1、300 MW CFB鍋爐非金屬膨脹節(jié)破裂
    大唐紅河發(fā)電有限責任公司2×300 MW CFB鍋爐主要由單爐膛、4個高溫絕熱旋風分離器、4個回料器、4個外置式換熱器、尾部對流煙道、4臺冷渣器和1個回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器等組成。
    在鍋爐本體外置床斜腿、回料閥斜腿、水冷風室入口風道、旋風分離器入、出口煙道等不同部位之間的尺寸較大、溫度較高、三向膨脹差較大的地方，均采用非金屬膨脹節(jié)。非金屬膨脹節(jié)的兩側(cè)端板分別焊接在相接的兩個煙道上，內(nèi)襯壁與耐高溫纖維之間填充耐磨耐火材料。耐火材料常采用硅酸鋁纖維棉，既可以將非金屬膨脹節(jié)的工作溫度降低，又可以防止煙氣進入。在連接煙道之間的膨脹間隙填塞包裹著耐火纖維的耐火鋼絲網(wǎng)密封圈，以防止飛灰沉積在膨脹間隙中，影響正常膨脹，同時也防止煙氣反竄。鍋爐投運兩年來，由于非金屬膨脹節(jié)破裂，兩臺爐共計壓火13次，其中2007年非金屬膨脹節(jié)破裂燒穿5次。
2、非金屬膨脹節(jié)破裂原因分析
    (1)膨脹縫中澆注材料脫落。在300 MW CFB鍋爐運行中，非金屬膨脹節(jié)膨脹縫中耐磨耐火澆注材料受到高溫燃料、燃料灰、石灰石及其反應(yīng)產(chǎn)物的沖刷磨損，易發(fā)生裂縫、變形、損壞、脫落，使高溫煙氣和循環(huán)物料外竄直接沖刷非金屬膨脹節(jié)外面的蒙皮，并使其燒穿。在一些臨修更換蒙皮過程中發(fā)現(xiàn)，損壞膨脹節(jié)的膨脹縫兩側(cè)澆筑料脫落嚴重，其內(nèi)部填充的硅酸鋁氈也已經(jīng)全部脫落，特別是1號爐3號回料腿膨脹節(jié)，在相隔一個月的時間內(nèi)更換了兩次，膨脹縫兩側(cè)澆注料脫落造成膨脹縫最寬達到300 mm，為了防止再次烷穿，用硅酸鋁氈沾熱堵膠堵塞膨脹縫，取得較好效果，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    (2)設(shè)計、施工不合理。鍋爐運行一年后，在事故處理過程中發(fā)現(xiàn)非金屬膨脹節(jié)膨脹縫熱態(tài)間隙在11(mm左右(設(shè)計間隙為10 mm)，這是在膨脹節(jié)安裝時膨脹縫間隙過大(80 mm)，使膨脹縫中填充材料（陶瓷纖維粘）被高溫煙氣沖刷所致。另外，膨脹縫周圍的澆注料施工質(zhì)量不良，熱量很容易從開裂的澆注料擴散到壓條和蒙皮部位，造成膨脹縫內(nèi)保溫棉脫落使蒙皮超溫破裂。
    (3)嚴重翻床。鍋爐發(fā)生嚴重翻床后，床料將由爐膛的一側(cè)吹翻到另一側(cè)，使一側(cè)床壓和水冷風室壓力迅速偏高，兩床壓力相差很大，堆積大量床料的一側(cè)，堵死了回料腿入爐膛的回料口。此時，通過風帽進入回料器的流化風被封堵在回料腿下部自密封和爐膛被堵死的床料之間，而流化風的壓力是50～55 kPa，非金屬膨脹節(jié)蒙皮設(shè)計的最大承受風壓是30 kPa，流化風頂破非金屬膨脹節(jié)蒙皮導(dǎo)致煙氣竄出，燒毀膨脹節(jié)蒙皮。
3、預(yù)防及處理措施
    (1) CFB鍋爐的不同部位膨脹位移特性是不同的，有單向膨脹位移，也有三相膨脹位移，在設(shè)計選材上應(yīng)根據(jù)不同部位選擇不同結(jié)構(gòu)的非金屬膨脹節(jié)，使膨脹節(jié)在軸向具有最大的膨脹補償量；膨脹縫間隙大小設(shè)計應(yīng)合理，并且嚴格按照設(shè)計要求施工；在高溫正壓運行環(huán)境下的非金屬膨脹節(jié)，密封尤為重要，必須予以重視；連接有鋼板的非金屬膨脹節(jié)，必須與非金屬膨脹節(jié)安裝調(diào)整好之后，才能與煙道本體焊接；在安裝斜向膨脹節(jié)時（有些位置是三維膨脹，甚至外加三維旋轉(zhuǎn)），冷態(tài)預(yù)留膨脹節(jié)的偏移量和偏析量。另外，在安裝過程中不得劃傷或燙傷蒙皮，并且充分考慮到冷拉或冷壓應(yīng)力。
    (2)新砌筑的澆注料必須通過烘爐使其烘干和固化，緩慢干燥和硬化以提高爐墻和耐磨耐火材料的強度，使其性能穩(wěn)定。如果澆注材料不經(jīng)烘爐直接投入運行，其水分將受熱蒸發(fā)使體積膨脹而產(chǎn)生一定的壓力，致使耐磨材料發(fā)生裂縫、變形、損壞甚至脫落。烘爐要嚴格按照烘爐溫升曲線進行。
    (3)在運行中加強非金屬膨脹節(jié)的巡檢力度，特別是4個回料腿和2個水冷風室處非金屬膨脹節(jié)，發(fā)現(xiàn)蒙皮溫度在100℃以上，就澆少量的水進行冷卻，以延緩使用壽命。
    (4)如果發(fā)現(xiàn)兩床失穩(wěn)應(yīng)及時降低流化風壓．以避免翻床。同時，要制定完備的應(yīng)對翻床的處理措施。
    (5)在每次起爐時，用消防水對風道燃燒器膨脹節(jié)進行降溫，防止其內(nèi)部溫度過高，影響到膨脹節(jié)；在鍋爐起停過程中，應(yīng)限制升溫或降溫的速度，防止產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力。
    (6)每次臨修對回料腿、外置式換熱器、風道燃燒器、分離器處非金屬膨脹節(jié)內(nèi)膨脹縫進行檢查，發(fā)現(xiàn)縫隙必須進行填塞，防止熱風外竄。
    (7)如果在運行中發(fā)現(xiàn)膨脹節(jié)燒穿，應(yīng)及時處理，在膨脹縫寬、澆注料開裂嚴重、時間緊促的情況下，可在膨脹縫填充陶瓷纖維，并分層給陶瓷纖維涂以高溫熱堵膠，這樣一方面加固了陶瓷纖維與膨脹縫的粘結(jié)，另一方面可對開裂的澆注料進行暫時的密封。
    (8)風道燃燒器處的非金屬膨脹節(jié)應(yīng)改為金屬膨脹節(jié)，以防撕裂引起停爐。
    通過采取上述措施，有效地避免了非金屬膨脹節(jié)燒穿，減少了壓火次數(shù)，在一定程度上保障了CFB鍋爐的安全穩(wěn)定運行。