熱風管道中安裝波紋補償器的必要性

文章來源：http://www.cnsmq.com.cn 發布時間：2020-06-06 瀏覽次數：77

熱風爐熱風管道是高溫高壓管道，在生產制造中常存在以下問題：如熱風主管受熱膨脹，易使熱風圍管平移，熱風支管法蘭錯位，導致管道系統漏風嚴重；熱風出口和三岔口為管路系統的交接點，耐火材料的砌筑不但難度大，難于砌好，而且受溫度膨脹力和鼓風壓力的雙重作用，再加上管道與耐火材料的膨脹量的差異，很容易導致該處砌體裂開、坍塌，使管壁曝露在高溫氣流之中，導致管道局部發紅、彎曲，甚至于管壁發生脆性毀壞或晶界應力腐蝕裂開。為避免上述問題，現在熱風爐設計中運用在熱風出口和三岔口處使用組合磚砌筑；在熱風主管及支管上安裝波紋補償器的辦法收到了顯著成績。

熱風管道的受力情況是較為復雜的．既有溫度膨脹力和溫差應力，又有鼓風壓力和耐火材料之間的摩擦力；既有集中負荷，又有均布載荷，以及周期性的脹縮疲勞應力。熱風主管與支管和圍管、熱風支管與熱風爐殼體之間的聯接均為剛性連接(焊接)，且通常均為垂直連接，其最危險處是熱風出口和三岔口處。就其受力形式而言，既有彎曲應力和拉伸應力，又受剪切應力．其受力方向既有軸向，又有徑向．任意一方的軸向彎曲所產生的軸向力作用于與之連接的另一方均成為徑向力。分析其受力情況，管道接口處的毀壞通常應以彎曲應力為主，拉伸應力為輔。以某高爐移地大修改造的熱風爐設計為例進行計算：在僅考慮溫差應力和鼓風壓力的條件下，當管壁溫度高出安裝溫度75--80℃左右時，接口處的局部最大應力值將超出材料的屈服極限(實際情況可能會因法蘭錯位等吸收部分形變而好些)。

如果再考慮周期性的脹縮疲勞應力，尤其是當管道．選用的必要性砌體損壞，局部管壁處于蠕變或亞蠕變的溫熱風管道的受力情況是較為復雜的．既度條件下工作時，其工作條件更為惡劣．在目前熱風爐的操作條件下，無論如何進行加強，焊縫或管道裂開等事故是難以避免的。由此可見，在現代高爐趨予高風溫．高壓力的操作條件下，為保證熱風管道的安全，運用安裝波紋管補償器以吸收管道因工作溫度變化而產生的彎曲量，是完全必要的。

高爐熱風管系軸向波紋補償器的運用原則：運用的波紋補償器應為帶保溫裝置的，即在波紋補償器的空腔內巖壁填充軟質的隔熱材料，其流體通道運用澆筑、砌筑耐火材料。一般來說主管可運用具有軸向補償能力的波紋補償器，支管則運用既有軸向補償能力又有徑向補償能力的波紋補償器。根據不同的熱風爐自身條件進行計算，并依此現在相應型號。

熱風爐熱風管道系統安裝波紋膨脹節和拉緊裝置后，可以消除因管道受熱膨脹、使熱風圍管平移、熱風支管法蘭錯位等造成的管道嚴重漏風的現象，并可減輕管道最薄弱的環節一熱風出口及三岔口處所承受的溫度膨脹力和鼓風壓力，使該力降低至波紋補償器的形變彈性力(約降低2個數量級)．如果該處再采用組合磚砌筑，保證該處砌體不掉磚、竄風，這樣完全可以保證熱風管道系統的安全、長壽地運行。