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蜂窩體蓄熱體在蓄熱式加熱爐中的應用
來(lái)源:|作者:金瑞 |發(fā)布時(shí)間:2021-04-09 |次瀏覽
積相等的蓄熱體，蜂窩陶瓷蓄熱體的比表面積大于陶瓷小球．因此在需要同等傳熱面積前提下蜂窩陶瓷蓄熱體裝載量小．蓄熱室的體積小。以常用的外形100 mm100 mmxl00 min。矩形孔3 mmx3
蓄熱式燃燒技術(shù)是從19世紀中期開(kāi)始出現．應用于熱風(fēng)爐、焦爐等規格大且溫度高的爐窯中。到20世紀80年代初隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步．發(fā)展到玻璃融化、鋁熔化、鋼坯加熱等各種工業(yè)爐窯。推動(dòng)蓄熱式燃燒技術(shù)進(jìn)步的主要方面包括蓄熱體應用的發(fā)展．蓄熱體由格子磚發(fā)展到小球狀或蜂窩陶瓷蓄熱體狀．使爐窯
的蓄、換熱效率大大提高。縮小了蓄熱室體積，能源回收利用效果加顯著(zhù)。隨著(zhù)采用蜂窩狀蓄熱體(以下簡(jiǎn)稱(chēng)蜂窩陶瓷蓄熱體)的蓄熱式燃燒技術(shù)在軋鋼加熱爐中應用越來(lái)越多．彰顯了蜂窩陶瓷蓄熱體在蓄熱式燃燒系統的設計、使用、維護和穩定性方面的越性。
1蜂窩陶瓷蓄熱體結構的特點(diǎn)
通過(guò)在蓄熱式軋鋼加熱爐中對蜂窩陶瓷蓄熱體和小球蓄熱體的應用實(shí)踐對比來(lái)看．采用蜂窩陶瓷蓄熱體結構作為蓄熱體的點(diǎn)有：
(1)體積相等的蓄熱體，蜂窩陶瓷蓄熱體的比表面積大于陶瓷小球．因此在需要同等傳熱面積前提下蜂窩陶瓷蓄熱體裝載量小．蓄熱室的體積小。以常用的外形100 mm×100 mmxl00 min。矩形孔3 mmx3 mln．壁厚1 mm的蜂窩陶瓷蓄熱體和直徑西15的陶瓷小球比表面積做對比．蜂窩陶瓷蓄熱體比表面積約為750 m2]m3．而西15的陶瓷小球比表面積約為213 m2／rn3．蜂窩陶瓷蓄熱體的比表面積是小球的3．5倍。
(2)蜂窩陶瓷蓄熱體孔壁厚小于小球蓄熱體直徑．因此蜂窩陶瓷蓄熱體的透熱性好，吸熱和放熱速度快．蜂窩陶瓷蓄熱體壁厚一般采用0．5～1．0 mrn。換熱時(shí)間短，換熱效率高，燃控系統的換向周期一般設定在30～60 S．蓄熱后排煙溫度在150。180℃。蜂窩狀蓄熱體和小球狀蓄熱體對比見(jiàn)圖1。
(3)燃料氣體在裝載蜂窩陶瓷蓄熱體的蓄熱室內流通通道規則．屬于直流通．蜂窩陶瓷蓄熱體通道孔為正方形和正六邊形．并且蜂窩陶瓷蓄熱體安裝后保證蜂窩孔朝向爐內．氣流延統一方向進(jìn)入加熱爐。而在小球蓄熱體的蓄熱室內氣體流動(dòng)方向不規則．氣體阻力損失大，并且容易堵塞
(4)由于小球蓄熱體的體積小并且球體形狀可以滾動(dòng)小球在蓄熱室內穩定性差，容易流動(dòng)發(fā)生漏球跑偏現象而蜂窩陶瓷蓄熱體的制作形狀是正方體(常用外形尺寸，長(cháng)x寬x厚:200/150/100mmx100 mmx100 mm),體積大并且不會(huì )產(chǎn)生流動(dòng)性，相對于小球蓄熱體便于維護和換!
影響蜂窩陶瓷蓄熱體使用效果原因分析及解決措施
在蓄熱式加熱爐中蓄熱體的蓄熱效果和壽命周期影響加熱爐的生產(chǎn)效率和運行成本。在加熱爐長(cháng)期生產(chǎn)中會(huì )造成蜂窩陶瓷蓄熱體出現軟化變形破裂、堵塞和侵蝕等問(wèn)題(見(jiàn)圖2),蜂窩陶瓷蓄熱體出現以上損壞后將直接影響其蓄力燃料介質(zhì)供應煙氣排放燃料氣體及煙氣在蓄熱式內的流通狀況等。通過(guò)總結分析得出造成蜂窩陶瓷蓄熱體損壞的主要原因有
(1)燃料雜質(zhì)的影響因素。燃料氣體雜質(zhì)主要指煤氣中的粉塵灰分水分等這些雜質(zhì)粘結在一起會(huì )造成蜂窩孔堵塞蜂窩孔尺寸越小堵塞越快;同時(shí)有害粉塵的存在也造成蜂窩陶瓷蓄熱體腐蝕，影響其使用壽命對此需要燃料氣體供應或使用單位對燃料做有效的除塵和除水等凈化處理保證燃料介質(zhì)潔凈度避免此方面原因加速蜂窩陶瓷蓄熱體的損壞，降低蜂窩陶瓷蓄熱體的使用壽命。
(2)蜂窩陶瓷蓄熱體制造材質(zhì)的影響因素。由于蜂窩陶瓷蓄熱體是長(cháng)期工作在急冷急熱(換向周期大約為30~60s)和帶有腐蝕性氣分侵蝕的環(huán)境中易出現破碎收縮變形等問(wèn)題。除對蜂窩陶瓷蓄熱體孔壁厚度孔徑大小設計符合要求外,其材質(zhì)要有很高的抗熱震性抗渣性耐高溫和抗腐蝕能力。應根據不同的工作溫度和燃料成分選用合適的蜂窩陶瓷蓄熱體材料，目前選用做為蜂窩陶瓷蓄熱體的材料有堇青石質(zhì)莫來(lái)石質(zhì)粘土質(zhì)剛玉質(zhì)鋯英石質(zhì)針酸鋁質(zhì)等
(3)產(chǎn)職工操作水的影響因素。當生產(chǎn)人員對加熱爐操作規程和生產(chǎn)產(chǎn)品的工藝要求掌握不當責任心不強時(shí)如出現換向周期設定不合理蓄熱箱及煙氣排放溫度爐內氣氛控制不符合工藝要求等這類(lèi)因素都會(huì )造成蜂窩蓄熱體的加速損壞。
對生產(chǎn)人員上崗培訓要嚴格按照生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行禁止野蠻操作和不按照規程操作。使加熱爐在正常工況工藝紀律下生產(chǎn),這樣不可以提高蜂窩陶瓷蓄熱體的使用效果而日也保護加執爐本體及其他附屬設備的正常使用延長(cháng)爐子壽命。
(4)燃料介質(zhì)二次燃燒的影響因素。當煤氣和空氣混合不充分會(huì )導致燃料不完全燃燒在加熱爐排煙側當殘存的空氣和煤氣進(jìn)入蓄熱室內混合會(huì )導致二次燃燒，由此產(chǎn)生的局部高溫很容易使蜂窩陶瓷蓄熱體燒熔變形，破壞蓄熱體的使用。
此問(wèn)題首先需要設計單位將空、煤氣燒嘴噴口的介質(zhì)流速交叉角度及間距設計在佳范圍,使空煤氣進(jìn)人爐膛內可以快速混合燃燒,同時(shí)要求生產(chǎn)人員在調節空煤氣燒嘴及管道閥門(mén)開(kāi)度時(shí)配比合理避免人為因素造成燃料不完全燃燒;煤氣，空氣的供應壓力和成分熱值穩定，有利于燃燒狀況的控制調節。
蜂窩陶瓷蓄熱體能力及使用周期對加熱爐生產(chǎn)的影響
蜂窩陶瓷蓄熱體使用效果直接影響到加熱爐的生產(chǎn)效率和運行成本這兩點(diǎn)可從其使用期間的蓄力及使用壽命方面進(jìn)行綜合參考(1)蜂窩陶瓷蓄熱體燒損破壞或者蜂窩孔堵塞造成蓄力不佳影響到加熱爐煙氣余熱回收的利用效果鋼坯加熱質(zhì)量和加熱時(shí)間。
①蜂窩孔破壞和堵塞的蜂窩陶瓷蓄熱體能力不足．造成燃料達不到設計的預熱溫度，排煙溫度高；也造成燃料供應和煙氣排放不暢，生產(chǎn)時(shí)爐壓高、爐體冒火，影響加熱爐正常爐況、惡化爐區環(huán)境。
②煤氣的預熱溫度達不到設計要求，其燃燒溫度也達不到加熱爐設計要求．造成鋼坯加熱時(shí)間長(cháng)，煤氣消耗量提高，鋼坯氧化燒損加重、降低成材率．爐內氧化鐵皮積渣加速．縮短加熱爐的清渣周期．降低了加熱爐生產(chǎn)能力。
①蜂窩孔破壞和堵塞的蜂窩陶瓷蓄熱體能力不足．造成燃料達不到設計的預熱溫度，排煙溫度高；也造成燃料供應和煙氣排放不暢，生產(chǎn)時(shí)爐壓高、爐體冒火，影響加熱爐正常爐況、惡化爐區環(huán)境。
②煤氣的預熱溫度達不到設計要求，其燃燒溫度也達不到加熱爐設計要求．造成鋼坯加熱時(shí)間長(cháng)，煤氣消耗量提高，鋼坯氧化燒損加重、降低成材率．爐內氧化鐵皮積渣加速．縮短加熱爐的清渣周期．降低了加熱爐生產(chǎn)能力。
質(zhì)蜂窩陶瓷蓄熱體的使用周期是低蜂窩陶瓷蓄熱體近2倍．在一個(gè)正常生產(chǎn)周期內減少一次蜂窩陶瓷蓄熱體換．既節約蜂窩陶瓷蓄熱體備件消耗．降低加熱爐運行成本。同時(shí)也減少換蓄熱體的停爐檢修。減少因此耽誤生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)，同時(shí)節省人力、物力的消耗，降低生產(chǎn)成本。
4結語(yǔ)
蜂窩陶瓷蓄熱體在蓄熱式加熱爐中的應用使蓄熱式燃燒技術(shù)進(jìn)一步提高．加高效地回收煙氣的余熱．降低排煙溫度，改善燃燒條件、提高了燃料利用率和加熱爐的熱效率。蓄熱式燃燒技術(shù)進(jìn)一步創(chuàng )新研發(fā)對提高企業(yè)效益、保護社會(huì )環(huán)境、節約能源利用有深遠的意義
