包括先进面板设计及其覆层的高压加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于高压加热装置领域，特别是包括先进面板设计及其覆层的废料焚烧装置。所述覆层涉及覆盖膜式面板的特别是至少部分弯曲表面的覆层，所述面板用于高温高压焚烧炉，例如废料焚烧炉。废料焚烧炉。废料焚烧炉。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括先进面板设计及其覆层的高压加热装置


[0001]本专利技术属于高压高效加热装置，特别是包括先进面板设计及其覆层的废物焚烧装置的领域。所述覆层涉及覆盖膜式面板的特别是至少部分弯曲表面的覆层，所述面板用于高温高压焚烧炉，例如废物焚烧炉。

技术介绍

[0002]本专利技术属于高压高效加热装置，特别是废物焚烧装置和向其施加覆层的方法的领域。
[0003]本专利技术涉及一种高压高温焚烧炉。现有技术的焚烧炉通常包括碳钢或低合金基管材料的蒸汽管，并通过螺旋焊接施加不锈钢涂层。随后，可通过将互相平行延伸的蒸汽管与相互配合的连接条带相互焊接来将蒸汽管组装成膜式壁。通过对不锈钢(例如，Inconel625)的螺旋堆焊，可获得光滑表面。为了获得最佳的光滑效果，可通过MIG焊接和TIG处置来进行钢的涂层焊接。
[0004]通过对不锈钢(例如，Inconel 625)的螺旋堆焊，可获得用于现有技术应用的光滑表面。
[0005]螺旋堆焊是指连续的焊珠绕线，它们相互接触或(略微)与相邻的纵向边缘重叠，从而可获得厚度基本恒定的连续涂层。
[0006]膜式壁通常设计用于废物焚烧炉。膜式壁充当炉火空间的侧向边界。在炉火空间中，温度通常为700
‑
1200℃。鉴于此，膜式壁由液体(通常是水)冷却，所述液体在膜式壁的管中可呈蒸汽形式。水/蒸汽混合物流经通常向上延伸的蒸汽管。随后可分离水和蒸汽。
[0007]堆焊和连接条带优选地具有高抗腐蚀和耐磨强度。鉴于此，优选地使用不锈钢焊接材料将连接条带焊接到蒸汽管，优选地具有彼此基本相等的组成。另外，焊接优选地在保护性环境中进行，例如在粉末覆盖物下方，以避免焊接材料或周围钢的环境侵害。
[0008]由于连接条带的要求，例如均匀的厚度、平直度和光滑度，通常发现连接条带的尺寸受到限制。
[0009]一些现有技术文献叙述了精密的覆层和焚烧炉设计，例如EP 1 493 968 A2，EP 1 164 330 A1和NL 1031002，其内容通过引用并入。
[0010]一些其它现有技术文献指出了覆层的某些概念。特别地，可以提及WO 2013/180588 A2、FR 2 307 214 A1、GB 557 853 A、US 3,139,866 A、WO 86/02290 A1和WO 2009/064415 A1。WO 2013/180588 A2叙述了一种通过以下步骤施加保护性覆层的方法：将两个气密膜耦合在一起，然后浸泡一对气密膜，随后，将要施加覆层的膜表面进行清洁和预热，然后将一对耦合在一起的气密膜的经过清洁和预热的表面用保护性覆层覆盖，其中保护性覆层的施加厚度为0.1mm至3.00mm，最后将具有覆层的气密膜解耦合。
[0011]废物焚烧炉通常是众所周知的。其中，通过焚烧废料释放的热废气被用于产生蒸汽。焚烧炉配备有由管束组成的热交换器，蒸汽通过所述管束馈送。由废气的热量形成的蒸汽通过蒸汽锅筒馈送到热交换器以进行过热，这是一种众所周知的技术。尽管通常将蒸汽
过热到约400℃的温度和约40巴的压力，但是许多装置施加更高的温度和压力。大型现代装置的效率通常受到特定焚烧工艺、锅炉的构造和可用于炉子产生的苛刻条件的材料的选择的限制。原因在于，由燃烧(废物)材料产生的用作“燃料”的烟道气导致装置中与废气接触的那些部分发生腐蚀。为防止这种腐蚀而采取的措施(降低热交换器表面和与之接触的废气两者的温度)以装置的总效率为代价。
[0012]焚烧炉很少在所产生的蒸汽的高温(通常380
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420℃，很少高于450℃，几乎不高于520℃)以及高压(通常30
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45*102kPa，很少高于70*102kPa，几乎不高于10*103kPa)下操作，尽管其具有某些优点，例如用于提高在水
‑
蒸汽循环中用涡轮机发电的效率。对于某些废物转化为能量的焚烧炉，要求在高于850℃的温度下操作，烟道气停留时间为至少两秒。这就要求炉子的体积大，并且炉壁的表面也相应地大。高压高温焚烧炉的主要问题是焚烧炉，特别是其膜的预期寿命短，这主要由所应用材料和环境(边界)条件的物理和化学不相容性造成的。已发现，即使是精密的现有技术的覆层也难以耐受操作条件。应注意，膜和管通常直接与热和侵蚀性气体接触。另一方面，鉴于效率，需要良好的热传递。
[0013]因此，需要改进的覆层和装置，特别是用于膜式面板的覆层，以及一种施加所述覆层的方法。本专利技术的目的是提供一种克服上述一个或多个缺点的覆层，以及一种形成覆层的方法，所述覆层特别适合于膜式面板，而不会损害功能和优点。

技术实现思路

[0014]本专利技术涉及一种根据权利要求1所述的改进的高压加热装置，其是高压高效加热装置，并且通常是废物焚烧装置，优选地包括先进面板设计及其覆层。典型的加热装置是矩形的，并且可具有至少四个面板。其中，为加热装置的至少一个面板提供了特定的NiCr覆层。面板的材料选自钢合金，所述钢合金包含0.002
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3重量％C，优选地0.02
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2.5重量％C，更优选地0.2
‑
2.2重量％C，甚至更优选地0.5
‑
2重量％C，以及至少一种选自Mo、Mn、B、Ti、V、Nb、Cr、Al、Cu、Si、Co、W和Ni的金属，金属总量为0
‑
10重量％，优选地0.2
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7.5重量％，更优选地0.5
‑
6重量％，甚至更优选地1
‑
5重量％。本专利技术的加热装置适于在(仍然)被视为即使不是不可能也至少是不理想的情况下操作，即3*103kPa
‑
30*103kPa(30
‑
300atm.)的高水/蒸汽压力以及850
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1700K的烟道气温度，优选地5*103kPa
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25*103kPa，更优选地7*103kPa
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20*103kPa，甚至更优选地8*103kPa
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17,5*103kPa，例如10
‑
16,5*103kPa，例如12,5
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15,5*103kPa，通常1000
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1450K，例如1250
‑
1350K，并且暴露于通过焚烧废物形成的气体形式的化学活性物质。所获得的改进的覆层和膜通常可应用于高压加热装置。本专利技术的膜式面板包括至少一个管和所述NiCr覆层。本专利技术的管可以在垂直方向上、在水平方向上、在垂直与水平之间的角度下及其组合中提供；优选的是使用垂直管。NiCr合金包含>35原子％Ni，优选地37
‑
67原子％，更优选地55
‑
62原子％，甚至更优选地58
‑
60原子％；>18原子％Cr，优选地19
‑
33原子％Cr，更优选地20
‑
30原子％，甚至更优选地22...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高压高效加热装置，其包括至少一个膜式面板，其中所述面板的材料选自钢合金，所述钢合金包含0.002
‑
3重量％C和至少一种选自Mo、Mn、B、Ti、V、Nb、Cr、Al、Cu、Si、Co、W和Ni的金属，金属总量为0
‑
10重量％，其中所述装置适于在3*103kPa
‑
3*104kPa(30
‑
300atm.)的水
‑
蒸汽压力和850
‑
1650K的烟道气温度下操作，其中所述装置优选地是废物焚烧装置，其中所述膜式面板包括至少一个管和NiCr合金覆层，其中所述NiCr合金包含>35原子％Ni、>18原子％Cr、0
‑
6原子％Fe、<19原子％Mo、0.1
‑
5原子％Nb+Ta和0
‑
10原子％的C、Mn、Si、P、S、Al、Ti、W、Cu和Co中的至少一种，其中所述覆层具有以下至少一项：表面粗糙度(Ra)<60μm(DIN 25410)、表面纯度(SA)>2.0(ISO 8501
‑
1)，和在至少50％的包覆区域上的厚度为1.5
‑
10mm(Fischer Deltascope FMP 10，头部FJB2)。2.根据权利要求1所述的高压加热装置，其中所述覆层包含37
‑
67原子％Ni、18
‑
33原子％Cr、0
‑
5原子％Fe、1
‑
17原子％Mo、1
‑
5原子％Nb+Ta和0
‑
5原子％的C、Mn、Si、P、S、Al、Ti、W、Cu和Co中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的高压加热装置，其中所述膜式面板包括至少一个管，优选地其中所述面板包括两个或更多个相邻管，和任选地在两个相邻管之间的条带，和/或其中膜式面板的纵向曲率<10mm/3000mm，和/或其中条带的纵向曲率<1mm/1000mm。4.根据权利要求1到3中任一项所述的高压加热装置，其中焊缝包含<10重量％Fe(光谱分析PMI)。5.根据权利要求1到4中任一项所述的高压加热装置，其具有至少一个平壁。6.根据权利要求1到5中任一项所述的高压加热装置，其中一/所述管的直径为1
‑
10cm，和/或直径变化(在90
°
的角度上)相对于所述直径小于2％。7.根据权利要求1到6中任一项所述的高压加热装置，其具有根据图1
‑
12、15或16中任一个构造的膜式面板。8.根据权利要求1到7中任一项所述的高压加热装置，其包括至少两个耦合到板元件的平行管，其中所述管和板元件热耦合，并且其中所述板元件在操作时面向热气。9.根据权利要求8所述的高压加热装置，其中管之间的空间用例如铜、铝、银和铅的导热材料填充。10.根据权利要求1到9中任一项所述的高压加热装置，其中在膜的纵向方向上，管的直径在圆周上的变化相对于平均直径<1％。11.根据权利要求1到10中任一项所述的高压加热装置，其中所述膜式面板的宽度变化<2mm/m长度，最大为10mm，和/或其中所述膜式面板的长度变化<2mm/m宽度，最大为10mm，和/或其中在所述膜式面板的纵向方向上的曲率<6mm/m。12.根据权利要求1到11中任一项所述的高压加热装置，其中所述面板的宽度为20
‑
1200cm，优选地40
‑
500cm，并且长度为20
‑
2500cm，优选地40
‑
1500cm，和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：西茨，
申请(专利权)人：阿姆斯特丹环境废物咨询科技有限公司，
类型：发明
国别省市：