预热器膨胀节使用经验及技术进展

唐新宇

天津中材工程研究中心有限公司（300000）

0 前言

水泥工业的膨胀节是一种连接管道、设备之间，通过主体波纹管的有效变形消除连接原件之间因温度膨胀系数不同导致变形的设备。水泥烧成系统特别是窑尾预热器上装设有大量的膨胀节。膨胀节若是损坏，会造成漏风、电耗煤耗增加等问题。膨胀节一般不设置专门的设备平台，维护难度较大，具有一定的危险性。水泥厂最容易损坏的膨胀节是分解炉与烟室之间的膨胀节，当生料煤粉中硫碱含量较高时，膨胀节非常容易形成结皮。生产中，常用高压水枪清理结皮，但是这样做容易造成膨胀节损坏。因此，提高膨胀节的使用寿命是水泥行业的一项迫切需求。

1 水泥厂膨胀节的一些使用经验

我国水泥厂的烟室分解炉膨胀节，多数设置在分解炉下部椎体低端直径最小处。这样设置的优点是膨胀节直径最小，成本最低；缺点是与烟室距离过近，高压水枪清理结皮时极易造成常温水流高速冲击高温的膨胀节。李海雁[1]将膨胀节的安装位置提升到分解炉下部椎体的中部，并相应扩大膨胀节的尺寸后，大幅度降低了被高压水枪冲刷的概率，膨胀节内部的耐火材料和膨胀节钢板的损坏程度大幅度下降，提高了膨胀节的使用寿命。

为了清理膨胀节内部的结皮，刘强[2]自制烟室分解炉膨胀节，并在膨胀节上设置了捅灰孔，可以有效清理结皮，也不会对膨胀节造成较大的破坏，同时成本较低，简单易行，制作速度较快，但是自制膨胀节由于没有波纹管存在一定漏风问题。黄元太[3]为了解决生产过程中不停窑修复膨胀节的问题，在膨胀节密封板外添加硅酸铝纤维毡强化密封效果，用碳硅镍复合板固定，再用加压板压实，可以大幅度减轻漏风，同时可以在线修复不影响生产，而且工程量较少，施工时间短，降低了安全风险。

2 新型膨胀节开发

新型膨胀节的主要设计思路有两个，一个是尽量减少波纹管破损后的漏风情况；另一个是通过其他方式分担膨胀节的受力。成良军[4]为解决烟室与分解炉缩口的膨胀节波纹管破损后粉尘漏出影响生产的问题，在原有膨胀节外围预支了2层Q235材质的定制圆筒，圆筒之间互相为L型结构，并在圆筒中间压实耐高温纤维棉。这样既保护了膨胀节，也能有效隔热，保证各隔层的高温膨胀，使膨胀节的使用寿命延长。崔恒波[5]为了降低膨胀节的成本，用非金属膨胀节替代金属膨胀节，用玻璃纤维、陶瓷纤维、帆布替代波纹管作为膨胀变形片，降低了成本，延长了使用寿命，还减少了设备重量，并具备在线更换的能力。柳俊林[6]用岩棉板包裹波纹管，在岩棉外增加硅胶板，不仅解决了金属膨胀节在使用几年后逐渐出现破损、漏风、漏料等严重问题，而且安装方便，维修容易，成本低廉，企业的经济效益十分明显。祝志刚[7]增加了强化板、固定环、拉杆来分担波纹管的受力，用硅酸铝纤维棉增强密封效果，工作可靠、性能优良。何秀苗[8]给膨胀节增加了液压驱动装置，通过压力传感器判断压力状态，调整膨胀节的伸缩，大幅度降低传统膨胀节自动伸缩频繁而导致使用寿命下降的缺点，此外还给膨胀节增加导轨限定移动范围。

3 结语

水泥厂目前多在膨胀节外包裹保温与密封材料，改变膨胀节安装位置，设置捅灰孔，以延长膨胀节的使用寿命，降低成本。新的膨胀节设计研究一方面注重保护材料，另一方面减少膨胀节的受力，通过外力减弱膨胀节受力的方式，比较有发展前途。