低温高硫腐蚀工况非金属膨胀节泄露原因分析与改进

侯献词 侯献语

【摘要】本文简述了非金属膨胀节的定义及基本特点，以火电厂脱硫膨胀节为例，分析了普通多层膨胀节运行中破裂的原因及处理办法。结合脱硫装置的实际情况，以及故障处理的成功经验，详细阐述了非金属膨胀节在低温高硫腐蚀工况下的应用。

【关键词】非金属膨胀节；腐蚀工况；设计

一、引言

为执行新发布的 GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》，各发電公司在紧锣密鼓地进行脱硫装置的建设或改造。湿法脱硫已成为我国电厂烟气治理的主要工艺，经过脱硫后的烟气，湿度大、腐蚀性强，烟道非金属膨胀节是脱硫装置的一个重要部件，通过吸收热位移来消除烟道系统中的应力，也可起隔振、减振以及吸收烟道安装误差的作用 。由于用户对非金属膨胀节不够重视，加上市场竞相压价造成恶性竞争等原因，烟道非金属膨胀节的质量参差不齐，存在运行中蒙皮破裂、寿命短等问题，可能造成烟道漏风甚至停机。本文以某600MW 机组为例，分析了脱硫装置入口烟道膨胀节故障的原因，并进行了针对性的优化设计。

二、系统与设备概况

（一）概况

某电厂二期工程装机2×600MW国产超临界空冷机组，脱硫系统采用石灰石——石膏湿法、一炉一塔脱硫装置。烟气100%进行脱硫处理。吸收塔入口处烟道外径13000mm×7000mm，烟道间距300.该处设置一个非金属膨胀节，其轴向位移50mm，径向位移50mm。

（二）原膨胀节技术参数

原膨胀节厂家根据设计院技术规范书要求，参照《烟风煤粉管道零部件典型设计手册》及JB/T 12235—2015 非金属补偿器标准，采用D—LD2000—69001～69420中的典型结构，采用Q235钢板经剪、折、制孔、焊接等工序制作框架，中间填充保温棉，保温棉厚度150mm，蒙皮通过螺栓安装在框架上，框架两侧与烟道插入式焊接。如图1所示。

三、故障现象

该机组于2009年5月投产，同年9月出现膨胀节底部蒙皮破损，严重漏烟现象、造成系统压力过低，机组负荷上不去，烟气排放严重超标，被迫停机抢修。

四、故障原因分析

（1）原膨胀节蒙皮选用多种材料，用缝纫机缝合方法将多种材料缝合在一块。蒙皮用金属压条、螺栓与膨胀节框架连接在一起。蒙皮内部材料起增加强度及隔热作用，不耐腐蚀；与腐蚀性液体接触的蒙皮材料表皮是防腐蚀的，背面材料是基层材料，不耐腐蚀。机组运行后烟气中的腐蚀性液体透过缝纫线、螺栓孔、蒙皮接头进入到蒙皮内部，将不耐腐蚀的材料腐蚀掉，烟气随之也窜入到蒙皮内部，使耐腐蚀的表层材料起泡、脱落，加速蒙皮的老化与腐蚀。

（2）原膨胀节框架选用U形结构，膨胀节底部低于烟道平面，运行期间框架内部易积水，保温棉产生溶胀现象，蒙皮不仅承受烟气内压还要额外承受腐蚀性液体的载荷，蒙皮长期处于高应力状态，在腐蚀性液体作用下，蒙皮很快失效、破损。

五、优化方案和运行效果

以优质膨体无碱玻纤布为基层，耐腐蚀橡胶为密封层，经压延、涂覆、高温硫化等工艺制得。各层材料采用热压硫化工艺成为一体式结构，无接头、无缝纫线，杜绝了腐蚀性液体向蒙皮内部的渗漏。各种材料成为一体后，蒙皮的综合使用性能比以前有了大幅度提高，检测数据见表1，使用寿命达到8年以上。

六、结语

一体成型蒙皮作为一种新兴的产品，以优良的耐腐蚀性，耐磨性及抗拉强度高，使用寿命长等优点正逐步取代常规蒙皮，为环保事业做出进一步贡献。

参考文献

[1]JBT 12235—2015，非金属补偿器[S].

[2]华东电力设计院.DLD—2000烟风煤粉管道零部件典型设计手册[M].上海：百家出版社，2005.

[3]FSA—DSJ—402—09，流体密封协会标准[S].