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      對于解析熱風爐的九大結構
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      對于解析熱風爐的九大結構

      發布作者:admin 發布日期:2016-08-15 11:39:36
        隨著我們養殖業的發展,我們開發的熱風爐各種各樣,有養殖熱風爐,間接式熱風爐,鏈排式節能熱風爐,熱風爐作為熱動力機械的熱風爐于20世紀70年代末在我國開始廣泛應用,它在許多行業已成為電熱源和傳統蒸汽動力熱源的換代產品,接下來我們一起了解下對于解析熱風爐的九大結構。
        1、爐基
        熱風爐是由鋼結構和大量的耐火砌體及附屬設備組成的,具有較大的荷重。這就要求必須有相應的基礎,即爐基。
        熱風爐的爐基不僅要承載熱風爐本體的重量,還要承載其附屬設備及相應構筑物的重量;這些荷重將隨高爐爐容的擴大和風溫的提高而增加,故要求地基耐熱壓力不小于0.2~0.25 MVa。土壤承載力不足時,應打樁加固。
        基礎不能發生不均勻下沉和過分沉降,為此熱風爐的爐基有兩種形式:一是將一組熱風爐建筑在同一個混凝土的基礎上,即將同一座高爐的熱風爐組基礎做成一個整體,高出地面200~400mm,以防水浸;A為鋼筋混凝土結構,可由Q235F或20MnSi鋼筋和325號水泥澆筑而成;是每座熱風爐建有各自獨立的基礎。近年來,有的把塊體基礎改成殼體結構即空心基礎,效果很好。
        2、爐殼
        爐殼的作用為:
        承受磚襯的熱膨脹力;
        承受爐內氣體的壓力;
        確保密封。爐殼下部是圓柱體,頂部為半球體;現代高溫熱風爐爐殼,是由8~20mm厚度不等的鋼板,與爐底一起焊成一個不漏氣的整體,內襯為耐火磚砌體,并用地腳螺絲將爐殼固定在爐基上。
        隨著高爐大型化,風壓愈來愈高,熱風爐成為名副其實的“受壓容器”。因此對爐殼材質的選擇和焊接工藝的要求越來越高,有向厚爐殼發展的趨勢。
        熱風爐是受熱設備,爐殼、耐火砌體的膨脹,會使熱風爐底封板受到很大的拉力;為此要求:
        1.底封板向上抬起,熱風爐爐殼用地腳螺栓固定在基礎上,同時爐底封板與基礎之間進行壓力灌漿,保證板下密實。
        2.還可以把地角螺栓改成錨固板,并在底封板上灌上混凝土,將爐殼固定使其不變形。
        3.將平底封板加工成碟形板,使熱風爐成為一個受內壓的氣罐,減弱操作應力的影響。
        目前采用了圓弧形爐底板,從根本上解決了底板被拉變形而導致焊縫開裂,避免了漏風的弊病。
        3、大墻
        大墻即熱風爐爐體外圍的爐墻,由耐熱層、絕熱層、隔熱層組成。耐熱層由345 rnrn厚的耐火磚砌成,磚縫應小于2 mm;大墻與爐殼之間是絕熱層,65 rnm厚,用硅藻土耐火磚砌筑;在絕熱層和大墻之間是隔熱層,60~145mm厚,用干水渣料填充。在上部高溫區耐火磚外增加一層厚度為113mm或230 mm的輕質粘土磚,以加強絕熱,減少熱損失。
        現代大型熱風爐爐墻為獨立結構,可以自由膨脹,在穩定狀態下,爐墻僅成為保護爐殼和減少熱損失的保護性砌體。
        4、拱頂
        拱頂是連接蓄熱室和燃燒室的空間,長期在高溫狀態下工作,除選用優質耐火材料砌筑外,還必須在高溫氣流作用下保持砌體結構的穩定性,滿足燃燒時高溫煙氣流在蓄熱室橫斷面上均勻分布,還要求砌體品質好,隔熱性能好,施工方便。
        目前國內外熱風爐拱頂的形式多種多樣。內燃式熱風爐拱頂有半球形、錐形、拋物線形和懸鏈線形。一般為半球形,改造內燃式熱風爐的拱頂一般為錐形拱頂、懸鏈線形蘑菇頂。傳統內燃式熱風爐拱頂底部第一層磚為拱腳磚,拱頂荷重通過拱腳正壓在大墻上,它可使爐殼免受側向推力作用,以保持結構的穩定性。隨著高風溫熱風爐的發展,為了改善熱風爐上部與拱頂的絕熱,鑒于拱頂壓在大墻上,大墻受熱膨脹受壓,易于損壞,故將拱頂與大墻分開,由環形梁支撐,由此擴大了爐殼直徑,形成了蘑菇形拱頂,俗稱“大帽子”。
        對內燃式熱風爐拱頂的受力分析后得知,半球形拱頂的穩定性最差,而采用拋物線形拱頂和懸鏈線形拱頂較合理,懸鏈線形拱頂的氣流分布也較均勻。
        拱頂內襯的耐火材質,決定了爐頂溫度的水平。拱頂為高鋁磚,在拱頂磚的上面有一層硅藻土磚為絕熱層;拱頂是溫度最高區域,為了減小熱損失,可在硅藻土磚與高鋁磚之間加砌一層輕質粘土磚或輕質高鋁磚以加強絕熱;砌體和爐殼之間,通常留有300~500mm的膨脹縫,但外燃式和改造后的內燃式熱風爐由于拱頂坐落在箱梁上,熱風爐不留膨脹縫,只設40~50mm的陶瓷纖維絕熱層。
        外燃式熱風爐的頂部的連接方式有四種。如圖。
        地得式熱風爐是將兩個不等徑的,近四分之一球頂直接相連,中間則為半截圓錐體,它是有傾斜通道的擴散形共用拱頂,如本鋼5號高爐熱風爐。
        科珀式熱風爐的燃燒室和蓄熱室均保持各自半徑的半球形拱頂,兩個球頂之間由配有膨脹補償器的連接管連接。
        馬琴式熱風爐的蓄熱室頂部有錐形縮口,拱頂由兩個半徑相同的四分之一球頂和一個平底半圓柱體連接管組合而成,如鞍鋼6號高爐熱風爐。
        新日鐵式熱風爐是綜合了科珀式和馬琴式的優點而出現的,其蓄熱室頂部具有錐形縮口,拱頂由兩個半徑相同的二分之一球頂和一個圓柱體連接管組成,連接管上設有膨脹補償器,如寶鋼的兩座高爐的熱風爐。
        5、燃燒室
        煤氣燃燒的空間稱燃燒室,又稱火井。
        內燃式熱風爐的燃燒室位于爐內一側,其斷面形狀有圓形、眼睛形和蘋果形(復合形)三種,如圖所示。
        圓形隔墻為獨立結構,較穩定,煤氣燃燒較好,但占地面積大,且蓄熱室死角較大。目前除外燃式外,新建內燃式熱風爐不再采用。
        眼睛形占地面積小,相對蓄熱室面積較大,煙氣流經蓄熱室分布較均勻,但燃燒室當量直徑小,煙氣流阻力大,對燃燒不利,且隔墻與大墻咬砌,此處易開裂,故多用于小高爐。大多數廠熱風爐大修之后已淘汰了這種結構。
        蘋果形或稱復合形,兼有上述兩種優點,設計上采用較多,但砌筑復雜,多用在大中型高爐。
        燃燒室所需橫斷面積、空間大小與燃燒器形式有關。如使用煤氣與空氣邊混合邊燃燒的金屬套筒式燃燒器,就要求有較大的燃燒空間。以保證煙氣在燃燒室和蓄熱室有合適的流速,否則將降低熱效率,或引起燃燒振動,損壞隔墻。反之,用短焰或無焰型的陶瓷燃燒器,則可減少燃燒空間。
        圓形或復合形燃燒室與大墻間留有10 mm的縫隙,填充以粘土泥料或草袋。燃燒室兩側死角墻的夾角部分填充粘土泥料;為防止死角墻倒塌,燃燒室砌墻時每隔1.5~2m可各探出一塊帶磚,咬住死角墻。砌眼睛形燃燒室時,燃燒室的內墻連接處應分層咬砌。
        外燃式熱風爐的燃燒室位于蓄熱室之外,其斷面形狀為圓形。兩室頂部以一定的方式連接。
        頂燃式熱風爐在拱頂燃燒,不設專門的燃燒室。
        6、蓄熱室
        蓄熱室是進行熱交換的主要場所,是砌滿格子磚的格子房,磚的表面就是蓄熱室的加熱面,格子磚塊就是儲藏熱量的介質,所以蓄熱室的工作既要求傳熱快又要求蓄熱多,還要具有盡可能高的溫度水平。
        蓄熱室的蓄熱能力、風溫水平和傳熱效率取決于格孔大小、形狀、砌磚數量和材質等。對格子磚磚型的要求是:
        單位體積格子磚具有最大的受熱面積;有和受熱面積相適應的磚量來蓄熱,保證在一定的送風周期內,不致引起過大的風溫波動;為提高對流傳熱速度,應盡可能地引起氣流擾動,保持較高流速;有足夠的建筑穩定性;便于加工制造、砌筑及維護,且成本低。
        格子磚型有板狀和整體穿孔兩種。其格孔形狀有圓形、三角形、方形、矩形和六角形。格子磚表面也有平板狀或波浪狀。通常蓄熱時用不同孔形的格子磚砌成若干段,F代高溫熱風爐尺寸加大,板狀磚逐漸被整體穿孔磚所代替。
        矩形格孔在蓄熱能力及熱交換性能方面,優于其他孔型;圓形格孔的格子磚有強度高的優點,結構上的穩定性好,目前已被廣泛采用。
        7、隔墻
        內燃式熱風爐的燃燒室與蓄熱室之間的墻就是隔墻。一般厚度為575mm,由內、外兩環磚組成,內環厚230 rnrn,外環厚345mm。兩層砌磚之間不咬縫,以免受熱不均造成破壞,也便于檢修時更換。隔墻與拱頂要留有200~250 mm的膨脹縫,為了使氣流分布均勻,隔墻要比蓄熱室格子磚高出400~700mm。
        傳統內燃式熱風爐的隔墻易燒穿、短路。在改造內燃式熱風爐上,為了減少隔墻兩側溫差大的問題,在絕熱層靠蓄熱室側,加了大半圓周合金鋼板,厚度為4mm,材質為不銹鋼1Crl8Ni9Ti,高7 m;下面5 m為普通鋼板,共12 m;其目的是為了防止短路,加強密封,使用效果較好。
        外燃式熱風爐和頂燃式熱風爐取消了隔墻。
        8、爐算子和支柱
        熱風爐是通過爐算子支撐在支柱上,并將荷載傳給爐基。當廢氣溫度不超過350℃,短期不超過400℃時,爐箅子和支柱可用普通鑄鐵制作;當廢氣溫度較高時,材質可考慮用耐熱鑄鐵,或高硅耐熱球墨鑄鐵。
        支柱和爐箅子結構應與格孔相適應,故支柱做成空心的,以防堵塞格孔;支柱高度要滿足安裝煙道和冷風管道的凈空需要,并保證氣流通暢;爐箅子的塊數與支柱數目相同;爐箅子的最大外形尺寸,應使其能夠從煙道口進出自如,其結構如圖所示。
        9、煙囪
        煙囪是用來排放熱風爐高溫廢氣的設備之一。
        目前排煙方法有兩種:一種是用引風機或噴射器強制排煙;另一種是用煙囪自然排煙。煙囪排煙的優點是:工作可靠,不易發生故障;不消耗動力;能把煙氣送到高空,減輕對周圍空氣的污染;不需要經常檢修。目前熱風爐均用煙囪排煙,只有當排煙系統阻力過大,或廢氣溫度較低時,才用引風機強制排煙,而且多與煙囪同時使用。

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