返料腿金屬膨脹節順與導灰管碎裂問題分析及處理

郭學茂，李 龍

（太原鍋爐集團有限公司，山西 太原 030021）

引言

循環流化床鍋爐具有燃料適應性廣、環保性能優異、負荷調節范圍廣、灰渣易于綜合利用等優點，因此在世界范圍內迅速發展。隨著環保要求日益嚴格，循環流化床鍋爐逐漸成為目前最實用和可行的高效低污染燃燒設備之一。

循環流化床鍋爐返料系統是鍋爐的重要組成元件，它的運行穩定性和返料連續性直接關系鍋爐設計性能的實現。返料元件為高溫循環灰不斷沖刷流動提供了必要的通道，實際生產中，由于膨脹原因導致的返料內部金屬結構，如順灰管和導灰管的損壞會導致鍋爐發生非計劃停爐，給企業帶來重大的經濟損失，因此，返料元件的完好無缺是保證循環流化床鍋爐返料正常，鍋爐連續穩定運行的關鍵因素之一。

1 用戶鍋爐運行現狀

浙江嵊州新中港某電廠1號爐、山東沂水某熱電廠一、二期鍋爐，出現返料腿金屬膨脹節順、導灰管碎裂問題（如圖1、圖2所示）。

圖1 順灰管碎裂

圖2 導灰管碎裂

2 原因分析

1）順、導灰管為鑄鋼件，金屬性能較脆，工作溫度900℃左右，因為金屬受熱后，水平方向的膨脹沒有得到很好的解決，出現碎裂現象。

2）順灰管上緣、導灰管下緣完全被高強度耐磨澆注料包裹，正常運行后溫度達到900℃，順、導灰管受熱出現橫向膨脹（見圖3），受到已經硬化澆注料的擠壓，橫向膨脹位移無法吸收，導致碎裂。

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

圖3 順、導灰管膨脹受阻（單位：mm）

4）筑爐前需將順、導灰管固定好，固定形式圖紙中并沒有設計或說明，如進行了焊接（見下頁圖4），則直接會影響順、導灰管熱態水平方向的自由膨脹，最后造成碎裂。

圖4 支撐錯誤安裝方式（單位：mm）

3 解決辦法

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

圖5 膨脹縫留設方式（單位：mm）

2）圖紙中增加順、導灰管固定裝置的設計，支撐板和槽鋼與順、導灰管要求不焊接，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之間縫隙的密封結構（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有澆注料由此縫隙流入順、導灰管的間隙內。

圖7 順、導灰管間隙防護（單位：mm）

4 結果驗證

其他用戶同樣的結構按上述優化結構優化后，鍋爐運行1年半后停爐檢查，返料順灰管和導灰管未發生開裂現象，鍋爐運行穩定性和連續性大幅提高。

5 結論

1）鍋爐返料系統運行穩定是保證鍋爐長周期連續穩定運行的必要條件之一。

2）返料金屬膨脹節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構。

3）通過對返料內部順灰管和導灰管施工工藝的優化改進，徹底解決了順灰管和導灰管由于膨用問題導致的開裂和脫落問題，保障了鍋爐長周期連續穩定運行[1-2]。