CN103075602A

CN103075602A - 烟囱膨胀节

Info

Publication number: CN103075602A
Application number: CN2013100453238A
Authority: CN
Inventors: 刘贤祥; 李伟; 孙立新
Original assignee: SHANDONG CITY LONGTAI BELLOWS Co Ltd
Current assignee: SHANDONG CITY LONGTAI BELLOWS Co Ltd
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2013-05-01

Abstract

一种烟囱膨胀节，其技术方案为：一种烟囱膨胀节，包括钢内筒、法兰机架部分、密封圈，密封圈通过法兰机架部分与钢内筒固定连接，所述法兰机架部分包括上锥角法兰、下锥角法兰、上压紧法兰和下压紧法兰及螺栓组件，所述上、下锥角法兰的内圈与所述钢内筒焊接，所述上、下锥角法兰之间通过上、下压紧法兰压装固定有密封圈两端的安装面，所述密封圈两端的安装面分别位于对应的上、下锥角法兰和上、下压紧法兰之间，所述上、下锥角法兰和上下压紧法兰采用向上9°-16°倾斜，所述上、下锥角法兰与所述钢内筒内侧对应焊接处设置有防腐部分。采用本方案能够降低造价成本、缩短工期、方便维护、延长使用寿命。

Description

烟囱膨胀节

技术领域

本发明为一种烟囱膨胀节。

背景技术

随着我国节能减排的推进，湿法脱硫已成为我国电厂烟气治理的主要工艺。经过脱硫后的烟气，湿度大、腐蚀性强，作为独立输送烟气的管道，排烟钢内筒也逐渐在新建电厂中推广使用。目前排烟钢内筒主要有自立式和悬挂式两种类型，其中悬挂式以其整体用钢量少、重量轻、安装费用低等成本优势，在新建火电厂中逐渐开始推广，由于钢内筒本身的热胀冷缩等产生的变形、位移需要膨胀节来吸收，与其配套的膨胀节已成为重要的配套产品。由于该产品直径尺寸一般在7～10米，且安装位置在35米、70米、135米、170米左右的高空位置中，该产品生产难度大，使用位置隐蔽，早期出现问题不易发现。后期发现时已给客户造成较大损失，不停机无法检修。用户已越来越重视该产品的实际使用效果。

1.早期悬挂钢内筒选用的膨胀节主要有以下三种结构形式：

（一）套筒式膨胀节（二）C型钛板膨胀节（三）平压式氟橡胶膨胀节

2.以上三种较早使用的钢内筒膨胀节在安装使用及维护中存在着若干不便，使用效果不好，达不到设计要求：

（一）套筒式膨胀节：该产品结构形式施工较为困难，内部的膨胀节损坏无法直接更换，必须拆除外部的加强圈。同时顶部的密封处无法实行有效的动态密封，该案例为辽宁绥中某电厂。

（二）C型钛板膨胀节：该产品结构形式为C型结构，钛板虽然比较耐腐蚀，在烟囱中广为使用，但其延展性较差，脆性大，只能分段成型，分段焊接，分段组装。由于钛的焊接必须要求气体保护焊接，在弧面及负压气体流动状态下进行大面积的焊接，通常焊接质量很难保证。运行过程当中管道压缩焊缝处容易开裂，使用效果达不到设计要求。该案例为山东济南某电厂。

（三）平压式氟橡胶膨胀节：该膨胀节采用平板带状氟橡胶用螺栓固定在管道的上下两端；当排烟管道受热变形时，氟橡胶板弯曲吸收变形以达到管道的补偿效果。该结构形式在实际使用中存在以下问题：a）法兰底部存在间隙容易造成酸液向下渗漏 b）氟橡胶形成圆环封口时，均采用密封胶密封，该部位厚度增加，密封胶凝固时该部位变硬；当管道变形时，该部位弯曲产生弧线撕扯，成为漏点隐患。c）由于用氟橡胶板围成的圈带为平面结构，当受到变形压缩及排烟筒内负压的影响时，容易向内弯曲，受到内筒向上气流的冲刷，加速其产品的变薄及老化，强度降低。综上所述，该结构形式在实际使用当中其效果并不理想，达不到设计要求。该案例为天津某百万电厂、河北承德双滦区某电厂及山东莱芜某电厂等。

由于目前国内早期投产的悬挂钢内筒存在多种形式，且实际使用情况并不理想，致使电厂在后期扩建或二期续建中，由原悬挂式烟囱改成自立式烟囱，其造价约上浮了35%，根据30万～100万机组，其增加的费用约为500万元～1000万元。如福建鸿山电厂一期采用悬挂式烟囱，由于膨胀节使用效果不好，二期续建时变更为了自立式烟囱，材料比一期原设计增加了约30%。

在此处键入技术领域描述段落。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种烟囱膨胀节的技术方案，采用本方案能够降低造价成本、缩短工期、方便维护、延长使用寿命。

本发明是通过如下技术措施实现的：一种烟囱膨胀节，包括钢内筒、法兰机架部分、密封圈，密封圈通过法兰机架部分与钢内筒固定连接，所述法兰机架部分包括上锥角法兰、下锥角法兰、上压紧法兰和下压紧法兰及螺栓组件，所述上、下锥角法兰的内圈与所述钢内筒焊接，所述上、下锥角法兰之间通过上、下压紧法兰压装固定有密封圈两端的安装面，所述密封圈两端的安装面分别位于对应的上、下锥角法兰和上、下压紧法兰之间，所述上、下锥角法兰和上下压紧法兰的安装面与水平面相比为向上9°-16°倾斜，所述上、下锥角法兰与所述钢内筒内侧对应焊接处设置有防腐部分。

本发明的具体特点还有，上述密封圈的横断面为开口朝外的M形，所述密封圈采用整体硫化成型工艺，厚度为10mm，无接头。

本发明的具体特点还有，上述防腐部分为钢内筒内侧上下端的异型钛贴条，所述异型钛贴条由材质为TA1-1.6的钛板制作成，所述异型钛贴条通过弧线下料切割后，由模具压制成型，所述异型钛贴条的圆弧度及角度与钛钢复合板法兰的设计角度一致。

本发明的具体特点还有，上述法兰机架部分与钢内筒的材质一致，选用同型号的钛钢复合板及钛贴条，防腐方式与钢内筒一致，采用与钢内筒一致的焊接工艺，所述上、下锥形法兰采用锥形卷管机制作，全面贴合钛面。

本发明的有益效果为：密封圈采用上、下锥角法兰、上、下压紧法兰压紧，由于重力缘故，液体只能向筒内渗漏，无法向上向外渗漏，避免了自然渗漏，达到自然密封；密封圈的专用大型模具是通过数控加工中心制作而成的，它可使氟橡胶密封圈在高温高压下整体硫化成型，表面光洁，外形美观，强度高；М形的氟橡胶密封圈外形尺寸及外观形状符合钢内筒预留空间，可以直接放入连接处通过压板固定即可，无接头，安装完毕后即可使用，不需因接口而延长数天的安装时间，采用后撤布置，避免烟气直接冲刷氟橡胶表面，从而延长氟橡胶的使用寿命。

附图说明

图1、图2、图3分别为背景技术中的套筒式膨胀节、C型钛板膨胀节、平压式氟橡胶膨胀节的结构示意图。

图3为本发明具体实施方式的结构示意图。

其中：1、钢内筒，2、异型钛贴条，3、上锥角法兰，4、上压紧法兰，5、螺栓组件，6、密封圈，7、下锥角法兰，8、下压紧法兰，9、安装面。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，对本方案进行阐述。

如附图，一种烟囱膨胀节，包括钢内筒1、法兰机架部分、密封圈6，密封圈6通过法兰机架部分与钢内筒1固定连接，所述法兰机架部分包括上锥角法兰3、下锥角法兰7、上压紧法兰4和下压紧法兰8及螺栓组件5，所述上、下锥角法兰的内圈与所述钢内筒焊接，所述上、下锥角法兰之间通过上、下压紧法兰压装固定有密封圈6两端的安装面9，所述密封圈6两端的安装面9分别位于对应的上锥角法兰、上压紧法兰及下锥角法兰和下压紧法兰之间，所述上、下锥角法兰和上下压紧法兰的安装面与水平面相比为向上9°-16°倾斜，最佳角度是10°或15°倾斜，这种设计防漏水效果好，且容易加工，所述上、下锥角法兰与所述钢内筒内侧对应焊接处设置有防腐部分，防腐部分为钢内筒内侧上下端的异型钛贴条2，所述异型钛贴条2由材质为TA1-1.6的钛板制作成，所述异型钛贴条2通过弧线下料切割后，由模具压制成型，所述异型钛贴条2的圆弧度及角度与钛钢复合板法兰的设计角度一致。

其中，密封圈6的横断面为开口朝外的M形，所述密封圈6采用整体硫化成型工艺，厚度为10mm，无接头。法兰机架部分与钢内筒1的材质一致，选用同型号的钛钢复合板及钛贴条，防腐方式与钢内筒一致，采用与钢内筒一致的焊接工艺，所述上、下锥形法兰采用锥形卷管机制作，全面贴合钛面。

本发明主要有以下几个特点：

① 补偿量大

氟橡胶密封圈采用М型结构，不但可以自动密封上下法兰面作为密封材料使用，同时还能吸收来自于烟囱钢内筒因受热产生的轴向和径向的位移。如以直径DN7800mm，高度L=550mm的钢内筒为例，在烟囱正常工作状态下(烟气温度约150℃)，可吸收轴向-70㎜— +30㎜、径向±26㎜；当运行设备出现故障，烟囱内的烟气温度达到约250℃极端工况温度时，氟橡胶密封圈可利用自身的拉伸变形，其补偿量可达到正常工作状态下的补偿量的3倍。

② 无接头

氟橡胶密封圈采用整体硫化成型工艺，厚度10mm，无接头，无需现场粘接，从而避免了膨胀节因工作时发生变形造成粘接位置开裂渗漏的可能性，同时避免了因粘接位置重叠变厚而影响补偿量的问题。

③ 密封圈法兰处的密封

上、下锥角法兰和上下压紧法兰均采用向上10°或15°倾斜，由于重力缘故，液体只能向筒内渗漏，无法向上向外渗漏，避免了自然渗漏，达到自然密封。

④ 外形美观，使用寿命长

密封圈的专用大型模具是通过数控加工中心制作而成的，它可使氟橡胶密封圈在高温高压下整体硫化成型，表面光洁，外形美观，强度高。М形的氟橡胶密封圈采用后撤布置，避免烟气直接冲刷氟橡胶表面，从而延长氟橡胶的使用寿命。

⑤ 安装、检修方便

氟橡胶膨胀节整体硫化成型，外形尺寸及外观形状符合钢内筒预留空间，可以直接放入连接处通过压板固定即可。无接头，安装完毕后即可使用，不需因接口而延长数天的安装时间。

推广本发明可带来巨大的社会效益，我国每年要新建30家左右30万千瓦以上的大型火力发电厂，如果每家电厂都采用悬挂式烟囱钢内筒，其烟囱的工程造价将节约500～1000万元。如果加上全国每年新建的上百家30万千瓦以下的中小型火电厂，其每年可为电力行业累计节约3～5亿元。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种烟囱膨胀节，包括钢内筒、法兰机架部分、密封圈，密封圈通过法兰机架部分与钢内筒固定连接，其特征是，所述法兰机架部分包括上锥角法兰、下锥角法兰、上压紧法兰和下压紧法兰及螺栓组件，所述上、下锥角法兰的内圈与所述钢内筒焊接，所述上、下锥角法兰之间通过上、下压紧法兰压装固定有密封圈两端的安装面，所述密封圈两端的安装面分别位于对应的上、下锥角法兰和上、下压紧法兰之间，所述上、下锥角法兰和上下压紧法兰的安装面与水平面相比为向上9°-16°倾斜，所述上、下锥角法兰与所述钢内筒内侧对应焊接处设置有防腐部分。

2.根据权利要求1所述的烟囱膨胀节，其特征是，所述密封圈的横断面为开口朝外的M形，所述密封圈采用整体硫化成型工艺，厚度为10mm，无接头。

3.根据权利要求1或2所述的烟囱膨胀节，其特征是，所述防腐部分为钢内筒内侧上下端的异型钛贴条，所述异型钛贴条由材质为TA1-1.6的钛板制作成，所述异型钛贴条通过弧线下料切割后，由模具压制成型，所述异型钛贴条的圆弧度及角度与钛钢复合板法兰的设计角度一致。

4.根据权利要求1或2所述的烟囱膨胀节，其特征是，所述法兰机架部分与钢内筒的材质一致，选用同型号的钛钢复合板及钛贴条，防腐方式与钢内筒一致，采用与钢内筒一致的焊接工艺，所述上、下锥形法兰采用锥形卷管机制作，全面贴合钛面。