返料腿金属膨胀节顺与导灰管碎裂问题分析及处理

郭学茂，李 龙

（太原锅炉集团有限公司，山西 太原 030021）

引言

循环流化床锅炉具有燃料适应性广、环保性能优异、负荷调节范围广、灰渣易于综合利用等优点，因此在世界范围内迅速发展。随着环保要求日益严格，循环流化床锅炉逐渐成为目前最实用和可行的高效低污染燃烧设备之一。

循环流化床锅炉返料系统是锅炉的重要组成元件，它的运行稳定性和返料连续性直接关系锅炉设计性能的实现。返料元件为高温循环灰不断冲刷流动提供了必要的通道，实际生产中，由于膨胀原因导致的返料内部金属结构，如顺灰管和导灰管的损坏会导致锅炉发生非计划停炉，给企业带来重大的经济损失，因此，返料元件的完好无缺是保证循环流化床锅炉返料正常，锅炉连续稳定运行的关键因素之一。

1 用户锅炉运行现状

浙江嵊州新中港某电厂1号炉、山东沂水某热电厂一、二期锅炉，出现返料腿金属膨胀节顺、导灰管碎裂问题（如图1、图2所示）。

图1 顺灰管碎裂

图2 导灰管碎裂

2 原因分析

1）顺、导灰管为铸钢件，金属性能较脆，工作温度900℃左右，因为金属受热后，水平方向的膨胀没有得到很好的解决，出现碎裂现象。

2）顺灰管上缘、导灰管下缘完全被高强度耐磨浇注料包裹，正常运行后温度达到900℃，顺、导灰管受热出现横向膨胀（见图3），受到已经硬化浇注料的挤压，横向膨胀位移无法吸收，导致碎裂。

3）浇注料可沿着顺灰管与膨胀节的间隙（见图3），流入顺灰管与导灰管的缝隙内，导致顺、导灰管相互之间产生作用力而碎裂。

图3 顺、导灰管膨胀受阻（单位：mm）

4）筑炉前需将顺、导灰管固定好，固定形式图纸中并没有设计或说明，如进行了焊接（见下页图4），则直接会影响顺、导灰管热态水平方向的自由膨胀，最后造成碎裂。

图4 支撑错误安装方式（单位：mm）

3 解决办法

1）顺、导灰管埋入浇注料部分缠绕硅酸铝纤维毡，形成膨胀缝，保证热态可以吸收顺、导灰管的膨胀（见下页图5）。

图5 膨胀缝留设方式（单位：mm）

2）图纸中增加顺、导灰管固定装置的设计，支撑板和槽钢与顺、导灰管要求不焊接，只起到支撑作用，支撑板端部与顺灰管留够膨胀距离（见下页图6），保证顺、导灰管可以自由膨胀。

图6 支撑正确安装方式（单位：mm）

3）炉墙图纸中，增加顺灰管与膨胀节之间缝隙的密封结构（见图7），用岩棉塞满或者用胶合板盖住密封，保证浇筑过程中不会有浇注料由此缝隙流入顺、导灰管的间隙内。

图7 顺、导灰管间隙防护（单位：mm）

4 结果验证

其他用户同样的结构按上述优化结构优化后，锅炉运行1年半后停炉检查，返料顺灰管和导灰管未发生开裂现象，锅炉运行稳定性和连续性大幅提高。

5 结论

1）锅炉返料系统运行稳定是保证锅炉长周期连续稳定运行的必要条件之一。

2）返料金属膨胀节很好地解决了返料和炉膛连接的膨胀问题，是目前大部分厂家的成熟结构。

3）通过对返料内部顺灰管和导灰管施工工艺的优化改进，彻底解决了顺灰管和导灰管由于膨用问题导致的开裂和脱落问题，保障了锅炉长周期连续稳定运行[1-2]。