組合式金屬波紋管補償器

泰州市亞興波紋管制造有限公司坐落于風景如畫的江蘇省泰州市姜堰區，素有魚米之鄉之稱。是一家專業生產補償器的企業。公司主要生產非金屬補償器、波紋膨脹節、波紋管補償器等產品。公司產品嚴格按照國家標準生產制造，聯系電話：13705268427

送粉管道在燃煤火力發電廠有著舉足輕重的地位，在設計中它的布置、部件選取的好壞將直接影響到電廠的安全、經濟穩定運行和文明生產。由于煤粉與空氣混合物在管道內以20～30m／s的速度流動，管道一方面要承受100～200℃的溫度，另一方面要承受煤粒的高速沖刷，也就是說煤粉管道的工作條件是比較惡劣的。因此煤粉管道有一定的厚度要求（一般為8～10mm），同時隨著電廠鍋爐容量的加大，煤粉管道口徑也越來越大，有Dn200、Dn300、Dn350、Dn450不等。也就是說這種條件下的煤粉管道既有較大的熱膨脹值，又有較大的剛度，而在鍋爐火嘴的聯結處更會受到火嘴熱位移的影響。

這樣一來，設計中送粉管道的布置、支吊、補償等的考慮，顯得尤為重要，而在鍋爐型式已確定，煤倉間、鍋爐房總的布置已確定的情況下，送粉管道的補償就成為施工圖設計中要解決的主要矛盾。

　　在過去小型機組煤粉鍋爐送粉管道的補償上，曾經使用過各種各樣的補償器，有套筒式、鉸接式、多維撓性式以及老的波紋管式。這些補償器應該說在煤粉管道中能起到一定的補償作用，并且過去的應用也較為普遍。但是由于它們結構及材質的原因，使得它們的可靠性、安全性、持久性等一些技術指標都不是很理想，它們的采用使得送粉管道的布置和支吊要麻煩、復雜得多。

象套筒式、鉸接式、多維撓性式補償器，它們的補償原理都是通過2個結合面產生相對位移來吸收管道傳遞過來的熱膨脹，由于有結合面就必然存在間隙，有間隙就難免不產生泄露，即使通過密封材料密封，而密封材料在長期的摩擦和高溫工作條件下也必然會產生磨損，對軟質密封材料不論是石墨還是其他的隔熱材料則會出現碳化、粉末化而失去應有的彈性，從而失去密封作用，有的采用橡膠作密封材料則更容易失去密封效果。因此采用這些補償器的煤粉管道在經過一段時間的運行后（有的一個小修期都不到）會或多或少地產生泄露。

另外，由于密封面的相對位移產生較大的摩擦反力，一方面使管道產生較大的內應力，另一方面對端部接口尤其是燃燒器接口產生很大的推力。隨著火力發電機組容量的增大，尤其是300MW及以上機組日益成為電網中的基本發電機組，它的鍋爐燃燒器接口處熱位移、煤粉管道口徑越來越大，煤粉管道的長度也越來越長。前面講到的那些補償器已明顯不能滿足高參數、大容量機組鍋爐煤粉管道補償的要求了。象我省大多數燃煤火力發電廠煤粉鍋爐燃用的是無煙煤，采用熱風送粉系統，煤粉管道內介質溫度都在250～270℃，這樣的工作條件對補償器的性能提出了更高的要求。因此，在煤粉管道上選用一種理想的補償器成為設計、安裝及用戶的共同心愿。

2　方　案
　　石門電廠在施工圖司令圖設計階段，我們與南京晨光機器廠配合，通過詳盡了解他們廠多維波紋管補償器的性能，結合煤粉管道以及鍋爐本體火嘴熱位移、接口要求等進行了補償性的選擇。該補償器不光有較大的軸向位移、徑向位移補償能力而且具有一定的徑向剛度，可以依據不同的補償、位置要求采用不同的波數、不同的波組數及補償器的長度，同時可以針對不同的剛度要求，采用不同的波壁厚度，采用適當的支吊架間距。

從石門電廠一期工程的條件來看，煤粉管道有20根，管徑為Dn450，鍋爐一次風接口Z大垂直熱位移為287mm，橫向Z大位移為45mm，為了充分利用補償器的優勢，盡量簡化、優化設計，我們采取的方案是：上面3層濃淡分離型火嘴接口，在垂直管道上裝設一組補償器，而靠近火嘴側的管道上不設置任何支吊架，只在遠離火嘴側垂直彎管后設一固定支架，對下面兩層雙通道自穩燃火嘴接口，在水平管段設一補償器，在遠離火嘴端設一固定支架。這種設置方式的優點就是通過補償器將鍋爐火嘴熱位移與管系的熱膨脹截然分開，這樣，固定支架以前的管道位移只需考慮管道自身的熱膨脹即可，而靠近火嘴的補償器則可吸收火嘴的垂直和水平位移，從而也就避免了管系中采用彈簧支吊架，簡化了支吊架型式，只要管系中沒有較大的起伏基本上就只需設置剛性支吊架即可。

　　這種設置情況下濃淡分離型火嘴垂直熱位移通過補償器的軸向變形來吸收，水平熱位移則通過補償器的徑向變形來吸收。而雙通道自穩燃式火嘴處熱位移吸收方式與前者相反。

　　另外，這種補償器還可通過預冷拉或壓縮的方式使補償器在工作情況下處于無變形狀態，亦即補償器的變形發生在常溫條件下，從而保證補償器的Z理想的使用情況和具有Z長的使用壽命。

　　在靠近火嘴的第一個補償器以前的管道上其他補償器的設置，根據管系及熱位移情況基本上可作如圖1、圖2的設置，第2個補償器之后的管道在支吊架的設置上，只需在補償器前后的適當位置設置剛性吊架，有條件的地方設置支架即可滿足安裝的要求。

3　結　論　　
　　石門電廠采用多維波形補償器滿足了補償要求，克服了管道泄露，節省了支吊架耗材，安裝簡單易行，整體布局簡捷明快。在隨后的湘潭發電B廠我們又將此種補償器應用于大交叉煤粉管道的布置安裝設計，給設計帶來了便利，取得了安裝、運行雙重技術經濟效果。在目前進行的益陽電廠一期工程中我們仍將此種補償器運用于煤粉管道和三次風管道中的設計。

　　多維波型補償器對火力發電廠的煤粉管道尤其是中儲制送粉管道的布置設計是一種較為理想的補償器，它沒有任何機械結合面，在補償器產生裂縫或整體損壞之前不會出現泄露。多向補償和剛度的可變性可滿足不同設計要求，非常靈活：當要求剛度小時，可適當增加補償器的波數；當空間不夠時則不增加波數而采用較薄的波壁材料，增加波的層數；當要求徑向（角）補償量較大時則采用2組補償器并適當加大2組補償器的間距。盡管單個補償器的造價略高于老式的補償器，但由于簡化了支吊架的型式，省去了彈簧支吊架，使得管道安裝總的造價不會增加。目前，國內的一些生產廠家對這種補償器的結構又有了改進，并且價格也越來越便宜，因此它對新機組的應用和老機組的技術改造都有很好的經濟效益。