干熄焦鍋爐膨脹節(jié)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(yè)當中，但是干熄焦鍋爐在使用的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)膨脹節(jié)的問題，出現(xiàn)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(yè)的發(fā)展就必須首先解決干熄焦鍋爐膨脹節(jié)的問題。本文首先分析了干熄焦鍋爐膨脹節(jié)壓縮不均勻以及省煤器上部H型鋼出現(xiàn)裂紋的主要原因，然后從設(shè)備、施工以及運行等方面提出了解決措施，具體內(nèi)容如下。

關(guān)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(jù)實際情況，可以發(fā)現(xiàn)通常情況下干熄焦鍋爐膨脹節(jié)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(fā)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(xiàn)鍋爐的本體發(fā)生適當?shù)奈灰?。邯鋼焦化廠2#干熄焦配置了一臺140t/h干熄焦裝置，配套設(shè)有干熄焦鍋爐1臺，這臺鍋爐采用自然循環(huán)和強制循環(huán)兩種循環(huán)方式，以下是這臺鍋爐的具體參數(shù)。

2 該廠干熄焦鍋爐的具體參數(shù)

一般情況下鍋爐的額定蒸發(fā)量是60t/h，在工作當中最大的蒸發(fā)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(huán)氣體量為80000m3/ h，最大工況為100000m3/ h；鍋爐入口處循環(huán)氣體溫度： 850 ～ 960℃ （ 鍋爐額定蒸發(fā)量計算按 880℃ ）；鍋爐出口處循環(huán)氣體溫度： 160 ～ 180℃ （ 鍋爐額定蒸發(fā)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(fā)現(xiàn)鍋爐出現(xiàn)問題，其中膨脹節(jié)不均勻的問題表現(xiàn)的比較突出，具體表現(xiàn)為四周轉(zhuǎn)角出現(xiàn)了擠壓變形，同時省煤器的上半部分H型鋼部位出現(xiàn)了裂紋。當然，其它相同規(guī)模的干熄焦鍋爐也出現(xiàn)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(xiàn)裂紋的原因進行了詳細的學習，并根據(jù)自身多年的工作經(jīng)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(xiàn)膨脹節(jié)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(fā)生的，而是在不同的時間發(fā)生的。不可避免的一個問題就是，干熄焦鍋爐的膨脹節(jié)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(xiàn)干熄焦鍋爐膨脹節(jié)的四個角出現(xiàn)向內(nèi)收縮的現(xiàn)象。

3.2 H 型鋼出現(xiàn)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(xiàn)裂紋就需要從兩個方面進行分析，從內(nèi)應力與外應力兩個方面進行分析。其中，內(nèi)應力是由于墻板內(nèi)外兩側(cè)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(jié)的膨脹量超出了規(guī)定范圍內(nèi)的膨脹量。接下來將詳細對內(nèi)應力與外應力進行分析。

3.2.1 內(nèi)應力分析

由于內(nèi)應力造成的裂紋通常是在過渡煙道的部位出現(xiàn)，該部分煙氣溫度大約為 360℃。內(nèi)側(cè)金屬壁的溫度和煙氣的溫度是一樣的，而外側(cè)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(nèi)外溫差就會在 160℃左右，這樣就會導致內(nèi)外出現(xiàn)膨脹差。此時，熱應力形成的彎曲變形就會出現(xiàn)扭矩，導致H型鋼受力過大，超出承載范圍，進而出現(xiàn)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(jié)構(gòu)，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(jié)作用在裂紋截面的力主要是自身重力，沒有達到膨脹節(jié)最大允許位移，所以外力并不是 H 型鋼出現(xiàn)裂紋的原因。

總之，在分析干熄焦鍋爐出現(xiàn)膨脹節(jié)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(shè)備選擇。如果干熄焦鍋爐膨脹節(jié)比較嚴重，會出現(xiàn)變形或者破裂，這時就需要對設(shè)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(guī)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(jié)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(jié)束語

通過對干熄焦鍋爐出現(xiàn)膨脹節(jié)的問題進行了分析發(fā)現(xiàn)，由于干熄焦鍋爐的構(gòu)造問題，膨脹節(jié)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(jié)的四個角就會出現(xiàn)變形，向內(nèi)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(nèi)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(shè)保溫材料造成的。鍋爐內(nèi)外壁溫差大，內(nèi)應力就會比較大，在這種情況下，H型鋼就會出現(xiàn)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(shè)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。

參考文獻：

[1]許桂瑛，陳瑜，張光宇.干熄焦鍋爐膨脹節(jié)問題分析及處理方法 [J].燃料與化工，2017，48（03）：18-19.

[2]吳海華，富兆龍.余熱鍋爐煙道膨脹節(jié)超溫損壞的原因分析及處理方法 [J].工程技術(shù)：文摘版，2016：00157.

[3]李金月.410t/h鍋爐點火風道膨脹節(jié)故障原因分析[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2016，37（03）：30-33.

[4]翟向軍，王文光，王軍，路秀權(quán)，尚國祥.干熄焦高溫膨脹節(jié)破損原因及預防處理方法[J].本鋼技術(shù)，2014（04）：39-41.