干熄焦鍋爐膨脹節問題分析及處理方法

周光林

摘 要：在我國干熄焦鍋爐的應用是比較廣泛的，普遍應用于工業當中，但是干熄焦鍋爐在使用的過程中經常會出現膨脹節的問題，出現這樣的問題嚴重影響了干熄焦鍋爐的使用效率。在這樣的情況下，為了保證工業的發展就必須首先解決干熄焦鍋爐膨脹節的問題。本文首先分析了干熄焦鍋爐膨脹節壓縮不均勻以及省煤器上部H型鋼出現裂紋的主要原因，然后從設備、施工以及運行等方面提出了解決措施，具體內容如下。

關鍵詞：干熄焦鍋爐；膨脹；問題分析；處理方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.056

1 引言

根據實際情況，可以發現通常情況下干熄焦鍋爐膨脹節的形狀是長方形的，材料是金屬材料。被安裝在干熄焦鍋爐鰭片管蒸發器下過渡煙道與省煤器之間的位置，它的主要作用就是通過吸收熱脹冷縮的原理，從而實現鍋爐的本體發生適當的位移。邯鋼焦化廠2#干熄焦配置了一臺140t/h干熄焦裝置，配套設有干熄焦鍋爐1臺，這臺鍋爐采用自然循環和強制循環兩種循環方式，以下是這臺鍋爐的具體參數。

2 該廠干熄焦鍋爐的具體參數

一般情況下鍋爐的額定蒸發量是60t/h，在工作當中最大的蒸發量會達到75t/h；一般的額定蒸汽壓力：3.9MPa；額定蒸汽溫度： 450±5℃；鍋爐給水溫度： 104℃；鍋爐入口處循環氣體量為80000m3/ h，最大工況為100000m3/ h；鍋爐入口處循環氣體溫度： 850 ～ 960℃ （ 鍋爐額定蒸發量計算按 880℃ ）；鍋爐出口處循環氣體溫度： 160 ～ 180℃ （ 鍋爐額定蒸發量計算按 165℃ ）。這臺干熄焦鍋爐于2015年8月投入運行，在運行了24個月之后發現鍋爐出現問題，其中膨脹節不均勻的問題表現的比較突出，具體表現為四周轉角出現了擠壓變形，同時省煤器的上半部分H型鋼部位出現了裂紋。當然，其它相同規模的干熄焦鍋爐也出現過這樣的情況，為了盡量避免這種問題帶來的影響，有必要對這些問題進行分析探究，從而找出有效的解決方法。在這樣的大背景下，筆者以該廠干熄焦鍋爐出現裂紋的原因進行了詳細的學習，并根據自身多年的工作經驗針對這些問題提出了相應的解決措施。

3 干熄焦鍋爐出現膨脹節問題的原因分析

3.1 擠壓變形原因分析

眾所周知，干熄焦鍋爐的主要材料就是不銹鋼，因為不銹鋼具有比較好的柔性，因此，在縱縫焊接的地方需要格外注意。在這樣的情況下，它的強度也是各不相同的，所以，由此而導致的壓縮也并不是在同一時間發生的，而是在不同的時間發生的。不可避免的一個問題就是，干熄焦鍋爐的膨脹節口徑比較大，那么鍋爐本體就容易受到熱脹冷縮的影響而導致四個角受到比較大的力，從而出現干熄焦鍋爐膨脹節的四個角出現向內收縮的現象。

3.2 H 型鋼出現裂紋的原因分析

省煤器墻板的上端是H型鋼，H型鋼是干熄焦鍋爐的重要組成部分，起著非常重要的作用。其主要作用就是提高省煤器的密封度與剛度。因此，H型鋼出現裂紋就需要從兩個方面進行分析，從內應力與外應力兩個方面進行分析。其中，內應力是由于墻板內外兩側的溫差太大導致熱膨脹而形成的。而外應力則是由于膨脹節的膨脹量超出了規定范圍內的膨脹量。接下來將詳細對內應力與外應力進行分析。

3.2.1 內應力分析

由于內應力造成的裂紋通常是在過渡煙道的部位出現，該部分煙氣溫度大約為 360℃。內側金屬壁的溫度和煙氣的溫度是一樣的，而外側金屬壁的溫度相對來說比較低，一般情況下保持在 200℃左右，這樣，金屬壁的內外溫差就會在 160℃左右，這樣就會導致內外出現膨脹差。此時，熱應力形成的彎曲變形就會出現扭矩，導致H型鋼受力過大，超出承載范圍，進而出現裂紋。

3.2.2 外應力分析

邯鋼焦化廠的鍋爐采用的是整體懸吊的結構，這樣，鍋爐就會以汽包平臺大板梁為膨脹零點自由向下膨脹。膨脹節作用在裂紋截面的力主要是自身重力，沒有達到膨脹節最大允許位移，所以外力并不是 H 型鋼出現裂紋的原因。

總之，在分析干熄焦鍋爐出現膨脹節的問題，必須分析全面，只有這樣才能更好地解決問題。

4 具體解決方法

第一，設備選擇。如果干熄焦鍋爐膨脹節比較嚴重，會出現變形或者破裂，這時就需要對設備進行局部的維修，如果維修不好就需要進行更換。

第二，施工過程中。在施工的過程中需要按照規定進行嚴格操作，鍋爐停爐后需要對H 型鋼進行焊接操作，同時還需要增加省煤器墻板和膨脹節之間的保溫層。

第三，運行過程中。干熄焦鍋爐在運行的過程中負荷必須保持在 60% ～100% 之間，只有這樣才可以安全運行。

5 結束語

通過對干熄焦鍋爐出現膨脹節的問題進行了分析發現，由于干熄焦鍋爐的構造問題，膨脹節的受力是不均勻的，由上文可知干熄焦鍋爐膨脹了受力不均勻，干熄焦鍋爐膨脹節的四個角就會出現變形，向內擠壓。這樣不僅僅影響了干熄焦鍋爐的美觀，最重要的是嚴重影響了鍋爐的使用功能。所以，如果變形太嚴重，就需要考慮進行維修或者更換。還需要注意的一點就是，鍋爐的內外壁溫差比較大，溫差比較大是由于省煤器墻板上端面沒有敷設保溫材料造成的。鍋爐內外壁溫差大，內應力就會比較大，在這種情況下，H型鋼就會出現裂紋。要想解決這個問題，就需要全面考慮，不僅在施工前對鍋爐進行檢查，在施工的過程中也需要檢查，并且還需要敷設保溫墻。最重要的一點就是，在運行的過程中。要盡量避免干熄焦超負荷或者低負荷運行。

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