余熱鍋爐入口煙氣導(dǎo)流板約束裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

季春華

摘 要：在余熱鍋爐的工作過(guò)程當(dāng)中，入口煙道導(dǎo)流板約束設(shè)備經(jīng)常容易產(chǎn)生損壞問(wèn)題。通過(guò)對(duì)某蒸汽聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究，在熱鍋爐的煙道導(dǎo)流板約束設(shè)備上，設(shè)置了角鋼加強(qiáng)型約束裝置，并且優(yōu)化了加強(qiáng)型約束裝置方案，對(duì)局部荷載大小進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和分析，結(jié)合了余熱鍋爐的實(shí)際工作方式，提出了有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：余熱鍋爐；導(dǎo)流板；約束裝置；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.044

通過(guò)對(duì)某生產(chǎn)項(xiàng)目當(dāng)中的燃?xì)馄啓C(jī)，蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究，其中余熱鍋爐的入口煙道當(dāng)中，在工作過(guò)程當(dāng)中的導(dǎo)流板頻繁產(chǎn)生約束裝置損壞，造成了約束裝置支護(hù)體脫落、內(nèi)保護(hù)板破裂，同時(shí)連接的螺栓以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的磨損情況非常明顯，對(duì)發(fā)電廠的整體運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生了不良的影響。所以說(shuō)，對(duì)導(dǎo)流板約束裝置的損壞問(wèn)題進(jìn)行研究和分析，并且在該區(qū)域進(jìn)行有效的性能優(yōu)化，這是發(fā)電廠內(nèi)部所需要關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。

1 余熱鍋爐入口煙氣導(dǎo)流板約束裝置產(chǎn)生損壞的原因

通過(guò)對(duì)余熱鍋爐導(dǎo)流板約束，設(shè)備產(chǎn)生損壞的原因進(jìn)行了分析：首先余熱鍋爐在入口煙道環(huán)節(jié)當(dāng)中的煙氣流速通常可以達(dá)到40m/s，同時(shí)表現(xiàn)出了煙氣流動(dòng)速度不平穩(wěn)的狀態(tài)，導(dǎo)流板在工作過(guò)程當(dāng)中受到速率較高的煙氣反復(fù)沖刷，造成了導(dǎo)流板產(chǎn)生向上的推力，進(jìn)而出現(xiàn)損壞問(wèn)題。其次，因?yàn)闊煹喇?dāng)中導(dǎo)流板在長(zhǎng)度上至少需要設(shè)置1.5米，同時(shí)在高溫的環(huán)境下鋼材的膨脹系數(shù)會(huì)不斷上升，造成了導(dǎo)流板整體受熱膨脹產(chǎn)生形變，支護(hù)板和導(dǎo)流板之間通過(guò)螺栓進(jìn)行連接并且完全固定，二者在受熱過(guò)程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生一定的形變，進(jìn)而相互之間會(huì)形成劇烈的磨擦，造成導(dǎo)流板被嚴(yán)重?fù)p壞。

2 煙氣導(dǎo)流板約束裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

2.1 角鋼加強(qiáng)型約束設(shè)備

通過(guò)對(duì)煙道的主體支板和外部防護(hù)板之間焊接角鋼，這樣可以有效的提高支護(hù)板和保護(hù)板之間的銜接程度，有效降低了支護(hù)板振動(dòng)問(wèn)題的產(chǎn)生。通過(guò)角鋼加強(qiáng)型煙氣導(dǎo)流板的約束設(shè)備使用，可以有效的緩解導(dǎo)流板約束裝置在工作當(dāng)中產(chǎn)生的外界因素影響，具體如圖1所示。

2.2 肋板套筒加強(qiáng)型約束裝置

通過(guò)在煙道的織法和外防護(hù)板之間進(jìn)行內(nèi)板加固，這樣可以有效的提高外置護(hù)板和主板之間的連接程度，有效解決了支護(hù)板損壞以及支護(hù)板松動(dòng)對(duì)內(nèi)防護(hù)板所產(chǎn)生的影響。通過(guò)在外間道螺栓添加螺栓套筒的操作方法，有效預(yù)防了螺栓在工作過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生剪切斷裂的問(wèn)題，立板套筒加強(qiáng)型導(dǎo)流板約束裝置，提高余熱鍋爐入口煙氣部分的工作有效性有著重要的作用。

2.3 合理優(yōu)化加強(qiáng)型約束裝置

通過(guò)在余熱鍋爐入口煙氣部分的外側(cè)進(jìn)行焊接加固，在支護(hù)板的兩端同時(shí)進(jìn)行內(nèi)板安裝，通過(guò)這種操作方法，可以最大限度上保證支護(hù)板和外防護(hù)板之間的穩(wěn)定性，有效解決了支護(hù)板產(chǎn)生損壞或者是松動(dòng)等問(wèn)題。在螺栓外部安裝螺栓套筒可以充分保證螺栓在工作過(guò)程當(dāng)中不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)或者是斷裂，在導(dǎo)流板的兩邊安裝陶瓷纖維氈使用陶瓷纖維磚，可以充分防止紙板對(duì)外壁所產(chǎn)生的磨損問(wèn)題，同時(shí)也對(duì)螺栓的固定起到了有效的防護(hù)效果。

3 煙氣導(dǎo)流板約束裝置性能測(cè)試

3.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，將導(dǎo)流板的約束裝置根據(jù)實(shí)際施工比例1：1來(lái)進(jìn)行制作，通過(guò)尺寸檢驗(yàn)之后符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使用專業(yè)的模具分別將煙道外置護(hù)板和內(nèi)置護(hù)板的4個(gè)邊緣進(jìn)行完全固定，同時(shí)使用微機(jī)控制方法將支護(hù)板的頂端慢慢進(jìn)行壓力施加，通過(guò)電子顯示器游標(biāo)卡尺，對(duì)煙道進(jìn)煙口部分的支護(hù)板進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，觀察支護(hù)板和外支護(hù)板之間是否存在裂縫，或者是內(nèi)板相互之間是否存在擠壓撕裂的情況。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)導(dǎo)流板的結(jié)構(gòu)構(gòu)成、重量大小以及所施加的壓力進(jìn)行了分析和研究，其中單體的約束裝置，在支護(hù)板的頂端所產(chǎn)生的最大荷載壓力為1.175MPa，可以充分滿足該項(xiàng)目生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中導(dǎo)流板約束裝置所要求的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，并且對(duì)已經(jīng)建立起的導(dǎo)流板約束裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)三種不同類型的導(dǎo)流板約束裝置實(shí)驗(yàn)的分析和研究從中可以得出，使用角鋼加固的方法來(lái)進(jìn)行之后，在承載導(dǎo)流板的一端和在逐漸上升的情況下，導(dǎo)流板所產(chǎn)生的位移和形變量也慢慢上升，同時(shí)在支護(hù)板的頂端以及核載能力慢慢增加到0.6MPa的時(shí)候，支護(hù)板和外置護(hù)板產(chǎn)生的焊縫慢慢表現(xiàn)明顯，同時(shí)在內(nèi)置護(hù)板當(dāng)中已經(jīng)存在明顯的擠壓和撕裂的情況。隨著核載壓力的不斷上升，最后支護(hù)板和外保護(hù)板完全脫落，可以看出該支護(hù)方式不能有效的滿足實(shí)際工作要求。

通過(guò)綜合優(yōu)化型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，整個(gè)支護(hù)承載結(jié)構(gòu)以及導(dǎo)流板一端和在不斷上升的狀態(tài)下，產(chǎn)生的位移和形變量也在不斷升高，但是整體的增加量上相比前兩種方案更小，并且在支護(hù)板的一端和在壓力慢慢上升到1.4MPa的時(shí)候，支護(hù)板和外保護(hù)板之間沒(méi)有產(chǎn)生明顯的開(kāi)裂情況，同時(shí)內(nèi)保護(hù)板沒(méi)有出現(xiàn)相互擠壓和撕裂的問(wèn)題，由此可以看出這種方案可以滿足實(shí)際的工作要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)局部荷載實(shí)驗(yàn)，提出了余熱鍋爐在煙氣導(dǎo)流板裝置當(dāng)中的不同優(yōu)化方案，并且做出了有效的分析和對(duì)比，最終選擇出了最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，有效保證了余熱鍋爐的正常穩(wěn)定工作。

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