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锅炉蛇形管自动弯管生产线

产品名称:锅炉蛇形管自动弯管生产线

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一、概述

1.蛇形管介绍

锅炉生产作业过程中,几乎所有的器具都是由管子构成的,有些管子由于都是呈S型的,因此命名为蛇形管。

蛇形管主要由管子、连接附件及吊挂装置组成。锅炉中蛇形管结构的部件一般包括锅炉的过热器、再热器和省煤器等。

过热器的作用是将饱和蒸汽加热成为一定温度的过热蒸汽。根据其布置位置和传热方式的不同,过热器又分为后屏过热器、末级过热器、立式低温过热器和水平低温过热器等。

再热器一般用于高压大型电站锅炉,作用是把在汽轮机高压缸做过部分功的蒸汽,送回锅炉中重新加热,然后再送回汽轮机的中、低压缸继续做功。根据其传热方式与布置位置的不同又分为墙式辐射再热器、后屏再热器、末级再热器等[1]。

省煤器安装在锅炉尾部的烟道内,作用是利用延期的余热对给水加热,达到节约燃料的目的。

蛇形管一般是由长短不一、同种或不同种规格与材质的管子经焊接而成,管子规格为Φ32mm~Φ70mm、壁厚3mm~12.7mm,接长后长度范围可在20mm~70m之间,再通过来回的弯曲,使之成为蛇形管,在同一根管上可以有不同的弯曲半径,将不同长度和节距的蛇形管套装在一起形成蛇形管组或管屏。

蛇形管屏的结构,按照在锅炉中的安装方式,大体上分为垂直悬吊式和水平悬吊式两种。垂直悬吊式蛇形管屏,一般均为单层结构,主要应用在过热器和再热器的高温段,管屏端部直接与集箱的管接头相接,在集箱的纵向上吊挂排列,并穿出炉膛的顶棚,通过管屏上的附件与之密封;水平悬吊式蛇形管屏,绝大部分为双层结构,中间用水冷吊挂管来进行固定和吊挂,一般应用在过热器和再热器的低温段以及省煤器蛇形管中。

蛇形管的材质,对于低温段的过热器和省煤器来说,一般采用碳钢、T12或15CrMo等材料;对于高温段的过热器和再热器来说,可采用12Cr1MoV及进口钢材SA-213T22(简称T22)、SA-213T91(简称T91)、SA-213TP304H(简称TP304H)、SA213-TP347H(简称TP347H)等。但随着锅炉参数的逐步提高,例如蒸汽出口压力和温度的提高,在受高温和高压的受压部件的材料等级上也逐步提高,一些新开发的进口钢材也逐步得到应用,如美国钢材SA-213T23/T24、SA-213T92、SA-213TP347HFG,以及日本钢材SuperTP304H、HR3C等。

2.蛇形管对锅炉使用的意义

蛇形管在加工制作过程中,其管径、壁厚、材料和钢沿一般都具有固定的值域范围,具有较强的可焊性,由于蛇形管的批量大,因此适宜在自动生产线上作业。传统的蛇形管生产方式是通过将管子制弯,然后再利用人工作用,将管子衔接起来。这种方法效率低,人力资源消耗大,焊接合格率不过关,工序繁琐,不易管理,而随着锅炉工艺的不断发展,传统工艺已经逐渐面临被淘汰的境地,锅炉工艺才能更好的满足蛇形管大批量自动化生产的要求。比方说,采用传统的蛇形管制造方式,在生产1000MW容量的锅炉时,需要6000排过热器、8000排再热器和2000排省煤器,运用传统生产方式共需要十三道工序,非常繁琐。而采用锅炉弯管自动化生产,则仅需要10道工序,大大的减少了工作量并且提高了工作效率。生产同样数量的锅炉,在减少三道工序的基础上,可以省去6000t的搬运量,并且减少了近3000次的行车起吊。蛇形管的特征也适合自动化生产线上作业,其管径、壁厚等阈值的严格要求不是人工作业可以严格把控的[2]。

通过实践证明,蛇形管自动化生产线的增加与蛇形管的生产数量和生产效率都呈正相关关系,因此在蛇形管数量上可以满足需求。并且应用锅炉弯管自动化生产线进行作业,还有以下几方面优点:其一,可以显著的提高经济效益,对比传统的生产方式,可以节约两倍的生产成本。其二,自动化生产线占地面积小,因此对比传统生产方法可以增加单位面积的产值和产量。其三,因为通过自动化生产,可以实行定量化管理,使得蛇形管的质量更加有保证。其四,转变蛇形管的粗放型生产方式,大大的减低了劳动力的消耗,提高了作业的效率和科学性。

与传统生产不一样,自动化生产线既可以先焊后弯,也可以先弯后焊,而传统的生产方式只能先弯后焊,而中国一般自动化生产线采用的是先焊后弯的形式,先焊后弯具有明显的优势,国内外蛇形管自动化生产线大多采用先焊后弯的方式,而国内在进行生产时常常通过中频焊接生产线加以辅助。蛇形管生产线对于锅炉作业是非常关键的专用设备之一,随着整体科技水平的不断提高,锅炉蛇形管自动化生产线也得到长足的发展。

二、国内锅炉蛇形管自动弯管生产线的应用

国内大多数企业已经将手工焊接蛇形管工艺淘汰了,代之以自动化弯管生产线,锅炉厂内设置蛇形管自动化生产线,联合进行设计与制造,一般采用先焊后弯的方法。现在介绍以下几种蛇形管自动弯管生产线[3]。

1.第一种,在焊接过程中采用闪光焊工艺,将所有需要生产的管子不断的接长,通过滚道运送至通用型弯管机上,进行弯曲设置,这时要注意进行反身以便于连续弯管;

2.第二种,同样用闪光焊接工艺连接长管,而弯管工艺则采用低速大扭矩油马达进行驱动,将弯管的模型在大扭矩油马达上装置,这种生产线的优点在于其可以不做反身就可以连续进行弯管,是对第一种生产线的改进,因为这种生产线可以双向弯曲,利用的是滚轮可以弯曲的原理,弯管模子和大扭矩马达可以一起做U形运动。这种蛇形管自动化生产线是对第一种生产线的改良,主要是应用了双向托曲与托管搭车;

3.第三种,与第二种生产线相似,采用的是双向弯管机制,只需双向弯管机和两个模具,通过拉弯进行弯管,可以不进行反身连续弯管。具有比第二种生产线更广泛的应用性。但是这种生产线目前仍存在技术不先进和闪光焊工艺达不到标准的缺陷。因此经过一段时间的使用之后,也面临被淘汰的境遇;

4.第四种,随着近年来大容量锅炉的兴起,蛇形管的自动化生产线面临着更大的挑战,不仅需要更多数量的蛇形管,也对其质量提出更高的要求。因此蛇形管自动化生产线也面临着更新的趋势,第四种生产线应运而生。在总结前三种生产线的基础上,运用较为先进的科技技术,采取合理工艺流程确保每台单机性能优良而设计成功。自动生产线由备料机组、焊接机组和弯管机组成,建立层数较多的架料储存数量较多的钢管以备弯管所需,一样是通过滚道运送至切管机。接着将左右端面分别切平,切平后将管子储存于特定区域。根据不同的长度分别存放,按照需要分别提取。提出的钢管通过送管装置和摩擦焊将短管接成长管送至长料架储存。弯管机组一般由以下装置构成,包括托管搭车、操作台、放样平台、双模双向液压弯管机以及数控送料装置等。其中数控送料装置和双向双模弯管机的技术性要求较高,通过不断的技术更新,和实践经验总结,这是一条实用性强、作业效率高、稳定安全的蛇形管自动化生产线;

5.第五种,简单的介绍一下北京特种工程设计院的锅炉蛇形管自动弯管生产线,首先介绍生产线的设备组成,包括两层四位料架,输送管道、取升机构,滚道,强送装置,定位机构,反身装置等设备,由于这种蛇形管生产线适用于制造小半径蛇形管,因此需要较为精确的弯管设备。在进行弯管前,要先输入参数,包括参考点参数输入,起始位置的输入,弯管回弹角度的预制,在XYZ方向上设置好参考点输入到数控系统中,以便进行弯管的角度控制。在弯管手进行每一次弯管时要回到固定的位置上,因此应该将该位置与弯管位置之间的距离输入数控系统中。接着是自动弯管线的工艺流程,首先要确保四位料架上有钢管,如果没有储存要通知数控系统,进行取料后通过滚道输送至长料架,再由长料架送至弯管机弯管,接着进行反身弯管,再然后在尾弯弯管机上进行弯管,弯管完成后送至指定位置。这种蛇形管弯管生产线方式与前四种不同的是,先进行弯管后焊接,但是这种弯管方式与其他先弯后焊的方式不同,具有一定的优势,在于其周期较短、占地面积小,效率更高。其两层四料架可以存放更多不同类型的钢管,可以实现边弯管边拼接,既节省场地,又提高效率。

三、国外蛇形管弯管自动化生产线介绍

主要介绍美国AseaBrownBoveri-Combustion蛇形管生产线,这种生产线又称为系统弯管机,这种弯管机的弯管对象一般为12m的钢管,在系统弯管机上进行连续不反身作业,一般采用冷态弯管,无助推系统。只有在壁厚很薄或者外径很小的情况下才应用感应式加热器,对弯头内侧部位通过加热制弯。其弯曲半径种类不超过两种,在需要进行较大弯曲时采用冷态制弯,而较小弯曲时则采用内侧加热法制弯。蛇形管的弯需要一次按正反相同排列,也就是一正一反的连续排列,因此采用管排反身的方式,仅为单向弯管,整机和整线在车间跨度内可实现单侧布置。其中管排的最大长度不超过16m。其控制方式为数控系统控制,包括送料长度,弯曲角度等工序都由数控系统操作。

四、结语

锅炉生产对于国家的经济社会发展有着重要意义,而蛇形管对于锅炉又是不可或缺的设备,蛇形管自动化生产线相对于传统手工弯制焊接具有更大的优势,不仅节约人工成本,而且提高了蛇形管的生产效率。

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