【关键词】 膜式内冷高温炉烟管道水冷式非金属补偿器 水冷管 隔热层 

　　1 膜式内冷高温炉烟管道水冷式非金属补偿器开发的背景 

　　众所周知在使用褐煤的发电厂中，由于燃烧制粉系统采用风扇磨直吹式系统，从褐煤锅炉抽烟口至风扇磨煤机入口的管道要承受较高温度，其最高温度可达1100℃。在这种情况下，管道上经常采用整体材质为310S或者304L甚至进口耐高温材料制造，并设置相同材质的金属补偿器来补偿管道及设备位移。由于金属补偿器的补偿能力远低于非金属补偿器，常常为了满足高温管道的较大补偿量而不得不增大金属补偿器的外形尺寸，同时为了避免金属补偿器产生较大的推力作用在设备上，需要在金属补偿器的两端设置较多的支吊架，对整个管系布局提出了较高的要求，也大大增加了工程造价。而且由于金属补偿器的弹性力及管道的内压推力较大，加之制造这些金属补偿器的材料在高温环境下的许用应力又较小，金属补偿器常常在应力集中的部件上容易出现很多问题。从而导致高温管道上的金属补偿器破坏事故频发，造成补偿器的整体破坏，带来极大的经济损失和材料的浪费。因此高温管道领域急需一种能够替代金属补偿器的新型产品。 

　　在此背景下，我厂结合自身生产制造经验研制开发出膜式内冷高温炉烟管道水冷式非金属补偿器，并取得成功。 

　　2 膜式内冷高温炉烟管道水冷式非金属补偿器开发的思路 

　　非金属补偿器作为热补偿及减震设备，具有安装简单、对设备推力小、节省空间等优点。但同时非金属补偿器密封层采用非金属材料如硅、氟橡胶等制造的原因，这样非金属补偿器就会成为管道中的薄弱环节。尤其使用在介质温度为850℃以上的高温环境中时，非金属补偿器常因为其结构、非金属材料和绝热层的设计等原因难以满足这种高温环境的使用要求。 

　　膜式内冷高温炉烟管道水冷式非金属补偿器的开发整体思路是在背撑法兰处加装水冷管，采用水冷却补偿器的框架及蒙皮部分，同时隔热材料采用绝热模块与隔热枕相结合使用的方式。通过这种方式保证了非金属补偿器在工作状态下，不会发生高温烟气通过非金属补偿器隔热材料的缝隙作用在蒙皮上，使蒙皮发生破坏的情况。 

　　3 膜式内冷高温炉烟管道水冷式非金属补偿器开发的具体内容及创新点 

　　3.1 隔热层的改进 

　　普通非金属补偿器内部填充都是采用不锈钢丝网或者耐高温布包裹绝热材料填充的方式，经实践检验证明这种填充方式效果不好。我们通过反复试验论证后，最终采取设置隔热枕及绝热模块组合的方式代替原有填充方式的措施，实现了防止高温烟气通过缝隙传导作用到蒙皮上的目地，大大延长了非金属补偿器蒙皮的使用寿命。 

　　绝热模块采用耐高温陶瓷纤维针刺毯按照设计尺寸沿轴向往复折叠后压制而成，具有100%的回弹系数。在绝热模块圆周之间采用折叠后压制的补偿毯填充，这种结构使非金属补偿器的内部结构更加紧密，发生压缩位移再拉伸后不会出现任何缝隙，杜绝了以往高温烟气通过隔热层的缝隙直接吹扫蒙皮的情况。隔热枕材料为耐高温陶瓷纤维针刺毯，裁成一定的长度缠绕在绝热模块与导流筒之间及绝热模块与蒙皮之间，起到了双保险的作用。 

　　3.2 框架隔热方式的改进 

　　普通非金属补偿器采用压板和螺栓直接将蒙皮密封在背撑法兰上，高温烟气可通过背撑法兰直接传导到蒙皮上，造成蒙皮的烧损；同时普通非金属补偿器密封挡板采用分体结构，在圆周上布置几块起限制径向位移超限的挡板，高温烟气通过密封挡板之间的空隙也可以直接作用到蒙皮上，造成蒙皮的烧损。鉴于以上两点我们改进了框架的设计，通过在蒙皮与背撑法兰之间添加陶瓷纤维纸及陶瓷纤维布制成的绝热垫片，很好的降低了高温烟气通过金属结构件传导到蒙皮上的热量；同时密封挡板采用整体焊接设计，防止高温烟气通过密封挡板的缝隙作用到蒙皮上，提高金属补偿器蒙皮的使用寿命。 

　　3.3 加装水冷管 

　　为了降低造价，在原有高温炉烟非金属补偿器的背撑法兰处加装水冷管，采用水冷却的方式降低框架及蒙皮上的温度，经过系统验算，各项参数均能保证膜式内冷高温炉烟管道水冷式非金属补偿器在高温炉烟管道上的正常使用，并且背撑法兰材料由不锈钢变成Q235普通碳钢，提高了补偿器的使用寿命。经过多次试验，改进了部分加工工艺，并最终确定了对导流筒部分进行开槽加工的方法，解决了热应力对导流管与水冷管的焊接部分的损坏问题。 

　　4 结语 

　　针对燃烧褐煤的高温炉烟管道我厂开发的的高温炉烟管道非金属补偿器在九台电厂、海拉尔电厂、双辽电厂等电厂的高温炉烟管道运行至今，受到用户的一致好评，加装水冷装置后，不但提高了补偿器安全性能也降低了补偿器的综合造价，提高了高温炉烟管道的使用寿命。 

　　参考文献： 

　　[1]GB 150.1～150.4-2011《压力容器》. 

　　[2]TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》. 

　　[3]Q/LYD 01-2009《织物补偿器》.