三次风管范文

三次风管范文（精选5篇）

三次风管 第1篇

我公司2号6 000t/d窑采用大窑头罩, 三次风从窑口右上角抽取, 三次风管在入窑尾框架前为直管道, 设计直径偏大 (3 500mm) 。三次风管由若干节组成, 每节长度为2 514mm, 每节之间满焊, 同时用加强筋板再加固, 加强筋板高度200mm。三次风管耐火材料砌筑为:不规则部分用浇注料, 规则部分用耐火砖。

耐火砖砌筑方案为:在加强筋板两侧铺上一层70mm厚耐高温硅酸钙板, 然后用一环高强耐碱砖B型砖砌筑。B型砖由两种主砖B1和B3组成, B型砖高度为184mm。砌上一环B型砖后开始砌筑高强耐碱砖A型砖, 砌筑A型砖需先粘贴两层共140mm厚耐高温硅酸钙板, 然后开始砌筑A型砖。A型砖由两种主砖A2和A3组成, A型砖高度为114mm。A型砖和B型砖均无插缝砖。见图1。

2 出现的问题

1) 在生产过程中三次风管内耐火砖脱落掉砖打外包及大面积下垂现象多次出现且非常严重, 特别是顶部位置, 运行中存在严重的安全隐患。

2) 三次风管内积灰严重时可超过1.5m, 造成窑系统热工制度和熟料质量不够稳定等一系列问题。

3 原因分析

停窑检查时, 注意到三次风管顶部耐火砖脱落均为A型砖砌筑区域, 下垂严重部位也均为该区域, B型砖基本较为正常, 没有出现过掉砖, 偶有下垂也很轻微。因此初步断定:

1) 三次风管设计有效内径偏大。根据水泥窑系统设计概论可知, 三次风管有效内径一般为窑有效内径的0.6倍。而2号窑内径为5 200mm, 窑内衬砖厚度为2202=440mm, 故窑有效内径为:5 200-440=4 760mm, 由此计算所对应的三次风管内径为4 7600.6=2 856mm比较合适。而实际有效内径为:3 500- (70+184) 2=2 992mm。由于三次风管基本是直管道, 实际内径也较大, 所以造成三次风风速较低, 风管内积灰严重。

2) 三次风管耐火砖选型与实际情况不匹配。A型砖薄, 仅有114mm, 而三次风管内径大, 拱劲相对较小;同时由于耐火砖顶部容易受到含尘高温气体的冲刷, 而经过冲刷剥落后的薄耐火砖就容易下垂脱落。

4 解决方案

我们把这种现象和耐火材料砌筑经验丰富的技术负责人、设计院和耐火砖厂家多次沟通, 施工队大多反映加两层140mm硅酸钙板都会出现这种情况, 建议用一层硅酸钙板或直接用复合砖。而设计院出于降低能耗兼顾施工的思路建议用两层硅酸钙板。同时结合实际情况, 技术人员提供了5种方案:

1) 维持现有设计不变。主材成本:7 500元/m (耐火砖、硅酸钙板和耐火泥) , 预计使用周期两年。预计主材成本为:3 750元/ (m年) 。

2) 全部更换为B型砖, 加一层70mm厚硅酸钙板。主材成本:7 950元/m (耐火砖和硅酸钙板) , 预计使用三年。预计成本为:2 650元/ (m年) 。

3) 全部更换为B型砖, 加两层共140mm厚硅酸钙板。主材成本:9 150元/m (耐火砖和硅酸钙板) , 预计使用三年。预计成本为:3 050元/ (m年) 。

4) 使用加厚型复合砖, 省去硅酸钙板。主材成本:16 500元/m (耐火砖) 。预计使用五年。预计成本为:3 300元/ (m年) 。

5) 使用200mm厚高强耐碱砖加一层100mm厚硅酸钙板。主材成本:9 850元/m (耐火砖和硅酸钙板) 。预计使用三年。预计成本为:3 283元/ (m年) 。

公司主管领导和相关技术人员仔细分析后认为, 方案一使用周期过短, 且中途维修过于频繁, 给生产过程中造成隐患, 且容易造成系统的工况不稳定, 同时停机后工人劳动强度也较大;方案二成本相对较低, 从耐火材料施工角度来看也没什么问题, 但问题是这样砌下来三次风管有效内径依然为2 992mm, 三次风管积灰而影响窑况热工制度稳定的问题依然得不到解决, 且同时整体硅酸钙板厚度变为一层, 三次风管热损失增大, 熟料煤耗增大;方案三成本相对较低, 热损失也能得到保证, 但问题是砌筑有一定难度, 例如:两层硅酸钙板砌筑问题、三次风管加强筋板处理问题和砌筑插缝砖问题等;方案四砌筑质量应该比较有保证, 但问题是复合砖成本较高, 且复合砖发展相对较晚, 目前没有在三次风管使用五年周期的, 而且复合砖导热系数为1.7W/ (mK) , 甚至更高;方案五施工难度大, 施工方普遍反映劳动强度大, 质量无法得到保障, 且缩径后有效内径为2 900mm, 也没有达到预期效果。

考虑到三次风管内的硫碱侵蚀严重、工况恶劣以及耐碱砖已在三次风管成功应用, 而复合砖和硅莫砖在三次风管使用效果不够理想等情况, 决定继续采用高强耐碱砖配硅酸钙板。结合实际砌筑情况反馈, 以及性价比分析和窑工况, 最终决定采用第三种方案。这样三次风管有效内径为:3 500- (702+184) 2=2 852mm, 与理论有效内径2 856mm基本吻合。耐火砖改造方案见图2。

5 方案实施

方案确定后, 专门订购了一批优质国产硅酸钙板, 对硅酸钙板的尺寸进行了缩小, 由以往的600mm320mm70mm改为400mm250mm70mm, 以便施工操作。

2012年元月份对三次风管后半段进行了更换试验。在砌筑过程中对加强筋板进行了加工, 在不伤及焊接的前提下, 筋板由200mm切割至140mm, 两层硅酸钙板铺上之后用B型砖通砌, 在砌筑过程中严格按照耐火砖砌筑方案执行, 插缝砖用硅莫红砖代替。在砌筑过程中严格控制灰缝以及锁缝钢板的应用数量, 做到了砌筑过程中每环砖锁缝钢板数量不超过3块。

6 改造效果

1) 改造后, 三次风管后半段再也没有出现脱落打外包现象, 在2012年多次停窑检查中, 没有再出现耐火砖脱落掉砖和顶部耐火砖下垂现象。

2) 三次风管内积灰现象很少, 很多部位基本没有, 直管部分最厚的部位也仅仅0.2m, 以往每次停机大面积、大强度清灰的现象基本没有。

浅谈三次风管阀板设计 第2篇

1 三次风阀的分类

目前,闸板阀形式大致有两种,蝶阀结构和闸板阀式结构。由于蝶阀整个阀板都处在三次风管的冲刷下,使用寿命相对比较短,且蝶阀只适合在较小风管内,跟现在水泥生产线大型化背景不适宜。闸板阀主要有两种骨架结构,一种是耐热钢筋加浇注料混凝结构,另一种是耐热钢板加浇注料混凝结构。耐热钢筋骨架由于焊点较多,高温下钢筋强度明显不够,在持续应力下钢筋骨架扭曲变形,浇注料跟着龟裂脱落,整个阀板很快损坏掉。我公司承建的摩洛哥2800t/d生产线三次风管阀板使用耐热钢筋加浇注料混凝结构,在使用3个月后检修发现三次风管浇注料脱落,内部不锈钢筋烧坏,见图1,所以我公司现已基本淘汰此类三次风阀板。

2 三次风阀的设计

2.1 阀板设计

2.1.1 阀板的选材

由于三次风管内正常风温为800℃,当开停窑或飞沙料多时可以达到1000~1100℃,因此阀板要首先考虑其在高温情况下工作时能承受的蠕变作用。蠕变就是在高温下,即使施加低于屈服强度极限的应力,随着时间的延长,也会发生较大的变形。固熔温度越高,高温强度就越大。同时,高温阀的选材要考虑其承受K、Na、Cl、S等微量有害元素的侵蚀[1]。

因此高温阀板比较合适的材料所用钢材为ZC40Cr25Ni20Si2等耐热铸钢,这种特种钢是在镍基钢材中添加了固熔强化元素和沉淀硬化元素而研制的[2],其耐热温度为1 100℃,具有较高的蠕变和持久强度,且抗高温腐蚀能力强。

2.1.2 阀板结构设计

在预制钢板混凝土组合体系中,有关学者研究在钢管上预先开孔,可以发挥纵筋和箍筋的作用。苏益声[3]研究了圆形孔蜂窝梁和多边形孔蜂窝梁的承载力,对比发现,开孔面积相等的情况下,圆形孔因为避开了多边形孔造成的角部位应力集中,承载力提高了27%。

对此简单分析了钢板中开孔后是否同样增加钢板的承载力。设计尺寸同为2960mm×2610mm×30mm的耐热钢阀板1和2,阀板1不开孔,阀板2在纵横方向上共开42个Φ200mm的圆孔,将阀板两边定位,在垂直恒定500k Pa压力下,运用有限元分析软件ANSYS计算结果如图2,阀板1两边为应力集中区域,最大应力为225MPa,中心最大变形量为13.3mm。阀板2除两边位于应力集中区域外,所有圆孔边缘都为应力集中区域,最大应力为181MPa,中心最大变形量为9.9mm,开孔后,阀板的最大应力和最大变形量都减少了,当钢板上某一位置开孔后,钢板将在开孔部位容易形成应力集中现象。开孔后的阀板将两边集中的应力分散到各个圆孔边缘,使阀板整体结构更加牢固。

虽然在钢板上合理开孔后增加强度,但耐热钢在900℃左右相比常温强度会成倍下降,30mm钢板在高温下只相当于5mm厚钢板强度。为了提高阀板强度,还需要在阀板上焊接筋板,两种方法见图3,方式1为在圆孔周边焊接圆形筋板,方式2为在阀板横竖方向上焊接筋板。为简便一般采用第2种方法。在尺寸较小的阀板(≤4m2)可以不加筋板。筋板应同阀板材质一致,筋板离浇注料衬体外表面最短距离不能小于30mm。

设计阀板时,面积不变的前提下可以减少阀体宽度,减少阀板受力效果,或在阀板两侧增加护砖,通过护砖来减少阀板两侧的通风量,增加阀板开度,减少阀板受力面积。

2.2 锚固件的选择

我公司承建的俄罗斯5000t/d项目三次风阀板使用7个月,变形卡死,损坏的阀板如图4,锚固件和阀板同材质为0Cr25Ni20,阀板下部部分锚固件已经脱焊,锚固件结构如图5。

发现的问题:此锚固件由上下两部分组成,阀板和锚固件下部分焊接,上下部分再焊接,因为上下部分是点接触,只能焊接很少面积,焊接质量难以保证,高温下很容易脱焊,使锚固失效,并且锚固件顶端离衬体热面太近,最短距离只有10mm左右,底部浇注料的磨损是最严重的,下部锚固件很容易暴露并磨损腐蚀掉。所以锚固件应该结构简单,焊点少,锚固件距离衬体表面应≥25mm,最底部一行锚固件距衬体表面应该≥30mm,此项目更换图6的Y型锚固件,并增加筋板,安装使用已11个月,没有发现问题。

为了防止锚固件脱落,也可以设计能够“镶入”阀板的锚固件,此锚固件一般为扁钢结构,在阀板上开小孔,然后将扁钢穿过阀板,将扁钢两头开叉,形成永不脱焊的锚固件,增加了对浇注料的锚固能力。

在焊接锚固件前需要除去阀板上的锈蚀,锚固件要焊接牢固。在锚固件表面应涂以沥青或塑料胶带包裹,锚固件顶端必须安装塑料帽以缓冲受热后的膨胀应力,塑料帽最好用胶带缠绕,防止掉落。

2.3 浇注料的选择

浇注料的选用和浇注质量对于三次风阀板的寿命至关重要。因为三次风的风速通常在30m/s左右,且含有大量颗粒,对阀板冲刷磨损很厉害,加上三次风内含有的氯、碱等有害成分的侵蚀作用,很容易引起阀板浇注料的疏松和剥落。因此高温阀应该采用密实度高、强度大、有足够耐腐蚀和耐磨性能的浇注料,才能使阀板在800~1200℃高温下承受严重的碱腐蚀和大量细颗粒熟料的高速冲刷作用。目前选择以刚玉、碳化硅为基体,添加钢纤维(钢纤维不能超过2%,钢纤维可以提高浇注料韧性和抗剥落性,但耐磨耐腐蚀性太差)、防爆纤维的低水泥浇注料。刚玉和碳化硅硬度大、熔点高、化学性质稳定,对酸、碱都有良好的抵抗性,加上正确的浇注养护烘烤方法,就可确保浇注料的质量,从而大大提高阀板的使用寿命。

阀板和浇注料热膨胀不同步,阀板热膨胀系数相比浇注料要大,使得浇注料出现裂痕、剥落,所以有必要在所有阀板和浇注料接触之间填充陶瓷纤维毯,一般可填充5~10mm空间,因为纤维毯需要在浇注料施工前布置,没有办法对纤维毯进行预压缩,所以应该使用密度大压缩量小的陶瓷纤维毯填充。浇注料上每隔600mm左右应留10mm膨胀缝,使用15mm可压缩陶瓷纤维毯填充。

浇注料施工时,要先做好模具,浇筑前清理模具内杂物,清洗所有用到的工器具。将焊接好锚固件的阀板整体放入模具内,整体浇注。浇注料必须使用强制式搅拌机或砂浆搅拌机拌料,不可人工拌料。

3 结论

1)阀板和锚固件应选用耐热钢材质ZC40Cr25Ni20Si2,在阀板上均匀布置适量数目和合理直径的圆孔,可以明显增大阀板强度,阀板尺寸超过4m2时,需加上筋板增强阀板强度。

2)锚固件材质应和阀板一致,选用构造简单焊点少的结构形式,防止焊点过多脱焊,或设计能够“镶入”阀板的锚固件,锚固件表面应涂以沥青并在顶端安装塑料帽。

3)应该选用高耐磨抗侵、优良抗热震稳定性的浇注料。阀板和浇注料之间必须填充陶瓷纤维毯,用以抵消热膨胀引起的应力。在施工中严格按照设计及施工规范施工,才能最终保证阀板的质量和寿命。

参考文献

[1]刘启元,陈华,浅谈三次风管的设计[J].水泥工程,2010(1):12-15.

[2]牟斌,陈金环,三次风管高温调节阀存在的问题和改进方案[J].新世纪水泥导报,2009(2):15-16.

三次风管 第3篇

1 原因分析

因我公司使用100%电石渣配料, 在煅烧过程中熟料飞砂较大, 三次风测温点风速较快, 温度较高 (950~1 050℃) , 带着颗粒料的高速风冲刷在热电偶上, 导致热电偶磨损严重。现场发现, 每次更换下来的热电偶均是因为风沙冲刷导致热电偶外套磨破, 将内部热阻丝烧坏。

2 解决方案

1) 将热电偶由闸板阀前改在闸板阀后面, 高速风从闸板阀底部过去, 闸板阀对热电偶起到保护作用。

2) 用一根长为200mm、直径为Φ35mm的钢管焊接在插热电偶的位置, 在钢管中部开一个Φ15mm的孔, 在孔外面焊接一个M12的螺母, 将热电偶 (Φ30mm) 插入钢管中, 在螺母上拧一个M12×30mm的螺丝, 将热电偶固定在钢管上。运行时要求岗位每2h巡检时把螺丝松开, 将热电偶顺时针旋转45°后再次紧固螺丝, 固定热电偶。这样使热电偶头部磨损均匀, 达到延长热电偶使用寿命的目的。

改进后热电偶和闸板阀的工艺布置见图1。

3 改进效果

三次风管 第4篇

1 预燃室出现的问题及技改措施

1.1 出现的问题

1) 预燃室内火焰颜色发白、雪亮刺眼, 炉内温度高, 经常烧坏炉壁。粉状物料经常被烧结成粒, 直接落入窑内, 物料分解率低, 造成窑内热负荷增大, 投料量降至135～140t/h, 熟料质量较差, fCaO合格率仅50%。

2) 预燃室中下部结渣很快, 大量的结渣料经常堵塞预燃室或者塌落堵塞分解炉混合室下缩口, 造成窑止料处理。

3) 入预燃室三次风的观察孔处经常出现正压, 有时虽然是负压, 但是若把一根燃烧着的木棍伸入三次风管内, 会发现火焰向窑头方向流动, 三次风根本就没有进入炉内, 造成炉内工况恶化。

1.2 原因分析及技改措施

原来设计的C4撒料板角度和长度不合适, 挡风比较严重, 使两列三次风抽不进炉内, 而朝着反方向流动, C4A和C4B来料也被带到三次风管内, 堵塞管道, 影响炉内热工制度。为此采取了以下措施:

1) 将原长度为600mm, 斜度为35°的撒料板抽出, 安装长约500 mm, 斜度为55°的撒料板, 扩大三次风入预燃室处的通风面积, 见图1。

2) 将C4A和C4B的下料口均向炉侧移动200mm, 尽量让C4物料进入预燃室内。

3) 在两列三次风管入炉处, 各砌一道竖的耐火砖墙, 见图2, 以提高三次风速, 保证入炉物料能够充分分散、悬浮, 扩大物料换热面积, 提高传热效率。

4) 对炉用燃烧器磨穿的管道进行补焊, 保证各风道不相互窜风, 火焰不偏斜, 避免烧损炉衬。

1.3 效果

技改后, 三次风切向速度提高, 物料“边壁效应”加强, 炉衬得到进一步保护, 增大了C4A和C4B来料的分散程度, 换热效率提高, 炉内局部高温消除, 有效控制了结渣现象, 同时C4A和C4B下料口涡流强度增大, 下料管内负压相应也增大, 物料下料顺畅, 避免了塌料。投料量提高到165t/h, 熟料fCaO合格率达到85%, 生产趋于正常。

2 三次风管出现的问题及技改措施

2.1 出现的问题

1) 采用DD炉时, 三次风管入炉位置在距地面10m处。改为TSD炉后, 由于加装了两个预燃室, 入炉位置需提升到距地面20m处, 为此将三次风管做成了“S”形和预燃室进行连接。改后三次风阻力增大、风量减少, 弯管处积料快, 局部风速超高, 造成该部位耐火材料及管道烧损、磨损严重, 不好修补, 漏风严重, 入预燃室三次风温很低 (750～810℃) , 熟料标准煤耗高 (120kg/t左右) 。

2) 三次风闸阀原设计为轴向转动阀, 因立轴在三次风管内, 经常烧坏、掉落, 堵塞三次风管。

3) 由于三次风管没有设置总闸阀, 在需要调节窑炉用风时, 要同时调整两列三次风闸阀。如果只调B列闸阀, 会相应改变A列三次风量, 但窑内用风并未有明显改变, 反而会改变A列预燃室内燃烧状况。风量增大时必须将两列三次风闸阀同时关小, 特别是B列闸阀有时需关至10%左右, 才能保证窑炉用风平衡, 使三次风由闸阀底部吹出, 且此闸阀离C4B下料管较近, 导致风、料混合不充分, 塌料时有发生。

2.2 技改措施

1) 对三次风管路进行了顺直改造。在原三次风管路及其支撑结构和土建框架结构基础上, 拆除其尾部弯管部分, 将三次风管整体斜向抬高顺直, 降低三次风阻力。

2) 将三次风闸阀由轴向转动阀更换为ZGCr25Ni20耐热钢板制成的截止阀, 并补浇钢玉质耐火浇注料, 根据两列预燃室燃烧情况适时调两列三次风闸阀, 平衡两列三次风。

3) 三次风总管道加装一个总闸阀 (见图1) , 保证窑炉用风平衡的同时, 便于两列三次风调节。总闸阀设计为截止阀, 选用ZGCr25Ni20耐热钢板, 浇筑钢玉质莫来石浇注料, 将连接件置于风管外, 防止损坏后落在管内。在闸阀两侧砌耐火砖墙, 见图3, 尽量减少闸阀面积, 避免闸阀过重, 使闸阀在提升时, 轻巧灵活。同时使三次风管内负压增大, 风速加快, 管内积灰能够被风全部带走, 避免管内积料。

2.3 效果

三次风管 第5篇

我公司2500t/d干法熟料生产线于2004年6月建成投产, 长期在高温环境下运行, 三次风管曾发生过如下现象:

(1) 内部浇注料和耐火砖塌落、风 (支) 管烧红烧通漏风, 风压平衡受到破坏;

(2) 三次风 (两条) 分支管道的三次风阀烧损, 但烧损程度不一, 阀门开度相对都增大了, 但增大幅度又不同, 风压平衡受到了破坏;

(3) 入三次风 (两条) 分支管道的负压管头部烧损、锈蚀腐烂、管内灰尘堵塞, 干扰负压值的准确测量。与此同时, 由于两条支管的路径不同、弯度曲率不同、风阻系数就不会一样。

因此, 在对三次风阀门开度调节上, 尽管有刻度作为依据, 但在多种可变因素测定的基础上, 仍不可能使之达到精细化之“动态平衡”。2007年10月21日, 我公司分解炉接近锥体部的上段部分就出现了一起耐火砖塌落事故, 被迫停窑两天。

2007年底, 公司在对窑系统大修时, 就在三次风管两条支管上对负压表 (型号为EJA110A, 模式为S2, 量程为-1～0k Pa) 的位置进行统一布置, 均设在三次风管阀门后、距离分解炉入口1m远 (原来的负压管入口距离调节阀门后1m远、并且处于支管弯道处) , 这样的布局不会因在阀门附近负压突然增大而影响支管负压真实值的测量, 也不会因为弯道风力产生向心加速度而造成与分解炉入口处的风压产生数值偏差。这样, 两支管测出的负压值相比较, 绝对值误差最小。

有些生产单位在DCS操作界面上只有三次风阀门开度屏显, 而无负压值显示 (我公司就是一支有, 而另一支没有) ;或者根本就没有安装支管负压表;或者负压管表堵塞损坏而未能修复。那么在这里介绍一种简捷方法, 可将负压数据显示定格在视屏界面上, 即:现场安装负压表后, 将其接线电信号4mA～20mA DC (国际统一标准信号) 经现场中继站引至中控室, 利用PLC (可编程序控制器) 制作程序, 制作步骤如下:

(1) 打开WINCC资源管理器打开变量管理器STMAITC ST PROTOCOL SUITETCP/IP窑尾F-analong-in在打开的界面中点击“右键”新建变量 (我厂设备编号为“FP08”, 量程为“-1000～0”) 。

(2) 打开图形编辑器打开对应的图形 (我厂图形名称为“KILNINLET.PDL”) 新建“输入/输出域”在“输入/输出域”选项中进行各项设置 (输出值“FP08、0.00000, 十进制, 格式为s9999”) 。

(3) 保存退出, 运行WINCC, 与现场校对数值。