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蓄热式加热炉对蜂窝蓄热体理化性能的要求分析

发布日期: 2019-09-04 09:06:22    阅读量(148)    作者:张红

对于蓄热式加热炉,要求蜂窝蓄热体能在高温、氧化铁粉尘、温度频繁波动的条件下长时间工作,因而,对蜂窝蓄热体耐火度、热震稳定性、力学强度、抗氧化铁侵蚀等方面都提出了具体的要求。

1、耐火度

对于蓄热式燃烧系统,助燃空气或(和)煤气的预热温度效率较高,一般可达仅比烟气温度低100~200℃的水平,因而蜂窝蓄热体长期工作在高温状态下,故对其耐火度有要求。对于一般小钢坯加热炉,其烟气温度为1250~1300℃,对于高温大型钢坯加热炉,烟气温度可达1400℃,甚至更高,由此可见,不同的应用条件对蓄热体材料耐火度有不同的要求。

2、热震稳定性

根据蓄热室的换热过程,蜂窝蓄热体是在反复加热和冷却的工况下长期运行,其表面与内部的温度始终随时间作周期性的变化,若蓄热体的热震稳定性达不到一定的要求,则会在频繁交替的热胀冷缩作用下,导致蓄热体破碎而堵塞气流通道,使压力损失增加,影响蓄热室的换热效果,严重时将引起蓄热室不能正常工作,被迫进行蓄热体更换。根据耐火材料的性质,材料的致密度越高,热膨胀系数越大,其热震稳定性越差,同时,致密度高的材料,其密度一般也比较大,蓄热能力也大,因此,在选择蓄热材料的配方时,应在保证材料热震稳定性的前提下,尽可能提高其致密度。

3、结构强度

蓄热室是由单个蓄热体分层和分排组装而成,在实际的高温工作条件下,底层蓄热体需承受上层及自身的重量,因此,要求蓄热体必须具有足够的高温抗压强度和抗蠕变性能,否则,将导致蓄热体变形和破碎,使气体的流通阻力增大,换热效率下降,甚至影响到蓄热式燃烧系统的安全运行。同时,在高温含尘气体高速冲刷作用下,易导致蓄热体孔壁磨损和缺陷剥离破损,因而,要求蓄热体具有较高的高温结构强度和荷重软化温度。根据经验,耐火材料长期工作温度一般比其荷重软化温度低100℃左右。

4、抗渣性

因为在加热炉的炉气中含有氧化铁粉尘,通过与耐火材料的接触与高温固相反应,形成低熔点物质,降低了材料的软熔温度。因此,在正常使用过程中,造成低熔点物质粘附孔壁,增大了气体的流动阻力,降低了蓄热体的换热效率,同时,孔壁低熔点物质的粘附,增强了孔壁对粉尘的捕捉能力,推进了孔壁粉尘粘附进程,进一步恶化了蓄热体的使用性能,甚至造成大面积堵塞蓄热体通孔,导致蓄热室无法正常工作。因此,蓄热材料同样必须具有良好抗氧化铁侵蚀的能力。

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