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【案例】蜂窝体堵塞损坏原因分析及改进措施

发布日期: 2019-10-08 15:57:31    阅读量(135)    作者:卢建鸿,王存利,王卫钢

加热炉利用高炉煤气对空煤气进行双预热的关键是蓄热材料的材质及结构选型。蜂窝体则是目前所用的蓄热材料中结构较为合理,换热效率较高的一种蓄热体,其最大优点是蜂窝体更换方便,换热效果好,燃烧充分,加热能力大,节能效果好,便于实现自动化控制,事故率低,配套设备筒单等,深受使用厂家欢迎。

蜂窝体在使用过程中易出现堵塞,甚至被烧坏的现象,不同程度地影响了生产。每块蜂窝体上排满了呈蜂窝状的3mm×3mm方孔,冷空煤气与高温炉气通过这些小方孔进行换热。因此,孔的大小、密度以及是否堵塞、堵塞程度、是否被烧坏等对整个蓄热系统的换热效果影响很大。青岛钢铁控股集团有限公司(简称青钢)加热炉蜂窝体堵塞、烧损情况对炉子加热能力的影响见图1。

图1堵塞、烧损的蜂窝体对炉子加热能力的影响

从图1看出,由于蜂窝体损坏和慢性堵塞使炉子的加热能力出现波动并逐渐降低。因此,分析蜂窝体的堵塞、损坏原因,对充分利用二次能源提高换热效果,稳定炉子的加热能力和生产具有重要意义。

1、使用现状调查

青钢加热炉有效尺寸为3.2m×30m,2003年9月1日开始使用蜂窝体。在使用过程中蜂窝体存在以下问题:(1)局部表面堵塞。打开蓄热室封盖直接可以看到最外层蜂窝体堵满了灰尘,这种情况属急性堵塞,表现为炉压大,炉温升不上去。(2)孔内堵塞。打开蓄热室封盖后从表面上看不出堵塞来,但从炉压增大,火焰外喷日趋严重,加热能力下降,产量下降,说明孔内已有堵塞。表面堵塞和孔内堵塞的情况一般出现在预热段,靠近煤气管道的最近处。(3)蜂窝体烧塌成硫璃状。蜂眼局部堵塞严重,甚至造成两块蜂窝体中间出现通孔,并且能够看见炉内红火。这种情况容易出现过热报警,甚至烧坏三通阀。(4)蓄热室内最上部蜂窝体烧损并出现漏火现象,严重时出现过热而报警,部分炉气没通过蜂窝体换热而直接抽出。

2、蜂窝体堵塞及损坏原因分析

(1)煤气中粉尘含量高。在没有经过布袋除尘以前,高炉煤气的粉尘含量为1~10g/m3,这种煤气不能直接通过蜂窝体,若直接使用则很快就将蜂窝体堵塞。所以高炉煤气的除尘设施必须健全,而且要定期置换。

(2)煤气中含水量高。正常情况下,高炉煤气的含水量在40℃时为60g/m3,雨天和冬季含量更高,这些含水的煤气在通过蜂窝体前同灰尘一起被粘在表面,时间一长就形成堵塞,水分大时堵塞更为严重。

(3)蜂眼偏小。正常情况下3mm×3mm的蜂眼可以满足使用要求,但未经过除尘的煤气通过时堵塞就严重一些。在新设计加热炉时可将蜂眼设计成4mm×4mm。

(4)滤灰设施不健全,不可靠,更换制度不严。由于各方面原因,除尘设备缺乏必要的管理,煤气质量不稳定。

(5)蜂窝体局部烧塌变成琉璃状。这种情况一般是由于三通阀损坏,不能换向只能向外抽高温炉气,与燃烧不完全的煤气进人蜂窝体内形成二次燃烧,将蜂窝体烧塌。蜂窝体材质也有影响。

(6)蓄热室最上部蜂窝体闪缝漏火。这种情况一方面是由于蓄热室内部尺寸变化存在间隙,另一方面设计上为方便安置蜂窝体留有一定间隙,而这种间隙成为漏火的必然通道。

3、改进措施

(1)定期更换高炉除尘布袋。局部表面堵塞也叫突发性堵塞,一旦遇到这种情况,应立即通知高炉更换布袋。将定期更换布袋作为一项制度,确保下工序的煤气符合技术要求。对于局部表面堵塞的蜂窝体也应计划安排处理或及时更换。

(2)定期更换蜂窝体。孔内堵塞也称慢性堵塞,在煤气质量较差的情况下,蜂窝体必须定期更换。更换周期取决于蜂窝体受堵后影响生产的程度(产量下降,消耗提高等)与更换新蜂体的费用。根据青钢煤气质量情况,更换周期一般定为3~6个月。

(3)三通阀技术改造。加强阀体与轴之间的固定,避免轴转而阀不转的现象;定期更换电磁阀确保阀工作正常;每半年一次更换密封圈;三通阀上的空气管由铜管改为软胶管。

(4)用耐火泥封堵蜂窝体上部漏火间隙。通常的处理办法是向缝隙塞石棉,但不可靠,易吹落。改用耐火材料堵火,可使用较长时间。

(5)在煤气蓄热室内加抖动式滤灰网。在蓄热室内最外部气体缓冲空间处加抖动式滤灰网装置(见图2),可将进人蓄热室内的煤气先通过此网滤灰,再进人蜂窝体。此网可定期取出清理,重复使用并可延长蜂窝体的寿命。

图2 滤灰网装置

1-蓄热体 2-蜂窝体 3-抖动式滤灰网

4、改进效果

新加热炉投入运行之后,针对出现的问题,更换了烧坏的蜂窝体,同时改换了最里面两层蜂窝体材质,杜绝了蜂窝体局部烧坏的现象。针对加热段蜂窝体隐性堵塞,更换了加热段一半的蜂窝体。供煤气量由24800m3/h增为25200m3/h。加热能力有较大提高(以轧制φ8mm线材为例,辊期按6天计),2004年8月31日至9月23日蜂窝体更换前后生产情况对比见表1。

表1蜂窝体更换前后生产情况对比

更换蜂窝体后,一个轧辊周期的生产总量由8014.106t增为8789.706t;平均日产由1335.684t增为1464.951t。此外,加滤灰网后,全年可降低蜂窝体消耗费用12万元。

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