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蜂窩體蓄熱體在蓄熱式加熱爐中的應(yīng)用

來源:|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?。顭崾业捏w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(jì)中期開始出現(xiàn)．應(yīng)用于熱風(fēng)爐、焦?fàn)t等規(guī)格大且溫度高的爐窯中。到20世紀(jì)80年代初隨著技術(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。推動蓄熱式燃燒技術(shù)進(jìn)步的主要方面包括蓄熱體應(yīng)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?fàn)t窯
的蓄、換熱效率大大提高?？s小了蓄熱室體積，能源回收利用效果加顯著。隨著采用蜂窩狀蓄熱體(以下簡稱蜂窩陶瓷蓄熱體)的蓄熱式燃燒技術(shù)在軋鋼加熱爐中應(yīng)用越來越多．彰顯了蜂窩陶瓷蓄熱體在蓄熱式燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)和穩(wěn)定性方面的越性。

1蜂窩陶瓷蓄熱體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
通過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(yīng)用實(shí)踐對比來看．采用蜂窩陶瓷蓄熱體結(jié)構(gòu)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?。顭崾业捏w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(tǒng)的換向周期一般設(shè)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圖1。
(3)燃料氣體在裝載蜂窩陶瓷蓄熱體的蓄熱室內(nèi)流通通道規(guī)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(nèi)．氣流延統(tǒng)一方向進(jìn)入加熱爐。而在小球蓄熱體的蓄熱室內(nèi)氣體流動方向不規(guī)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小球在蓄熱室內(nèi)穩(wěn)定性差，容易流動發(fā)生漏球跑偏現(xiàn)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x寬x厚:200/150/100mmx100 mmx100 mm),體積大并且不會產(chǎn)生流動性，相對于小球蓄熱體便于維護(hù)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(yùn)行成本。在加熱爐長期生產(chǎn)中會造成蜂窩陶瓷蓄熱體出現(xiàn)軟化變形破裂、堵塞和侵蝕等問題(見圖2),蜂窩陶瓷蓄熱體出現(xiàn)以上損壞后將直接影響其蓄力燃料介質(zhì)供應(yīng)煙氣排放燃料氣體及煙氣在蓄熱式內(nèi)的流通狀況等。通過總結(jié)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(jié)在一起會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(yīng)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(xiàn)破碎收縮變形等問題。除對蜂窩陶瓷蓄熱體孔壁厚度孔徑大小設(shè)計(jì)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(yīng)根據(jù)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)莫來石質(zhì)粘土質(zhì)剛玉質(zhì)鋯英石質(zhì)針?biāo)徜X質(zhì)等
(3)產(chǎn)職工操作水的影響因素。當(dāng)生產(chǎn)人員對加熱爐操作規(guī)程和生產(chǎn)產(chǎn)品的工藝要求掌握不當(dāng)責(zé)任心不強(qiáng)時(shí)如出現(xiàn)換向周期設(shè)定不合理蓄熱箱及煙氣排放溫度爐內(nèi)氣氛控制不符合工藝要求等這類因素都會造成蜂窩蓄熱體的加速損壞。
對生產(chǎn)人員上崗培訓(xùn)要嚴(yán)格按照生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行禁止野蠻操作和不按照規(guī)程操作。使加熱爐在正常工況工藝紀(jì)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(hù)加執(zhí)爐本體及其他附屬設(shè)備的正常使用延長爐子壽命。
(4)燃料介質(zhì)二次燃燒的影響因素。當(dāng)煤氣和空氣混合不充分會導(dǎo)致燃料不完全燃燒在加熱爐排煙側(cè)當(dāng)殘存的空氣和煤氣進(jìn)入蓄熱室內(nèi)混合會導(dǎo)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。
此問題首先需要設(shè)計(jì)單位將空、煤氣燒嘴噴口的介質(zhì)流速交叉角度及間距設(shè)計(jì)在佳范圍,使空煤氣進(jìn)人爐膛內(nèi)可以快速混合燃燒,同時(shí)要求生產(chǎn)人員在調(diào)節(jié)空煤氣燒嘴及管道閥門開度時(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(yīng)壓力和成分熱值穩(wěn)定，有利于燃燒狀況的控制調(diào)節(jié)。
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(yùn)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(dá)不到設(shè)計(jì)的預(yù)熱溫度，排煙溫度高；也造成燃料供應(yīng)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(qū)環(huán)境。
②煤氣的預(yù)熱溫度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，其燃燒溫度也達(dá)不到加熱爐設(shè)計(jì)要求．造成鋼坯加熱時(shí)間長，煤氣消耗量提高，鋼坯氧化燒損加重、降低成材率．爐內(nèi)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(nèi)減少一次蜂窩陶瓷蓄熱體換．既節(jié)約蜂窩陶瓷蓄熱體備件消耗．降低加熱爐運(yùn)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)線生產(chǎn)，同時(shí)節(jié)省人力、物力的消耗，降低生產(chǎn)成本。
4結(jié)語
蜂窩陶瓷蓄熱體在蓄熱式加熱爐中的應(yīng)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(hù)社會環(huán)境、節(jié)約能源利用有深遠(yuǎn)的意義