干熄焦锅炉膨胀节问题分析及处理方法

周光林

摘 要：在我国干熄焦锅炉的应用是比较广泛的，普遍应用于工业当中，但是干熄焦锅炉在使用的过程中经常会出现膨胀节的问题，出现这样的问题严重影响了干熄焦锅炉的使用效率。在这样的情况下，为了保证工业的发展就必须首先解决干熄焦锅炉膨胀节的问题。本文首先分析了干熄焦锅炉膨胀节压缩不均匀以及省煤器上部H型钢出现裂纹的主要原因，然后从设备、施工以及运行等方面提出了解决措施，具体内容如下。

关键词：干熄焦锅炉；膨胀；问题分析；处理方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.056

1 引言

根据实际情况，可以发现通常情况下干熄焦锅炉膨胀节的形状是长方形的，材料是金属材料。被安装在干熄焦锅炉鳍片管蒸发器下过渡烟道与省煤器之间的位置，它的主要作用就是通过吸收热胀冷缩的原理，从而实现锅炉的本体发生适当的位移。邯钢焦化厂2#干熄焦配置了一台140t/h干熄焦装置，配套设有干熄焦锅炉1台，这台锅炉采用自然循环和强制循环两种循环方式，以下是这台锅炉的具体参数。

2 该厂干熄焦锅炉的具体参数

一般情况下锅炉的额定蒸发量是60t/h，在工作当中最大的蒸发量会达到75t/h；一般的额定蒸汽压力：3.9MPa；额定蒸汽温度： 450±5℃；锅炉给水温度： 104℃；锅炉入口处循环气体量为80000m3/ h，最大工况为100000m3/ h；锅炉入口处循环气体温度： 850 ～ 960℃ （ 锅炉额定蒸发量计算按 880℃ ）；锅炉出口处循环气体温度： 160 ～ 180℃ （ 锅炉额定蒸发量计算按 165℃ ）。这台干熄焦锅炉于2015年8月投入运行，在运行了24个月之后发现锅炉出现问题，其中膨胀节不均匀的问题表现的比较突出，具体表现为四周转角出现了挤压变形，同时省煤器的上半部分H型钢部位出现了裂纹。当然，其它相同规模的干熄焦锅炉也出现过这样的情况，为了尽量避免这种问题带来的影响，有必要对这些问题进行分析探究，从而找出有效的解决方法。在这样的大背景下，笔者以该厂干熄焦锅炉出现裂纹的原因进行了详细的学习，并根据自身多年的工作经验针对这些问题提出了相应的解决措施。

3 干熄焦锅炉出现膨胀节问题的原因分析

3.1 挤压变形原因分析

众所周知，干熄焦锅炉的主要材料就是不锈钢，因为不锈钢具有比较好的柔性，因此，在纵缝焊接的地方需要格外注意。在这样的情况下，它的强度也是各不相同的，所以，由此而导致的压缩也并不是在同一时间发生的，而是在不同的时间发生的。不可避免的一个问题就是，干熄焦锅炉的膨胀节口径比较大，那么锅炉本体就容易受到热胀冷缩的影响而导致四个角受到比较大的力，从而出现干熄焦锅炉膨胀节的四个角出现向内收缩的现象。

3.2 H 型钢出现裂纹的原因分析

省煤器墙板的上端是H型钢，H型钢是干熄焦锅炉的重要组成部分，起着非常重要的作用。其主要作用就是提高省煤器的密封度与刚度。因此，H型钢出现裂纹就需要从两个方面进行分析，从内应力与外应力两个方面进行分析。其中，内应力是由于墙板内外两侧的温差太大导致热膨胀而形成的。而外应力则是由于膨胀节的膨胀量超出了规定范围内的膨胀量。接下来将详细对内应力与外应力进行分析。

3.2.1 内应力分析

由于内应力造成的裂纹通常是在过渡烟道的部位出现，该部分烟气温度大约为 360℃。内侧金属壁的温度和烟气的温度是一样的，而外侧金属壁的温度相对来说比较低，一般情况下保持在 200℃左右，这样，金属壁的内外温差就会在 160℃左右，这样就会导致内外出现膨胀差。此时，热应力形成的弯曲变形就会出现扭矩，导致H型钢受力过大，超出承载范围，进而出现裂纹。

3.2.2 外应力分析

邯钢焦化厂的锅炉采用的是整体悬吊的结构，这样，锅炉就会以汽包平台大板梁为膨胀零点自由向下膨胀。膨胀节作用在裂纹截面的力主要是自身重力，没有达到膨胀节最大允许位移，所以外力并不是 H 型钢出现裂纹的原因。

总之，在分析干熄焦锅炉出现膨胀节的问题，必须分析全面，只有这样才能更好地解决问题。

4 具体解决方法

第一，设备选择。如果干熄焦锅炉膨胀节比较严重，会出现变形或者破裂，这时就需要对设备进行局部的维修，如果维修不好就需要进行更换。

第二，施工过程中。在施工的过程中需要按照规定进行严格操作，锅炉停炉后需要对H 型钢进行焊接操作，同时还需要增加省煤器墙板和膨胀节之间的保温层。

第三，运行过程中。干熄焦锅炉在运行的过程中负荷必须保持在 60% ～100% 之间，只有这样才可以安全运行。

5 结束语

通过對干熄焦锅炉出现膨胀节的问题进行了分析发现，由于干熄焦锅炉的构造问题，膨胀节的受力是不均匀的，由上文可知干熄焦锅炉膨胀了受力不均匀，干熄焦锅炉膨胀节的四个角就会出现变形，向内挤压。这样不仅仅影响了干熄焦锅炉的美观，最重要的是严重影响了锅炉的使用功能。所以，如果变形太严重，就需要考虑进行维修或者更换。还需要注意的一点就是，锅炉的内外壁温差比较大，温差比较大是由于省煤器墙板上端面没有敷设保温材料造成的。锅炉内外壁温差大，内应力就会比较大，在这种情况下，H型钢就会出现裂纹。要想解决这个问题，就需要全面考虑，不仅在施工前对锅炉进行检查，在施工的过程中也需要检查，并且还需要敷设保温墙。最重要的一点就是，在运行的过程中。要尽量避免干熄焦超负荷或者低负荷运行。

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