預熱器膨脹節使用經驗及技術進展

唐新宇

天津中材工程研究中心有限公司（300000）

0 前言

水泥工業的膨脹節是一種連接管道、設備之間，通過主體波紋管的有效變形消除連接原件之間因溫度膨脹系數不同導致變形的設備。水泥燒成系統特別是窯尾預熱器上裝設有大量的膨脹節。膨脹節若是損壞，會造成漏風、電耗煤耗增加等問題。膨脹節一般不設置專門的設備平臺，維護難度較大，具有一定的危險性。水泥廠最容易損壞的膨脹節是分解爐與煙室之間的膨脹節，當生料煤粉中硫堿含量較高時，膨脹節非常容易形成結皮。生產中，常用高壓水槍清理結皮，但是這樣做容易造成膨脹節損壞。因此，提高膨脹節的使用壽命是水泥行業的一項迫切需求。

1 水泥廠膨脹節的一些使用經驗

我國水泥廠的煙室分解爐膨脹節，多數設置在分解爐下部椎體低端直徑最小處。這樣設置的優點是膨脹節直徑最小，成本最低；缺點是與煙室距離過近，高壓水槍清理結皮時極易造成常溫水流高速沖擊高溫的膨脹節。李海雁[1]將膨脹節的安裝位置提升到分解爐下部椎體的中部，并相應擴大膨脹節的尺寸后，大幅度降低了被高壓水槍沖刷的概率，膨脹節內部的耐火材料和膨脹節鋼板的損壞程度大幅度下降，提高了膨脹節的使用壽命。

為了清理膨脹節內部的結皮，劉強[2]自制煙室分解爐膨脹節，并在膨脹節上設置了捅灰孔，可以有效清理結皮，也不會對膨脹節造成較大的破壞，同時成本較低，簡單易行，制作速度較快，但是自制膨脹節由于沒有波紋管存在一定漏風問題。黃元太[3]為了解決生產過程中不停窯修復膨脹節的問題，在膨脹節密封板外添加硅酸鋁纖維氈強化密封效果，用碳硅鎳復合板固定，再用加壓板壓實，可以大幅度減輕漏風，同時可以在線修復不影響生產，而且工程量較少，施工時間短，降低了安全風險。

2 新型膨脹節開發

新型膨脹節的主要設計思路有兩個，一個是盡量減少波紋管破損后的漏風情況；另一個是通過其他方式分擔膨脹節的受力。成良軍[4]為解決煙室與分解爐縮口的膨脹節波紋管破損后粉塵漏出影響生產的問題，在原有膨脹節外圍預支了2層Q235材質的定制圓筒，圓筒之間互相為L型結構，并在圓筒中間壓實耐高溫纖維棉。這樣既保護了膨脹節，也能有效隔熱，保證各隔層的高溫膨脹，使膨脹節的使用壽命延長。崔恒波[5]為了降低膨脹節的成本，用非金屬膨脹節替代金屬膨脹節，用玻璃纖維、陶瓷纖維、帆布替代波紋管作為膨脹變形片，降低了成本，延長了使用壽命，還減少了設備重量，并具備在線更換的能力。柳俊林[6]用巖棉板包裹波紋管，在巖棉外增加硅膠板，不僅解決了金屬膨脹節在使用幾年后逐漸出現破損、漏風、漏料等嚴重問題，而且安裝方便，維修容易，成本低廉，企業的經濟效益十分明顯。祝志剛[7]增加了強化板、固定環、拉桿來分擔波紋管的受力，用硅酸鋁纖維棉增強密封效果，工作可靠、性能優良。何秀苗[8]給膨脹節增加了液壓驅動裝置，通過壓力傳感器判斷壓力狀態，調整膨脹節的伸縮，大幅度降低傳統膨脹節自動伸縮頻繁而導致使用壽命下降的缺點，此外還給膨脹節增加導軌限定移動范圍。

3 結語

水泥廠目前多在膨脹節外包裹保溫與密封材料，改變膨脹節安裝位置，設置捅灰孔，以延長膨脹節的使用壽命，降低成本。新的膨脹節設計研究一方面注重保護材料，另一方面減少膨脹節的受力，通過外力減弱膨脹節受力的方式，比較有發展前途。