循環流化床鍋爐排渣系統三維金屬膨脹節的應用

譚善軍

循環流化床的排渣系統是鍋爐運行中一個非常重要的組成部分，其作用是將爐內燒完的高溫灰渣排出。由于所排放灰渣溫度高，懸浮性強，若排渣系統密封不嚴直接將灰渣排放到環境中會對環境造成污染，還容易造成床料外泄床壓不穩，高溫灰渣燒傷人員等安全事故。所以，排渣系統嚴密性的好壞直接影響流化床鍋爐的安全平穩運行。

1 立項原因及背景

大同煤礦集團大唐熱電有限公司使用哈爾濱鍋爐廠有限責任公司生產的HG-240/9.81-L.MG35 型循環流化床鍋爐，每臺鍋爐配套2 臺青島松靈電力環保設備有限公司研制的GTL-120 型冷軋機。在冷軋機入口端安裝有開口式錐形套管，鍋爐排渣管插入套管內，下渣管與套管之間縫隙用鋼板蓋住。此種連接方式為半開放式，在鍋爐排渣量大時會有大量飛灰噴出，有時甚至噴出熱渣及床料，對生產現場造成污染，同時也危及到現場工作人員的安全，并在一定程度上影響鍋爐的安全運行。2010 年12 月，3 號鍋爐因2 號冷軋機入口套管處噴渣嚴重導致床壓下降事故，幾乎造成鍋爐壓火及附近風道燃燒器上部伸縮節燒損，讓我們看到了排渣系統密封改造的必要性。

2 金屬三維膨脹節的性能特點

目前國內電廠循環流化床鍋爐的主要排渣密封形式主要分為濕式排渣和干式排渣。干式排渣的方式一般都需要在排渣連接管加裝織物膨脹節，在長期高溫烘烤下，很容易造成燒毀。金屬三維膨脹節是近年來新出現的一項技術，具有全方向自由膨脹、密封性能良好和耐高溫等特點，是目前干式排渣流化床改善排渣密封情況的較好解決辦法。

鍋爐在啟動時要受熱膨脹，其排渣口與冷渣器入口在垂直和水平方向上都要產生相對位移，所以要求排渣系統連接管要有一定的全方位伸縮能力，同時還要有良好的密封性和耐高溫性能，金屬三維膨脹節有效解決了這些問題。

通過采用金屬三維膨脹節解決下渣管密封問題。首先，金屬三維膨脹節采用分體設計，解決了下渣管膨脹伸縮的問題；其次，金屬三維膨脹節在結合處用耐高溫石棉進行密封，連接方式為法蘭連接，結構設計能同時滿足膨脹位移和密封的要求，起到了良好的密封效果；第三，金屬三維膨脹節為不銹鋼材質，耐高溫效果良好。

3 現場應用情況

2011 年初，同煤大唐熱電公司先在一臺CFB 鍋爐排渣系統上實施了排渣系統改造，經過一段時間試運后，讓我們看到了該項技術應用所帶來的效果，隨后對其余各臺鍋爐的排渣系統進行了改造。通過這一項目的改造，目前已徹底杜絕了排渣系統噴渣現象，保證了排渣系統附近設備的安全，保障了鍋爐安全平穩運行，在一定程度上節約了運行成本，并從根本上解決了生產安全及現場環境污染問題，使鍋爐運行平穩，工作環境干凈整潔。見圖1。

圖1 CFB 鍋爐排渣系統改造前后對比

4 實際應用中存在的問題

由于該種膨脹節全部為不銹鋼材質，所以安裝時對施工單位的工藝和質量有較高要求，需要安裝作業人員有較高業務水平。由于將整個排渣系統改為全密封式，運行以后無法從外部對管內進行疏通，所以要求運行人員保證入爐煤粒度不能過大和鍋爐良好的流化，防止有大塊灰渣進入排渣管造成排渣系統堵塞。一旦發生管內堵渣時，由于是全剛性結構，禁止用敲擊方法疏通，防止結構變形造成卡澀，只能將金屬膨脹節解體后，從內部進行疏通。

使用全金屬三維膨脹節后，排渣系統整體全部為剛性結構。當排渣管因受熱不均或外力影響產生彎曲變形時，下部膨脹節有可能會因產生非線性位移而發生卡澀，影響其正常膨脹，嚴重時可能會使焊口斷裂，造成事故。所以，在日常運行中要對排渣管進行定期檢查，發現有彎曲發生要及時校正。

5 結束語

金屬三維膨脹節具有良好的密封性和耐熱性，能夠很好地解決流化床鍋爐排渣系統的膨脹和噴渣問題。該項技術作為一項新技術，正在被越來越多的相關企業所認同和使用，具有良好的應用前景。