返料腿金屬膨脹節(jié)順與導(dǎo)灰管碎裂問題分析及處理

郭學(xué)茂，李 龍

（太原鍋爐集團(tuán)有限公司，山西 太原 030021）

引言

循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣、環(huán)保性能優(yōu)異、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣、灰渣易于綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，因此在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展。隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格，循環(huán)流化床鍋爐逐漸成為目前最實(shí)用和可行的高效低污染燃燒設(shè)備之一。

循環(huán)流化床鍋爐返料系統(tǒng)是鍋爐的重要組成元件，它的運(yùn)行穩(wěn)定性和返料連續(xù)性直接關(guān)系鍋爐設(shè)計(jì)性能的實(shí)現(xiàn)。返料元件為高溫循環(huán)灰不斷沖刷流動(dòng)提供了必要的通道，實(shí)際生產(chǎn)中，由于膨脹原因?qū)е碌姆盗蟽?nèi)部金屬結(jié)構(gòu)，如順灰管和導(dǎo)灰管的損壞會(huì)導(dǎo)致鍋爐發(fā)生非計(jì)劃停爐，給企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，返料元件的完好無缺是保證循環(huán)流化床鍋爐返料正常，鍋爐連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。

1 用戶鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀

浙江嵊州新中港某電廠1號(hào)爐、山東沂水某熱電廠一、二期鍋爐，出現(xiàn)返料腿金屬膨脹節(jié)順、導(dǎo)灰管碎裂問題（如圖1、圖2所示）。

圖1 順灰管碎裂

圖2 導(dǎo)灰管碎裂

2 原因分析

1）順、導(dǎo)灰管為鑄鋼件，金屬性能較脆，工作溫度900℃左右，因?yàn)榻饘偈軣岷?，水平方向的膨脹沒有得到很好的解決，出現(xiàn)碎裂現(xiàn)象。

2）順灰管上緣、導(dǎo)灰管下緣完全被高強(qiáng)度耐磨澆注料包裹，正常運(yùn)行后溫度達(dá)到900℃，順、導(dǎo)灰管受熱出現(xiàn)橫向膨脹（見圖3），受到已經(jīng)硬化澆注料的擠壓，橫向膨脹位移無法吸收，導(dǎo)致碎裂。

3）澆注料可沿著順灰管與膨脹節(jié)的間隙（見圖3），流入順灰管與導(dǎo)灰管的縫隙內(nèi)，導(dǎo)致順、導(dǎo)灰管相互之間產(chǎn)生作用力而碎裂。

圖3 順、導(dǎo)灰管膨脹受阻（單位：mm）

4）筑爐前需將順、導(dǎo)灰管固定好，固定形式圖紙中并沒有設(shè)計(jì)或說明，如進(jìn)行了焊接（見下頁圖4），則直接會(huì)影響順、導(dǎo)灰管熱態(tài)水平方向的自由膨脹，最后造成碎裂。

圖4 支撐錯(cuò)誤安裝方式（單位：mm）

3 解決辦法

1）順、導(dǎo)灰管埋入澆注料部分纏繞硅酸鋁纖維氈，形成膨脹縫，保證熱態(tài)可以吸收順、導(dǎo)灰管的膨脹（見下頁圖5）。

圖5 膨脹縫留設(shè)方式（單位：mm）

2）圖紙中增加順、導(dǎo)灰管固定裝置的設(shè)計(jì)，支撐板和槽鋼與順、導(dǎo)灰管要求不焊接，只起到支撐作用，支撐板端部與順灰管留夠膨脹距離（見下頁圖6），保證順、導(dǎo)灰管可以自由膨脹。

圖6 支撐正確安裝方式（單位：mm）

3）爐墻圖紙中，增加順灰管與膨脹節(jié)之間縫隙的密封結(jié)構(gòu)（見圖7），用巖棉塞滿或者用膠合板蓋住密封，保證澆筑過程中不會(huì)有澆注料由此縫隙流入順、導(dǎo)灰管的間隙內(nèi)。

圖7 順、導(dǎo)灰管間隙防護(hù)（單位：mm）

4 結(jié)果驗(yàn)證

其他用戶同樣的結(jié)構(gòu)按上述優(yōu)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，鍋爐運(yùn)行1年半后停爐檢查，返料順灰管和導(dǎo)灰管未發(fā)生開裂現(xiàn)象，鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定性和連續(xù)性大幅提高。

5 結(jié)論

1）鍋爐返料系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定是保證鍋爐長(zhǎng)周期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件之一。

2）返料金屬膨脹節(jié)很好地解決了返料和爐膛連接的膨脹問題，是目前大部分廠家的成熟結(jié)構(gòu)。

3）通過對(duì)返料內(nèi)部順灰管和導(dǎo)灰管施工工藝的優(yōu)化改進(jìn)，徹底解決了順灰管和導(dǎo)灰管由于膨用問題導(dǎo)致的開裂和脫落問題，保障了鍋爐長(zhǎng)周期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行[1-2]。