段(6)和過渡段(7)的爐壁(3)上。專利摘要本實(shí)用新型涉及的是注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，這種注汽鍋爐復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)由外層普鋁硅酸鋁涂料與內(nèi)層高鋁硅酸鋁涂料復(fù)合構(gòu)成，外層普鋁硅酸鋁涂料噴涂在注汽鍋爐爐壁上，內(nèi)層高鋁硅酸鋁涂料噴涂于外層普鋁硅酸鋁涂料上。本實(shí)用新型整體噴涂于注汽鍋爐的爐壁后無接縫，纖維成三維空間排列，不會產(chǎn)生定向收縮和裂痕，避免了熱量的損失和爐體的腐蝕。經(jīng)測試，注汽鍋爐使用本保溫結(jié)構(gòu)后，其外表面溫度比現(xiàn)有鍋爐的外表面溫度降低成10℃左右。文檔編號E21B43/16GK201289064SQ20082009083公開日2009年8月12日申請日期2008年9月9日優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日發(fā)明者劉曉燕,劉立君,吳永寧,英周,李曉慧,趙海謙申請人:大慶石油學(xué)院;遼河石油勘探局總機(jī)械廠