余熱鍋爐入口煙氣導流板約束裝置的結構優(yōu)化研究

季春華

摘 要：在余熱鍋爐的工作過程當中，入口煙道導流板約束設備經常容易產生損壞問題。通過對某蒸汽聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)進行了分析和研究，在熱鍋爐的煙道導流板約束設備上，設置了角鋼加強型約束裝置，并且優(yōu)化了加強型約束裝置方案，對局部荷載大小進行了實驗和分析，結合了余熱鍋爐的實際工作方式，提出了有效的優(yōu)化設計方案。

關鍵詞：余熱鍋爐；導流板；約束裝置；結構優(yōu)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.044

通過對某生產項目當中的燃氣汽輪機，蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)進行了分析和研究，其中余熱鍋爐的入口煙道當中，在工作過程當中的導流板頻繁產生約束裝置損壞，造成了約束裝置支護體脫落、內保護板破裂，同時連接的螺栓以及支護結構的磨損情況非常明顯，對發(fā)電廠的整體運行安全性和穩(wěn)定性產生了不良的影響。所以說，對導流板約束裝置的損壞問題進行研究和分析，并且在該區(qū)域進行有效的性能優(yōu)化，這是發(fā)電廠內部所需要關注的重點問題。

1 余熱鍋爐入口煙氣導流板約束裝置產生損壞的原因

通過對余熱鍋爐導流板約束，設備產生損壞的原因進行了分析：首先余熱鍋爐在入口煙道環(huán)節(jié)當中的煙氣流速通?？梢赃_到40m/s，同時表現(xiàn)出了煙氣流動速度不平穩(wěn)的狀態(tài)，導流板在工作過程當中受到速率較高的煙氣反復沖刷，造成了導流板產生向上的推力，進而出現(xiàn)損壞問題。其次，因為煙道當中導流板在長度上至少需要設置1.5米，同時在高溫的環(huán)境下鋼材的膨脹系數會不斷上升，造成了導流板整體受熱膨脹產生形變，支護板和導流板之間通過螺栓進行連接并且完全固定，二者在受熱過程當中會產生一定的形變，進而相互之間會形成劇烈的磨擦，造成導流板被嚴重損壞。

2 煙氣導流板約束裝置的結構優(yōu)化

2.1 角鋼加強型約束設備

通過對煙道的主體支板和外部防護板之間焊接角鋼，這樣可以有效的提高支護板和保護板之間的銜接程度，有效降低了支護板振動問題的產生。通過角鋼加強型煙氣導流板的約束設備使用，可以有效的緩解導流板約束裝置在工作當中產生的外界因素影響，具體如圖1所示。

2.2 肋板套筒加強型約束裝置

通過在煙道的織法和外防護板之間進行內板加固，這樣可以有效的提高外置護板和主板之間的連接程度，有效解決了支護板損壞以及支護板松動對內防護板所產生的影響。通過在外間道螺栓添加螺栓套筒的操作方法，有效預防了螺栓在工作過程當中產生剪切斷裂的問題，立板套筒加強型導流板約束裝置，提高余熱鍋爐入口煙氣部分的工作有效性有著重要的作用。

2.3 合理優(yōu)化加強型約束裝置

通過在余熱鍋爐入口煙氣部分的外側進行焊接加固，在支護板的兩端同時進行內板安裝，通過這種操作方法，可以最大限度上保證支護板和外防護板之間的穩(wěn)定性，有效解決了支護板產生損壞或者是松動等問題。在螺栓外部安裝螺栓套筒可以充分保證螺栓在工作過程當中不會產生松動或者是斷裂，在導流板的兩邊安裝陶瓷纖維氈使用陶瓷纖維磚，可以充分防止紙板對外壁所產生的磨損問題，同時也對螺栓的固定起到了有效的防護效果。

3 煙氣導流板約束裝置性能測試

3.1 實驗過程

在實驗過程當中，將導流板的約束裝置根據實際施工比例1：1來進行制作，通過尺寸檢驗之后符合實驗設計標準，使用專業(yè)的模具分別將煙道外置護板和內置護板的4個邊緣進行完全固定，同時使用微機控制方法將支護板的頂端慢慢進行壓力施加，通過電子顯示器游標卡尺，對煙道進煙口部分的支護板進行準確的測量，觀察支護板和外支護板之間是否存在裂縫，或者是內板相互之間是否存在擠壓撕裂的情況。

3.2 實驗結果分析

根據導流板的結構構成、重量大小以及所施加的壓力進行了分析和研究，其中單體的約束裝置，在支護板的頂端所產生的最大荷載壓力為1.175MPa，可以充分滿足該項目生產過程當中導流板約束裝置所要求的標準強度，并且對已經建立起的導流板約束裝置進行實驗，通過對三種不同類型的導流板約束裝置實驗的分析和研究從中可以得出，使用角鋼加固的方法來進行之后，在承載導流板的一端和在逐漸上升的情況下，導流板所產生的位移和形變量也慢慢上升，同時在支護板的頂端以及核載能力慢慢增加到0.6MPa的時候，支護板和外置護板產生的焊縫慢慢表現(xiàn)明顯，同時在內置護板當中已經存在明顯的擠壓和撕裂的情況。隨著核載壓力的不斷上升，最后支護板和外保護板完全脫落，可以看出該支護方式不能有效的滿足實際工作要求。

通過綜合優(yōu)化型的結構設計方法，整個支護承載結構以及導流板一端和在不斷上升的狀態(tài)下，產生的位移和形變量也在不斷升高，但是整體的增加量上相比前兩種方案更小，并且在支護板的一端和在壓力慢慢上升到1.4MPa的時候，支護板和外保護板之間沒有產生明顯的開裂情況，同時內保護板沒有出現(xiàn)相互擠壓和撕裂的問題，由此可以看出這種方案可以滿足實際的工作要求。

4 結束語

通過局部荷載實驗，提出了余熱鍋爐在煙氣導流板裝置當中的不同優(yōu)化方案，并且做出了有效的分析和對比，最終選擇出了最優(yōu)的設計方案，有效保證了余熱鍋爐的正常穩(wěn)定工作。

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