低溫高硫腐蝕工況非金屬膨脹節泄露原因分析與改進

侯獻詞 侯獻語

【摘要】本文簡述了非金屬膨脹節的定義及基本特點，以火電廠脫硫膨脹節為例，分析了普通多層膨脹節運行中破裂的原因及處理辦法。結合脫硫裝置的實際情況，以及故障處理的成功經驗，詳細闡述了非金屬膨脹節在低溫高硫腐蝕工況下的應用。

【關鍵詞】非金屬膨脹節；腐蝕工況；設計

一、引言

為執行新發布的 GB 13223—2011《火電廠大氣污染物排放標準》，各發電公司在緊鑼密鼓地進行脫硫裝置的建設或改造。濕法脫硫已成為我國電廠煙氣治理的主要工藝，經過脫硫后的煙氣，濕度大、腐蝕性強，煙道非金屬膨脹節是脫硫裝置的一個重要部件，通過吸收熱位移來消除煙道系統中的應力，也可起隔振、減振以及吸收煙道安裝誤差的作用 。由于用戶對非金屬膨脹節不夠重視，加上市場競相壓價造成惡性競爭等原因，煙道非金屬膨脹節的質量參差不齊，存在運行中蒙皮破裂、壽命短等問題，可能造成煙道漏風甚至停機。本文以某600MW 機組為例，分析了脫硫裝置入口煙道膨脹節故障的原因，并進行了針對性的優化設計。

二、系統與設備概況

（一）概況

某電廠二期工程裝機2×600MW國產超臨界空冷機組，脫硫系統采用石灰石——石膏濕法、一爐一塔脫硫裝置。煙氣100%進行脫硫處理。吸收塔入口處煙道外徑13000mm×7000mm，煙道間距300.該處設置一個非金屬膨脹節，其軸向位移50mm，徑向位移50mm。

（二）原膨脹節技術參數

原膨脹節廠家根據設計院技術規范書要求，參照《煙風煤粉管道零部件典型設計手冊》及JB/T 12235—2015 非金屬補償器標準，采用D—LD2000—69001～69420中的典型結構，采用Q235鋼板經剪、折、制孔、焊接等工序制作框架，中間填充保溫棉，保溫棉厚度150mm，蒙皮通過螺栓安裝在框架上，框架兩側與煙道插入式焊接。如圖1所示。

三、故障現象

該機組于2009年5月投產，同年9月出現膨脹節底部蒙皮破損，嚴重漏煙現象、造成系統壓力過低，機組負荷上不去，煙氣排放嚴重超標，被迫停機搶修。

四、故障原因分析

（1）原膨脹節蒙皮選用多種材料，用縫紉機縫合方法將多種材料縫合在一塊。蒙皮用金屬壓條、螺栓與膨脹節框架連接在一起。蒙皮內部材料起增加強度及隔熱作用，不耐腐蝕；與腐蝕性液體接觸的蒙皮材料表皮是防腐蝕的，背面材料是基層材料，不耐腐蝕。機組運行后煙氣中的腐蝕性液體透過縫紉線、螺栓孔、蒙皮接頭進入到蒙皮內部，將不耐腐蝕的材料腐蝕掉，煙氣隨之也竄入到蒙皮內部，使耐腐蝕的表層材料起泡、脫落，加速蒙皮的老化與腐蝕。

（2）原膨脹節框架選用U形結構，膨脹節底部低于煙道平面，運行期間框架內部易積水，保溫棉產生溶脹現象，蒙皮不僅承受煙氣內壓還要額外承受腐蝕性液體的載荷，蒙皮長期處于高應力狀態，在腐蝕性液體作用下，蒙皮很快失效、破損。

五、優化方案和運行效果

以優質膨體無堿玻纖布為基層，耐腐蝕橡膠為密封層，經壓延、涂覆、高溫硫化等工藝制得。各層材料采用熱壓硫化工藝成為一體式結構，無接頭、無縫紉線，杜絕了腐蝕性液體向蒙皮內部的滲漏。各種材料成為一體后，蒙皮的綜合使用性能比以前有了大幅度提高，檢測數據見表1，使用壽命達到8年以上。

六、結語

一體成型蒙皮作為一種新興的產品，以優良的耐腐蝕性，耐磨性及抗拉強度高，使用壽命長等優點正逐步取代常規蒙皮，為環保事業做出進一步貢獻。

參考文獻

[1]JBT 12235—2015，非金屬補償器[S].

[2]華東電力設計院.DLD—2000煙風煤粉管道零部件典型設計手冊[M].上海：百家出版社，2005.

[3]FSA—DSJ—402—09，流體密封協會標準[S].