脫硝脫硫用膨脹節(jié)介紹

1、脫硫脫硝用非金屬膨脹節(jié)非金屬蒙皮又叫圈帶、非金屬織物圈帶等名稱，主要有多層軟質(zhì)材料制造，具有耐溫范圍寬、耐高低、耐腐蝕能力強、阻燃性能好、吸音減震、柔韌性好等 眾多優(yōu)點。與傳統(tǒng)金屬波紋管相比，它避免了連接產(chǎn)生的硬性力傳遞，消除了管路振動，解決了通風(fēng)機熱脹冷縮的補償量得問題及金屬件難以避免的位偏移。并能在意外事故中起到對風(fēng)機的保護(hù)作用，是脫硫脫硝系統(tǒng)中應(yīng)用最多的膨脹節(jié)。一，非金屬織物蒙皮的優(yōu)點1、補償膨脹：可以補償多方向，大大優(yōu)于只能單式補償?shù)慕饘傺a償器。2、補償安裝誤差，由于管道聯(lián)接過程中，系統(tǒng)誤差在所難免，纖維補償器較好的消除安裝安裝誤差。3、消聲隔振：纖維織物、保濕棉本身具有吸聲、隔振功能

2、，能有效地減少鍋爐、風(fēng)機等系統(tǒng)的噪聲和振動。4、無反推力：由于主體材料為纖維織物、無力的傳遞。用纖維補償器可簡化設(shè)計、避免使用大的支座，節(jié)省大量的材料和勞動力。5、良好的耐高溫、耐腐蝕性：使用的氟塑料、有機硅材料較好的耐高溫和耐腐蝕性能。6、密封性好：有比較完善的生產(chǎn)裝配系統(tǒng)，纖維補償器基本無泄漏。7、體輕、結(jié)構(gòu)簡單、安裝維修方便。8、價格低于金屬補償器，質(zhì)量優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品。價格是進(jìn)口產(chǎn)品的1/2-1/5 o9、尺寸任意性，不受管道口徑大小限制，任何截面尺寸都可以加工。二，非金屬補償器參數(shù)表：名稱織物厚度2-10MM拉伸強度15Pa補償量50-300MM工作壓力0.3MPa耐熱溫度50 C -3

3、00 c伸縮性10%密封性N/50mm3300使用壽命10年抗震性耐酸性耐堿性阻燃性耐老化性,非金屬膨脹節(jié)應(yīng)用范圍：?燃?xì)廨啓C排氣管道，風(fēng)機進(jìn)出口?脫硫系統(tǒng)，脫硝系統(tǒng)?各種工業(yè)的煙風(fēng)道、排氣系統(tǒng)脫硫脫硝非金屬膨脹節(jié)常用結(jié)構(gòu)型式:?燃煤鍋爐、循環(huán)硫化床鍋爐以及余熱鍋爐的煙風(fēng)道?水泥廠爐窯系統(tǒng)四.非金屬膨脹節(jié)常用的六種結(jié)構(gòu)型式吸收塔進(jìn)出口非金屬膨脹節(jié)帶排水口結(jié)構(gòu)型式:結(jié)構(gòu)圖一五.非金屬膨脹節(jié)技術(shù)參數(shù)補償段長度（h/mm ）100200250軸向位移-30 +15-50 +20 -75+30補償量 （x/mm ）橫向位移101525(y/mm )300-85+3630脫硫脫硝用金屬膨脹節(jié)一，概述由于

4、非金屬膨脹節(jié)具有以上諸多特點，脫硫脫硝系統(tǒng)中廣泛使用的是非金 屬補償器，但也有它的缺陷，就是承壓低，密封性能差，高溫下蒙皮容易老化， 經(jīng)常維修，壽命短等。為了減少維修量，提高系統(tǒng)壽命，越來越多的專家業(yè)內(nèi)人 士通過改用金屬補償器代替非金屬補償器。矩形金屬膨脹節(jié)是由一個或多個矩形波紋管及端部接管組成的矩形撓性 元件，廣泛用于矩形截面的管道或設(shè)備上，用來吸收由于熱脹冷縮等原因引起的 管道或設(shè)備尺寸的變化。脫硫脫硝是一個復(fù)雜的工藝，主要是將燃煤煙氣中的SO2和Nox通過不 同工藝從煙氣中脫掉，兩種產(chǎn)物遇到水蒸汽后將產(chǎn)生大量的硫酸和硝酸，另外還S2-和CL-等。這些成分的存在對不銹鋼波紋管產(chǎn)生點腐蝕、晶

5、間腐蝕和應(yīng)力腐 蝕等。這將對金屬波紋管的選材又是一個考驗，脫硫塔系統(tǒng)中300系列不銹鋼很難滿足這個工況使用要求，必須經(jīng)過特殊工藝處理或者使用特殊材料。二，結(jié)構(gòu)分類1,根據(jù)波形可分為U型和V型，V型波紋管波高、波距、壁厚等波形參數(shù)相 對固定，如美國CE公司標(biāo)準(zhǔn)的CE波紋管理，包括CE全高波紋管（代號CEQ）、 CE半高波紋管（代號CEB）;日本三菱重工標(biāo)準(zhǔn)的AT80波紋管等。常用的U型 波紋管波高、波距、壁厚等波形參數(shù)可根據(jù)需要靈活設(shè)計，如美國 EJMA標(biāo)準(zhǔn) 的U型波紋管，GB/T12777標(biāo)準(zhǔn)U型波紋管和其他U型波紋管。波型結(jié)構(gòu)見下圖:U型波V型波2,矩形金屬膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)上可分為單式軸向型和復(fù)式

6、自由型，如圖 1和圖2單式結(jié)構(gòu)以吸收軸向位移為主，也可以吸收少量的徑向位移，當(dāng)軸向和徑向位移都很大的情況下，就要考慮復(fù)式自由型結(jié)構(gòu)了。復(fù)式自由型有兩個矩形波紋管，可以同時吸收較大的軸向軸向/徑向位移；這樣使得復(fù)式結(jié)構(gòu)做得很長,有時候考慮運輸、現(xiàn)場安裝的方便性，大尺寸的復(fù)式自由型產(chǎn)品可以通過兩件單式軸向型產(chǎn)品、以及中間管道現(xiàn)場組裝而成。當(dāng)復(fù)式自由型產(chǎn)品中間矩形管道重量較重時，通常設(shè)計有錢鏈滑槽結(jié)構(gòu)將中間接管重量傳遞到端部接管上，進(jìn)而傳圖1 ,單式結(jié)構(gòu)圖2 ,復(fù)式結(jié)構(gòu)遞給與產(chǎn)品相鄰的支架或者設(shè)備上，以降低矩形波紋管工作應(yīng)力，簡化管道支吊 架布置。3,矩形波紋管的拐角通常有單斜角接角、 折疊角、雙斜

7、角、圓角等，如圖所示： 相對來說，單斜角、折疊角、雙斜角由直段裁割而成，易于制造，但由于結(jié)構(gòu)突 變及焊縫的影響，應(yīng)力集中較明顯。圓角結(jié)構(gòu)由直段盤彎而成，應(yīng)力集中的影響 大降低，但制造難度較大，受制于圓角轉(zhuǎn)彎半徑的限制，矩形管道尺寸也不能過 小。圖3,單斜角圖4,雙斜角圖5,折疊角圖6,圓角三，材料選擇矩形波紋管的材料選擇可以參考圓形波紋管選材的要求進(jìn)行，由于設(shè)計壓力較低，在延伸率、耐溫性能、耐蝕性能滿足要求時，也可以選擇碳碳鋼材料。實際應(yīng)用中，常用矩形波紋管材料包括：碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T700 ,優(yōu)質(zhì)碳素鋼GB/T699 ,耐候結(jié)構(gòu)鋼GB/T4171 ,雙相鋼GB/T20878 ,奧氏體不銹鋼G

8、B/T3280、GB/T4237 ,耐蝕合金鋼 YB/T5354等。脫硝系統(tǒng)中最常用的材料為耐候結(jié)構(gòu)鋼和奧氏體不銹鋼。脫硫系統(tǒng)中波紋管選材比較復(fù)雜，由于介質(zhì)的特殊性，普通奧氏體不銹鋼基本不能滿足使用要求， 通常選用耐蝕合金鋼材料或者 其他材料經(jīng)過特殊工藝處理。 -h _ _ 工 i_ 適用材料，UNS(EN).工一 此一 . E.I. M L 11VH_(1)奧氏體不銹鋼:S3xxxx(L43xx 至 L49xx)(2)特殊鍥-鋁合金：N08800(L4876)(3)耐熱耐蝕鍥合金：N08810(1.4958)、N06600(2.4816)、N04400(2.4360)、N08811(1.49

9、49)耐蝕銀-鋁-鋁合金 N06455(2.4610)、N10276(2.4819)、 N08825(2J858) j wi I ,. 一一 -,一_ _1M1tMM .Mil . _ J _ _高強度銀-銘合金：N06625(2.4856)脫硫系統(tǒng)材料選用表四，矩形補償器選型和設(shè)計矩形金屬補償器常用于設(shè)計壓力小于等于 0.05Mpa的低壓管道，產(chǎn)品內(nèi)部 設(shè)計后耐溫可達(dá)1200 C,介質(zhì)多為熱空氣、煙氣(有時含粉塵、SO2等)，可吸收軸向/徑向/角向位移，廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石化、水泥等行業(yè)煙道、風(fēng) 道，煙氣脫硫、脫硝、電除塵、循環(huán)流化床鍋爐等管道系統(tǒng)上，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要有 GB/T12777、

10、EJMA、D-DL2000 等。1 , 波紋管的設(shè)計矩形金屬補償器設(shè)計壓力較低，所以主要是矩形波紋管的設(shè)計，其余端部矩形接 管和結(jié)構(gòu)件的設(shè)計相對較簡單，但是設(shè)計壓力較高時應(yīng)引起重視， 對其強度、剛 度進(jìn)行校核。矩形波紋管的運行安全主要受位移、拐角處應(yīng)力集中、腐蝕、高溫 等因素影響較大，技術(shù)設(shè)計應(yīng)從材料選擇、設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計和管道支吊架設(shè) 計綜合考慮。材料選擇上述已經(jīng)詳述，這里重點講述波紋管的設(shè)計計算。矩形波紋管位移、力、力矩設(shè)計與圓形金屬波紋管相同，符號含義與, 相同。不同之處在于須用 Ll和Ls （長邊和短邊的平均長度）代替Dm（平均直徑）。位移公式矩形波紋管可以吸收軸向位移、角位移、徑向

11、位移，以及由它們?nèi)我饨M合而成的 位移。圖7,復(fù)式延長邊復(fù)式波紋管發(fā)生橫向位移時，單波當(dāng)量軸向位移3L) l + *beiIN圖8,單式延短邊0L4N圖9,復(fù)式延短邊2NLb l+3(r/Ab)2 (A*x/2)圖10,當(dāng)橫向位移與矩形長邊平行時l + */A h!2NL” l + 3(r4 (Z* x/2)圖ii,單式波紋管發(fā)生橫向位移時，單波當(dāng)量軸向位移圖12,當(dāng)橫向位移與矩形長邊平行時圖13,當(dāng)橫向位移與矩形短邊平行時組合位移確定矩形波紋管的單波總當(dāng)量軸向位移的方法與圓形波紋管有所不同。在矩形波紋管中，最大的總當(dāng)量軸向位移發(fā)生在波紋管元件的角點上，它等于沿著長邊和短邊兩個方向的橫向位移和角

12、向位移在角點所產(chǎn)生的當(dāng)量軸向位移的代 數(shù)各。在這里，沿長邊和沿短邊的位移所產(chǎn)生的單波當(dāng)量軸向位移是分別計算的， 然后用以下公式將分別計算出的位移結(jié)合在一起，用以確定總當(dāng)量軸向壓縮或者總當(dāng)量軸向伸長。繪二 ey|+2ys+%+%s+k軸向位移為壓縮軸向位移為伸長式中x默認(rèn)為軸向壓縮，位移yl和0所在平面與位移ys和9s所在平面互相垂直；如果x為軸向伸長，則就改變lexl前面的正負(fù)號。對波紋管進(jìn)行設(shè)計，必須保證各種作用引起的單波當(dāng)量總位移不得超過額定位移量，即4（計算值）W備（額定值）（最大值）/（計算值）W最（額定值）4（最大值）% （最大值）-瓦小或相鄰兩均衡環(huán)之間的距離，取二者較小值 小（最

13、大值）=9 2nl加或0.5孔 取二者較大值力額定值可以取最大值，也可以為膨脹節(jié)廠家經(jīng)過波紋管性能計算后確定的值。位移變化范圍軸向位移的變化范圍e,是根據(jù)膨脹節(jié)從管道系統(tǒng)的初始位置到工作位置的位移來確定的。如果在安裝時未對膨脹節(jié)的橫向或者角位移進(jìn)行冷緊，則e等于從初始位置到所考慮的工作位置計算求和得的 ec和ee兩者之中數(shù)值較大者。對矩形波紋管進(jìn)行校核時必須注意，為了確定ec和ee的最大值必須對各個平面上的所有位移進(jìn)行計算。矢量求和只能用于圓形波紋管。如果安裝時進(jìn)行了冷緊，為了得出最大位移范圍e,應(yīng)將由冷緊而引起的ec和ee與從自然狀態(tài)到工作位置而引起的 ec和ee相加，求出它們的代數(shù)和力和力

14、矩的計算作用在管道、支架或者設(shè)備上的載荷，常常需要確定使膨脹節(jié)產(chǎn)生位移所需要的力和力矩。為此，多數(shù)膨脹節(jié)制造廠家的產(chǎn)品目錄對其標(biāo)準(zhǔn)設(shè) 計均給出了有關(guān)作用力的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)一般用使之達(dá)到廠家設(shè)定的額定單 波軸向位移所需要的力來表示，為方便起見，可將該力除以額定位移得出 波紋管的抗力系數(shù)或工作剛度系數(shù)fw得出這一系數(shù)后，可以用以下公式 計算出矩形膨脹節(jié)產(chǎn)生的位移所需要的力和力矩。f L e上山1 1對應(yīng)于與接邊平行的橫向位移）fie八 m爐（對應(yīng)于與短邊平行的橫向位移）Hi =2認(rèn).對應(yīng)于長邊的角位移）任曲對應(yīng)于短邊的角位移）2（對應(yīng)于單式膨脹節(jié)與長邊平行的橫向位移）f L e二八 出二（對應(yīng)于單式

15、膨脹丹與短邊平行的橫向位移）4對應(yīng)于萬能式膨脹節(jié)與長地平行的橫向位移）f L e（對應(yīng)于萬能式膨脹節(jié)與短邊平行的橫向位稗）前面所給出的關(guān)系式適用于各種矩形膨脹節(jié)。 然而，必須注意：使用這些公式要依據(jù)膨脹節(jié)制造廠家提供的單波軸向剛度等數(shù)據(jù)。在任何情況下均不得把從一個廠家得到的數(shù)據(jù)用于另一個廠家的產(chǎn)品上， 因為基本設(shè)計不同，這些數(shù)據(jù)可能相 差很大。矩形金屬U型單波剛度計算見如下公式：單位 N/mm波紋管單波軸向剛度的理論值h-西6+3” /卬)I I- .Illi IB 一通波軸向剛度：n全高CE波單波剛度：028乂 (2.卜2時N mm室溫下單波卿向剛變半高ce波單波剛度：0,44 X (a-b

16、-160) M run室溫下AT80波單波剛度:0.375 x (a+b) N/mm室溫下EJMAS準(zhǔn)U型波單波剛度：0.356 x (a+b) N/mm室溫下a和b表示矩形管道接口邊長尺寸,溫度對剛度修正系數(shù)如下表:溫度-120100Lip高溫耐候鋼.碳鋼L0o.yy0.980.970.950.93 ； 0.900.86不銹鋼1.00.980.960940.930.900.880,86產(chǎn)品整體軸向剛度=波紋管單波軸向剛度/波數(shù)C%)2.金屬膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計,端部連接件端連接件常用槽鋼或角鋼，現(xiàn)場安裝時，管道插入槽鋼或角鋼內(nèi)焊接，槽鋼 或角鋼推薦采用標(biāo)準(zhǔn)型，也可以用鋼板折彎，采用折彎時，鋼板厚度

17、不應(yīng)小于管 道壁厚。，力,5氏1矍圖15,端口連接形式內(nèi)襯筒為保護(hù)波紋管不受介質(zhì)沖刷，在波紋管內(nèi)部設(shè)置內(nèi)襯筒。在技術(shù)協(xié)議中未明確指明具體要求時，采用與管道相同材料。端口加強支撐圖16端口加強支撐示意圖常用的端口加強支撐方案如圖16所示，通常控制支撐間距不應(yīng)大于 2500mm 。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖多波形式的CE全高波膨脹節(jié)均由單波和雙波組合而成，具體結(jié)構(gòu)如圖17所示: 多波形式的CE半高波膨脹節(jié)均由多波和多波組合而成，最多連續(xù)一次成形5波,具體結(jié)構(gòu)如圖18所示:圖17 CE全高波多波結(jié)構(gòu)示意圖圖18 CE半高波多波結(jié)構(gòu)示意圖應(yīng)用實例：熱二次風(fēng)管與大風(fēng)箱連接風(fēng)道 4025 X5425 ,軸向50mm,側(cè)向

18、土140mm (4025 )側(cè)向 290mm (5425 ),設(shè)計壓力：10Kpa,設(shè)計溫度:450 C ,波紋管材質(zhì)選用304 ,具體計算見波紋管計算書根據(jù)以上要求設(shè)計產(chǎn)品長度:該產(chǎn)品沿長邊側(cè)向位移比較大土 290mm ,安裝時進(jìn)行50%冷緊圖19,復(fù)式自由型膨脹節(jié)應(yīng)用實例圖19所示是復(fù)式自由型膨脹節(jié)吸收橫向和少量軸向位移的應(yīng) 用實例，以及波紋管變形圖，產(chǎn)品安裝后，當(dāng)中間管段較重時，膨脹 節(jié)上應(yīng)設(shè)置錢鏈等承重結(jié)構(gòu)將中間管段重量傳遞給兩側(cè)支架。支架的設(shè)置要求與載荷計算方法與圓形金屬膨脹節(jié)類似，矩形波 紋管壓力推力：F=PLl.L應(yīng)重視壓力推力對主固定支架的影響，否則 可能引起膨脹節(jié)不能正常工作

19、。復(fù)式C除高波波紋管計算書膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)類型：復(fù)式(波紋形狀：V形拐角形狀：圓形拐角設(shè)計條件：設(shè)計壓力P (MPa) = 0.01設(shè)計溫度T ( C) = 450.0疲勞安全系數(shù)nf = 10校核設(shè)計)設(shè)計位移范圍：軸向位移x (mm) = 50.00 沿長邊橫向位移yl (mm) = 145.00 沿短邊橫向位移ys (mm) = 140.00 沿長邊角向位移川(度)=0.00沿短邊角向位移8 s (度)=0.00波紋管材料參數(shù)：材料名稱：00Cr17Ni14Mo2彈性模量：冷態(tài)Ebo (MPa) = 195000.0許用應(yīng)力：冷態(tài) Sabo (MPa) = 117.0屈服極限：冷態(tài)Sybo (

20、MPa) = 117.0熱態(tài) Ebt (MPa) = 164000.0 熱態(tài) Sabt (MPa) = 84.0 熱態(tài) Sybt (MPa) = 93.0波紋管幾何參數(shù)：長邊內(nèi)側(cè)長度ll (mm) = 5425.0短邊內(nèi)側(cè)長度ls (mm) = 4025.0單層壁厚t (mm) = 2.5波距 q (mm) = 86.0波高 w (mm) = 216.0單節(jié)波數(shù)N =6直邊段長Lt (mm) = 30.0波紋管相關(guān)參數(shù):波管長邊平均長 波管短邊平均長 波紋管有效面積 單節(jié)波紋管長度 中間接管的長度 單節(jié)波紋管重量Ll (mm) = 5641.0Ls (mm) = 4241.0Am (cm2) = 239234.8Lb (mm) = 516.0Lj (mm) = 4250.0G (Kg) = 1051.4波紋管應(yīng)力評定：應(yīng)力類型計算值(MPa)許用值(MPa) 評定結(jié)論壓力引起長邊縱向薄膜應(yīng)力 S71壓力引起短邊縱向薄膜應(yīng)力 S7s 組合應(yīng)力S71+S81組合應(yīng)力S