WNS型锅炉保温结构的改造

摘要：wns型锅炉是燃油气工业型锅炉使用量最大的产品，但该型锅炉的前后烟箱普遍存在过热现象，文章对该部位技术改进进行了介绍，以期能够提供一个借鉴。

关键词：WNS型锅炉；前后烟箱；保温结构

中图分类号：TK223 文献标识码： A

1、前言

1.1WNS型锅炉是国内中小型（20吨/小时以内）燃油气工业锅炉使用量最大的产品，在楼宇采暖、工矿企业蒸汽制备、医疗卫生单位蒸汽消毒等各种行业得到广泛应用。其特点是：结构简单紧凑、占地面积小、热效率较高、配套自动化燃烧设备、电脑程序化控制、检修方便、外形美观等等，但是，也正是由于外形紧凑小巧和开启前后烟箱方便检修的原因，造成锅炉前后烟箱保温结构的设计困难，国内很多厂家的产品实际运行中锅炉局部外表过热严重、表皮变色，尤其是烟箱门四周，影响了美观，易造成人员烫伤，而且锅炉散热损失加大，影响了整体经济运行效率，给使用单位造成不小损失。因此，很多单位要求生产厂家进行改进修缮，生产厂家也苦于技术原因久修不决。鉴于以上原因，我们从04年开始对我公司WNS产品前后烟箱进行改进设计，经过多年不断的实践，彻底解决了保温问题，完善了WNS系列产品。从中我们总结出一些了经验，下面提供给大家一同探讨。

2、WNS型特点说明

鉴于WNS型产品外形结构要求小巧的原因，前后烟箱保温结构改造不能只以增厚保温层来解决，否则造成烟箱尺寸过大影响锅炉整体外形美观。从外表过热现象分析和保温计算结果得出，过热原因不是因为保温层薄热量传导造成，而主要是内部密封材料不严和钢板传导热量所致，所以，解决的办法应该从烟气密封、减少钢板外传导热量、增加钢板外保温等方面入手。首先，如何达到内部烟气密封效果呢？烟气内部密封不是指通过使用类似钢板的材料将烟气完全的密封在内部，因为既要保证材料抵抗400～500℃的烟温，又要完全密封，还要保证能够简单打开便于检修锅炉所需，不仅材料要求非常高，内部结构更是非常复杂，直接造成锅炉成本的大大提高，是非常不经济的、不可取的。这里的所谓‘烟气内部密封’是指通过保温材料无缝隙连接将高温烟气包裹在内部，不会通过缝隙串至外层保温。要达到烟箱整体实际的密封不漏烟，还是要通过外层烟箱钢结构进行可靠密封处理，杜绝微正压的高温烟气向保温外流动的途径，这在低温环境中钢结构部件是非常容易实现的，内部保温层主要还是要达到整体均匀保温效果。

3、分析

3.1如何做到内部保温材料的无缝隙连接呢？起初，我们通过耐火保温纤维棉表面涂摸耐火混凝土方式，形成耐高温壳表面，烟箱门周围也用混凝土砌筑加固，以保证与烟箱门保温材料压紧，防止出现缝隙。但运行后耐火混凝土层与锅筒和烟箱钢结构表面开裂，高温烟气从缝隙外串到外保温层，而外保温层是采用硅酸铝纤维板铺设，用钢丝网固定，制造中肯定会存在缝隙，所以烟箱整体还是超温。另外，耐火混凝土只具备耐火功能，其保温特性非常差，与钢结构直接接触的耐火混凝土直接将高温传导到钢制烟箱局部，同样造成局部过热。之后，我们又更换保温材料，选用硬质的高铝硅酸铝纤维板，该材料不仅耐热性能达到500℃以上，而且导热系数低，保温特性较好，强度大成型性能也非常好，可采用手锯切割定形，铺设方便。另外，纤维板间采用耐高温水泥胶（一种快干耐热粘接剂）连接密封，可将块状高铝硅酸铝纤维板连接为整体，通过烟箱壁面焊接的抓钉进行固定，形成烟箱内整体保温。烟箱门采用整块高铝硅酸铝纤维板切割制作，在开合烟箱门四周部位，采用便于打开的梯形连接面，不仅保证了两种材料的压紧密封，而且烟箱门旋转开启不会碰掉保温材料。对于硅酸铝纤维板与门板的固定，采用定形不锈钢框和抓钉式螺栓压紧固定，更保证了硅酸铝纤维板四周外沿边角不会脱落。这样的结构基本解决了内部无缝保温问题，实际使用效果非常好，烟箱整体温度均匀。后来，我们发现耐高温水泥胶与高温烟气接触后，能够在纤维形成固化薄壳体，可以大大提高硅酸铝纤维板表面强度，防止烟气冲刷脱落，因此，我们在烟箱整个保温层内面和门保温层四周涂抹一层水泥胶，效果更好。

3.2对于烟箱内连接钢板外导热问题，我们采用了向低温部位缩变结构。如前烟箱燃烧器火筒如采用原直接与外面板焊接结构，火筒钢板外因结构原因保温层面较薄，钢板温度较高，直接传导到烟箱外面板，常常使该连接部位高温过热。本次改进中我们将大筒变小筒方式，将连接外面板的小筒四周增厚保温材料，内部延长钢板长度也降低钢板温度，而内部的大筒还能够保证燃烧器火口砖的砌筑。只简单的一个变径结构基本解决了钢板传导热问题，另外，在保证烟箱强度和使用要求前提下，烟箱内部我们尽量少的采用外连钢板结构，减少钢板导热的途径，使局部过热可能大大减少。还有，原前后烟箱没采用外保温结构，与锅筒焊接部位的钢板圈采用较厚钢板，以承受烟箱的整体重量，其导热性非常强，直接将锅筒温度导至外壁形成整圈超温。对于热水锅炉因锅筒内水温较低，钢板圈外传导热量较少，局部过热现象较轻，但蒸汽锅炉锅筒内160℃左右的饱和水高温外传导，就会造成整圈外护板的过热。在实际使用中该部位的温度能够达到80-90℃。由于烟箱体钢板与锅筒密封焊接结构不能更改，向外传导也是肯定改不了的，办法只能在烟箱外圈增加保温层，但会使前后烟箱直径增大，使锅筒中段的保温层不必要的加厚，浪费很多保温材料不说，锅炉整体直径的增大，增大了占地面积，会直接影响用户方锅炉布置设计选型，可能回销售带来影响，所以，锅炉不能因此而增大直径。考虑到我公司水管锅炉上应用双层密封护板的良好效果，我们采用减薄内保温层，增加外保温层的方式，使烟箱四周整体保温层厚度没有减少，以解决密封和保温的双重要求。具体到烟箱结构上，就是取消了烟箱与锅筒连接的钢板圈，而采用烟箱筒体与锅筒直接连接的方法，减小了烟箱直径，从而为增加外保温层创造了条件，通过此方式改造，不仅解决了烟箱四周过热问题，而且使锅炉整体外护板形成统一，提高了锅炉整体外观效果。

4、结论

技术上的改进，是离不开新材料和新工艺应用的，选用硬质保温材料和在保温材料内表面涂水泥胶的办法，不仅强化了内保温表层的强度，提高了抗烟气冲刷得性能，而且，较薄的层面为增厚保温层提供了条件，能够保证更高的烟气温度不过热。另外，其粘接性能还使硬质硅酸铝纤维板得以连接成整体，避免了串烟现象的发生，所以，新材料的使用是我们解决难题的关键。

结束语

通过以上改进，我们在没有锅炉增加制造成本的前提下，通过精心的设计，采用通用保温材料达到了良好的保温效果，使产品达到了更高的水平，两年来，我公司产品没有在因保温问题被用户提出维修要求，大大降低了锅炉服务成本，同时也提高了我公司产品质量的信誉度，为公司发展作出了贡献。

参考资料

[1]韩殿营 工业锅炉及锅炉房设计指导手册 天津科学技术出版社

[2]汤惠芬 热能工程设计手册