[发明专利]一种锅炉膜式水冷壁局部焊后热处理的柔性加热装置及工艺

说明书

技术领域

本发明属于热处理领域，具体涉及一种锅炉膜式水冷壁局部焊后热处理的柔性加热装置及工艺。

背景技术

水冷壁是敷设在锅炉炉膛内壁，由许多并联管子组成的蒸发受热面，其作用是吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量，在管内产生热水或蒸汽，并降低炉墙温度，保护炉墙。在大容量的工业锅炉和电站锅炉中，一般采用膜式水冷壁，即将鳍片管(或扁钢与光管)相互焊接在一起组成的整块管屏。它的优点是气密性好漏风少，减少了排烟热损失，提高了锅炉热效率；管屏外侧仅需敷以较薄的保温材料，炉膛高温烟气与炉墙不直接接触，有利于防止结渣。

膜式水冷壁通常在制造厂拼焊成管屏，在现场安装中一般先在现场进行地面组合，再吊装就位进行组合安装。在以往的锅炉中，由于锅炉出口蒸汽参数低，水冷壁的工作温度和承受的压力都不太高，因此采用20G、13CrMo4-5、15CrMoG、T12等碳钢或低合金耐热钢即可满足要求，这些材料制造的水冷壁通常不需要进行焊后的热处理。

但随着电厂锅炉出口蒸汽参数的提高，水冷壁的工作温度和压力也逐步提高，特别是在超超临界发电机组中，12Cr1MoV、T23、T24等耐热钢已逐步被用于水冷壁的制造。随着将来蒸汽参数的进一步提高，T91、T92甚至镍基高温合金等更高级别的合金材料也都可能被用于水冷壁。这些材料的焊接接头部位硬度高、残余应力高，脆性大，如果不进行焊后热处理，运行中很容易导致水冷壁开裂。然而，由于膜式水冷壁的特殊结构以及现场安装的施工条件，现场局部焊后热处理变得非常困难，即使使用现有履带式热处理设备进行热处理，由于管子与鳍片组成的表面起伏很大，陶瓷加热器柔性太差，陶瓷加热片与水冷壁表面无法很好贴合，经常是管子与加热片之间形成线接触，管子其余部分以及鳍片部位无法与加热器接触。由于履带式的表面温度较低，其加热以热传导为主，对流和辐射传热为辅，因此水冷壁鳍片处与钢管最外侧温度差异会较大，热处理质量得不到保证。

另外采用履带式加热器进行加热时，表面需要覆盖保温层，并且加热器与保温层需要与被处理件绑扎牢固、接触良好。但在现场热处理时，水冷壁表面难以找到固定之处，即使采取些措施，绑扎的钢丝在受热后也易松弛，影响加热效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锅炉膜式水冷壁局部焊后热处理的柔性加热装置及工艺，能够方便地实现锅炉膜式水冷壁局部焊后的热处理，且热处理质量得到保证。

为了达到上述目的，本发明锅炉膜式水冷壁局部焊后热处理的柔性加热装置，包括反射器以及用于为锅炉膜式水冷壁局部焊后热处理提供热量的红外线加热器，红外线加热器设在反射器的反射面上。

所述的红外线加热器采用一支或多支红外线加热灯管组合而成。

所述的红外线加热器直射到锅炉膜式水冷壁表面的红外线区域的宽度不小于锅炉膜式水冷壁焊接区域的宽度以及锅炉膜式水冷壁管直径之和；每支红外线加热灯管的长度不小于锅炉膜式水冷壁焊接区域的长度以及2倍锅炉膜式水冷壁节距。

所述的红外线加热灯管包括碳加热灯管、石英钨灯、石英卤素灯，为了提高光的利用效率，降低反射器的温度，所述的碳加热灯管、石英钨灯、石英卤素灯管可采用内表面一侧带有镀金或石英反射膜的灯管，安装时将灯管该侧朝向反射器。

所述的反射器采用抛光镀铝钢板或抛光不锈钢板加工而成的反射器，且反射器反射到锅炉膜式水冷壁表面的红外线区域的宽度不小于红外线加热器直射到锅炉膜式水冷壁表面的红外线区域的宽度以及2倍锅炉膜式水冷壁节距之和。

还包括用于设在锅炉膜式水冷壁局部焊后热处理位置的温度测量装置，且温度测量装置与光源控制装置相连。

所述的温度测量装置为测温热电偶或红外测温仪，且温度测量装置为测温热电偶时，测温热电偶的热端表面覆盖有保温材料。

所述的反射器两端各设有一个磁性固定座。

一种锅炉膜式水冷壁局部焊后热处理的柔性加热工艺，基于所述的锅炉膜式水冷壁局部焊后热处理的柔性加热装置，红外线加热器发射出红外线，红外线被反射器的反射面反射，均匀照射在锅炉膜式水冷壁表面以实现锅炉膜式水冷壁局部焊后的热处理。

所述的柔性加热装置还包括用于设在锅炉膜式水冷壁局部焊后热处理位置的温度测量装置，且所述的温度测量装置与光源控制装置相连；温度测量装置测量锅炉膜式水冷壁局部焊后热处理位置的温度，并将温度信号发送给光源控制装置，光源控制装置控制红外线加热器的输出功率或红外线加热器的通断时间比例，实现温度控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：