発電所の排ガスダクトは、高温、熱膨張、振動、圧力変動、腐食、粒子負荷の組み合わせで動作します。大型ダクトセクションは、起動時、通常運転時、停止時に膨張、収縮、移動する可能性があります。適切に設計されたファブリック伸縮継手隣接するダクトセクション間の必要な間隔と密閉性を維持しながら、この動きを吸収する柔軟な接続部を提供する。
単純なフレキシブルコネクタとは異なり、発電所の伸縮継手は実際の排ガス条件に合わせて設計する必要があります。温度、圧力、ガス組成、飛灰、動き、ダクトの寸法、ライナーの構成など、すべてが継手の構造に影響を与えます。
BSTFLEXはカスタム製品を製造しています非金属製ファブリック伸縮継手ボイラー、排煙、大気汚染防止、排気用途など、大規模な産業用ダクトシステム向け。
| パラメータ | なぜそれが重要なのか |
|---|---|
| 動作温度 | 熱保護と柔軟な材料システムを決定する |
| 最高温度 | 起動時、異常時、および過渡状態を考慮します。 |
| プレッシャー | ベルトの負荷と動作挙動を決定します |
| 排ガス組成 | 化学的適合性およびシーリング材の選択に影響を与える |
| 水分 | 結露や酸性露点条件において重要 |
| 飛灰と粉塵 | 内部ライナーまたは耐摩耗保護が必要になる場合があります |
| 軸方向の動き | 圧縮および伸張能力を判定する |
| 横方向の動き | 必要な柔軟な形状を決定します |
| ダクト寸法 | フレーム、コーナー、ベルトの構造に影響を与える |
排気ダクトは、大きな温度変化にさらされる機器に接続されています。数メートルもの長さのダクトは、加熱されると目に見えるほどの寸法変化を起こす可能性があります。
問題はダクト自体に限ったことではありません。熱膨張は次のような箇所でも発生する可能性があります。
これらの構成要素は、必ずしも全く同じ方向に、あるいは同じ速度で膨張するとは限らない。
フレキシブルジョイントは、ダクトシステム全体に変位を機械的ストレスとして吸収させることなく、相対的な動きを制御された場所で発生させることができる。
A発電所ファブリック伸縮継手排ガス処理システム内の複数の場所に設置可能です。
典型的な設置場所としては、以下のようなものがあります。
これらの場所によって運転条件は大きく異なる可能性があるため、工場全体に同一の材料構造を自動的に適用すべきではない。
ボイラー関連のダクトは、著しい温度変化にさらされる可能性がある。
起動時には、ダクトの温度は周囲温度から運転温度まで上昇します。停止時には、このプロセスが逆転します。このような熱膨張と収縮の繰り返しは、機器の耐用期間中に数千回もの動作サイクルを生み出す可能性があります。
Aボイラーダクト伸縮継手したがって、一度の最大変位事象だけでなく、繰り返し発生する動きにも対応する必要がある。
重要な考慮事項は以下のとおりです。
空気予熱器の接続部では、装置全体でガスの温度や流路が変化するため、厳しい条件が生じる可能性があります。
伸縮継手は、熱膨張、振動、圧力差にさらされる可能性があり、また、構造的に大きな質量を持つ機器の近くで稼働することもある。
したがって、フレキシブルジョイントは、接続されたダクトに過度の反力を発生させることなく、必要な動きを可能にするものでなければならない。
誘引通風ファンも、フレキシブル接続部がよく設置される場所の一つです。
ここでは、極端な温度だけでなく、振動や機械的な絶縁が主な懸念事項となる可能性がある。
IDファン接続部のファブリック製伸縮継手は、以下の点に対応できます。
適切な構造は、接合部が高温ガス側、清浄ガス側、またはシステムの他のセクションのいずれに位置するかによって異なります。
排煙脱硫システムは、また別の種類の課題をもたらす可能性がある。
湿った排ガスには化学的に腐食性の高い成分が含まれている可能性があり、ガスの温度が酸性露点を下回ると結露が発生することがある。
これらの場所では、柔軟性のある素材について以下の点を評価する必要があります。
耐薬品性が主要な設計要件となる場合は、PTFEをベースとした柔軟なバリア材を検討すると良いでしょう。
詳細な素材比較については、当社のガイドをご覧ください。ファブリック製伸縮継手材料：PTFE、シリコーン、グラスファイバー、シリカ。
排気ガスは単なる熱い空気ではない。
燃料および汚染防止プロセスによっては、以下の成分の組み合わせが含まれる場合があります。
ガス洗浄と冷却の後、結露が新たな問題となる可能性がある。
したがって、乾燥した温風ダクトで優れた性能を発揮する材料は、湿潤で腐食性の高い排ガス用途には適さない可能性がある。
排ガスシステムにおいては、酸性露点条件に特に注意を払う必要がある。
ガスが十分に冷却されると、特定の成分が凝縮し、内部表面に非常に腐食性の高い液体を生成する可能性がある。
これは、柔軟性のあるシール層の設計温度は、最大ガス温度のみに基づいて決定すべきではないことを意味する。
完全な運用範囲には以下が含まれるべきである。
湿潤環境や酸性環境が想定される場合、耐薬品性は生地選定において重要な要素となる。
よくある間違いは、高温ファブリック伸縮継手単に、広告されている耐熱温度が最も高い生地を選ぶだけでよい。
その方法だと、不適切な接合部ができてしまう可能性がある。
高温耐性繊維は直射熱には非常に強いものの、耐薬品性やガスシール性能は限られている。逆に、耐薬品性に優れたPTFE層は、排ガスの最も高温な部分に直接さらされることを想定していない場合がある。
そのため、現代の布製伸縮継手は、複数の機能層を用いることが多い。
高温排気ガス接合部には、複数の材料を組み合わせて使用することがあり、各層がそれぞれ特定の機能を果たす。
典型的な機能配置
排ガス
↓
内部流動／摩耗保護
↓
高温対応生地
↓
絶縁
↓
グラスファイバー補強材
↓
PTFEまたはその他のガスシールバリア
↓
外部保護
これは普遍的な構造というよりは、工学的な概念である。実際の材料選定や積層順序は、特定の発電所の運転条件によって異なる。
シリカ繊維は、高温面の温度が従来のグラスファイバー材料の実用的な範囲を超えるような場所での使用を検討できる。
複合材製伸縮継手におけるその主な役割は、一般的に唯一のガスシール膜として機能することではなく、熱保護である。
BSTFLEXは96％高温シリカ繊維高度な熱保護用途向け。
発電所の伸縮継手において、高温側にさらなる熱保護が必要な場合、シリカ繊維を多層構造に組み込むことができる。
グラスファイバーは、強度、寸法安定性、耐熱性といった優れた特性を兼ね備えているため、工業用ファブリックの伸縮継手に広く用いられています。
これは次のような用途に利用できます。
グラスファイバーは必ずしも最外層である必要はありません。その位置は、接合部全体に求められる機能によって決まります。
PTFEコーティングされたグラスファイバーは、接合部に耐薬品性のある柔軟なバリアが必要な場合に有用です。
その潜在的な利点には以下のようなものがある。
しかし、PTFE層は、その適切な動作範囲を超える温度から保護されなければならない。
高温システムにおいては、これは断熱材と高温側保護層によって実現できる。
シリコンコーティングされたグラスファイバーは、柔軟性、耐候性、および中程度の高温性能が重要な場所に適している場合があります。
これは、複合構造物の外側や、排気ガスシステムの比較的温度が穏やかな部分で特に有効です。
実際の層温度を評価せずに、ボイラー出口ダクトの最も高温になる部分に対して自動的に指定すべきではない。
布製の伸縮継手は、必ずしも排気ガスの全速度に直接さらされるべきではない。
内部ライナーを使用することで、ガスの流れを方向転換させ、フレキシブルアセンブリを保護することができる。
システムによっては、ライナーは以下の点を軽減するのに役立ちます。
微粒子を含むガスの場合、ライナーの設計は、完全な伸縮継手アセンブリの中で最も重要な構成要素の1つです。
石炭火力発電所やその他の微粒子発生源となる発電所では、ダクトの伸縮継手が飛灰にさらされる可能性がある。
高いガス流速は、比較的細かい粒子を効果的な研磨流に変えることができる。
これらの粒子がフレキシブルベルトに直接衝突すると、温度変化のみによる摩耗よりもはるかに速い速度で摩耗が発生する可能性がある。
そのため、設計においては以下の点を考慮する必要がある。
多くの発電所の排ガスシステムは、誘引送風機によって負圧下で運転されている。
負圧によって、柔軟な生地が内側に引っ張られることがある。
これは、支持されていないスパンが長い大型の長方形伸縮継手にとって特に重要です。
したがって、設計においては以下の点を考慮する必要がある。
実際の圧力値を提示する方が、「真空サービス」とだけ記載するよりもはるかに有用です。
ほとんどの大型排気ダクトは長方形または正方形である。
これは、円形ジョイントと比較して、追加の工学的考慮事項を生み出す。
4つの角は隣接する辺と滑らかに繋がる必要があり、一方、長い辺は圧力によってより大きな変形を起こす可能性がある。
A長方形の布製伸縮継手したがって、設計は外周全体にわたって行うべきである。
重要な寸法は以下のとおりです。
| 寸法 | 必須情報 |
|---|---|
| 幅 | 実際のダクト幅 |
| 身長 | 実際のダクトの高さ |
| 対面 | 取り付け面間の距離 |
| フランジ | 幅、厚さ、および取り付け構成 |
| コーナー | 該当する場合の実際のコーナー形状と半径 |
大型の交換用ジョイントについては、写真と寸法図を強くお勧めします。
熱膨張は一般的に、接続されたダクト部分の長さが変化することによって軸方向の動きを生じさせる。
伸縮継手は、圧縮時と伸長時でそれぞれ異なる値を指定する必要がある。
例えば：
軸方向圧縮：40 mm
軸方向の伸び：15 mm
これは、理論上の総熱膨張量だけを指定するよりも、工学的な観点から見てはるかに有用である。
発電所の設備は、周囲の構造物に対して相対的に移動する可能性がある。
横方向の変位は、以下の原因で発生する可能性があります。
布製伸縮継手は、布地に過度の張力がかかったり、内部部品同士が接触したりすることなく、必要な変位を吸収できるように設計する必要がある。
発電所の伸縮継手は、その耐用年数を通じて繰り返し熱サイクルを受ける可能性がある。
起動と停止のたびに、新たな運動サイクルが生まれる可能性がある。
つまり、耐用年数は最高温度だけでなく、以下の要素にも左右されるということです。
大きな動きを伴う一度の動作を想定して設計されたジョイントは、必ずしも数千回に及ぶ小さな熱サイクルに最適化されているとは限らない。
布地の接合部が早期に破損した場合、目に見える損傷が必ずしも根本原因とは限りません。
一般的な故障メカニズムには以下のようなものがあります。
故障のメカニズムを特定せずに、より耐熱性の高い素材に生地を交換しても、根本的な問題は解決しない可能性がある。
長方形の接合部では、角部が重要な検査箇所となる。
探す：
特定の角に集中した損傷は、単純な材料温度の問題ではなく、動き、設置、または形状の問題を示している可能性がある。
内部ライナーも点検する必要があります。
確認事項：
ライナーが損傷すると、フレキシブルベルトが本来想定されていない環境にさらされる可能性がある。
交換作業の場合、古い布製ベルトの寸法をコピーするだけでは必ずしも十分ではありません。
交換部品は、現在の稼働状況に照らして検討されるべきである。
ご注文前に、以下のものをご準備ください。
古い接合部が早期に破損した場合は、損傷箇所を示す写真を添付してください。
カスタム排気ガス膨張継手最も有用な情報は、実際の動作範囲です。
| 情報 | 例 |
|---|---|
| ダクトサイズ | 3000 × 2500 mm |
| 対面 | 250 mm |
| 通常の温度 | 350℃ |
| 最高温度 | 450℃ |
| プレッシャー | -5 kPa |
| プロセスガス | 排ガス |
| 軸方向の動き | ±30 mm |
| 横方向の動き | ±25 mm |
| ガス速度 | プロジェクト固有の |
| 粒子状物質負荷 | 飛灰/粉塵の状況 |
上記の数値はあくまで例です。設計には実際のプロジェクト仕様を使用する必要があります。
発電所のダクトシステムは、全く同じものはほとんどない。
2つのジョイントは、公称寸法が同じでも、動作条件は全く異なる場合がある。
一方は乾燥した高温ガスを扱うが、もう一方は湿った腐食性の排ガスを扱う。一方は正圧下で運転するが、もう一方はかなりの負圧下で運転する。一方は耐摩耗性ライナーを必要とするが、もう一方は必要としない。
このため、非金属製伸縮継手サイズだけで選択するのではなく、設計されたアセンブリとして指定されるべきである。
| 材料 | 潜在的な役割 | 典型的な選定要因 |
|---|---|---|
| グラスファイバー | 強化 | 強度と熱安定性 |
| シリコンコーティングされたグラスファイバー | 柔軟な外部層またはシーリング層 | 柔軟性と環境耐性 |
| PTFEコーティングされたグラスファイバー | 耐薬品性バリア | 腐食性ガスまたは湿性ガス |
| シリカ繊維 | 顔の熱保護 | 重度の熱曝露 |
| 絶縁 | 熱バリア | 低温層を保護する |
| 金属ライナー | 流量および摩耗保護 | 高速または微粒子ガス |
工業用ダクトシステムでは、布製と金属製の伸縮継手はどちらも使用できますが、その特性は異なります。
| 要素 | ファブリック伸縮継手 | 金属製伸縮継手 |
|---|---|---|
| フレキシブルエレメント | テクニカルファブリック複合材 | 成形金属ベローズ |
| 大型ダクトサイズ | 非常に適している | デザインに依存する |
| 横方向の柔軟性 | 一般的に高い | 設定に依存します |
| 断熱材 | 多層構造に組み込むことができる | 通常は別途熱設計が必要 |
| 化学的障壁 | PTFEベースの層を使用できます | 合金の選択によります |
| 低反力 | 多くのダクト用途において大きな利点があります | ばねの力を考慮する必要がある |
| 交換 | フレキシブルベルトは交換可能です | アセンブリ固有 |
最適な選択は、圧力、温度、流量、ガス組成、ダクト形状、およびシステム全体の要件によって異なります。
有用な仕様書は、単に以下のように述べるのではなく、完全なサービス条件を記述するべきである。
「高温対応ファブリック製伸縮継手」
より厳密な仕様では、以下が特定されます。
この情報により、製造業者は実際の用途に合わせて柔軟なアセンブリを設計することができる。
BSTFLEXはカスタム製品を開発しています発電所排ガスシステム用ファブリック製伸縮継手お客様から提供された寸法および動作条件に基づきます。
用途に応じて、構造にはグラスファイバー補強材、シリコンコーティングされた布地、PTFEベースのガスバリア、シリカ耐熱布地、断熱材、内部の流れ保護材、または摩耗保護材を組み込むことができる。
長方形、正方形、円形、および非標準形状のダクトに対応したカスタム構成が可能です。
製品の完全な仕様については、以下をご覧ください。非金属製ファブリック伸縮継手商品ページ。
BSTFLEX社に、ダクトの寸法、面間長さ、運転温度と最高温度、圧力、排気ガスの組成、流れ、ガス速度、粒子状物質の状態、および既存のライナーの詳細をお送りください。
交換プロジェクトの場合は、可能な限り既存設備の写真や図面を添付してください。
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