白城電廠鍋爐制粉系統送粉管道補償器的應用分析及改造過程

王高波

（中電投電力工程有限公司，200233）

1 白城電廠制粉系統送粉管道的特點和安裝工程中暴露的問題及分析

1.1 制粉系統送粉管道的特點和技術參數

白城電廠鍋爐燃燒方式為前后墻對沖燃燒，采用中速磨煤機冷一次風機正壓直吹式制粉系統，每臺爐配7臺中速磨煤機，燃燒設計煤種時，6臺運行，1臺備用。35只低N0X軸向旋流燃燒器分為爐前4層（依上而下為C、D、E、F層，每層從左至右各5只燃燒器，分別為 1、2、3、4、5）、爐后 3 層布置（依上而下為A、B、G，排序同爐前）。

送粉管道的補償時，往往我們通常采用傳統的典型設計中的波紋式補償器、套筒式補償器、鉸接式補償器(旋轉式補償器)、方形自然補償器，其中以波紋式補償器在電力設備安裝中較為常見。幾種形式的補償器各有特點和優缺點，如套筒式補償器因只能吸收軸向熱位移，無法解決三維熱位移，使用中經常出現卡死或拉脫現象，造成嚴重后果。又如鉸接式補償器，雖然它能吸收三維熱位移，但因角度太小（僅允許＜3度），要求安裝較長的補償器才能滿足熱位移的要求。另外，套筒式補償器、鉸接式補償器的密封材料均需經常更換，否則即會出現嚴重漏粉及卡死、膨脹受阻的現象。90年代末我國從美國CE公司引進生產了一種新型補償器---撓性接頭補償器，此類型補償器普遍適合燃用褐煤、煙煤的爐型設計上，而且可以解決補償器卡死或漏粉的問題。

1.2 安裝工程中暴露的問題及分析

在#1爐的送粉管道的現場安裝過程及2010年7月6日吹管點火期間，我們檢查發現以下問題：送粉管道安裝過程中，原設計的水平段Q型（三維球形）撓性補償器因承受自重及一側對焊彎頭側重量而自然向下偏移，個別送粉管道向下偏移量嚴重而必須使用倒鏈臨時懸掛，以防撅口造成設備損壞；吹管期間，送粉管道的垂直段部分Q型（三維球形）撓性補償器應起軸向伸縮位移的中心套筒沒有隨爐本體熱膨脹起到熱補償的作用；吹管期間，所投用的E層、F層、G層洛氏補償器、維氏補償器、Q型（三維球形）撓性補償器均存在不同程度的漏粉現象。

針對送粉管道安裝及吹管期間發生的問題和缺陷，聯系業主、廠家（航天晨光）、設計院、施工單位先后多次進行了研究商討，分別于6月5日、7月15日組織召開了制粉系統安裝專題會，在充分考慮、征詢廠家、設計院、業主的各方意見后，決定通過以下措施對制粉系統進行如下技改措施：

安裝期間，取消各層原送粉管道（A、B、C、D、E、F、G）水平段上的 Q 型（三維球形）撓性補償器，即垂直管道上的1700mm補償器的補償量可滿足送粉管道接口三向位移補償要求。

因為送粉管道水平段的剛性吊架普遍距垂直段彎頭距離較遠，而送粉管道在隨鍋爐本體向下膨脹時沒有固定支點，故使垂直段Q型（三維球形）撓性補償器隨管道一起向下位移，從而未起到吸收向下膨脹位移的作用。鑒于此，將靠近垂直段彎頭處的C14～C18、F17～F21、G26～G30 共計 15 個恒力彈簧吊架改為剛性吊架。

A1、B1送粉管道因燃油油槍、燃燒器布置位置的局限性影響，將原有A21、B22恒力彈簧吊架改至補償器前側。

其余 A 層（A2～A5）、B 層（B2～B5）、D 層、E層送粉管道仍在補償器前增加剛性吊架各一個。

針對洛氏補償器、維氏補償器漏粉問題我們具體問題、具體分析，屬于安裝原因造成的，由施工單位落實整改。屬于廠家設備原因的，由廠家現場進行指導，進行更換填料密封、檢查緊固螺栓、重新拆卸調整補償器球面偏移等。

2 白城電廠制粉系統送粉管道的利弊分析

白城電廠制粉系統送粉管道安裝及補償器的選用和國內同類工程相比較，具有以下特點：

補償器中心套筒壁厚為16mm,大于送粉管道壁厚，材料由普通碳鋼改為16Mn耐磨鋼，強度高、耐沖刷、耐磨損。兩端球體及滑動密封面經車削加工后進行研磨，表面鍍硬鉻（表面硬度HB480），可長期保持密封面不銹蝕，耐磨損，能維系球形補償器長期穩定密封。

在中心套筒處的內部密封結構形式，防止了因煤粉的長時間沖刷而煤粉進入密封面產生的漏粉。

可同時滿足可進行三維熱位移補償。熱膨脹吸收位移量大。傳統波紋式補償器，即利用金屬本身的彈性伸縮來吸收熱位移量，每個波紋可吸收膨脹值5～15mm，波紋總數一般在不超過6個，其抗拉強度低、補償能力小，故不能滿足本臺鍋爐的需要。

與管道的連接采用焊接連接。產品出廠前已裝配完畢（現場安裝無需解體），兩端制成焊接坡口。但是，白城電廠制粉系統送粉管道上的補償器尤其是Q型（三維球形）撓性補償器仍有諸多亟需改進之處，需要在實踐中不斷地完善提高，截至目前，仍需進一步的摸索和探討。

Q型（三維球形）撓性補償器用來吸收軸向方向的中心套筒在因防止漏粉而緊固伸縮管處連接法蘭螺栓時其摩擦力過大，導致中心套筒不能正常工作吸收軸向方向熱膨脹位移。如徹底松掉法蘭螺栓，則勢必造成漏粉和球體與滑動密封面脫開。由于補償器用來補償軸向方向的中心套筒不能正常補償熱膨脹形成的直線位移，緊固伸縮管連接法蘭螺栓時其摩擦力超出想象的增大，導致直接將此爐本體軸向膨脹熱位移產生的巨大作用力作用于上下球面，造成補償器過于傾斜，即角位移量偏大，從而導致漏粉。恰恰相反，理論上此時是不應該發生角位移的。甚至個別的非正常偏大角度位移方向與理論角位移方向相反，顯而易見，長時間、高溫、滿負荷狀態下有可能拉裂連接處球面。

補償器用于吸收角位移量的上下弧形球型接觸面過窄，滿足不了送粉管道技術協議里廠家敘述的技術要求，即Q型撓性補償器要求最大允許變形量不小于300mm，同時最大允許角位移不小于±12，事實情況是當上述非正常的傾斜后容易造成此處漏粉或卡死甚至脫開。

因垂直段補償器中心套筒處無法正常吸收來自爐本體的熱膨脹位移而在垂直段補償器下方設置的不同形式的固定結構（即相應的增加剛性吊架或將補償器上方的恒力彈簧吊架吊點改至補償器下方，恒力彈吊變為剛吊等措施），很可能導致垂直段送粉管道的膨脹受阻，使前面不得不增加的剛性吊架及恒力彈簧吊架改剛性吊架的吊桿超載。

3 對基建安裝中漏粉原因的幾點建議和分析

關于白城電廠制粉系統送粉管道的漏粉現象治理，通過總結和回顧安裝過程中的得與失，列出以下幾點，以供參考：

3.1 安裝中特別注意送粉管道上熱工儀表、電科院風量標定時安裝的壓力、溫度、風量、流速等各種測點，確保沒有漏焊、漏裝現象。

3.2 基于送粉管道的跑、冒、漏現象，深入現場、仔細對比，積極聯系參建各方，在征得設計、廠家、業主意見后，盡量將不影響檢修、運行的法蘭連接形式改為焊接形式，減少泄漏點。

3.3 送粉管道的保溫工程如可能，建議盡量放在吹管后（最好在各臺磨煤機投運后）進行保溫，以方便漏粉檢查和治理，避免對成品進行二次保護。

3.4 針對送粉管道的膨脹問題，要逐層逐根的檢查、對比、督促、整改，切記不能影響阻礙膨脹。

3.5 特別注意送粉管道的安裝對口時，避免使用補償器變形的方法來調整管道的安裝超差。

[1]鄭泓，顏正，王大軍.670t/h鍋爐制粉系統試驗分析[J].四川電力技術，1992.03.01.

[2]彭波，張書兵，崔為民.河北省電力試驗研究所[J].河北電力技術，1996.12.25.

[3]沙志強.煤粉鍋爐制粉系統運行分析及優化方法研究[J].中外能源，2006.12.30.