【关键词】循环流化床锅炉;非金属补偿器;电厂烟风道;热膨胀
前言
循环流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用,并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展;国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起,已有上百台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中。但是,火电机组的锅炉烟风道系统金属补偿器破裂以及而引起的烟尘外泄一直困扰着发电厂的运行人员。由于金属膨胀节只能吸收轴向膨胀,对于三维膨胀,就应考虑采用非金属补偿器。而非金属补偿器从国内外CFB锅炉实际应用来看,在吸引烟风管道的热膨胀取得了良好效果。
1、非金属补偿器的使用范围及材质选用
非金属补偿器广泛用于火力发电厂、钢铁厂、石油化工厂、水泥厂及核电厂等排烟脱硫脱硝、除法设备、空气加热、助流鼓风的设备出入口处。本文主要探讨非金属补偿器用于循环流化锅炉的本体及烟风道系统的应用。
2、非金属补偿器材质选用
(1)金属结构材质通常推荐t<400℃,采用Q235-A;400℃(t<450℃时,选用材料10或Q345)。采用其它材质应作为特殊设计。
(2)非金属补偿器工作主体的弹性元件主要是非金属材质。非金属圈带及隔温层材料,根据不同的工作温度,常用玻璃玻璃纤维布、聚四氟乙烯薄膜、复合橡胶玻纤布、硅酸铝纤维棉等多种材料组成(另有橡校材质,此种材质除了在超高温度400℃以上情况下不能使用,其它各种工况均可以替代纤维织物)。不允许使用石棉制品材料制作非金属补偿器。
3、非金属补偿器的优点
非金属补偿器有如下优点:(1)补偿管道的热膨胀,尺寸小,且在尺寸范围内提供相对较大的三维方向的补偿量,且寿命长。(2)由于烟风道安装过程中,系统误差在所难免,非金属补偿器能够较好的消除施工安装产生的误差。(3)消音减振:纤维织物、保温棉本身具有吸声、隔震传递功能,能有少减少锅炉、风机等系统的噪声和振动。(4)连接方式,一般默认为内插焊。无反推力,没有力的传递,避免使用较大的支座或法兰,节省大量的材料和劳动力。(5)适用温度范围高,抗腐蚀性能好。(6)尺寸少,本体质量轻、结构简单、安装检修方便。
4、设计烟风道时,非金属补偿器的应用
(1)送风机由于机械运转,对于进出口风箱处产生较大机械振动,在风箱与管道处安装非金属补偿器,可以良好的吸收风机转动带来的机械振动。
(2)循环流化床锅炉一、二次热风接口,热膨胀量较大,尤其一次热风接口,膨胀量多达到100mm以上。在设计布置热风管道时,在接口附近安装非金属补偿器,可以有效吸收由流化床锅炉本体带来的膨胀。
(3)烟道出口处,烟气温度较高,锅炉本体膨胀量也比较大。通常管道与锅炉的烟道接口为对焊连接,烟道出口处的垂直管道上安装非金属补偿器,可以吸收锅炉本体带来的垂直方向膨胀和水平烟道自身的水平膨胀。
(4)除尘器进出接口,一般由法兰连接。进出口处安装非金属补偿器,可以吸收接口处管道的膨胀及消除接口处的振动。
(5)引风机进出口风箱处安装非金属补偿器,吸收管道自身热膨胀和引风机的机械运转导致风箱的振动。
(6)非金属补偿器还可安装于脱硫装置、脱硝装置等腐蚀性管道上。
5、结束语
金属构件受热后的三维膨胀,导致变形和胀裂,在循环流化床锅炉烟风道系统中必须要考虑。如果不将烟风道处的膨胀量消除,会严重影响锅炉的运行,造成事故发生。我单位工程设计部在嫩江海信热电厂、黑河海澜热电厂、菲律宾塞米拉拉发电厂等项目烟风道设计时,在各个烟风接口附近都选用了非金属补偿器,而取代了常用的金属补偿器,以上项目均以发电并网,且运行良好。今后循环流化床锅炉烟风道设计中,如何在正常位置选用非金属补偿器,优化系统仍是我们工程设计人员学习和讨论的方向。
参考文献
[1]邱智威.循环流化床锅炉的三维膨胀问题及非金属膨胀节的应用.上海:锅炉技术,2000
[2]孙殿成.非金属膨胀节在循环流化床锅炉中的安装.哈尔滨.锅炉制造.2008
[3]烟风煤粉管道零部件典型设计手册 D-LD2000.华东电力设计院.
[4]中小型热电联产工程设计手册.