Làm thế nào để thiết kế kết cấu lót gốm cho đường ống phun than PCI lò cao?

Hệ thống phun than nghiền thành bột (PCI) lò cao yêu cầu vận chuyển nguyên liệu ổn định, không gặp sự cố cho quy trình nấu chảy thông thường. Bên trong đường ống, các hạt than mịn di chuyển với tốc độ dòng chảy cao và tiếp tục va vào thành trong trong thời gian hoạt động dài. Mặc dù than nghiền thành bột có cảm giác mềm hơn so với quặng khoáng cứng, nhưng quá trình vận chuyển bằng khí nén kéo dài sẽ dần dần làm mòn các bộ phận của đường ống. Các đoạn ống uốn cong nơi chuyển hướng dòng chảy bị hư hại nhiều nhất.

Người vận hành nhà máy thường xuyên gặp phải những vấn đề đau đầu thực tế sau:

· Xói mòn vật liệu nghiêm trọng ở phần khuỷu

· Thành mỏng dần trên các đoạn ống cục bộ

· Rò rỉ đường ống bất ngờ dẫn đến thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến

· Thay thế bộ phận thường xuyên cho những đoạn ống bị mòn nhiều

Để giải quyết những điểm yếu này, lớp lót gốm chống mài mòn đã trở thành lựa chọn bảo vệ chủ đạo cho các vùng có độ mài mòn cao trong đường ống PCI. Tuy nhiên, việc chỉ lắp gạch men vào bên trong đường ống sẽ không mang lại tuổi thọ sử dụng như mong đợi. Các kỹ sư cần điều chỉnh bố cục lớp lót dựa trên các kiểu hao mòn thực tế dọc theo toàn bộ mạch vận chuyển.

Yếu tố kích hoạt nào xảy ra trên đường ống PCI lò cao?

Hư hỏng đường ống hiếm khi xuất phát từ chính luồng không khí. Động lực thực sự nằm ở các hạt than rắn được đưa vào trong luồng không khí. Khi chạy ở tốc độ truyền tải cao:

· Các hạt rắn liên tục đập vào bề mặt ống bên trong

· Các hạt than mịn tạo ra hiện tượng mài mòn trượt liên tục.

· Chuyển hướng dòng chảy tạo ra các điểm xói mòn tập trung.

Mức độ hao mòn được kiểm soát bởi nhiều biến số hiện trường: kích thước hạt than, tốc độ vận chuyển thực tế, áp suất làm việc của hệ thống, độ ổn định dòng chảy và bố cục hình học của đường ống. Vì các điều kiện làm việc khác nhau giữa các đoạn ống nên giải pháp lót một kích cỡ phù hợp cho tất cả không thể hoạt động tốt trên toàn bộ mạng PCI. 

Các vùng mài mòn cao đáng chú ý trên đường ống phun than

Thiệt hại do mài mòn không trải đều trên toàn bộ chiều dài đường ống; nó tập trung vào một số vị trí điển hình.

1. Khuỷu ống và chỗ uốn ống

Khuỷu tay nổi bật là vị trí hư hỏng thường xuyên nhất. Khi than nghiền thành bột thay đổi hướng, các hạt tiếp tục di chuyển về phía trước theo quán tính và đâm vào cung ngoài của các khúc cua. Tác động tập trung này làm cho khuỷu tay xuống cấp nhanh hơn nhiều so với chạy ống thẳng.

2. Khớp nối giảm tốc và khớp nối chuyển tiếp đường kính

Sự thay đổi kích thước ống đột ngột làm xáo trộn luồng không khí và sắp xếp lại sự phân bố hạt. Dòng chảy hỗn loạn hình thành ở đây và mang lại sự cọ rửa vật liệu không đồng đều. Nếu không có biện pháp bảo vệ chống mài mòn thích hợp, các bộ giảm tốc sẽ biến thành các mắt xích yếu cần được kiểm tra và bảo trì thường xuyên.

3. Các đoạn ống cấp liệu và tốc độ cao

Tại các điểm cấp liệu và các đoạn có tốc độ dòng chảy cao, tần số va chạm của hạt tăng mạnh. Những vị trí này cần được chú ý nhiều hơn trong quá trình lập kế hoạch bảo vệ chống mài mòn.

Thiết kế kết cấu lót gốm thực tế cho các phần ống khác nhau

Người mua nhà máy và kỹ sư dự án nên kết hợp các hình thức lót với điều kiện làm việc tại địa phương thay vì áp dụng các lớp lót giống hệt nhau ở mọi nơi.

Đoạn ống thẳng

Các đoạn ống thẳng hầu hết chịu ma sát trượt đều. Ống bọc gốm alumina tích hợp hoặc ống lót bằng gốm đúc sẵn rất phù hợp cho những phần này. Thiết lập này mang lại bề mặt bên trong chống mài mòn liên tục, duy trì dòng nguyên liệu trơn tru và làm chậm quá trình mài mòn thành để vận chuyển bột lâu dài. Công ty TNHH Thiết bị chống mài mòn Shandong Qishuai cung cấp bộ hoàn chỉnh của dòng ống composite bao gồm các đoạn chạy thẳng, uốn cong và chuyển tiếp cho các dự án cải tiến hệ thống PCI và các dự án xây dựng mới.

Phần khuỷu tay và uốn cong

Khuỷu tay chịu được tác động kết hợp và tải trọng ma sát mạnh hơn ống thẳng, vì vậy việc gia cố là cần thiết. Các lựa chọn đã được chứng minh tại hiện trường bao gồm ống bọc gốm loại tách rời, khuỷu tay được lót bằng gốm chế tạo sẵn và vùng mài mòn bằng gốm dày cục bộ. Đối với các địa điểm vận hành có tác động của hạt cực nặng, có thể chọn các sản phẩm từ dòng composite gốm cao su để hấp thụ sốc và giảm nguy cơ sứt mẻ gốm. Danh mục sản phẩm của chúng tôi cũng bao gồm dòng sản phẩm hàn phủ cacbua crom dành cho các giải pháp chống mài mòn thay thế trong các tình huống làm việc đặc biệt, trong khi dòng sản phẩm gốm cacbua silic có thể được xem xét cho dịch vụ kết hợp ăn mòn và mài mòn cao như một lựa chọn vật liệu thay thế.

Phân đoạn giảm tốc và chuyển tiếp

Bên cạnh khả năng chống mài mòn, bộ giảm tốc phải duy trì quá trình chuyển đổi vật liệu ổn định. Khi thiết kế lớp lót gốm cho các bộ phận này, hãy giữ các chuyển tiếp đường viền bên trong nhẹ nhàng, tránh đột biến đường dẫn dòng chảy đột ngột và cắt giảm các dòng xoáy hỗn loạn. Các thành phần gốm phân đoạn được lắp ráp phù hợp với hình học giảm tốc phức tạp tốt hơn so với các lớp lót nguyên khối trong hầu hết các trường hợp.

Cách chọn loại gốm phù hợp cho dịch vụ đường ống PCI

Lựa chọn vật liệu phụ thuộc vào cường độ mài mòn tại chỗ và chu kỳ vận hành dự kiến.

Lớp lót gốm alumina 92%phù hợp cho việc vận chuyển than nghiền thành bột ở mức độ chung với độ mài mòn vừa phải. Nó cân bằng khả năng chống mài mòn tốt và ngân sách dự án cho các điều kiện làm việc PCI thông thường.

Lớp lót gốm alumina 95%phù hợp cho hoạt động sản xuất lâu dài không ngừng nghỉ với yêu cầu mài mòn cao hơn. Nó có mật độ vật liệu cao hơn, hiệu suất chống mài mòn tốt hơn và chu kỳ dịch vụ kéo dài, được áp dụng rộng rãi trong nhiều dự án phun than lò cao công suất lớn.

Cấu trúc composite cao su-gốm Được khuyến nghị cho các trường hợp có tác động của hạt nặng, tốc độ dòng chảy cao và tải sốc cơ học. Lớp cao su phía sau giúp tiêu tán lực va đập và giảm nguy cơ mảnh gốm.

Tối ưu hóa đường ống phụ trợ để làm chậm quá trình xuống cấp thành phần

Lớp lót gốm đóng vai trò là một biện pháp quan trọng chứ không phải là toàn bộ giải pháp. Bố trí đường ống tổng thể cũng ảnh hưởng đến tuổi thọ dịch vụ thực tế.

Quản lý vận tốc truyền tải hợp lý. Tốc độ dòng chảy cao hơn sẽ khuếch đại năng lượng tác động của hạt. Việc điều chỉnh hệ thống phải đảm bảo việc cung cấp than ổn định mà không cần theo đuổi vận tốc cao không cần thiết.

Áp dụng bố trí khuỷu tay bán kính lớn. Bán kính uốn cong lớn giúp giảm bớt tác động của các hạt sắc nhọn, ngăn chặn sự nhiễu loạn và giảm thiểu sự cọ rửa cục bộ tập trung.

Giảm thiểu sự xáo trộn dòng chảy không cần thiết. Cố gắng tránh thay đổi đường kính đột ngột, uốn cong bán kính ngắn và các mối nối ống được căn chỉnh kém để tải trọng mài mòn phân bố đều hơn.

Tiêu chuẩn hóa quy trình lắp đặt tại chỗ. Ngay cả các thành phần gốm sứ cao cấp cũng sẽ sớm bị hỏng do chất lượng lắp đặt kém. Xử lý bề mặt nền thép, dán keo, căn chỉnh gạch men và kiểm soát khe hở mối nối đều rất quan trọng. Bề mặt bên trong nhẵn giúp ngăn chặn sự mài mòn thứ cấp do nhiễu loạn thêm.

Lớp lót gốm có ngăn chặn hoàn toàn sự mài mòn của đường ống PCI không?

Lớp lót gốm làm chậm đáng kể quá trình xuống cấp của đường ống, tuy nhiên nó không thể loại bỏ hoàn toàn sự mài mòn. Hiệu suất dịch vụ trong thế giới thực tùy thuộc vào đặc tính của vật liệu than, thông số vận chuyển thực tế, bố cục đường ống và chất lượng thực hiện lắp đặt tại hiện trường. Giá trị cốt lõi của lớp lót gốm nằm ở việc kéo dài khoảng thời gian bảo trì và giảm tần suất thay thế linh kiện cho mạch PCI lò cao.

suy nghĩ cuối cùng

Thiết kế cấu trúc lót gốm hợp lý cho đường ống phun than lò cao bắt đầu bằng việc xác định vị trí và mức độ mài mòn diễn ra. Các đoạn ống thẳng dựa vào ống bọc gốm alumina liên tục; khuỷu tay yêu cầu tăng cường bảo vệ chống va đập; bộ giảm tốc chuyển tiếp cần cấu trúc lót duy trì quá trình chuyển đổi vật liệu ổn định.

Các kỹ sư mua sắm có thể đánh giá các giải pháp gốm dựa trên alumina cùng với các lựa chọn thay thế, bao gồm loạt hàn phủ cacbua crom, loạt composite gốm cao su và loạt ống composite theo thông số tại địa điểm. Việc kết hợp phần cứng lớp lót phù hợp với cách bố trí đường ống được tối ưu hóa cho phép các cơ sở PCI đạt được tuổi thọ linh kiện dài hơn, ít phải dừng sản xuất hơn và vận hành lò cao ổn định hơn.

Thay vì chỉ định gạch men dày hơn, sẽ hợp lý hơn nếu tùy chỉnh sơ đồ lót dựa trên điều kiện làm việc thực tế của việc vận chuyển than. Nếu bạn đang tìm nguồn cung ứng các bộ phận ống chịu mài mòn cho các dự án hiện đại hóa PCI lò cao hoặc các dự án xây dựng mới, vui lòng gửi email đến nhóm của chúng tôi tại Công ty TNHH Thiết bị chống mài mòn Shandong Qishuai. Chia sẻ kích thước đường ống, thông số chất lượng than và điều kiện vận hành và chúng tôi sẽ đưa ra các đề xuất sản phẩm mục tiêu cho dự án của bạn.

Email: qishuai@zbqishuai.cn